В статье приведены результаты анализа и систематизации вопросов организации и проведения измерений показателей изоляции ударного шума ограждающими конструкциями, рассмотрены требования нормативно—технической документации к методике измерений и обработке результатов, также приведены результаты сравнительных испытаний звукоизоляции междуэтажных перекрытий, полученные в соответствии с рассматриваемой методикой.
Общие положения
При акустическом проектировании зданий, сооружений, помещений различного назначения, в том числе киноконцертных залов, центров досуга и т.д., необходимо выполнять и оценку шумового режима.
Для обеспечения нормированного уровня шума в проектируемом помещении, помимо применения соответствующего архитектурно-планировочного решения, снижения шума систем вентиляции и кондиционирования воздуха, также следует использовать ограждающие конструкции с необходимой степенью звукоизоляции.
В соответствии с требованиями [1], применение строительных материалов и конструкций в архитектурной акустике предполагает определение их звукоизолирующих свойств.
Кроме того, расчет звукоизоляции ограждающих конструкций должен проводиться при разработке новых конструктивных решений ограждений с применением новых строительных материалов и изделий. Следует иметь в виду, что окончательная оценка звукоизоляции таких конструкций должна проводиться на основании натурных испытаний по [2].
Функционально перекрытия являются горизонтальными конструкциями, разделяющими пространство здания по высоте на этажи, основные конструктивные требования к которым изложены в [1, 3].
Междуэтажные перекрытия изолируют внутренние пространства друг от друга и устраняют неблагоприятное воздействие шума, распространяющегося с соседних этажей на человека. Поэтому к ним предъявляются жесткие требования по звукоизоляции от воздушного и ударного шума.
Конструкции, имеющие хорошую изоляцию ударного шума, гасят значительную часть энергии звуковых волн, в результате уровень звука под междуэтажным перекрытием становится ниже. Если перекрытие плохо поглощает звуковые колебания, то уровень шума под перекрытием становится выше. Поэтому конструкции междуэтажных перекрытий, удовлетворяющие по звукоизоляции требованиям норм, должны иметь индекс изоляции воздушного шума выше нормативного, а индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием – меньше нормативного.
В случае использования перекрытий, не имеющих запаса звукоизоляции, не рекомендуется применение покрытий полов из линолеума на волокнистой подоснове, снижающих изоляцию воздушного шума на 1 дБ по индексу Rw.
Допускается применение линолеума со вспененными слоями, которые не влияют на изоляцию воздушного шума и могут обеспечивать необходимую изоляцию ударного шума при соответствующих параметрах вспененных слоев.
Материалы, которые используются для изоляции ударного шума, звуковую волну не поглощают, а отталкивают, заставляя ее терять энергию. Для изоляции от ударного шума используют пористые материалы с малым значением динамического модуля упругости, поскольку затухание звуковой волны объясняется тем, что звуковая энергия расходуется на упругие деформации материала.
Один из вариантов защиты от ударного шума – укладка на основание междуэтажного перекрытия стяжки. В настоящее время на рынке представлен широкий спектр марок и типов стяжек, находящих широкое использование в строительстве.
Каждый мечтает о таком доме, в котором ему будет уютно и комфортно. В этом смысле пол играет особую роль. Неважно, какие полы вы предпочитаете, – главное сделать правильную стяжку пола. Это основа жилища, без нее невозможно положить паркет или постелить линолеум. Стяжка делается между основанием и покрытием и является промежуточным материалом. Она необходима, чтобы укрепить или выровнять поверхность пола. С нею напольное покрытие ложится быстрее и становится более гладким.
Стяжки могут быть просто выравнивающими, а могут создавать теплоизоляцию и увеличивать звукоизоляцию. Второй вид стяжек удерживает тепло и обеспечивает в доме теплые полы, повышая и звукоизоляцию. Теплоизоляционные стяжки лучше всего применять на первых этажах дома, на чердаках и в подвалах.
Важным свойством стяжки пола является ее звукоизоляционность. Это может иметь большое значение, когда речь идет о многоквартирных домах. Причем одной из важных сравнительных характеристик материалов, защищающих от ударного шума, является индекс снижения приведенного уровня ударного шума Lnw.
