Правила звукоизоляции (виды шума, проблемы новостроек, популярные решения и эффективность)

Правила звукоизоляции (виды шума, проблемы новостроек, популярные решения и эффективность)

Регулярное участие в семинарах и конференциях, посвященных проблемам звукоизоляции, а также практический опыт позволили нам составить перечень насущных вопросов по устройству шумозащиты и дать комментарии к ним.

На результирующую эффективность при устройстве звукоизоляции влияют такие факторы, как:

а) безошибочное определение типа беспокоящего шума и правильный выбор шумозащитной конструкции;

б) наличие в шумозащитной конструкции специализированных звукоизоляционных материалов;

в) грамотный и умелый монтаж.

В чем отличие схожих по смыслу понятий «шум», «звук», «шумоизоляция», «звукопоглощение»?

Звук – это полезный сигнал, который несет человеку важную информацию. Шум напротив, является нежелательным звуком. Пример: живущему через стену от вас соседу, включенный в его квартире телевизор сообщает ему важную информацию, допустим, новости. Для вас же этот телевизор является источником шума. Особенно когда вы хотите отдохнуть, почитать или выспаться.

При колебаниях воздуха, например с помощью хлопка, голоса или звука телевизора, происходит резкое смещение его частиц и увеличение давления в этом месте. Благодаря упругим связям частиц воздуха избыточное давление передаётся на соседние частицы. Те, в свою очередь, воздействуют на следующие, и область повышенного давления как бы последовательно перемещается. За областью повышенного следует область пониженного давления, и, таким образом, образуется ряд чередующихся областей сжатия и разрежения, распространяющихся в воздухе в виде волны. Каждая частица упругой среды совершает колебательные движения, оставаясь на месте. Ухо человека воспринимает эти колебания как слышимый звук в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц.

Звукоизоляция (шумоизоляция) – это снижение уровня звука при прохождении звуковой волны через преграду (например, от соседского телевизора в вашу комнату). Уровень звукоизоляции ограждающей конструкции зависит от её толщины и плотности, а также от её акустической развязки в местах примыканий. Звукоизоляционная облицовка эффективно нейтрализует звук как от соседей к вам, так и от вас к соседям. Облицовка должна быть сплошной, то есть без щелей, отверстий и зазоров.

Звукопоглощение – это снижение энергии отраженной от ограждения звуковой волны, при этом источник сигнала и его приемник находятся в одном помещении. Звукопоглощающий материал может быть перфорированным или пористым, он имеет открытую структуру. Звукопоглощение убирает эхо, улучшает разборчивость речи. Отделка ограждающей конструкции звукопоглощающим материалом не приводит к ощутимому увеличению её звукоизоляции. Бытовой пример звукопоглощения – шторы и занавески, которые немного снижают эхо в комнате, но не влияют на снижение уровня шума, проникающего с улицы.

Опасен ли шум для человека?

По данным исследователей, «шумовое загрязнение», характерное для крупных городов, сокращает продолжительность жизни их жителей на 10-12 лет. Негативное влияние на человека от шума на 36% более значимо, чем от курения табака. Шум увеличивает содержание в крови таких гормонов стресса, как кортизол, адреналин и норадреналин – даже во время сна. При длительном воздействии шума громкостью 50 дБ – это уровень шума при обычном разговоре – увеличивается риск сердечно-сосудистых заболеваний, продолжительный шум меньшей громкости приводит к бессоннице, делает человека вялым, раздражительным. К слову, шумовое воздействие сказывается на животных и растениях.

Поскольку акустическая среда нашего обитания весьма назойлива и агрессивна, нужно защищать себя и свою семью от негативного воздействия шума. Заметьте, в любой момент времени где-нибудь раздается шум: стройка за окном, шум транспорта, ремонт у соседей, громко работающий телевизор или музыкальная система, плач маленьких детей, лай собак, шаги на лестничной клетке, мусоропровод, лифт, системы канализации и водоснабжения… Вряд ли вам удастся провести в городе хоть сколько-нибудь продолжительное время без шума, в тишине. Следует позаботиться о звукоизоляции хотя бы места для отдыха, сна. 

