Звукоизоляция помещений индустрии развлечений

Худошин А. Звукоизоляция помещений индустрии развлечений // Ватерпас. 2002. №6. C.112-114

Не нужно далеко ходить за примером, чтобы напомнить об акустических свойствах жилья, доставшегося нам по наследству от программ ?быстрого капитального? (?!) строительства типа ?Жилье 2000?. Ощущение, что ты находишься в гостях у соседей сверху, которые неутомимо 24 часа в сутки обучают ребенка собачьему вальсу, или у соседа снизу на дискотеке, как раз когда собрался выспаться ?хоть раз в месяц?, не покидает тебя до тех пор, пока мозг не отключит себя сам.

А теперь обратимся к проблеме организации досуга в городе при отсутствии специально спроектированных построек, но наличии большого желания организовать этот самый досуг сограждан с максимумом удобств для них и массой технических новинок в ?мощном и навороченном саунде?. Благополучно пройден этап покупки помещения, отчуждения в нежилой фонд, согласования с горархитектурой и рядом других организаций, решены все вопросы дизайна, стиля заведения, и, главное, подобрана чудо-акустическая система, не сравнимая по мощности с магнитофоном соседа сверху. Осталось решить вопрос спокойного сна добропорядочных самаритян, которые по ночам упорно спят.

А вопрос этот должен быть решен еще на этапе проектирования клуба. Суть проблемы звукоизоляции такого помещения заключается в устранении путей распространения акустических волн различных частот и происхождения. Разрешается она применением звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов и систем.

Злополучные акустические волны распространяются через стены и перегородки, потолки и перекрытия, которые образуют так называемые акустические мостики или, по научной терминологии, вторичные источники колебаний. Эти волны распространяются в упругих и неупругих средах и имеют собственную энергию. И чем выше их энергия, тем более явно и четко мы слышим шум, вибрацию, музыку. Задача звукоизоляции заключается в преобразовании энергии акустической волны в другие виды энергии. С этой задачей справляются, например, стены и полы с повышенной звукоизоляцией от воздушного шума (шум, распространяющийся в воздухе, ? голос, звук из динамиков акустических систем и т.д.).

Наиболее важным физическим законом в изоляции воздушного шума является закон массы: чем больше масса преграды, тем больше звукопоглощение. Т.е. идеальной преградой звуку является стена из монолитного железобетона толщиной не менее 300 мм без каких-либо проемов. Однако на практике это неэкономично, а зачастую и невозможно. Кроме того, звук, как известно, делится на высокие и низкие частоты. Высокие частоты поглощаются количеством перегородок, а низкие ? массой материала. В результате многолетних исследований родилось экономичное и эффективное решение проблемы звукоизоляции в виде конструкции, отвечающей правилу масса-пористость-количество. Эта конструкция состоит из тонких листов (4 -20 мм) высокой плотности, закрепленных с двух сторон на несущем каркасе, пространство между которыми заполняется пористым материалом. Изоляционная способность таких конструкций является результатом одновременного воздействия нескольких различных факторов, на которые можно воздействовать с помощью хорошей проектной и монтажной работы.

На звукоизоляционную способность стеновых конструкций влияют следующие факторы:

? расположение конструкций;

? глубина каркасного пространства;

? наличие раздельных каркасов;

? деревянный или стальной каркас;

? толщина листа и масса;

? количество используемых л истов;

? включение минеральной ваты и других материалов;

? общая герметичность конструкции.

При лабораторных измерениях можно получить оптимальную изоляционную способность (R) при прохождении звука непосредственно через стену, но для расчетов принимают более низкую величину (R1), что вызвано следующими факторами:

1.Ошибка проекта, строительства.

2.Вид конструкции.

3.Звукоизоляционная способность стен.

Под звукоизоляционной способностью стен понимают проникновение звука непосредственно только через стеновую конструкцию, расположенную между двумя помещениями:

а) прохождение звука непосредственно через стену;

б) боковая передача звука:

через боковую конструкцию,

по вентиляционным каналам,

через подвесной потолок,

через окна,

по трубопроводам;

в) утечка звука через щели.

При боковой передаче звука последний не проходит через стеновую конструкцию, но может передаваться самыми различными путями: по каркасным и соединительным конструкциям как через вентиляционные каналы, так и через отопительную сеть. Подвесные потолки и наружные окна в некоторых случаях также оказывают воздействие. Пропускающие звук щели возникают обычно во время монтажных работ. Размеры щелей могут варьироваться от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Прохождение звука через щели предотвращается за счет заделки щелей уплотнительной массой. Основное назначение уплотнений заключается в обеспечении воздухонепроницаемости конструкций, что в соответствии со звукотехникой, является основным условием для конструктивных решений. В европейских странах при указании требований к звукоизоляционной способности какой-либо части здания подразумевается суммарное воздействие всех вышеперечисленных факторов.

В качестве примера материала для звукоизолирующих стен рассмотрим лист ?ГИПРОК? GN 6 для реконструкции толщиной 6 мм, специально разработанный для реконструкции покрытий деревянных и каменных стен. Сердечник листа выполнен из армированного стекловолокном природного гипса, а покрытие ? из специального прочного картона. Ширина листа 900 мм, а масса около 5 кг/м2. Лист имеет тонкую кромку для заделки стыков. Лист применим как основание почти для всех типов облицовочных материалов, отлично подходит для ремонта изогнутых конструкций и стен, не деформируется из-за колебаний влажности или температуры.