Измерения изоляции (звукоизоляции) ударного шума ограждающими конструкциями основываются на сравнении уровней звукового давления в испытательных (реверберационных) помещениях. Для этого последовательно измеряют и сравнивают средние уровни звукового давления в определенных полосах частот [1-3].
Метод измерения [1] изоляции ударного шума внутренними ограждающими конструкциями (перекрытиями) заключается в измерении приведенных уровней ударного шума под перекрытием при работе на нем ударной машины.
Метод определения звукоизолирующих свойств покрытий полов состоит в измерении приведенных уровней ударного шума под плитой перекрытия с покрытием и без него с последующим определением значения величины улучшения изоляции ударного шума.
При измерении звукоизоляции ограждающих конструкций необходимо выполнять требования соответствующей нормативно-технической документации.
Термины, обозначения и определения
При выполнении акустических испытаний применяют следующие термины с соответствующими определениями [1-3].
Уровень ударного шума Li – средний уровень звукового давления в рассматриваемой полосе частот в помещении низкого уровня, под перекрытием, подвергающимся воздействию стандартной ударной машины.
Приведенный уровень ударного шума L′n – средний уровень звукового давления, учитывающий поправку на звукопоглощение в помещении низкого уровня.
Фактический приведенный уровень ударного шума L′n – приведенный уровень звукового давления под перекрытием, определяемый с учетом косвенной передачи звука.
Стандартизованный приведенный уровень ударного шума L′nT – средний уровень звукового давления под перекрытием, определяемый с учетом косвенной передачи звука, скорректированный по стандартному значению времени реверберации в помещении низкого уровня.
Улучшение изоляции ударного шума ∆L – снижение приведенного уровня ударного шума в результате устройства пола на перекрытии.
Средний уровень звукового давления в помещении Lm – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов звукового давления к квадрату порогового звукового давления.
Изоляция ударного шума перекрытием – величина, характеризующая снижение ударного шума перекрытием.
Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R – способность ограждающей конструкции уменьшать проходящий через нее звук. В общем виде представляет собой десятикратный десятичный логарифм отношения падающей на ограждение звуковой энергии к энергии, проходящей через ограждение.
Приведенный уровень ударного шума под перекрытием Ln – величина, характеризующая изоляцию ударного шума перекрытием (представляет собой уровень звукового давления в помещении под перекрытием при работе на перекрытии стандартной ударной машины), условно приведенная к величине эквивалентной площади звукопоглощения в помещении А0=10 м2. Стандартная ударная машина имеет пять молотков весом по 0,5 кг, падающих с высоты 4 см с частотой 10 ударов в секунду.
Частотная характеристика изоляции воздушного шума – величина приведенных уровней ударного шума под перекрытием Ln, дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).
Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw – величина, служащая для оценки изолирующей способности перекрытия относительно ударного шума одним числом. Определяется путем сопоставления частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием со специальной оценочной кривой в дБ.
Изоляция от воздушного шума R, дБ – величина, характеризующая снижение уровня воздушного шума.
Фактическая изоляция воздушного шума R′, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к полной звуковой мощности, переданной в помещении низкого уровня, в том числе и по обходным путям.
Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности, падающей на испытываемый образец, к звуковой мощности, переданной через этот образец.
Средний уровень звукового давления в помещении Lm, дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненных в пространстве и времени квадратов звукового давления к квадрату порогового звукового давления ρ0=20 мкПа.
Приведенная разность уровней звукового давления Dn, дБ – разность усредненных в пространстве и времени уровней звукового давления, создаваемых в двух помещениях одним или несколькими источниками шума, установленными в одном из них.
Повторяемость результатов измерений r – значение величины, охватывающей с вероятностью 95% абсолютную разность результатов двух измерений, проведенных в коротком интервале времени и при одинаковых условиях.
Время реверберации Т, с – время, требуемое для снижения уровня звукового давления в замкнутом помещении на 60 дБ после выключения источника звука.
Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ – величина, служащая для оценки звукоизоляции конструкции одним числом и определяемая путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума R(f) со специальной оценочной кривой по [4].
Фрагмент изделия – часть изделия, отражающая его основные конструктивные особенности и звукоизоляционные характеристики.
Частотная характеристика изоляции воздушного шума R(f), дБ – значение изоляции воздушного шума R в каждой из третьоктавных полос с частотами f, Гц, лежащими в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).