Как защититься от шума?

Важно понимать, от какого именно шума вы хотите себя защитить. Шум по типу происхождения разделяется на воздушный, ударный и структурный. Воздушный шум образуется при излучении энергии в воздух: разговор, телевизор. Структурные и ударные шумы возникают при воздействии на перекрытие, стены: ходьба, падение предметов, сверление, лифт, движение жидкости/газа по трубам, жестко примыкающим к конструкции строения. То есть он распространяется по структуре здания. В зависимости от типа шума подбирается изоляционная облицовка.

Что такое 'воздушный шум' и что делать, когда беспокоит этот тип шума?

Воздушный шум можно разделить на шум низкочастотного (НЧ), среднечастотного (СЧ) и высокочастотного (ВЧ) диапазонов. Проблемным является шум НЧ диапазона (до 300 Гц), поскольку акустические волны этого диапазона имеют большую длину (от 1 до 5 метров) и несут огромную энергию, которая "пробивает" даже кирпичные и железобетонные конструкции. От такого шума защищают массивные каркасные звукоизоляционные облицовки на большом отступе от защищаемой конструкции. Шум СЧ диапазона представляет собой сравнительно меньшую проблему, с которой помогают справиться тонкие бескаркасные звукоизоляционные облицовки. Шум ВЧ диапазона надёжно блокируют строительные ограждающие конструкции.

Что такое 'структурный шум' и как защитить себя от него?

Структурный шум, как следует из названия, распространяется по структуре здания - по его каркасу. Источниками его являются удары пятками о перекрытие, падение предметов, перемещение мебели, шаги на лестнице, сверление, удары молотком, работа пылесоса, слив воды по трубам канализации, пользование санузлом, движение воздуха по вентиляционным каналам, работа лифта и пр. Наверное, вы обращали внимание, что структурный шум проникает в помещение объёмно, локализовать его источник подчас непросто. 

Структурный шум громко и отчётливо слышен на большом расстоянии по нескольким причинам. Во-первых, из-за жёсткого смыкания перекрытий и несущих стен между собой потери энергии при движении звуковой волны по каркасу крайне малы. Во-вторых, несущие конструкции зданий выполняются из тяжёлого железобетона, скорость звуковой волны в железобетоне плотностью 2400 кг/м3 равна 3370 м/с, что в 10 раз превышает скорость распространения звука в воздухе. Таким образом, отсутствие препятствий на пути и очень высокая скорость распространения делают структурный шум настоящей проблемой для жителей многоэтажных зданий. Избавиться полностью от воздействия структурного шума очень сложно, но с помощью специальных материалов и конструкций можно существенно снизить его негативное влияние.

Я хочу сделать звукоизоляцию, но не знаю, где источник шума...

Для выявления источника шума нужно приложить ухо к поверхности пола/стены, а затем отслониться от неё на несколько сантиметров. Локализацию шума выявит наибольшая его слышимость, то есть чем громче и отчетливее звук, тем ближе его источник.

Нужно ли делать изоляцию всей комнаты или достаточно только пола/стены/потолка? 

В случае если беспокоит шум из-за стены, достаточно сделать звукоизоляцию только этой стены.

В случае если беспокоит ударный или структурный шум (снизу/сверху), кроме звукоизоляции пола/потолка может понадобиться также тонкая звукоизоляция стен. Поскольку перекрытие имеет линии соприкосновения со стенами, звук распространяется и по ним тоже. Это называется «косвенными» путями распространения звука. Всё же большая часть звуковой энергии проникает в ваше помещение через ограждение напрямую. В процентном соотношении распространение по прямому/косвенному путям выражается как 95/5 для воздушного и 80/20 для ударного шума.

Я слышу звук работающего соседского телевизора через стену. Разве так должно быть?

