"Идеи вашего дома", №11 2001
Шум - малоприятный спутник человеческой жизни, один из главных виновников наших стрессов, раздражительности и общей усталости организма. Но и другая крайность - абсолютная тишина нам тоже, оказывается, не подходит, поскольку держит нервную систему в постоянном напряжении: почему так тихо? не случилось ли чего? Как же обеспечить допустимый уровень шума в доме?
Наш дом переполнен звуками. Это и журчание льющейся из крана воды, и шипение сковородки на плите, и скрип дверей, и шарканье тапочек, и многоголосие работающих бытовых приборов (холодильника, пылесоса, стиральной машины, музыкального центра, телевизора, систем кондиционирования и принудительной вентиляции), и многое другое. Свою ноту в общий хор вносят звуки с улицы и от соседей. Все это вместе образует так называемый бытовой шум. Говоря о нем, имеют в виду не отдельные звуки, каждый из которых характеризуется своими амплитудой и частотой, а целый их спектр в диапазоне частот, воспринимаемых нашим ухом.
В терминологии архитектурно-дизайнерских проектов прочно укоренилось понятие "акустика помещений". На практике оно подразумевает решение двух взаимосвязанных проблем: защиты помещения от звуков извне и обеспечения качественного распространения полезных звуков внутри него. Обе предполагают снижение энергии звуковых волн, но первая - при прохождении их сквозь преграду (это называется звукоизоляцией), а вторая - при отражении от преграды (звукопоглощение).
До настоящего времени акустикой жилья в России занимались недостаточно. Во-первых, из соображений экономии (по утверждению специалистов проектной компании "СВЕНСОНС", таким образом стоимость строительства снижалась более чем на 30%). Во-вторых, из-за отсутствия контроля над соблюдением нормативных характеристик по акустике жилых помещений. Практическим шагом к устранению этих причин можно считать изданные в 1997 году московские городские строительные нормы 2.04-97 "Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях", принятые к использованию в столице.
Производители акустических материалов интенсивно расширяют ассортимент своей продукции. Усилиями таких фирм, как французская SAINT-GOBAIN (заводы ECOPHON в Швеции и ISOVER в Финляндии), датская ROCKWOOL, финская PAROC, голландская THERMAFLEX, американская DOW CHEMICAL Co., итальянская IDEX, португальская IPOCORC, а также производителей акустических подвесных потолков - американских ARMSTRONG, USG, немецкого AMF, отечественных "АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ", "СИЛИКА", "ЭСТ", совместных российско-германских ТИГИ-KNAUF, "ФЛАЙДЕРЕР-ЧУДОВО" и ряда других - наш рынок постепенно наполняется строительными материалами этого направления.
Различают два вида шума по характеру его распространения в помещении: шум воздушный и шум структурный. В первом случае вибрации, создаваемые, например, динамиками работающего телевизора, вызывают звуковые волны в форме колебаний воздуха. Вне помещений этот вид шума преобладает. В первых 16 строках нашей таблицы приведены наиболее распространенные в быту источники, шум от которых превышает нормативный уровень (40 дБА в дневное время, 30 дБА ночью - согласно СНиПу II-12-77).
Источником шума может быть и механическое действие, например перемещение мебели по полу или забивание гвоздя в стену. Такой шум называют структурным. "Работает" он по следующей схеме: вибрация пола от наших шагов передается стене, а ее колебания слышны в соседнем помещении. Самый неприятный структурный шум - ударный. Он обычно распространяется на большие расстояния от источника. Скажем, стук по трубе центрального отопления на одном этаже слышен на всех остальных и воспринимается жильцами, как если бы его источник находился совсем рядом. Последние 4 строки таблицы содержат характеристики источников именно такого шума.
Некоторые бытовые приборы являются источниками обоих видов шума. Например, система принудительной вентиляции. Воздушный шум проникает в помещение по воздуховодам, а структурный возникает в результате вибрации стенок защитного кожуха вентилятора и самих воздуховодов.