Эквивалентная площадь звукопоглощения А, м2 – площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения, равным единице, которая обладала бы такой же способностью поглощать звук, как и все вместе взятые поверхности ограждающих конструкций испытательной камеры.
Требования к помещениям для испытаний внутренних ограждающих конструкций в натурных условиях
Испытательные помещения для измерений изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями должны состоять из двух смежных по горизонтали или вертикали помещений, между которыми находится испытываемая конструкция. Объем помещений высокого и низкого уровня должен составлять не менее 25 м3, линейные размеры – не менее 2,3 м.
Испытательное оборудование и аппаратура
Основные требования к аппаратуре приведены в [1-5]. Передающая измерительная система, излучающая шум при измерениях изоляции ударного шума, должна содержать ударную машину, удовлетворяющую соответствующим требованиям.
Приемная измерительная система должна обеспечивать проведение измерений уровня звукового давления в третьоктавной полосе и содержать:
• измерительный микрофон;
• шумомер или микрофонный усилитель;
• третьоктавные полосовые фильтры;
• регистрирующий прибор звукового давления.
Для определения уровня звукового давления следует применять один или несколько микрофонов. Время усреднения в диапазоне частот 100-500 Гц должно быть не менее 4 сек., а в диапазоне 630-3150 Гц – не менее 2 сек.
Эквивалентный уровень стационарного шума следует определять при помощи интегрирующего измерителя уровня звукового давления или рассчитывать по результатам измерений в каждой точке.
Приборы для измерения уровней звукового давления могут быть, в соответствии с [1-5], классов 0, 1, 2. Предпочтительно применять приборы классов 0 и 1. Для измерения изоляции ударного шума приборы следует проверять в диффузном звуковом поле.
Измерения следует проводить во всех третьоктавных полосах со средними геометрическими частотами 100-3150 Гц. Третьоктавные фильтры в измерительной системе должны соответствовать классу 1 или 2 по [1, 5].
Проведение измерений изоляции ударного шума в зданиях
Помещения для проведения испытаний, аппаратура и порядок проведения испытаний и определения приведенного уровня ударного шума должны соответствовать требованиям [1-3].
Расстояние между ударной машиной и ограждающими конструкциями должно быть не менее 0,5 м.
Температуру воздуха необходимо измерить в середине помещения. Оптимальная температура – 20-24°С.
Ударную машину следует устанавливать не менее чем в четырех точках. Непосредственно перед началом измерений машина должна проработать не менее 20 сек.
Измерительный микрофон должен быть последовательно установлен не менее чем в трех точках под перекрытием при каждом положении ударной машины.
Минимальное расстояние между точками установки измерительного микрофона и их удаление от ограждающих конструкций должно быть не менее 0,5 м.
Результаты испытаний звукоизоляции междуэтажных перекрытий в натурных условиях
Испытания звукоизоляции междуэтажных перекрытий от ударного шума осуществлялись на таких объектах, как строящиеся многоэтажные жилые дома. В соответствии с программой испытаний, осуществлялось измерение звукоизоляции от ударного шума плитой междуэтажного перекрытия с укладкой покрытия на различные стяжки. Основа междуэтажного перекрытия – железобетонная плита толщиной 160 мм.
Объект №1 – междуэтажное перекрытие площадью 79,38 м2, расположенное между 1-м и 2-м этажами строящегося многоэтажного жилого дома. Состав покрытия пола: изолирующая прокладка «К+» толщиной 3 мм; армирующая сетка; стяжка «П-Р» толщиной 20 мм.
Определяемый показатель – индекс фактического приведенного уровня ударного шума Lnw, дБ.
Перечень использованного при испытании оборудования и аппаратуры приведен в табл. 1.