Нет, так быть не должно. Это ненормально. Дело в том, что нормы шума для жилья были утверждены последний раз в далеком 1981 году. Они принимались исходя из критерия беспокоящего шума равного 55-60 дБ. Уровень шума существенно возрос по сравнению с бытом людей того времени. До сих пор нормативное значение индекса изоляции воздушного шума ограждающих конструкций для жилых зданий равно 54 дБ. Сегодня шум улицы в среднем достигает отметки 75-80 дБ. Нормы звукоизоляции давно утратили свою актуальность, однако не пересматривались. Для обеспечения комфортных условий проживания и отдыха в городской квартире звукоизоляция ограждающих конструкций должна быть не меньше 60-65 дБ. Вот примеры громкости звука в децибелах.

Почему моя стена настолько хорошо проводит звук?

Стены бывают из газосиликата, пеноблоков, гипсобетона, кирпича, железобетона, перегородки из гипсокартона и стекла. Какой материал следует предпочесть для лучшей защиты от шума?

Любое физическое тело колеблется со своей собственной (резонансной) частотой. Оно также подвержено влиянию воздействия извне, в том числе звукового. Эти внешние воздействия вынуждают тело добавочно колебаться. Податливость физического тела зависит от его свойств: плотности, структуры, изгибной жёсткости, наличия упругих связей. Когда частота вынужденных колебаний совпадает с частотой собственных колебаний, физическое тело резонирует, то есть "откликается" и само начинает воспроизводить эти вынужденные колебания. Увеличивая амплитуду (силу) вынужденных колебаний, резонирующее тело можно разрушить. Так разрушаются мосты от марша солдат, так трескаются бокалы от голоса оперных певиц. Физическое тело только тогда эффективно сопротивляется вынужденным колебаниям, когда их частота много ниже частоты его собственных колебаний.

Поэтому "раскачать" стену из газосиликата, пенобетона и гипсокартона значительно легче, чем стену из кирпича или бетона. Резонансная частота лёгких материалов выше резонансной частоты тяжёлых. Однако "раскачать" тяжёлые стены тоже можно, это под силу басовым звукам. Спросите у своих знакомых, живущих в старых домах с полуметровыми стенами из полнотелого кирпича, насколько хорошо они слышат своих соседей. Ответ вас удивит.

Но дело не только в массе. Для хорошей шумозащиты необходимо, чтобы звук, проходя через структуру материала, терял существенную часть своей энергии. Ограждаться от шума путём утолщения стены нецелесообразно, поскольку, согласно закону массы, прирост звукоизоляции при двукратном увеличении толщины однородного ограждения равен всего 6 дБ.

Почему широко используемые пеноблоки имеют такую низкую шумоизоляционную эффективность?

Дело в том, что эффективность и надежность уступили место дешевизне и скорости строительства. Использование бетонных блоков малой плотности (газосиликат, пенобетон, шлакобетон и пр.) обусловлено именно этими факторами. Чтобы эффективно сопротивляться звуковым волнам, нужна масса, а большое количество воздуха и низкая плотность на это не способны. Звукоизоляционные свойства пеноблоков не выдерживают никакой критики.

Почему застройщики не хотят продавать квартиры с хорошей звукоизоляцией?

По многим причинам. Застройщику выгоднее продать большее количество метров. Любая дополнительная облицовка займет место, "съест" площадь. Сегодня метр площади жилья стоит немало. А также, применение облегченных материалов снижает трудоёмкость и стоимость строительства.

Как снизить шум от соседей снизу?

Нужно определить, какой тип шума беспокоит, воздушный или ударный, а также его интенсивность. Против воздушного шума (разговор, телевизор, крики, лай собаки) низкой интенсивности поможет решение "Эконом" или "Стандарт". От шумов высокой интенсивности следует рассматривать решения "Комфорт" или "Премиум". Если беспокоит ударный шум (топот, бросание предметов), следует сначала попробовать звукоизолировать пол у соседей снизу, в этом случае поможет решение "Премиум".

Как избавиться от шума соседей сверху? 