В разговорах часто используют два близких по смыслу слова: "звук" и "шум". Звук - это физическое явление, вызванное колебательным движением частиц среды. Звуковые колебания имеют определенную амплитуду и частоту. Так, человек способен слышать звуки, различающиеся по амплитуде в десятки миллионов раз. Воспринимаемые нашим ухом частоты располагаются в диапазоне от 16 до 20000 Гц. Энергетика звука характеризуется интенсивностью (Вт/м2) или звуковым давлением (Па). Природа наделила нас способностью слышать и раскаты грома, и малейший шелест листвы. Для оценки столь разных звуков приняты показатель уровня интенсивности звука L и особые единицы измерения - децибелы (дБ). Кстати, порог слышимости человека соответствует звуковому давлению 2*10-5 Па или 0 дБ. Что касается шума, то он представляет собой хаотичное, нестройное смешение звуков, отрицательно действующее на нервную систему.
Чувствительность человеческого уха к очень низким и очень высоким частотам хуже, чем к частотам речевого диапазона (500-4000 Гц). При измерениях необходимо учитывать эту особенность слуха. В приборе шумомере используют особую шкалу "А" с единицами измерения "децибелами А" (дБА). В речевом диапазоне они почти совпадают с обычными децибелами.
Физиологической характеристикой звука служит его громкость. Снижение уровня интенсивности звука L на 10 дБ субъективно ощущается как уменьшение громкости в 2 раза, а на 5 дБ - как уменьшение громкости на треть. Организм человека неодинаково реагирует на шум разного уровня и частотного состава. В диапазоне 35-60 дБА реакция индивидуальна (по типу "мешает - не мешает"). Шумы уровня 70-90 дБА при длительном воздействии приводят к заболеванию нервной системы, а при L более 100 дБА - к снижению остроты слуха разной степени тяжести, вплоть до развития полной глухоты.
Избавить свой слух от нежелательных звуков можно двумя способами: снизив уровень шума источника или установив на пути акустических волн преграду. При выборе бытовых приборов желательно ориентироваться на те, у которых собственный шум при работе не превышает 40 дБА.
Уровень шума, проникающего извне, ограничивают уже на стадии строительства. Это достигается в результате соблюдения нормативных требований к звукоизоляции жилых помещений. "Шумящие" зоны (кухня, ванная комната, туалет) объединяют в отдельные блоки, граничащие с лестничными клетками или аналогичными блоками соседних квартир. Если же главные источники шума находятся за пределами жилья, а желанной тишины все равно нет, следует уделить особое внимание дополнительной звукоизоляции конструкций, ограждающих помещения сбоку, сверху и снизу. К ним чаще всего относятся: - разделяющие стены и перегородки; - полы и потолки, включая их стыки со стенами и перегородками; - оконные блоки, межкомнатные и балконные двери; - а также встраиваемое в стены и потолок оборудование и инженерные коммуникации, способствующие распространению шума.
Звукоизолирующая способность ограждающих конструкций, применяемых в строительстве, оценивается усредненными значениями индексов звукоизоляции Rw и Lnw. Для домов категории "А" (самой высокой) они должны составлять 54 и 55 дБ соответственно, для домов категории "Б" - 52 и 58 дБ и, наконец, для домов категории "В" - 50 и 60 дБ.
Любое помещение ограничено стенами, которые представляют собой преграды для звуковых волн. Эти конструкции бывают двух типов: однослойные, чаще монолитные (кирпичные, железобетонные, каменные и другие), и многослойные, состоящие из листов разных материалов. Повысить звукоизоляцию ограждений можно следующими способами: - сделать так, чтобы звуковая волна не смогла заставить преграду колебаться, передавая при этом звук внутрь помещения; - добиться поглощения и рассеивания энергии звуковой волны внутри ограждающей конструкции.
Первый путь требует, чтобы преграда была или массивной (тяжелой), или жесткой. Второй реализуется с помощью многослойных конструкций из пористых и волокнистых материалов. Чем тяжелее и толще монолит и выше частота звука, тем меньше стена вибрирует, и, значит, ее звукоизолирующая способность лучше. Впрочем, связь между этими параметрами не прямая. Так, бетонная стена довольно распространенной толщины 140 мм обеспечивает при частоте 300 Гц звукоизоляцию всего в 39 дБ, а при частоте 1600 Гц - порядка 60 дБ. Повышение значения индекса Rw путем увеличения массы конструкции не столь эффективно, как кажется. Если оштукатуренная стена в полкирпича (толщиной 150 мм) даст звукоизоляцию в 47 дБ, то оштукатуренная стена толщиной в кирпич - только 53-54 дБ. Иными словами, удвоение массы улучшит звукоизоляцию всего на 6-7 дБ.
