На основании информационного анализа предлагается методика и приводятся полученные с ее помощью экспериментальные данные частотной характеристики звукоизоляции некоторых видов внутренних каркасно-обшивных перегородок из гипсокартона.
УДК 699.8
Ю.Б. РЕДЬКО, технический директор ООО «АлгоритмСтрой», г. Санкт-Петербург
Ключевые слова: звукоизоляция, гипсокартон, каркас, обшивка, перегородка, ограждающая конструкция
Keywords: soundproofing, drywall, frame, paneling, partition, cladding
Основные рекомендации по проектированию внутренних каркасно-обшивных перегородок рассмотрены в [1, 2]. В конструкциях данных перегородок следует предусматривать точечное крепление листов к каркасу с шагом не менее 300 мм. Если применяют два слоя листов обшивки с одной стороны каркаса, то они не должны склеиваться между собой. Шаг стоек каркаса и расстояние между его горизонтальными элементами рекомендуется принимать не менее 600 мм.
Рекомендованное заполнение промежутка мягкими звукопоглощающими материалами особенно эффективно для улучшения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок. Кроме того, для повышения звукоизоляции таких конструкций рекомендуются самостоятельные каркасы для каждой из обшивок, а в необходимых случаях возможно применение двух- или трехслойной обшивки с каждой стороны перегородки.
Перегородки должны обладать звукоизоляцией, предъявляемой к внутренним ограждающим конструкциям. Нормируемым параметром звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий является индекс изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями Rw , дБ.
Определение звукоизоляции перегородок
Измерения проводились в акустических камерах по методике [2, 3].
Испытуемая конструкция монтировалась в проеме между камерой высокого уровня (КВУ) и камерой низкого уровня (КНУ). Объем КВУ – 183 м3, объем КНУ – 98,5 м3.
Основные термины и определения
Проникающий шум: шум, возникающий вне данного помещения и проникающий в него через ограждающие конструкции, системы вентиляции, водоснабжения и отопления.
Уровень звукового давления: десятикратный десятичный логарифм отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления (Ро = 2·10-5 Па) в дБ.
Октавный уровень звукового давления – уровень звукового давления в октавной полосе частот в дБ.
Уровень звука – уровень звукового давления шума в нормируемом диапазоне частот, корректированный по частотной характеристике А шумомера в дБА [4].
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. В настоящей статье под звукоизоляцией воздушного шума подразумевается обеспечиваемое разделяющим два помещения ограждением снижение уровней звукового давления в дБ, приведенное к условиям равенства площади ограждающей конструкции и эквивалентной площади звукопоглощения в защищаемом помещении:
,
где L1 – уровень звукового давления в помещении с источником звука, дБ; L2 – уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ; S – площадь ограждающей конструкции, м2; А – эквивалентная площадь звукопоглощения в защищаемом помещении, м2.
Частотная характеристика изоляции воздушного шума – величина изоляции воздушного шума R, дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).
Таблица 1. Перечень аппаратуры передающего тракта
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Генератор шума | NRG-201 |
| 2 | Усилитель мощности типа | LV-103 |
| 3 | Излучатели звука динамические | АС-5 2х500 Ватт |
Индекс изоляции воздушного шума Rw – величина, служащая для оценки звукоизолирующей способности ограждения одним числом. Определяется путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума со специальной оценочной кривой в дБ.
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.
Эквивалентная площадь поглощения (поверхности или предмета) – площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения α=1 (полностью поглощающей звук), которая поглощает такое же количество звуковой энергии, как и данная поверхность или предмет.
Средний коэффициент звукопоглощения αср – отношение суммарной эквивалентной площади поглощения в помещении Aсум (включая поглощение всех поверхностей, оборудования и людей) к суммарной площади всех поверхностей помещения Sсум:
Реверберация – явление постепенного спада звуковой энергии в помещении после прекращения работы источника звука.
Время реверберации Т – время, за которое уровень звукового давления после выключения источника звука спадает на 60 дБ.
Излучатели звука в камере высокого уровня располагались в углах на расстоянии не менее 2 м от испытываемого объекта для обеспечения диффузного звукового поля.
Измерения уровней звукового давления в третьоктавных полосах частот в камерах высокого и низкого уровня проводились с помощью измерительного тракта, включающего аппаратуру, перечень которой представлен в таблице 2 [4-8].
Таблица 2. Перечень аппаратуры измерительного тракта
| № п/п | Наименование | Тип |
| 1 | Цифровой частотный анализатор | 2131 |
| 2 | Микрофонный предусилитель | 2619 |
| 3 | Измерительный микрофон | 4165 |
| 4 | Гигрометр психометрический | ВИТ-1 |
| 5 | Барометр-анероид | М 67 |
Измерительные микрофоны в помещениях высокого и низкого уровней последовательно устанавливались не менее чем на 1 м от поверхности ограждающих конструкций, друг от друга и от излучателей звука, не менее чем в 6 точках.
