Звукоизоляция акустически неоднородными конструкциями

4.5.1К акустически неоднородным относятся конструкции из двух или более слоев (многослойные) твердых материалов, разделенных воздушным промежутком или звукоизоляционной прослойкой, а также однослойные конструкции с большими пустотами или редко расположенными ребрами. При отсутствии косвенных путей передачи шума, многослойные конструкции значительно более эффективны, чем однослойные.

4.5.2Расчет фактической звукоизоляции двойными конструкциями сводится к расчету собственной звукоизоляции двойных конструкций (без косвенной передачи шума) R, дБ, и без учета влияния косвенных путей его передачи.

При вычислении собственной звукоизоляции расчетную модель двойной конструкции представляют в виде двух неограниченных протяженных плит, связанных упругим слоем.

Собственная звукоизоляция двойной конструкции R, дБ, равна

R = R₁ + DR, (4.10)

где R₁ — собственная звукоизоляция плиты (для определенности — первой) с большей цилиндрической жесткостью, определяемая по 4.3.2, 4.3.3, дБ;

DR — повышение звукоизоляции при установке второй плиты с упругим слоем, дБ.

При частотах f < c_c/(6d_c) » и 2f_р < f < 0,5f_гр1,2

(f/f₀), (4.11)

где f₀ — низшая собственная частота второй плиты, Гц;

f_р — резонансная частота конструкции, Гц;

f_гр1,2 — граничная (критическая) частота конструкции, Гц;

S_с = E_дин/d_с — линейная динамическая жесткость упругого слоя, Па/м;

m₁, m₂ — поверхностная плотность составляющих плит, кг/м²;

D₁,D₂ = IE_дин/(1 – m)— цилиндрическая жесткость, Нм,

здесь I — момент инерции, м⁴, поперечного сечения плиты шириной 1 м;

m — коэффициент Пуассона;

r_с— плотность упругого слоя, кг/м³;

d_с — толщина упругого слоя, м;

E_дин — динамический модуль упругости, Па;

с_с = — скорость продольной волны в упругом слое, м/с;

с_в — скорость звука в воздухе, м/с.

При частотах f < c_c/(6d_c) и f > 0,5f_гр1,2

DR = × (f/f₀) + × (1 – lb), (4.12)

где l = m₁/m₂;

b = D₂/D₁ при D₁ > D₂.

При одинаковых плитах m₁ = m₂ = m и D₁ = D₂ = D

DR = × (f/f₀) + h₀ + 3, (4.13)

где f₀ — низшая собственная частота конструкции, Гц;

h₀ = f ^0,5 + h — коэффициент потери энергии конструкции;

здесь h — коэффициент потери энергии материала, определяемый по таблице 4.5.

При частотах f < c_c/(6d_c) и 2f_р < f < 2f_гр, где f_гр —для двойной конструкции из одинаковых плит

DR = × (f/f₀) + × [m/(r_сd_с)] – 3. (4.14)

Таблица 4.5 — Значения скорости продольных волн и коэффициента потери энергии материала

Материал	Плотность, кг/м3	Скорость продольной волны, м/с	Динамический модуль упругости Един × 10–2, МПа	Коэффициент потери энергии, h
Железобетон				0,0050
Легкие бетоны: аглопоритобетон керамзитобетон шлакобетон			60,7	0,0080
		72,4
		84,7
		97,5
		111,0
		121,8	0,0070
		136,0
		150,8
		163,4
		172,5	0,0055
		187,3

Окончание таблицы 4.5

Материал	Плотность, кг/м3	Скорость продольной волны, м/с	Динамический модуль упругости Един × 10–2, МПа	Коэффициент потери энергии, h
Гипсокартон			19,5	0,0080
		23,3
		27,8
		32,5
		37,9
		43,9
Газосиликаты			4,6	0,0100
		8,0
		12,7
		19,0
		27,1
Кладка:			52,7	0,0150
из силикатного сплошного кирпича			57,5
керамического эффективного кирпича			62,5
силикатных эффективных камней			67,8
Алюминий			—	0,0010
Сталь			—	0,0010
Стекло силикатное			—	0,0100
Стекло органическое			—	0,0300
Фанера	600–700		—	0,0300
Древесностружечная плита	600–700		—	0,0800

4.5.3Наименьшая допустимая толщина упругого слоя для двойных конструкций определяется
по формуле

, (4.15)

где m₁, m₂ — поверхностная плотность составляющих плит, кг/м².

4.5.4При частоте f < f_гр1,2 наибольшей звукоизоляцией обладают двойные конструкции, состоящие из плит одинаковой поверхностной плотности.

При частоте f > f_гр1,2 наибольшей звукоизоляцией обладают двойные конструкции, состоящие из конструкций, у которых, помимо одинаковой поверхностной плотности, цилиндрические жесткости отличаются не менее чем в 6–7 раз.

4.5.5Индекс изоляции воздушного шума двойной конструкции в жилых зданиях рекомендуется определять по формуле

R_w = R_w1 + DR_w2, (4.16)

где R_w1 — индекс изоляции воздушного шума однослойной конструкции из бетона, кирпича
и других материалов, определяемый по 4.3, дБ;

DR_w2 — увеличение индекса изоляции воздушного шума при установке второй конструкции.

При условии 2 £ m₃/m₂ £ 4 и 1 £ (m₃/m₂) × £ 10 увеличение индекса изоляции воздушного шума однослойной конструкции DR_w2 » 8 дБ.

При условии 0,5 £ m₃/m₁£ 2, 0,1 £ (m₃/m₁) × £ 5 и f_о £ 150 Гц, где f_о — частота соб­ственных колебаний пола на упругом основании. Увеличение индекса изоляции воздушного шума DR_w2, дБ, при устройстве по несущей части перекрытия пола на упругом основании, определяется по графику на рисунке 4.8.

Здесь приняты следующие обозначения:

m₁, m₂, m₃ — поверхностная плотность соответственно несущей части перекрытия, поперечной стены или перегородки (одной — в случае двойной конструкции) и продольной стены, кг/м²;

c₁, с₂, с₃ — скорость продольных волн в данных конструкциях, принимаемая по таблице 4.5, м/с;

h₁, h₂, h₃— толщина данных конструкций, м;

m = m₁/m₂;b= m × .

Рисунок 4.8 — Увеличение индекса изоляции воздушного шума

При устройстве пола

4.5.6Ориентировочноиндекс изоляции воздушного шума двойной конструкцией, состоящей из двух слоев из одинаковых материалов, разделенных воздушным промежутком не менее 40 мм, допускается определять по формуле

R_w = R_w1 + 8, (4.17)

где R_w1 — индекс изоляции воздушного шума однослойной конструкции, определяемый по 4.3, дБ.

4.5.7Примеры расчета и акустические характеристики неоднородных двойных конструкций приведены в приложении Г.