Рис. 24. Распространение шума в здании: 1 и 2 - прямой и косвенный путь воздушного звука; 3 и 4 - прямой и косвенный путь ударного звука; 5 и 6 - прямой и косвенный путь шума от вибрирующего оборудования; 7 - виброизоляторы; 8 - гибкие вставки; 9 - опоры с упругими прокладками; 10 - прокладка из упругих материалов
Косвенные пути передачи звука зависят от многих причин, трудно поддающихся учету и расчету. В современных зданиях за счет снижения массы ограждающих конструкций, увеличения жесткости сопряжений в стыках и габаритов сборных конструкций наблюдается более интенсивная передача звука по косвенным путям. В результате шум распространяется по конструкциям на большие расстояния от источника звука, создавая дискомфортные условия во многих помещениях здания.
Воздушный прямой звук проникает через неплотности в ограждении (это основной путь); вследствие колебания конструкции как мембраны; непосредственно через материал ограждения (этот путь, как правило, имеет наименьшее значение) (рис. 25). Учитывая это, для звукоизоляции помещения необходима тщательная заделка всех неплотностей. В основном они образуются в местах примыкания перегородок к стенам и перекрытиям, в стыках между сборными элементами.
Много неплотностей в дверных и оконных проемах. Чтобы увеличить звукоизоляцию дверным блоком, его делают с порогом, а иногда и с двойными полотнами или с тамбуром. Надо тщательно заделывать отверстия после прокладки труб отопления и водоснабжения. Учитывая, что металлические трубы имеют больший коэффициент линейного расширения, чем бетон, заделка отверстий должна осуществляться не жесткими, а упругими материалами (пакля, поролон, резина и др.), так как жесткие материалы дадут новые неплотности после температурных деформаций труб. Малейшая неплотность в ограждении сильно снижает его звукоизолирующую способность.
Рис. 25. Схема прохождения звука через ограждающую конструкцию: 1 - падающий звук; 2 - звук, прошедший через щели и поры материала; 3 - суммарный звук, прошедший через конструкцию; 4 - звук, возникающий от колебания конструкции как мембраны; 5 - звуковая энергия, трансформирующаяся в тепловую; 6 - звук, передающийся по материалу (структурный шум); 7 - отраженный звук.
Устранение мембранных колебаний конструкции достигается увеличением его массивности, т. е. веса ограждения. Но увеличение веса конструкции идет вразрез с требованиями по уменьшению материалоемкости зданий, поэтому устанавливают многослойные конструкции ограждения со слоями различной звукопроницаемости. К таким конструкциям относятся стены с гибкими плитами на относе, раздельные (двойные) конструкции с воздушной прослойкой посредине, многослойные междуэтажные конструкции и др. В качестве плит на относе используют гипсокартонные листы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, прибиваемые к деревянным рейкам. Между рейкой и стеной предусматривают упругие прокладки для уменьшения передачи ударного звука.
Если плотный, тяжелый материал является эффективным препятствием для распространения воздушного звука, то ударный звук плотные материалы проводят очень хорошо.
Изоляция от ударного звука обеспечивается применением упругих прокладок между отдельными конструктивными элементами ограждения (например, между балкой и лагой в перекрытии), чередованием в конструкции разных материалов с различной плотностью и звукопроницаемостью, в том числе и воздушных прослоек. Чем больше разница в звукопроницаемости отдельных слоев, тем более эффективна изоляция от ударного звука, так как именно на границе различных сред уменьшается энергия звуковой волны за счет отражения от поверхности новой среды. Кирпичная стена достаточно плотная и поэтому хорошо изолирует помещения от воздушного звука. Но она не передает и ударный звук, так как многочисленное чередование слоев (кирпич-раствор-кирпич-раствор) и т. д.) очень быстро гасит звуковую энергию.
Звукоизолирующую способность ограждения измеряют в децибелах. Она не является постоянной величиной для данного ограждения, так как зависит от высоты звука, т. е. частоты колебания звуковой волны. Часто можно наблюдать, как из-за [ перегородки доносятся лишь низкие звуки, а высокие задерживаются перегородкой. Поэтому звукоизолирующие свойства ограждающих конструкций наиболее надежно определяются опытным путем.
Мероприятия по борьбе со структурным шумом состоят в изоляции вибрирующих механизмов упругими прокладками (виброизоляторами) от строительных конструкций.
Благовещенский Ф.А., Букина Е.Ф. Архитектурные конструкции. - М., 1985.