Таблица 1. Перечень аппаратуры измерительных систем при определении звукоизоляции от ударного шума междуэтажным перекрытием
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Шумомер | 2209 |
| 2 | Третьоктавный фильтр | 01024 |
| 3 | Шумомер – анализатор спектра | 101А |
| 5 | Измерительный микрофон | ВМК-205 |
| 6 | Самописец уровня шума портативный | 2306 |
| 7 | Предусилитель | 2619 |
| 8 | Ударная машина | 3204 |
| 9 | Барометр-анероид | БАММ-1 |
| 10 | Гигрометр психометрический | ВИТ-3 |
| 12 | Усилитель мощности | УМ 100/2 |
| 13 | Измерительный усилитель | 2636 |
| 14 | Согласующий усилитель | 00011 |
| 15 | Измерительный микрофон | МК 102 |
Результаты испытаний по определению индекса фактического приведенного уровня ударного шума Lnw, дБ, приведены в табл. 2. Индекс фактического приведенного уровня ударного шума под перекрытием составил Lnw=56 дБ.
Таблица 2. Результаты испытаний объекта №1 по определению индекса изоляции ударного шума перекрытием
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, f, Гц | Средний уровень ударного шума под перекрытием, дБ | Средний уровень звукового давления помех, дБ | Время реверберации, Т, с (при V=323,07 м3, S=79,38 м2) | Фактический приведенный уровень ударного шума Lnw, дБ |
| 100 | 55,8 | 44,6 | 0,6 | 59 |
| 125 | 61,3 | 46,5 | 0,6 | 64 |
| 160 | 59,3 | 46,6 | 0,6 | 62 |
| 200 | 53,4 | 40,8 | 0,5 | 57 |
| 250 | 48,6 | 40,3 | 0,5 | 52 |
| 315 | 45,7 | 39,6 | 0,5 | 49 |
| 400 | 44,4 | 35,5 | 0,4 | 48 |
| 500 | 44,6 | 28,6 | 0,4 | 49 |
| 630 | 45,8 | 29,4 | 0,4 | 51 |
| 800 | 45,9 | 21,4 | 0,4 | 51 |
| 1000 | 48,3 | 23,2 | 0,4 | 53 |
| 1250 | 47,6 | 27,3 | 0,4 | 52 |
| 1600 | 44,4 | 22,3 | 0,4 | 49 |
| 2000 | 41,6 | 23,4 | 0,3 | 48 |
| 2500 | 38,7 | 26,3 | 0,3 | 45 |
| 3150 | 34,4 | 21,2 | 0,3 | 41 |
| Индекс фактического приведенного уровня ударного шума под перекрытием Lnw=56 дБ | ||||
Объект №2 – междуэтажное перекрытие площадью 20,58 м2, расположенное между жилыми комнатами строящегося многоэтажного жилого дома. Состав покрытия пола: изолирующая прокладка «К» толщиной 3 мм; армирующая сетка; стяжка «В» толщиной 20 мм.
Определяемый показатель – индекс фактического приведенного уровня ударного шума Lnw, дБ.
Перечень использованного при испытании оборудования и аппаратуры приведен в табл. 1.
Результаты испытаний по определению индекса фактического приведенного уровня ударного шума Lnw, дБ, приведены в табл. 3. Индекс фактического приведенного уровня ударного шума под перекрытием составил Lnw=57 дБ.
Таблица 3. Результаты испытаний объекта №2 по определению индекса фактической изоляции ударного шума перекрытием
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, f, Гц | Средний уровень ударного шума под перекрытием, дБ | Уровень звукового давления помех, дБ | Поправка на время реверберации (10log (0,16⋅V⋅T/10), дБ | Фактический приведенный уровень ударного шума Lnw, дБ |
| 100 | 61,2 | 36,8 | 1,0 | 62,3 |
| 125 | 66,3 | 34,6 | 1,1 | 67,4 |
| 160 | 64,3 | 36,5 | 1,1 | 65,4 |
| 200 | 60,2 | 35,9 | 1,1 | 61,3 |
| 250 | 56,0 | 33,5 | 1,1 | 57,1 |
| 315 | 53,4 | 31,6 | 1,1 | 54,6 |
| 400 | 52,5 | 27,0 | 1,2 | 53,6 |
| 500 | 52,1 | 25,9 | 1,1 | 53,2 |
| 630 | 51,2 | 27,1 | 1,2 | 52,9 |
| 800 | 52,3 | 20,0 | 1,2 | 53,5 |
| 1000 | 52,2 | 21,3 | 1,2 | 53,4 |
| 1250 | 50,1 | 24,6 | 1,2 | 52,1 |
| 1600 | 49,1 | 19,7 | 1,2 | 50,3 |
| 2000 | 46,7 | 20,7 | 1,2 | 47,9 |
| 2500 | 44,2 | 25,2 | 1,2 | 45,5 |
| 3150 | 38,6 | 19,9 | 1,2 | 38,9 |
| Индекс фактического приведенного уровня ударного шума под перекрытием Lnw=57 дБ | ||||
Объект №3 – междуэтажное перекрытие площадью 20,56 м2, расположенное между жилыми комнатами строящегося многоэтажного жилого дома. Состав покрытия пола: изолирующая прокладка «К+» толщиной 3 мм; армирующая сетка; стяжка «В» толщиной 20 мм.