Для улучшения акустических характеристик перегородок и при зашивке стен и потолка гипсовыми материалами пространство за перегородкой заполняется акустическими минераловатными и стекловатными плитами с перфорированными экранами, представляющими собой изделия, изготовленные из мягких, полужестких или жестких плит с облицовкой листовыми перфорированными материалами. Изделия на основе базальтового волокна обладают необходимой прочностью при небольшом объемном весе, сохраняют геометрические размеры и высокие функциональные качества на протяжении всего периода эксплуатации изолируемого объекта. При пожаре базальтовая вата не только не горит и не распространяет огонь, но и защищает от него изолируемую поверхность. Кроме того, каменная вата обладает химической стойкостью. Ни масла, ни растворители, ни умеренно кислые или щелочные среды не оказывают на нее воздействия. Для каменной ваты тепловое расширение или сжатие не представляет никакой опасности. Колебания температур и увлажнение не оказывают существенное влияние на прочность каменноватных плит. Каменная вата обладает низкой эмиссией пылевых частиц и органических веществ. Такие изделия предлагаются фирмами Parox, Rockwool, Isover.

Для звукопоглощающего слоя изделий часто применяют обычные теплоизоляционные плиты. Облицовку производят листами из гипса толщиной 4-7 м, а также из слоистого пластика, алюминия, стали. Перфорацию делают круглой, иногда квадратной или щелевидной. Диаметр отверстий перфорации 3 ? 10 мм. Располагают их правильными рядами или в шахматном порядке. Площадь перфорации составляет 15 ? 20 % от общей площади экрана. Для повышения гигиеничности и улучшения сцепления звукопоглощающего слоя с экраном между ними прокладывают слой редкой стеклоткани. Длина плит 500 ? 1500 мм, ширина 500 и 1000 мм, толщина изоляционного слоя 50 ? 100 мм. Коэффициент звукопоглощения 0,8 ? 0,9. Изделия обладают высокой декоративностью и прочностью. Например, плиты с гипсовым экраном имеют R(сж) около 2 МПа, однако их водостойкость ниже, чем у плит с другим покрытием.

Наиболее эффективное расположение акустических панелей предусматривает полное покрытие потолка и стен акустическими плитами и панелями. Если же возможно только частичное покрытие, то целесообразно размещать панели ближе к стенам, где энергетическая плотность звука наибольшая. Поверхность потолка над источником звука тоже должна быть закрыта. В высоких и узких помещениях обычно бывает недостаточно потолочных плит (панелей), а если источник шума расположен близко к стене, поверхность за ним также следует за крыть акустической панелью. Чувствительные к механическим воздействиям панели следует располагать в верхних, прилегающих к потолку частях.

В строительной практике за рубежом широко используются специальные акустические конструктивные системы. В первую очередь, это касается перегородок в помещениях с повышенными звукоизоляционными или звукопоглощающими требованиями (кинотеатры, театры, конференц-залы и т.п.). Как правило, они представляют собой самостоятельно стоящие полуперегородки (1 ? 3 слоя гипсокартона, в зависимости от требований по огнестойкости и звукоизоляции, на металлическом каркасе), пространство между которыми заполняется звукоизоляционными материалами. При большой высоте (до 14 м) эти полуперегородки соединяются между собой посредством специальных акустических соединительных элементов, изготовленных из специальных видов резины. К примеру, такого типа перегородки, разработанные и запатентованные французской фирмой Лафарж, использованы при строительстве 40 многозальных кинотеатров во Франции и 14 ? в Польше. Данный вид строительства звукоизоляционных перегородок в зданиях с повышенными требованиями к звукоизоляции приобретает все большую популярность в европейских странах.

Имеются акустические конструктивные системы и для звукоизоляции потолков, такие как Rockfon, Ecofon. Эти потолки имеют наполнение из минеральной ваты, покрытое с помощью клея на водной основе ворсистым покрытием, которое затем окрашивается водоэмульсионной краской. Кроме звукоизолирования и звукопоглощения, эти материалы обладают хорошими гигиеническими, влагостойкими свойствами, имеют огнестойкость до 2-х часов.

В современном сухом строительстве все большую популярность приобретают плавающие полы с использованием гипсоволокнистых плит (ГВП). Суть метода очень проста: на выравненную по маякам сухую засыпку (те же керамзит, перлит с фракцией до 5 мм или отожженный кварцевый песок) укладываются в два-три слоя с перекрытием швов гипсоволокнистые листы; по периметру помещения укладывается пористая лента или 100 мм синтетическая вата для устранения тех самых злополучных акустических мостиков. В результате в кратчайшие сроки организуется большая площадь ровного пола с высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, исключаются мокрые процессы, уменьшается нагрузка на перекрытие.

В Украине производятся и приобретают все большую популярность звукопоглощающие базальтовые маты. Они изготовляются на основе супертонкого базальтового волокна с акустически прозрачной оболочкой ? стеклотканью (кремнеземной тканью), табл. 1.



Таблица 1. Механические и физические свойства магов БЗМ

Категория

Свойства

Единица измерения

Величина

Механические

Плотность

кг/ куб. м

22-64

Теплотехнические

Массовая доля влаги

%

не более 0,8

Предельная температура использования

оС

450; 700

Акустические

Нормальный коэффициент звукопоглощения

-

0, 1 -0,5 низкочастотный

0,5-0,8 среднечастотный

более 0,8 высокочастотный

Среднеарифметический реверберационный коэффициент звукопоглощения

-

0,4-0,9

Пожарные

Горючесть

Негорючие

Массовая доля ионов хлор

не более 0,03%.

Маты используются в качестве звукопоглощающего наполнителя в конструкциях, издающих шум приборах в интервале температур от -50 оС до +700 оС. Маты БЗМ имеют эффективные звукопоглощающие свойства; химически стойкие, взрывобезопасные и негорючие, они не поддаются старению; пропускают пар, не увеличивают диффузорного сопротивления конструкций; хорошо сохраняют форму; выдерживают тепловые нагрузки до 450