Основные зоны применения акустических материалов — внешние стены, внутренние перегородки, а также потолки и полы. Рассмотрим наиболее распространенные способы создания комфортной акустической среды в помещениях.
В российских климатических условиях приоритетным является теплоизоляция внешних стен. Волокнистые теплоизоляционные материалы одновременно являются и звукоипоглотителями. Поэтому многие мероприятия, направленные на теплоизоляцию внешних стен, одновременно улучшают и их акустические характеристики. Наиболее эффективны плитные звукоизоляторы из волокнистых материалов. В частности, изоляция на основе базальтового волокна (каменной ваты) успешно применяется в многослойных конструкциях, звукоизоляционные качества которой многократно лучше, нежели монолитной стены. Конструкция состоит из листов разных материалов, между которыми находится воздушная полость. В такой структуре вибрации затухают быстрее, чем в однородном материале.
Внешние стены
Любое помещение ограничено стенами, которые представляют собой преграды для звуковых волн.
Звукоизоляционные свойства однослойных конструкций зависят, прежде всего, от массы и жесткости конструкции и материала. Чем тяжелее и толще монолит и выше частота звука, тем меньше стена вибрирует, и, значит, ее звукоизолирующая способность лучше. Впрочем, связь между этими параметрами не прямая. Так, бетонная стена довольно распространенной толщины 140 мм обеспечивает при частоте 300 Гц звукоизоляцию всего в 39 дБ, а при частоте 1600 Гц - порядка 60 дБ. Повышение значения индекса Rw путем увеличения массы конструкции не столь эффективно, как кажется. Если оштукатуренная стена в полкирпича (толщиной 150 мм) даст звукоизоляцию в 47 дБ, то оштукатуренная стена толщиной в кирпич - только 53-54 дБ. Иными словами, удвоение массы улучшит звукоизоляцию всего на 6-7 дБ.
Многослойная конструкция представляет собой соединение листов различных материалов, между которыми иногда специально оставляют воздушные прослойки. В такой структуре вибрации затухают быстрее, чем в однородном материале. Звукоизоляционные свойства «слоеной» перегородки сравнительно небольшой плотности сопоставимы со свойствами монолитной стены. Так, перегородка толщиной 150 мм с 40-миллиметровым слоем заполнителя из минеральной ваты и воздушной полостью в 100 мм, обшитая снаружи сдвоенными гипсокартонными листами толщиной 12,5 мм каждый, обеспечит звукоизоляцию Rw = 52 дБ. Этого вполне достаточно для защиты от шума, создаваемого распространенными в быту источниками.
Таким образом, многослойные конструкции можно назвать наиболее удачным решением для обеспечения акустического комфорта.
Обычно в качестве заполнителя многослойных конструкций используют минеральную вату, стекловолокно, пенополиуретан, пенополистирол
Внутренние перегородки
Тот же принцип многослойных конструкций применим и для внутренних стен, с той лишь разницей, что в помещении на звукоизолирующие конструкции действуют нагрузки, не превышающие собственного веса конструкции. К тому же, здесь на первый план выходят важные параметры применяемых материалов, такие как экологичность и пожаробезопасность. В связи с этими требованиями обосновано применение негорючих волокнистых материалов.
Типичная легкая перегородка с хорошими акустическими свойствами выглядит как сэндвич, в котором волокнистый звукоизолятор заключен между двумя гипсокартонными листами (или другим листовым материалом). В качестве звукоизолятора можно использовать как базальтовую так и стекловату.
Возможны и более сложные конструкции перегородок, например, с многократным чередованием слоев гипсокартона и звукоизолятора, или даже воздушной прослойкой между двумя слоями звукопоглощающего материала. Многослойные конструкции перегородок, конечно, более дороги и сложны в монтаже, но обеспечивают максимально возможную звукоизоляцию.
Для обеспечения хорошей звукоизоляции между помещениями перегородки нельзя опирать на чистые полы или лаги, а надо устанавливать непосредственно на плиту перекрытия. Причем, чтобы свести на нет вероятность возникновения резонансных колебаний, перегородку не доводят до потолка на 15-20 мм, заполняя оставшийся зазор упругим звукоизоляционным материалом. Такая же «подушка» должна быть предусмотрена и по линии опоры перегородки на пол.
Акустические материалы :
Минеральная вата способна поглощать и регулировать уровень шума. Благодаря свой структуре (тончайшие волокна расположены хаотично в горизонтальном и вертикальном направлениях, под различными углами друг к другу), она значительно уменьшает риск возникновения вертикальных звуковых волн между поверхностями стены, улучшает воздушную звукоизоляцию помещения, сокращает время реверберации (см. статью акустич. потолки «Экофон»). Минеральную вату используют в качестве изоляции в стенах, потолках, крышах и между этажами зданий. В качестве дополнительных преимуществ можно назвать гидрофобность, огнестойкость, паропроницаемость и экологическую безопасность (под воздействием открытого огня плиты из минеральной ваты не дымятся и не выделяют токсичные газы).
Стекловолокно позволяет изготовить гораздо более легкие плиты, чем из минеральной ваты. Данный материал также является эффективным звукопоглотителем, по большой части свойств (не только акустических), имеющим много общего с минеральной ватой. Однако, по мнению некоторых специалистов, их использование возможно только при наличии специальных покрытий, исключающих эмиссию (выделение в окружающую среду) частиц стекловолокна. При этом для выполнения своих акустических функций покрытие должно быть пористым, то есть негерметичным.
Пенополиуретан - это неплавкая термореактивная пластмасса с ярко выраженной пористо-ячеистой структурой. Данный материал имеет хорошие звукоизоляционные показатели при защите от ударного шума (например, от топота соседских детей сверху), но, как утверждают специалисты компаний, представляющих на строительном рынке акустические материалы и технологии, для изоляции от других шумов (разговоры, музыка) он малоэффективен, даже при увеличении толщины до 50 мм. К тому же пористые материалы при равных условиях (плотность, толщина, ровность поверхности) уступают по звукопоглощению волокнистым (минеральная и стекловата), так как за счет трения волокон между собой происходит большее рассеивание энергии падающих на поверхность волн, что и представляет собой процесс звукопоглощения.
То же самое можно сказать и про пенополистирол. Оба материала являются, прежде всего, теплоизоляционными и вряд ли могут нести двойную нагрузку, защищая одновременно и от тепловых потерь, и от нежелательных шумов.
При выборе акустических материалов следует учитывать множество факторов. Возможно комбинированное применение материалов в зависимости от целей. Можно остановиться на выборочной звукоизоляции, например, только потолка или стен. Немаловажно помнить, что свойства одних и тех же материалов могут довольно сильно различаться при изменении толщины, плотности, типа поверхности и т. д. При звукоизоляционных работах, прежде всего, следует отталкиваться от конкретных задач, которые должны будут решить акустические материалы. |