На основании измеренных частотных характеристик изоляции воздушного шума (значений звукоизоляции в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц) были определены величины индексов изоляции воздушного шума Rw, служащие для оценки звукоизоляции конструкции в целом. Индекс Rw определяется по методике [2].
Результаты испытаний образцов
Для проведения всех испытаний, результаты которых приведены в данной статье, использовались образцы перегородок размерами 1900х1200 мм, изготовленные в соответствии с требованиями [1, 2], по вариантам конструктивного исполнения, означенным в таблицах с результатами испытаний.
Порядок отбора и количество образцов для испытаний были установлены в нормативной документации на испытываемые изделия и в договоре на проведение испытаний [10, 11].
Перед монтажом в рабочем проеме испытательных акустических помещений образцы проходили проверку в объеме входного контроля: на соответствие требованиям сопроводительной нормативной и конструкторской документации.
Осуществлялась проверка геометрических размеров. Образцы выдерживались 24 ч при температуре 20±3°С. Обработка результатов осуществлялась в соответствии с [2, 3].
Результаты испытаний, накопленные в ходе сертификации рассматриваемых перегородок, приведены в таблицах 3-5. Погрешность измерений оценивалась статистическими методами по [3]. Повторяемость результатов отвечала требованиям [3].
Таблица 3. Частотная характеристика перегородки из двух гипсокартонных плит толщиной по 12,5 мм по обычному металлическому каркасу, воздушный промежуток – 65 мм, Rw = 44 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 92,9 | 93,7 | 92,9 | 92,5 | 94,0 | 96,4 | 96,2 | 95,9 | 95,5 | 93,1 | 91,2 | 88,4 | 90,2 | 90,5 | 89,2 | 85,1 |
| LHср, дБ | 77,6 | 76,6 | 68,7 | 63,1 | 64,8 | 65,3 | 60,5 | 55,9 | 53,5 | 48,1 | 43,8 | 41,0 | 40,7 | 39,5 | 41,9 | 44,7 |
| Rf, дБ | 19,1 | 21,6 | 29,7 | 34,9 | 34,6 | 36,4 | 40,6 | 44,5 | 46,0 | 48,3 | 50,0 | 50,0 | 51,7 | 53,1 | 49,0 | 41,7 |
Таблица 4. Частотная характеристика перегородки из двух гипсокартонных плит толщиной по 12,5 мм по металлическому профилю Z-каркаса, воздушный промежуток – 65 мм, Rw = 44 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| LBср, дБ | 92,9 | 93,4 | 94,7 | 91,5 | 94,2 | 96,7 | 95,6 | 95,5 | 95,5 | 93,9 | 91,5 | 89,1 | 90,2 | 90,7 | 88,6 | 84,3 |
| LHср, дБ | 77,5 | 78,2 | 72,1 | 68,1 | 64,9 | 61,9 | 57,2 | 53,2 | 51,7 | 47,0 | 43,4 | 40,2 | 40,1 | 39,4 | 42,7 | 44,0 |
| Rf, дБ | 18,4 | 19,7 | 28,0 | 28,9 | 34,7 | 40,1 | 43,3 | 46,7 | 47,8 | 50,1 | 50,8 | 51,4 | 52,3 | 53,4 | 47,6 | 42,0 |
Таблица 5. Частотная характеристика из двух гипсокартонных плит толщиной по 24 мм по металлическому каркасу, воздушный промежуток – 100 мм, заполнен на 50% минераловатными плитами плотностью 20 кг/м3, Rw = 50 дБ
| f, Гц | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 |
| Rf, дБ | 26 | 32 | 34 | 37 | 40 | 42,5 | 45 | 48 | 50,5 | 52 | 52 | 49 | 46 | 48,5 | 51 | 53,5 |
Выводы:
1. Показатели качества испытанных перегородок из гипсокартона соответствуют требованиям [1, 2] и заявленным свойствам заказчиков.
2. Получены показатели звукоизоляции, в том числе частотные характеристики изоляции воздушного шума перегородками в зависимости от их конструкции.
3. При определении изоляции воздушного шума в лабораторных условиях отклонений от процедуры проведения испытаний не зафиксировано.
Библиографический список
1. СНиП 23-03-2003. Защита от шума.
2. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
3. ГОСТ 27296-87. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерения.
4. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
5. ГОСТ 17168-82. Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний.
6. ГОСТ 24388-88. Усилители сигналов звуковой частоты бытовые. Общие технические условия.
7. ГОСТ 6495-89. Микрофоны. Общие технические условия.
8. ГОСТ 23854-79. Измерители уровня электрических сигналов. Общие технические требования и методы испытаний.
9. ГОСТ Р 5079-52-95. Статистические методы. Приемочный контроль качества по альтернативному признаку.
10. ГОСТ 24660-81. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку на основе экономических показателей.
11. ГОСТ 1832-73* (СТ СЭВ 1934-79). Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции.