Определяемый показатель – индекс фактического приведенного уровня ударного шума Lnw, дБ.
Перечень использованного при испытании оборудования и аппаратуры приведен, соответственно, в табл. 1.
Результаты испытаний по определению индекса фактической изоляции ударного шума приведены в табл. 4. Индекс фактической изоляции ударного шума перекрытием составил Lnw=57 дБ.
Таблица 4. Результаты испытаний объекта №3 по определению индекса фактической изоляции ударного шума перекрытием
| Третьоктавные полосы со средними геометрическими частотами, f, Гц | Средний уровень ударного шума под перекрытием, дБ | Уровень звукового давления помех, дБ | Поправка на время реверберации (10log (0,16⋅V⋅T/10), дБ | Фактический приведенный уровень ударного шума Lnw, дБ |
| 100 | 61,2 | 36,8 | 1,0 | 61,2 |
| 125 | 66,3 | 34,6 | 1,1 | 68,2 |
| 160 | 64,3 | 36,5 | 1,1 | 65,6 |
| 200 | 60,2 | 35,9 | 1,1 | 59,2 |
| 250 | 56,0 | 33,5 | 1,1 | 54,7 |
| 315 | 53,4 | 31,6 | 1,1 | 54,9 |
| 400 | 52,5 | 27,0 | 1,2 | 54,1 |
| 500 | 52,1 | 25,9 | 1,1 | 53,4 |
| 630 | 51,2 | 27,1 | 1,2 | 53,2 |
| 800 | 52,3 | 20,0 | 1,2 | 55,8 |
| 1000 | 52,2 | 21,3 | 1,2 | 57,2 |
| 1250 | 50,1 | 24,6 | 1,2 | 57,5 |
| 1600 | 49,1 | 19,7 | 1,2 | 61,3 |
| 2000 | 46,7 | 20,7 | 1,2 | 59,4 |
| 2500 | 44,2 | 25,2 | 1,2 | 55,7 |
| 3150 | 38,6 | 19,9 | 1,2 | 49,8 |
| Индекс фактического приведенного уровня ударного шума под перекрытием Lnw=57 дБ | ||||
Оценка погрешности измерения
Погрешность измерений проводилась согласно требованиям [2] и оценивалась статистическими методами в соответствии с требованиями [2]. Повторяемость результатов отвечала требованиям [2].
Выводы:
1. В результате анализа и систематизации вопросов организации и проведения измерений показателей изоляции воздушного и ударного шума ограждающими конструкциями рассмотрены требования нормативно-технической документации к методике измерений и обработке итогов испытаний.
2. С помощью рассмотренной методики выполнены испытания в натурных условиях применительно к измерению изоляции воздушного и ударного шума междуэтажными перекрытиями с использованием звукоизолирующей прокладки, содержащей стяжку.
3. Погрешность измерений, характеризуемая повторяемостью измерений, соответствовала требованиям [2].
4. Контроль повторяемости результатов измерений изоляции воздушного и ударного шума выполнялся в соответствии с рекомендациями стандарта [2].
5. Отклонений от процедуры испытаний не зафиксировано.
Ключевые слова: анализ, методика, частотные характеристики звукоизоляции, шум, ударный шум, жилое здание, перекрытие, шумомер, конструкция
Keywords: analysis, methodology, frequence characteristics of sound insulation, noise, impulsive force noise, residential building, seiling, sound level meter, сonstruction
УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО «АлгоритмСтрой», г. Санкт-Петербург
Библиографический список
1. СНиП 23-03-2003. Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций.
2. ГОСТ 27296-87 (СТ СЭВ 4866-84). Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
3. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
4. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
5. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие требования и методы испытаний.