Обычно соседи сверху являются источником ударного шума: игры детей, падение предметов, ходьба. Реже тревожит шум воздушный. В том и другом случае увеличение звукоизоляционных свойств потолка достигается устройством каркасно-обшивной звукоизоляционной конструкции (каркасная система звукоизоляции потолка) или звукоизоляцией пола у соседей сверху. Для шумов низкой интенсивности подойдут решения "Эконом" или "Стандарт", для шумов высокой интенсивности - решения "Комфорт" или "Премиум". Никакая тонкая изоляция потолка без воздушной прослойки не способна добавить шумозащитный эффект. Кроме того, недостаток массы шумозащитной конструкции потолка приведет лишь к ухудшению звукоизоляционных свойств перекрытия, то есть шум от соседей станет громче - например, возникающий "барабанный эффект" при устройстве натяжных потолков. Поскольку лёгкая конструкция характеризуется высоким значением резонанса, она в значительной степени более восприимчива к акустическому воздействию.

Какую подложку под паркет/ламинат выбрать для увеличения звукоизоляции?

Звукоизоляционная прокладка под паркет и ламинат не увеличивает звукоизоляцию воздушного шума перекрытия. Она смягчает ударные воздействия (ходьба, падение предметов), благодаря чему соседи не ощущают топота сверху. Ступать по покрытию на упругой подложке мягко, упругое основание бережет ваши суставы. Выбирая материал с низким модулем упругости, достаточно укладывать его в один слой. В противном случае, основание будет слишком мягким, и замки напольного покрытия при эксплуатации разрушатся. Звукоизоляционная эффективность системы также зависит и от финишного напольного покрытия. Согласно результатам испытаний, правильное использование качественной подложки под ламинат или паркет, дает прирост 25 дБ, а под линолеумом 27-28 дБ.

Соседи шумят и ночью, и днем. Что можно с этим сделать?

Все знают, что после 23.00 шуметь нельзя, но это часть правды. Согласно санитарным нормам, в период с 23.00 до 7.00 чч. проникающий шум в жилые комнаты квартиры от соседей не должен превышать 30 дБ, однако в период с 7.00 до 23.00 чч. шуметь можно не намного громче: уровень проникающего шума не должен превышать 40 дБ. Хотите ощутить разницу в 10 дБ – измените громкость телевизора на 6-7 пунктов.

Что такое "дополнительные ИКС децибел"? Как понять величину прибавки изоляции шума ΔRw?

Любая ограждающая конструкция имеет свойство не пропускать через себя звук. Это свойство называется изоляцией воздушного шума. Качество изоляции зависит от плотности и структуры. Считается, чем толще и массивнее конструкция, тем лучшими характеристиками она обладает. Однако, при наращивании толщины, увеличение звукоизоляционной способности ограждения происходит нелинейно, т.е. если кирпичную стену толщиной 120 мм, имеющую индекс звукоизоляции Rw=45 дБ, утолщить вдвое (240 мм), суммарный индекс изоляции будет равняться не 90 дБ, а всего лишь 51 дБ. По законам физики, для того чтобы увеличить звукоизоляцию однородного ограждения на 6 дБ, его толщину нужно увеличить ровно в два раза.

Какая минвата лучше подойдёт для звукоизоляции?

Сама по себе минвата (стекловата, минеральная вата, базальтовая вата) не имеет звукоизоляционных свойств, она не изолирует шум. Этот материал должен применяться в составе звукоизоляционных систем.

При устройстве каркасных звукоизоляционных конструкций для достижения лучшего эффекта в каркас закладывается пористый поглотитель (например, минеральная эковата). Это делается для снижения добротности конструкции. Добротность – это способность механической системы отзываться колебаниями на внешнее воздействие, ее «звонкость». Добротность обратно пропорциональна потерям в системе, а чем больше звуковая волна претерпевает потерь, преодолевая какое-либо ограждение, тем эффективнее звукоизоляция такого ограждения.

Таким образом, минвата плотностью 20-60 кг/м3 закладывается для дополнительного поглощения той части звуковой энергии узкого высокочастотного диапазона, которая негативно влияет на жёсткость конструкции. Более жёсткая конструкция имеет лучшие звукоизоляционные характеристики.

