X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В современном мире особенно актуальным является вопрос шумового загрязнения в городской среде. Еще 20 лет назад шум в жилых и офисных помещениях(находящихся около трасс или располагающихся рядом с источником шума) достиг нормативных значений , заданных Федеральным Законом №52 о санитарно-эпидемиологическом благополучии, который так же иногда называют «Законом о тишине»(таб.1), а в некоторых районах превысил их.

Для борьбы с этой проблемой были разработаны шумоизоляционные (звукоизоляционные) материалы, широко применяемые в строительстве на данный момент. В своей статье я хочу рассмотреть, как влияет внутренняя структура материала на его эффективность по снижению конструктивно-воздушного шума.

Шум

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Этот процесс возможен лишь в упругой среде: воздухе, жидкости, твердом теле; звуковые колебания в вакууме не распространяются.

Для человеческого уха все источники шума лежат в диапазоне от 45 до 11 000 Гц (девять октавных полос). Чтобы классификация шумов поддавалась научной оценке, изменение звукового давления выражаются в логарифмических единицах. Так гораздо удобнее изображать звуковые процессы графически. Обычно используется единица измерения шума – децибел, которая составляет одну десятую бела. Диапазон изменения звукового давления от порога слышимости до болевых ощущений, которые вызывает шум, составляет десятки дБ.

Существует несколько основных общих категорий разновидностей шума

Рассмотрим примеры представленных категорий шума, которые наиболее распространенных в жилых домах:

По источнику:

1) Механический шум обусловлен колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. В бытовой обстановке обычно не встречается, если только стены вашего дома не пропускают шум от принтера или станка с автомобильного завода;

2) Аэрогидродинамические шумы возникают при движении газов и жидкостей, их взаимодействия с твердыми телами. Это шумы, связанные с трубами, батареями, вентиляцией;

3) Электромагнитный шум возникает в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных магнитных полей, а также сил, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами. В жилых квартирах это шум от генераторов, проводов или электроприборов(колонки, будильник и т.д.).

По частоте:

1) Низкочастотный. Возникает вследствие работы трансформаторов, электронасосов, сабвуфера, от этих шумов избавится в быту тяжелее всего;

2) Среднечастотный или высокочастотный. Возникает вследствие таких привычных звуков как музыка из колонок, разговоры людей и т.д.

По характеру спектра:

1) Широкополосный (белый) шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;

2) Тональные шумы, в спектре которых имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ. Цветных шумов очень много-розовый, красный, оранжевый, синий, фиолетовый, серый, зеленый, черный и коричневый.

По временны́м характеристикам:

1) Постоянный (технические шумы такие как шумы от труб, вентиляторов, насосов и т.д.);

2) Непостоянный, который, в свою очередь, делится на колеблющийся (появляющийся через некоторые промежутки времени и изменяющийся), прерывистый (появляющийся через некоторые промежутки времени и неизменяющийся) и импульсный(внезапный и громкий шум-сигнализация);

Так же шум разделяется по путям распространения:

1) Воздушный шум (распространяется по воздуху (звук собственной речи, часы, это все окружающие нас звуки на улице и т.д.));

2) Ударный и структурный шум (распространяется по конструкциям здания (это шумы из других квартир, помещений, метро и т.д.).

Способы распространения звука:

Прямые пути - способ передачи звука в соседнее помещение через смежные поверхности, окна. Как правило воздушный шум в большей степени имеет только прямые пути передачи звука.

Косвенные пути - это способ передачи звука через несущие и конструктивные элементы здания, а также щели и отверстия.

Материалы

Звукоизоляция — снижение уровня шума, проникающего в помещения извне. Обычно для наибольшей эффективности для достижения данного параметра используются звукоизоляционные материалы.

Звукоизоляционные материалы – это общее название для любой шумоизоляции для стен, однако, на самом деле, между звукоизоляционными и звукопоглощающими свойствами есть существенная разница:

Звукоизоляция– это способность отражать поступающий шум и препятствовать его проникновению в жилой дом или в отдельную квартиру. Материалы с такими свойствами обычно тяжелые и массивные

Звукопоглощение – это способность специальной конструкции улавливать и поглощать любые звуки и шумы. Они имеют волокнистую или зернистую структуру, обладают небольшим весом, а различная толщина позволяет использовать их как в загородном деревянном доме, так и в небольшой квартире, без потери полезной площади.