Многослойная конструкция состоит из листов разных материалов, между которыми может находиться и воздушная полость. В такой структуре вибрации затухают быстрее, чем в однородном материале. Звукоизоляционные свойства "слоеной" перегородки сравнительно небольшой плотности сопоставимы со свойствами монолитной стены. Так, перегородка толщиной 150 мм с 40-миллиметровым слоем заполнителя из минеральной ваты и воздушной полостью в 100 мм, обшитая снаружи сдвоенными гипсокартонными листами толщиной 12,5 мм каждый, обеспечит звукоизоляцию Rw = 52 дБ. Этого вполне достаточно для защиты от шума, создаваемого распространенными в быту источниками.
Акустика (в практическом смысле слова) - учение о звуковых волнах в диапазоне частот, воспринимаемых человеческим ухом (от 16 Гц до 20 кГц). Применительно к помещению различают архитектурную акустику, предмет которой - распространение полезных звуковых волн в помещении, и строительную акустику, занимающуюся изоляцией помещения от проникновения звуков извне.
Звукоизоляция - снижение уровня звукового давления при прохождении волны сквозь преграду. Эффективность ограждающей конструкции оценивают индексом изоляции воздушного шума Rw (усредненным в диапазоне наиболее характерных для жилья частот - от 100 до 3000 Гц), а перекрытий - индексом приведенного ударного шума под перекрытием Lnw. Чем больше Rw и меньше Lnw, тем лучше звукоизоляция. Обе величины измеряются в дБ.
Звукопоглощение - снижение энергии отраженной звуковой волны при взаимодействии с преградой, например со стеной, перегородкой, полом, потолком. Осуществляется путем рассеивания энергии, ее перехода в тепло, возбуждения вибраций. Звукопоглощение оценивают по среднему показателю в диапазоне частот 250-4000 Гц и обозначают с помощью коэффициента звукопоглощения aw. Этот коэффициент может принимать значение от 0 до 1 (чем ближе к 1, тем соответственно выше звукопоглощение).
Акустические материалы - строительные изделия (чаще всего в виде листов, плит, матов или панелей), предназначенные для изменения характера распространения звуковых волн в помещении. Способствуют комфортному воспроизведению звуков в соответствии с особенностями человеческого слуха. Подразделяются на звукопоглощающие и звукоизолирующие, причем последние могут предназначаться для изоляции либо от воздушного, либо от структурного шума.
В качестве заполнителя чаще всего используют плиты из стекловолокна фирм ISOVER и PFLEIDERER, из минеральной ваты ROCKWOOL и PAROC, а также акустические материалы со слоистой или ячеистой структурой других фирм. Сами по себе эти изделия не спасают помещение от проникновения шума, но, включенные в состав перегородки, способны улучшить ее звукоизолирующую способность. Чем выше коэффициент звукопоглощения aw используемого материала, тем изолирующие свойства лучше.
Материал может быть либо натуральным - минерального происхождения (базальтовая вата, каолиновая вата, вспученный перлит, вспененное стекло, шамот) или растительного (целлюлозная вата, камышитовая плита, торфоизоляционная плита, мат из льняной пакли, пробковый лист), либо синтетическим газонаполненным пластиком (пенополиэстр, пенополиуретан, пенополиэтилен, пенополипропилен и др.). Наиболее долговечна минеральная вата из горных пород (чаще всего базальтовая). Среди ее дополнительных преимуществ менеджеры PAROC EXPORT называют гидрофобность, огнестойкость, паропроницаемость и экологическую безопасность. Зато стекловолокно, по утверждению специалистов фирмы "САН-ГОБЕН ИЗОВЕР", позволяет изготовить гораздо более легкие плиты, чем из минеральной ваты. Плесень и вредители в таких материалах не заводятся. Особенностью пенополистирола является низкая паропроницаемость (в 40-70 раз меньше, чем у минваты). В результате движение пара наружу осложняется, и при высокой влажности помещения требуется принудительное кондиционирование (для предотвращения отсыревания стен).
Один из примеров многослойных конструкций, монтируемых на существующую стену для дополнительной звукоизоляции, - достаточно легкие панели ЗИПС размером 500 х 1500 мм. В отдельных случаях с их помощью удается повысить индекс Rw межкомнатной перегородки на 8-13 дБ. Каждая панель состоит из чередующихся, различных по толщине слоев плотных гипсоволокнистых и мягких минераловолокнистых (стекловолокнистых) листов. Общая толщина конструкции составляет 70-130 мм. Специалисты фирмы "АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ" утверждают, что после монтажа панелей ЗИПС-Super на стену в один кирпич грохот соседской дискотеки, ранее сопоставимый по уровню шума с постоянно хлопающими дверями лифта, снизится до допустимых для жилья в дневное время 40 дБА.
