Оценка изоляции воздушного шума стеной с гибкой плитой на относе Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»

(М

Л

Научно-технический и производственный журнал

УДК 699.8

М.А. ПОРОЖЕНКО, инженер (mporoz@mail.ru), Н.А. МИНАЕВА, инженер, В.Н. СУХОВ, канд. техн. наук

Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, Россия, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

Оценка изоляции воздушного шума стеной

^ о с»

с гибкой плитой на относе

Приведен метод расчета изоляции воздушного шума конструкцией стены с гибкой плитой на некотором расстоянии от нее. Выполнен в качестве иллюстрирующего примера расчет изоляции воздушного шума конструкцией, представляющей собой кирпичную стену толщиной 125 мм с листом ГКЛ толщиной 12,5 мм, воздушный промежуток между которыми заполнен минераловатной плитой. В качестве проверки теоретического метода расчета с результатами экспериментальных исследований проведены измерения изоляции воздушного шума рядом конструкций в звукомерных камерах НИИСФ РААСН. Показано, что результаты экспериментальных исследований хорошо коррелируются с результатами расчетов. Приведенный метод оценки изоляции воздушного шума подобными конструкциями может быть применен для расчета изоляции воздушного шума стеной (кирпич, бетон, гипсобетон, пазогребневые плиты) с наличием располагаемой на некотором расстоянии от стены гибкой плиты (ГКЛ, ГВЛ). Воздушный промежуток между ними заполнен волокнистым материалом (минеральная вата, базальтовое волокно и др.). Применение этого метода позволяет оценивать изоляцию воздушного шума аналогичными конструкциями без дополнительного исследования этих конструкций в специализированных звукомерных камерах.

Ключевые слова: шум, конструкция, изоляция воздушного шума.

M.A. POROZHENKO, Engineer (mporoz@mail.ru), N.A. MINAEVA, Engineer, V.N. SUKHOV, Candidate of Sciences (Engineering) Scientific-Research Institute of Building Physics of the Russian Academy architecture and construction sciences (RAACS) (21, Lokomotivniy Driveway, Moscow,127238, Russian Federation)

Assessment of Airborne Sound Insulation with a Wall with a Flexible Plate to Apply

A method for calculation of airborne sound insulation using the wall with flexible plate at some distance from it is presented. As an illustrative example, the calculation of airborne sound insulation with a structure in the form of a brick wall of 125 mm thickness with a sheet of plasterboard of 12.5 mm thickness, the air gap between them is filled with mineral wool, was made. To verify the theoretical calculation method and the results of experimental studies, the airborne sound insulation with some structures was measured in the rhythmic cells of NIISF of RAACS. It is shown that the experimental results correlate well with the results of calculations. The presented method for assessing the airborne sound insulation with such structures can be used for calculating the airborne sound insulation with a wall (brick, concrete, gypsum concrete, cam boards) with the presence of a flexible plate (plasterboard, gypsum fiber board) located at some distance from the wall. The use of this method makes it possible to evaluate the airborne sound insulation with analogue structures without additional studies of these structures in specialized rhythmic cells.

Keywords: sound, structure, airborne sound insulation.

Собственная изоляция воздушного шума конструкциями (стена + гибкая плита на относе) определяется [1, 2] по формуле:

К=К1+АК, дБ (1)

где - собственная изоляция воздушного шума стеной, дБ; АН - дополнительная звукоизоляция при установке гибкой плиты на некотором расстоянии перед стеной, дБ.

Расчет изоляции воздушного шума такой конструкцией выполняется в следующей последовательности:

- строится частотная характеристика изоляции воздушного шума стеной в соответстии с п. 3.2 Свода правил 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий»;

- рассчитывается дополнительная звукоизоляция при установке гибкой плиты на некотором расстоянии перед стеной по формуле (2) в зависимости от частоты. При/< / ЛД = 0. При/ >/0:

AR = -10 lg

•пТ

(2)

где /0=!/(2п)'\[к/тп - частота собственных колебаний, Гц, гибкой плиты с поверхностной плотностью т„, кг/м2, на упругом основании (воздушном промежутке толщиной 4, м, между стеной и плитой) жесткостью k = 0,14/4 МПа/м; 5яТ - коэффициент излучения гибкой плиты; п - число связей, соединяющих плиту со стеной.

Коэффициент излучения плиты при ее связи со стеной линейными элементами (рейками или металлическим каркасом) определяется по формуле:

s=2/n[cJ(J^t)\

(3)

где св - скорость звука в воздухе, м/с; - граничная частота тонкой плиты, Гц; I - размер стены в направлении, перпендикулярном линейной связи, м.

Коэффициент излучения плиты при ее точечных связях со стеной, например по маякам, определяется по формуле:

з,= %/пъ[с1/{ф)\

(4)

где S - площадь стены, м2.