Помимо этих основных видов существует так же вибропоглощающие материалы, предназначенные для ослабления изгибных колебаний, распространяющихся по жестким конструкциям (преимущественно тонким) для снижения излучаемого ими звука.

По структурным признакам звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на:

1) Пористо-волокнистые;

2) Пористо-ячеистые (из ячеистого бетона и перлита);

3) Пористо-губчатые (пенопласты, резины).

По возгораемости, как и все строительные материалы, акустические материалы и изделия подразделяют на три группы:

1) Несгораемые;

2) Трудносгораемые;

3) Сгораемые.

По жесткости эти материалы и изделия подразделяют на мягкие, полужесткие, жесткие и твердые.

По эффективности звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на три класса:

- 1-й класс — свыше 80%;

- 2-й класс — от 80 до 40%;

- 3-й класс — от 40 до 20%.

По структуре звукоизоляционные изделия (материалы) подразделяют на:

1) Пористо-волокнистые изготовляемые из минеральной и стеклянной ваты в виде мягких, полужестких и жестких прокладочных изделий со средней плотностью от 75 до 175 кг/м³ и динамическим модулем упругости не более E_(w) = 0,5 МПа при нагрузке 0,002 МПа;

2) Пористо-губчатые, изготовляемые из пенопластов и пористой резины и характеризующиеся E_(w) от 1,0 до 5,0 МПа;

3) Динамический модуль упругости зернистых засыпок не должен превышать E_(w) = 15 МПа.

На практике при отделке внутренних конструктивных элементов используются составные конструкции из акустических материалов для достижения наибольшей эффективности. Обязательно надо чередовать звукоизоляционные материалы и звукопоглощающие, при этом звукопоглощающий материал должен находиться между двумя звукоизоляционными и совершенно необязательно чтобы они повторялись.

Какую процентную долю должен составлять каждый из них в звукоизоляционной конструкции, определяет категория шума.

Пример звукоизоляционной конструкции:

Зачастую человека окружают шумы, возникающие вследствие какого-либо источника шума, который в той или иной мере однотипен. Я хочу рассмотреть типы шумов, которые наиболее отчетливо слышны в моей квартире и рассмотреть их с точки зрения классификации шума.

Из особенностей моего места жительства можно выделить непосредственную близость к автомобильной дороге со стороны окна, бетонные стены, близость комнаты к лифтовой шахте, а также особенную активность соседей в позднее время

1) Шум из соседних квартир - среднечастотный, структурные, тональный, непостоянный-колеблющийся. Распространяется косвенным образом по стенам и перегородкам.

Существующие способы решения:

1. Облицовка стены, потолка и пола шумоизоляционной конструкцией;

2. Переезд.

2) Шум от лифта - механический, структурный, широкополосный, постоянный-прерывистый. Распространяется косвенными путями по конструктивным элементам.

Существующие способы решения:

1. Мероприятия по виброизоляции лифтового оборудования или помещения;

2. Покупка лифта, который работает максимально тихо.

Шум с улицы - среднечастотный, тональный, непостоянный-колеблющийся, воздушный. Распространяется по прямым путям (открытое окно).

Существующие способы решения:

1. Установка шумоизолирующего стеклопакета;

2. Переезд.

Вывод

Учитывая негативное влияние воздушного и структурного шума на организм человека, звукоизоляция помещений является одним из важнейших моментов строительства зданий любого типа. На сегодняшний день рынок строительных материалов предлагает множество эффективных решений проблемы звукоизоляции. Существующие материалы и технологии позволяют обеспечить уровень звукоизоляции, соответствующий и даже превышающий показатели, указанные в строительных нормах и правилах.

В своей работе мне удалось познакомиться с подобными материалами, которые позволяют либо загасить звук, или полностью не слышать его. Я узнала, чем отличаются между собой звукоизоляция и звукопоглощение, познакомился с материалами, которые используются в современном строительстве.

Список литературы

https://teplota.guru/shumoizolyatsiya/zvukoizolyatsionnye-materialy.html

http://www.know-house.ru/

http://acoustic-nn.ru/zvukoizolyatsionnye-konstruktsii

http://tn-ss.ru/

https://www.syl.ru/

http://stoydiz.ru/strojmaterialy/zvukoizolyatsionnye-materialy-dlya-sten.html

https://studfiles.net/preview/1152591/page:19/

https://studopedia.ru/7_37173_shum-klassifikatsiya-shumov.html

Код для цитирования: Скопировать