Звукоизолация на прозорци
градски шум
Основен източник на шум в града е транспортът (автомобилен, железопътен, въздушен). Ситуацията с шумовото замърсяване в мегаполисите се влошава от година на година, тъй като автомобилният парк в големите градове непрекъснато нараства. На определени улици и магистрални участъци нивата на еквивалентен шум от трафика в пиковите часове надвишават всички допустими стойности. Освен транспорта върху шумовия режим влияят промишлените предприятия и поминъка на населението. Характерът на шума също се промени: в резултат на увеличения брой автомобили спектърът на шума се измести към високочестотни компоненти.
Измерване на шума
Звуковото налягане (L) обикновено се измерва в децибели (dB). Разлика от 1 dB между нивата на звука е най-малкото количество, което може да се чуе от човешкото ухо. Акустичната среда, която човек възприема, се характеризира с диапазон на звуково налягане от 0 до 140 dB. Максималното ниво на звуково налягане, чиято продължителност не води до преждевременно увреждане на слуховите органи, е 80-90 dB. Ако нивото на звуковото налягане надвишава 90 dB, тогава с времето може да се развие частична или дори пълна глухота. Праг на болка - звук с интензитет 140 dB (виж Таблица 1). Нивото на звука в градска среда обикновено се изчислява по специална скала А (в dB A) и се оценява чрез средната стойност - еквивалентното ниво на звука (LAeq). Според SNiP могат да се отделят средните стойности на шумовите характеристики на превозните средства (Таблица 2), железопътния и въздушния транспорт (Таблица 3), както и промишлените предприятия (Таблица 4).
Таблица 1. Звуков диапазонналягане, възприемано от човек
SNiP регулира допустимото ниво на шум за помещения с различно предназначение (Таблица 5), които могат да бъдат разделени на класове: A - висококомфортни условия. Дневна - до 40dBA, нощна - до 30dBA; B - комфортни условия. Дневна - до 45dBA, нощна - до 35dBA; B - максимално допустими условия.
За съжаление ограниченията на шума до голяма степен не са спазени. Според предварителни оценки повече от 60% от жителите на големите градове живеят в зони на "външен" шумов дискомфорт. Най-податливи на шум са централните части на града, където практически липсват зони с нормативно допустимо ниво на шум. Почти 75% от градските райони изпитват акустични натоварвания с 5-10 dB A над нормата, а 10% от териториите са шумни с 20 или повече dB A над нормата.
Стъкло и шум
„Слабото звено“ в звукоизолационната система на помещенията е прозорецът. Нито една полупрозрачна конструкция не може напълно да защити човек вътре в сградата от външен шум. Проблемът е в основния компонент на прозореца – стъклото.
Шумовите ефекти върху прозореца като правило са от въздушен характер. Външен източник излъчва звукова вълна, която кара стъклото да вибрира, което от своя страна води до излъчването на звуковата вълна в стаята. Основната опасност от излагане на въздушен шум е феноменът на пространствения честотен резонанс, който драстично намалява звукоизолацията. Характерно е за високочестотни шумови натоварвания. Именно към такива шумове прозорецът е особено чувствителен и никакво удебеляване на стъклото не може значително да увеличи звукоизолацията. По този начин удвояването на дебелината на стъклото (от 3 на 6 mm) ще подобри звукоизолацията само с 4 dB A.
Таблица 2. Допустимо ниво на шум запомещения за различни цели
Проблемът с подобряването на шумоизолационните характеристики може да бъде частично решен чрез инсталиране на няколко стъкла, разделени от въздушни междини. Но този дизайн има и недостатъци. Експериментално е доказано, че шумоизолацията наистина се подобрява в честотния диапазон от 400 до 800 Hz. В останалите случаи (от 100 до 400 и от 800 до 3000 Hz) ефектът от двуслойното (трислойното) остъкляване е незначителен.
В съответствие с новия SNiP, когато се оценява степента на защита на полупрозрачни конструкции, се използва гъвкава система за нормализиране на звукоизолацията. На първо място, беше извършен преходът към международни звена:
Rw - индекс на изолация на въздушен шум, dB. RATpaH - шумоизолация на прозореца, която е изолация на външен шум от потока на градския транспорт, dB A.
Според изчисленията на Научно-изследователския институт по строителна физика звукоизолацията на прозорците KATran, често използвани при изграждането на стъклени конструкции, не надвишава 46 dBA (табл. 3.4).
За да се опрости описанието на формулата за остъкляване, обичайно е да се обозначава с поредица от числа, съответстващи на дебелината на стъклата и празнините между стъклата (в mm). За прозоречни конструкции, често срещани в строителството 4-16-4, звукоизолация KATran = 30 dB A, а при използване на същото стъкло с разстояние от 100 mm RATpaH = 35 dBA. Увеличаването на разстоянието между стъклата подобрява звукоизолиращите свойства на прозореца, но само с няколко процента.
Изчисленията потвърждават, че е невъзможно напълно да се защити помещението от външен шум. Например прозорци 6-650-6 с висока шумоизолация RATpaH = 46 dB A, обърнати към тиха местна улица с LAeq = 73 dB A, ще намалят външния шум до 27 dBA, което несъмнено съответства на комфортни условия на живот.
Прозоречни конструкции и шум
Данни,посочени в таблицата. 3 и 4 може да са валидни (с малки грешки) за "слепи", добре уплътнени прозорци. Но дизайнът на рамката на прозореца, видът на уплътнението и налягането, осигурено от обковната система, оказват значително влияние върху звукоизолацията. Материалът, от който е изработена дограмата, предпазва от шум с приблизително същата ефективност.