Научно-технический и производственный журнал

Reports of the VII Academic reading "Actual issues of building physics"

Значения AR, дБ, для указанных конструкций

Таблица 1

Среднегеометрическая частота третьоктавной полосы частот, Гц Значения AR, дБ

Толщина воздушного промежутка 50 мм Толщина воздушного промежутка 50 мм

100 3,9 7,1

125 6,2 8,2

160 7,8 8,7

200 8,5 9

250 9 9,1

315 9,1 9,1

400 9,1 9,1

500 9,1 9,1

630 9,1 9,1

800 9,1 9,1

1000 9,1 9,1

1250 9,1 9,1

1600 9,1 9,1

2000 9,1 9,1

2500 9,1 9,1

3150 9,1 9,1

Примечания: 1 - количество маяков при расчете индекса Кцг (п=5). 2 - динамический модуль упругости минеральной ваты 1,26105 Па. 3 - 1 = 4,3 м. 4 - у = 950 кг/м3. 5 - /0 = 80 Гц (воздушный промежуток 50 мм) и /0 = 80 Гц (воздушный промежуток 100 мм).

При / > 3 значение дополнительной звукоизоляции АН = -101я(5,лти) не зависит от частоты. Точечные связи повышают звукоизоляцию больше, чем линейные. Если облицевать стену гибкими плитами на относе с двух сторон, то значение дополнительной звукоизоляции составит 2ДД дБ.

В качестве примера в табл. 1 приведены результаты расчета АД дБ, для конструкций:

1) кирпичная стена толщиной 125 мм + лист ГКЛ то-щиной 12,5 мм, воздушный промежуток между которыми (50 мм) заполнен минераловатными плитами «Акустическая перегородка»;

2) кирпичная стена толщиной 125 мм + лист ГКЛ толщиной 12,5 мм, воздушный промежуток между которыми (100 мм) заполнен минераловатными плитами «Акустическая перегородка».

В лабораторных условиях НИИСФ РААСН (звукомерные камеры для измерения изоляции воздушного шума перегородками) [4] были выполнены измерения для четырех конструкций (основная стена - кирпичная стена толщиной 125 мм), обшитая с одной стороны листами ГКЛ и ГВЛ тол-

щиной 12,5 мм с заполнением воздушного промежутка минераловатными плитами «Акустическая перегородка».

Обшивка кирпичной стены выполнялась с одной стороны по металлическому каркасу фирмы КНАУФ ПС50 и ПС100 с заполнением воздушного промежутка минерало-ватными плитами толщиной соответственно 50 и 100 мм и плотностью 15 кг/м3.

Металлический каркас представляет собой тонкостенный оцинкованный профиль фирмы КНАУФ различного сечения, изготовленный по ТУ 1121-004-04001508-2003. В качестве обшивок применялись гипсокартонные листы (ГКЛ), изготовленные по ГОСТ 6266-97, и гипсоволокнистые листы (ГВЛ), изготовленные по ГОСТ Р51829-2001.

Измерения проводились в реверберационных камерах НИИСФ для измерения звукоизоляции вертикальных строительных конструкций в соответствии с ГОСТ 27296-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций».

Испытуемая конструкция [3] монтировалась в проеме между камерой высокого уровня (КВУ) и камерой низкого уровня (КНУ). Объем КВУ - 200 м3, объем КНУ - 112 м3, размер проема 4,3x2,5 м. Камера низкого уровня выполнена по принципу «коробка в коробке» на отдельных фундаментах с резиновыми виброизоляторами. Она отделена от испытываемого ограждения и конструкций камеры высокого уровня, для того чтобы на измеренные результаты не влияла косвенная передача звука по примыкающим конструкциям.

Метод измерения изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями заключается в последовательном измерении и сравнении средних уровней звукового давления в камере высокого (где установлен источник шума) и низкого уровней в третьоктавных полосах частот [4].

Для измерений была использована следующая аппаратура:

- образцовый источник звука фирмы «Брюль и Къер» (Дания) типа 4224 (зав. № 1126089);

- шумомер-анализатор спектра, виброметр портативный типа ОКТАВА 110А, зав. № А060230.

Вся измерительная аппаратура имеет действующие свидетельства о поверке, выданные Всероссийским научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений.