Подбор звукопоглощающих материалов, расчет количества и толщины листов, а также величины воздушной полости лучше поручить специалисту. Лишь в этом случае эффективность звукоизоляции помещений будет максимальной при вложенных средствах.
* - площадь не ограничивается.
Шумоизоляция помещения снизу и сверху определяется межэтажным перекрытием. Однако для защиты от структурного шума его пришлось бы сделать слишком толстым и тяжелым. В качестве дополнительного звукоизолятора можно смонтировать подвесной или подшивной потолок ("Идеи вашего дома" N 5 за 2001 год, статья "Потолки для самых практичных"). А вот между нижней плитой и напольным покрытием (паркетом, линолеумом, ламинатом, ковролином) обычно стелют промежуточную эластичную подложку. Она заметно уменьшит шум ваших шагов, за что, кстати, сосед снизу должен быть вам благодарен.
Конечно, в этом случае не все однозначно. Так, индекс дополнительной шумоизоляции Rw акустических подвесных потолков не превышает 8 дБ, да и то без учета влияния структурного шума. Фирмы-производители вместо этого показателя приводят величину коэффициента шумоизоляции Dncw, которая имеет гораздо более высокое значение, но чаще всего не применима к жилым помещениям.
Гораздо эффективнее устройство звукоизолирующего пола. Он может монтироваться на лагах или на эластичном ("плавающем") основании. Ударный шум снижают с помощью подложки из различных материалов. Например, из полимерно-битумной мембраны Fonostop Duo (фирма INDEX), технической пробки толщиной до 8 мм от фирмы IPOCORC или листов "Регупол", выполненных из резиновой крошки и полиуретана ("РЕГУПЕКС"). Сверху делают бетонную стяжку толщиной 30-50 мм, а уже на нее настилают чистовое напольное покрытие. За счет малого модуля упругости материала подложки распространение ударного шума резко падает.
ТИГИ-KNAUF предлагает свой шумоизоляционный "пирог". Различные комбинации его слоев в сочетании с листом полистирола толщиной 20-30 мм позволяют изменить индекс Lnw на 20-30 дБ для вибраций с частотой 150-3000 Гц. В среднем "плавающий" пол способен уменьшить этот индекс на 8-33 дБ для наиболее распространенных в быту шумов с частотами от 150 до 3000 Гц.
Спасаясь от шума, вы можете столкнуться с множеством неожиданных проблем. Например, при настиле линолеума с войлочной основой непосредственно на железобетонную плиту толщиной 220 мм шумоизоляция снизу нередко даже ухудшается на 1-3 дБ. Виновники неприятности - резонансные явления. Профессиональные акустики учитывают такие "подводные камни". В многоэтажных зданиях для борьбы с ударным шумом всегда применяют прокладочный материал. С его помощью защищают стыки несущих элементов. Довольно эффективно, скажем, рулонное кремнеземное волокно Supersil толщиной 6 мм. По данным НИИСФ, оно позволяет снизить индекс Lnw на 27 дБ. Волокно универсально, поскольку отличается еще и хорошим звукопоглощением. В качестве прокладочного материала удобно использовать также синтетическую ленту "Регупол".
Подбирая все эти изделия по толщине, прочности и долговечности, необходимо быть особенно внимательным и осторожным. Дело в том, что эластичные прокладки снижают жесткость конструкции ограждения. Чтобы ваше жилище не приблизилось по прочности к карточному домику, лучше все же дополнительные мероприятия по изоляции ударного шума производить с помощью специалиста-акустика.
* - только под напольное покрытие; ** - длина не ограничивается; *** - длина любая в пределах 12 м; **** - при шумоизоляции, состоящей из двух слоев.