Не следует использовать в качестве пористого поглотителя минвату для теплоизоляции, поскольку она является одним из самых вредных для здоровья стройматериалов. Входящие в её состав фенолформальдегидные смолы очень токсичны и вызывают тяжелые болезни дыхательных путей, глаз, кожи, нарушение репродуктивных функций. Выделяемые при старении и разрушении минваты микрочастицы размером 3-5 микрометра (для сравнения толщина человеческого волоса 80-110 микрометров) оседают в легких и ведут к образованию дерматозов, хронических бронхитов, бронхиальных астм. Последние исследования экологов подтвердили повышенный риск развития онкологических заболеваний.

Я слышу звуки и шум спускаемой воды через канализационную трубу. Что делать?

Для шумоизоляции канализационных и вентиляционных каналов хороши полимерные или мастичные тяжелые мембраны толщиной 2-4 мм. Мембрана нагружает тонкостенную трубу дополнительной массой, и труба становится менее восприимчивой к акустическим и механическим воздействиям, это даёт существенный звукоизоляционный прирост.

В местах прохода трубы через перекрытия нужно сделать специальные гильзы: оберните канализационную трубу лёгким пористым материалом, закройте упругий слой по всей высоте куском трубы большего диаметра, обеспечив плотное прилегание. Щель между гильзой и перекрытием заделайте раствором или цементом с паклей.

Как улучшить звукоизоляцию дверей?

Несколько простых рецептов. Хорошая звукоизоляция дверей обеспечивается плотным дверным полотном - дверь должна быть тяжёлой, не пустотелой и без стекла, наличием порога - зазор между торцом двери и полом недопустим, заделкой щелей по периметру после установки коробки - заделывать крупные щели следует бетоном или цементно-песчаной смесью, мелкие - виброакустическим герметиком. 

Какие материалы и решения для звукоизоляции предлагаем мы?

Если коротко, то хорошая звукоизоляция достигается за счёт разнородности материалов, как по плотности, так и по структуре. При чередовании слоев с одинаково жесткой структурой эффект будет крайне мал. Например, если прикрепить к кирпичной стене (плотность 1600 кг/м3) листы гипсокартона (плотность 850 кг/м3) или гипсоволокна (плотность 1200 кг/м3), это ничего даст. Если бы проблема шумоизоляции решалась с помощью гипсокартона, её бы не существовало в природе. Совсем другое дело, когда звук преодолевает среды разных структур, например, кирпичную стену и звукоизоляционную панель (плотность 1400 кг/м3), имеющую вязкую для звука структуру. В этом случае эффект будет высоким даже при небольшой толщине звукоизоляционной облицовки. Ознакомьтесь с примерами решений:

• Бескаркасная звукоизоляция потолка
• Каркасная звукоизоляция потолка
• Бескаркасная звукоизоляция стен
• Каркасная звукоизоляция стен
• Звукоизоляция перегородок
• Звукоизоляция пола
• Звукоизоляция коммуникаций

В технической литературе по строительной физике советского времени описаны испытания шумозащитных панелей с сердечником из вакуума, воды, глицерина и минеральной засыпки. Отмечено, что все описанные выше образцы имели уникальные звукоизоляционные характеристики. Однако воплотить в жизнь инновационные идеи в то время не удалось. Звукоизоляционные панели как раз имеют сердечник из минеральной засыпки. Идея реализована немецкими, итальянскими и испанскими компаниями, специализирующимися на проблемах звукоизоляции объектов жилого и гостиничного фондов. Панели имеют толщину около 13 мм, обладают высокой эффективностью, они экологичны на 100% и просты в монтаже. Это совершенно новый взгляд на старую проблему.

Звукоизоляционные облицовки обязательно должны зашиваться гипсокартоном?

Да, обязательно. Это делается для защиты звукоизоляционных панелей от механических повреждений и для создания базы под чистовую отделку.

-