Изоляция воздушного шума ограждающими конструкциями R, дБ, рассчитывается [3] по формуле:

Л=Х!-£2+ lOlgSy^,

(4)

где Ьу и Х2 - средние уровни звукового давления в камерах высокого и низкого уровней соответственно, дБ; 5 - поверхность испытываемой конструкции, м2

в данном случае Таблица 2

Индексы изоляции воздушного шума многослойными перегородками (измеренные и расчетные величины Ят дБ)

Шифр перегородки Профиль Толщина минеральной ваты, мм Толщина обшивки, мм Метод определения звукоизоляции, RW дБ

Измерение Расчет

Кирпичная стена в 1/2 кирпича (125 мм) с обшивкой из ГКЛ

625 ПС50/50 50 1X12,5 56 57

625 ПС 100/50 100 1X12,5 58 59

Кирпичная стена в 1/2 кирпича (125 мм) с обшивкой из ГВЛ

665 ПС50/50 50 1X12,5 56 57

665 ПС 100/50 100 1X12,5 60 58

72016

55

Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

S = 10,75 м2; A2 - эквивалентная площадь звукопоглощения помещения низкого уровня, определяемая по формуле A2 = 0,16 V/T, где V- объем камеры низкого уровня, м3;

T - время реверберации этого помещения, с.

Индексы изоляции воздушного шума Rw [5] испытанных

конструкций (измеренные и расчетные значения) приведе-

Список литературы

1. Борьба с шумом на производстве. М. Машиностроение, 1985. 400 с.

2. Кочкин А.А. Расчет звукоизоляции многослойных конструкций // Материалы международной научно-практической конференции «Гармонизация европейских и российских нормативных документов по защите населения от повышенного шума». Москва - София - Кавала.

2009. С. 75-77.

3. Пороженко М.А. Результаты оценки звукоизолирующих качеств фрагментов акустических панелей в реверберацион-ных камерах НИИСФ РААСН // Материалы международной научно-практической конференции «Энергосбережение и экология в строительстве и ЖКХ, транспортная и промышленная экология». Москва - Будва. 2010. С. 184-187.

4. Клименко В.В. Исследование звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий // Материалы международной научно-практической конференции «Гармонизация европейских и российских нормативных документов по защите населения от повышенного шума». Москва - София - Кавала. 2009. С. 72-74.

5. Анджелов В.Л., Пороженко М.А. К вопросу об оценке изоляции воздушного и ударного шума ограждающими конструкциями // Материалы научно-технического семинара «Экология, вопросы защиты от шума». Севастополь, 2010. С. 22-29.

6. Минаева Н.А. Экспериментальные исследования звукоизоляции пазогребневых плит, обшитых гипсокартонны-ми листами // ACADEMIA. Архитектура и строительство.

2010. № 3. С. 194-197.

ны в табл. 2, где показано, что результаты расчета хорошо коррелируются с результатами измерений [6]. Следовательно, приведенный в данной статье расчет изоляции воздушного шума стеной с гибкой плитой на относе может быть рекомендован для расчета изоляции воздушного шума аналогичными конструкциями.

References

1. Reference Noise abatement in manufacturing [Bor'ba s shumom na proizvodstve]. Moscow: Mashinostroenie, 1985. 400 p.

2. Kochkin A.A. Calculation of the multilayered design sound prooainf. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Garmonizacija evropejskih i rossijskih normativnyh dokumentov po zashhite naselenija ot povyshennogo shuma. Moscow - Sofia - Kavalla. 2009, pp. 75-77. (In Russian).

3. Porozhenko M.A. The evaluatipn soundproofing yalities fragments acoustic panels in reverberation chambers NIIAF RAASN. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konfe-rencii «Jenergosberezhenie i jekologija v stroitel'stve iZhKH, transportnaja ipromyshlennaja jekologija». Moscow

- Budva. 2010, pp. 184-187. (In Russian).

4. Klimenko V.V. Research pf sound insulatipn of the internal enclosure in residential and public buildings. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Gar-monizacija evropejskih i rossijskih normativnyh dokumentov po zashhite naselenija ot povyshennogo shuma». Moscow

- Sofia - Kavalla. 2009, pp. 72-74. (In Russian).

5. Angela V.L., Porozhenko M.A. The question of an insulation airborne and impact sound enclosing structures. Materialy nauchno-tehnicheskogo seminara «Jekologija, voprosy zashhity ot shuma». Sevastopol, 2010, pp. 22-29. (In Russian).

6. Minaeva N.A. Experimental studies soundproofing pazogrebnevyh rlit, trimmed with plasterboard sheets. ACADEMIA. Arhitektura i stroitel'stvo. 2010. No. 3, pp. 194197. (In Russian).

24—27 января 2017 I Красноярск

ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В XXV СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ВЫСТАВКЕ

АРХИТЕКТУРА

ВЕДУЩАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ И ИНТЕРЬЕРНАЯ ВЫСТАВКА СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Одновременно пройдет выставка строительной и складской техники и оборудования «ТекСтройЭкспо. Дороги»

В ПРОГРАММЕ:

VI Архитектурно-строительный форум Сибири

Сибирский фестиваль архитектуры

МВДЦ «Сибири», уп. Авиаторов, 1 9 тел : Í 391 ) 22-88-405, 22-88-61 1 ЬшЛсШк га sfair.ru, www-к rasfair, г и