Дърво или пластмаса?
Широко разпространен е митът за пластмасовите прозорци, които уж са много по-добри от дървените като звукоизолация. Всъщност не е. Както бе споменато по-горе, звукът в стаята прониква почти изцяло през стъклото. Рамката на прозореца заема много по-малка площ в сравнение със стъклото, освен това е по-масивна и има много по-голяма твърдост. На практика често се случва, че при смяна на дървени прозорци с пластмасови, човек субективно отбелязва забележимо намаляване на проникващия шум. Но причината за това е, че старите дървени прозорци без уплътнения на верандата бяха заменени с нови пластмасови с ефективни гумени уплътнения (а често и с двойни). При същата стегнатост на верандите звукоизолацията не зависи от материала на крилата.
ПВЦ дограма
Днес едно- и двукамерната PVC дограма е широко разпространена в строителството. Според проучванията звукоизолацията на прозорците с двоен стъклопакет не винаги е по-добра от еднокамерните. Освен това, RATpaH на двоен стъклопакет може да бъде по-нисък. Междинното стъкло в този дизайн е поставено в средата между крайното стъкло, което води до увеличаване на резонанса на пространствената честота и следователно до влошаване на звукоизолационните характеристики. Звукоизолацията на такива прозорци варира от 30 до 35 dBA.
Дървена дограма
Всички шумоизолационни несъвършенствапрозорците от PVC или алуминий се отнасят и за прозорци с подобни конструкции от дърво. Друг проблем е дървената дограма със специални инженерни решения. Например прозорци с три стъкла с монтирано допълнително еднокрило крило. В този случай звукоизолацията на RATpaH може да достигне 39 dB A. Трябва обаче да се помни, че всяко структурно усложнение води до увеличаване на цената на продукта.
Таблица 3. Звукоизолация
специални средства
Има екзотични начини за подобряване на шумоизолацията. Например чрез пълнене на прозорец с двоен стъклопакет с различни газове. В България ефектът от подобни иновации не е изследван. Но специалисти от Чехия и Германия тестваха прозорци с двоен стъклопакет, пълни с различни газове.
Според резултатите от тези тестове, пълненето с аргон, неон, въглероден диоксид, водород и фреон практически не подобрява звукоизолацията. Отклонението от резултатите за подобни стъклопакети с въздух е в рамките на + 1 dB A според интегралната оценка. Единственият газ, който осигурява устойчиво увеличение на звукоизолацията с 2-3 dB A, е серен хексафлуорид (SF6). Друг начин за справяне с шума е залепването на различни филми върху стъклото. За съжаление, този метод също е неефективен. Например, представители на една американска фирма твърдят, че тяхното специално трислойно фолио Mylar с дебелина 0,32 mm повишава звукоизолацията на прозорците с 5-6 dB. Този филм обаче не добавя никаква тежест или твърдост към стъклото и следователно може само леко да увеличи звукоизолацията при високи честоти поради затихване. Проведените тестове показаха, че при залепване на фолиото от двете страни на стъклопакета звукоизолацията се повишава с 1 dB при честоти над 1000 Hz. Според интегралната стойност на RATpaH увеличението е 0,3 dBA.
отворен прозорец
всичкогорните изчисления са направени за плътно затворени прозорци, които предотвратяват естествената вентилация на помещението. В България системите за принудителна вентилация, особено в жилищния сектор, са слабо развити. Затова повечето наши сънародници проветряват помещенията по стария начин – отваряйки прозореца. В такива случаи звукоизолацията рязко се влошава. В зависимост от площта на отворения елемент (прозорец, крило и др.), Звукоизолационните свойства се намаляват до 8-14 dBA (средно 10 dBA), което всъщност обезсмисля борбата с шума.
Таблица 4. Звукоизолация на стъклени конструкции
Захранващи вентили
Вентилите са изработени от различни материали. Най-широко използваните устройства са изработени от пластмаса. Като правило те са с малки размери и се монтират в горната част на прозореца върху проходен правоъгълен прорез на подвързията, без да намаляват светлия отвор.
Монтирането на такова устройство е възможно не само по време на производството на прозореца в работилницата, но и след монтажа на прозореца в съоръжението. Количеството въздух, преминаващ отвън, се регулира от клапа, автоматично управлявана от специален сензор-задвижка от полиамидна тъкан според нивото на влажност на вътрешния въздух. В напълно отворено положение клапата (при влизане на външен въздух в обем от 30 m 3 /h и разлика в налягането от 10 Pa) осигурява звукоизолация на транспортния шум от 33 до 42 dBA, в зависимост от конфигурацията.
Към днешна дата най-ефективното средство за звукоизолация на помещенията се превърна в използването на запечатани прозорци с входни амортисьори. Именно този дизайн позволява да се постигне съответствие със санитарните стандарти във всяка зона на града, дори и най-неблагоприятната по отношение на "шумово" замърсяване. Въпреки това естественото противопоставяне между шума и средствата за защита срещу него продължава.Времето ще определи победителя.
Нормативни документи по темата - SNiP 23-03-003 "Защита от шум". - Кодекс на правилата SP 23-103-2003 "Проектиране на звукоизолация на ограждащи конструкции на жилищни и обществени сгради." - Санитарни стандарти SN 2.2.4 / 1.8.562-96 "Шум на работните места, в жилищни, обществени сгради и в жилищни райони."
Източник: сп. Строителна техника Дмитрий Дорофеев