Окна, балконные и межкомнатные двери тоже способствуют проникновению в помещение шумов. Причем улучшение шумоизоляции в данном случае находится в противоречии с проблемой обеспечения притока свежего воздуха. А поскольку устройство централизованной принудительной приточной вентиляции в жилых зданиях - слишком дорогое удовольствие, специалисты фирмы "АЭРОМАТИКА XXI ВЕК" предлагают другое решение: установить в каждое окно (горизонтально или вертикально) специальный шумозащитный вентиляционный клапан. Это может быть, например, оконный проветриватель модели "Аэромат 80". Такой прибор берет на себя сразу обе функции: снижает уровень шума и обеспечивает вентиляцию. Причем поступление свежего воздуха можно регулировать с помощью специального рычажного механизма. Максимально достижимая величина притока воздуха определяет величину индекса Rw: при 15 м3/ч он составляет 40 дБ, при 26 м3/ч - 36 дБ и при 70 м3/ч - 21 дБ. Эти же функции может выполнять и приточный клапан Aeropac 60/90 фирмы SIEGENIA. Он монтируется в простенке рядом с окном и подает наружный воздух через ПВХ-короб, создавая уровень собственного шума не выше 37 дБА.
Очень полезно знать уровень шума в вашем районе. В зависимости от этого показателя специалисты фирмы "БАМО" рекомендуют устанавливать разные варианты оконных рам. Оптимальное сочетание толщины стекла, количества полотен и размера промежутков между ними позволяет создать необходимую шумоизоляцию и при этом сохранить достаточную воздухопроницаемость окна. Но, разумеется, уровень шума в помещении даже при самом совершенном окне будет днем и ночью различным.
Балконную дверь всегда рассматривают как ограждение с неоднородными шумоизоляционными свойствами по высоте. Шумоизоляцию нижней, филенчатой части обеспечивают по аналогии с межкомнатной перегородкой, а остекленной верхней - так же, как окна.
1. Перегородки должны опираться только на плиты перекрытия или ригели, расположенные между балками, но ни в коем случае не на лаги или полы. Проследите, чтобы чистовой пол и лаги двух соседних помещений не соприкасались. Это исключит передачу вибраций, возникающих при ходьбе.
2. Стены из строительного материала с ячеистой открытой структурой (например, из пористого бетона) должны быть тщательно оштукатурены. Так вы предотвратите проникновение звуковой волны сквозь поры.
3. Облицовывать многослойные межкомнатные перегородки гипсокартонными листами в два слоя лучше со смещением швов одного слоя относительно другого.
4. При встраивании осветительного оборудования в стены и потолок не забудьте тщательно заделать остающиеся щели и зазоры. Они могут значительно снизить индекс шумоизоляции ограждающей конструкции.
Щели под дверью, зазоры и отверстия в стенах и перегородках, температурные и усадочные швы строительных конструкций всегда вредят шумоизоляции помещения. Так, 15-миллиметровая вентиляционная щель под межкомнатной дверью снизит Rw перегородки на целых 5-9 дБ. А сквозное отверстие для электророзеток в стене, разделяющей квартиры, даже при индексе Rw = 50 дБ позволит переговариваться с соседями. Именно по этой причине вентиляционные отверстия в межкомнатных дверях стоит снабдить закрывающимися шторками. Электророзетки же имеет смысл расположить со смещением по горизонтали, уничтожив таким образом лазейки для шума. Заметим, что в данном случае герметизация помещений одновременно решает задачи как теплоизоляции, так и шумоизоляции.
Также следует обратить внимание на шумоизоляцию встраиваемого в стены и потолок дополнительного оборудования. Например, имеет смысл возвести преграду на пути шума, распространяющегося по коробам и воздуховодам вентиляционных систем. Вопрос этот в каждом конкретном случае решается по-своему.
Для исключения возможности возгорания звукоизолирующих материалов они должны относиться к классу негорючих (НГ), слабогорючих (Г1) или трудновоспламеняющихся (В1). Например, минеральная вата и стекловолокно - представители класса НГ, пенополистиролы и пробка - В1 (при обработке антипиреном). А вот пенополиуретан - горюч (класс Г). Утвержденных нормативных документов, содержащих правила безопасного применения горючих звукоизолирующих материалов, пока не существует. Именно поэтому при креплении таких изделий к деревянным стенам или деревянной обшивке стен следует принять меры, снижающие опасность их возгорания изнутри помещения. Скажем, установить за ними металлический лист. Плита из любого материала должна иметь гигиенический сертификат, подтверждающий отсутствие вредных для здоровья испарений. К сожалению, большинство перечисленных материалов под воздействием открытого огня дымятся и выделяют токсичные газы.
