МАЛОЭТАЖНОЕ И КОТТЕДЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Нормирование звукоизоляции светопрозрачных конструкций


Постановка задачи обеспечения комфортных  акустических условий с точки зре­ния проектирования светопрозрачных конструкций осложняется, прежде всего тем, что окна в зданиях без принудительной вентиляции являются единственным источником притока свежего воздуха для обеспечения требуемых условий естественного воздухообмена. Таким образом, возникает необходимость увязки воедино требований, противоречащих друг другу с точки зрения физики, в результате чего необходимо рассматривать два прин­ципиально разных режима работы окна:

  • 1. окно, находящееся в закрытом положении;
  • 2. окно, открытое в режиме вентиляции.


При этом следует отметить, что даже глухое, хорошо загерметизированное окно не в состоянии обеспечить идеальной защиты от транспортного  шума, адекватной непрозрачным наружным стенам.

Правильно запроектированные светопрозрачные ограждающие конструкции должны обеспечивать снижение шумовых воздействий окружающей среды на человека до некоторых допустимых величин, регламентированных санитарными нормами.

При проектировании окон принято также учитывать звукопоглощение - преобразо­вание энергии звука, проникающего в помещение, в тепловую энергию - конструк­циями стен, перекрытий, а также отдельных поглотителей - мебели, ковров и т.п.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСТЕКЛЕНИЯ

Усредненные величины индексов звукоизоляции, приводимые в большинстве источников по окнам, далеко не всегда отражают действительные звукозащитные качества остекления. Для объективной оценки необходимо представление о работе, как отдельных стекол, так и конструкции в целом в различных частотных диапазонах.

По своей природе основная доля шумовых воздействий на окна приходится на так называемый воздушный шум, возникающий при излучении звука в воздушное пространство. Излучаемый звук достигает какого-либо ограждения и вызывает его колебания. Колеблющееся ограждение, в свою очередь, излучает звук в смежное помещение, и таким образом воздушный шум достигает воспринимающего его человека.

Каждое отдельное стекло, подвергающееся воздействию падающих звуковых волн, следует рассматривать как тонкую пластину, получающую под внешним воздействием деформации изгиба.

Основной целью акустического проектирования ограждающих конструкций является сглаживание резких падений звукоизоляции, вызванных волновым совпадением, или максимально возможное выведение граничной частоты за пределы слухового диапазона.

Оптимальными звукоизоляционными характеристиками обладает система со стеклами различной толщины.

ИНДЕКС ИЗОЛЯЦИЙ ВОЗДУШНОГО ШУМА

Частотная характеристика остекления наиболее полно позволяет судить о его звукозащитных качествах, однако практически никогда не приводится производи­телями окон и стеклопакетов в сопроводительной технической документации. Как уже отмечалось, для приближенной оценки звукоизоляции может быть использована величина индекса изоляции воздушного шума Rw (в большинстве отечественных источ­ников I в).

Таблица  Индексы изоляции воздушного шума остеклением

N п/п

Конструкция остекления

Индекс изоляции Rw, [дБ]

Индекс изоляции Ra, [дБА]

 

Одинарные стекла

 

 

1

3 мм

24

20.4

2

4 мм

26

21.6

3

6 мм

28

22.8

4

8 мм

30

24

 

Двойное остекление (стеклопакеты)

 

 

5

3-10-3

30.5

24.3

6

4-10-4

33

25.8

7

6-10-6

34.5

26.7

8

3-20-3

33

25.8

9

4-20-4

34

26.4

10

6-20-6

36

27.6

И

4-10-6

36

27.6


На работу открывающего окна в значительной степени оказывают влияние такие факторы как тип оконного уплотнения и, соответственно – его прижим, обеспечиваемый системой фурнитуры.

Заполнение одного и того же проема, имеющие различное открывание, может дать очень большую разницу в звукоизоляции.

Как показывают данные экспериментальных исследований, окна с двухкамерным стеклопакетом не имеют практически никаких преимуществ с тонки зрения звукоизоляции перед однокамерным. Поскольку в двух камерном стеклопакете среднее стекло, как правило, размещено посередине между крайними стеклами, это стекло не только не дает роста звукоизоляции, но и может даже снизить ее, поскольку в такой системе происходит повышение резонансной частоты по срав­нению с однокамерным стеклопакетом, до значений, максимально приближенных к области наилучшей слышимости. Так, однокамерный стеклопакет 4-12-4 имеет резонансную частоту 250 Гц, а двухкамерный 4-12-4-12-4 — 300 Гц. При этом индекс изоляции Ra двухкамерного стеклопакета 4-12-4-12-4 составляет всего лишь 28 Дб.

Значительно более высокие результаты по окнам, имеющим три стекла, можно получить путем установки дополнительной створки с одинарным стеклом. Такое решение применяется большинством производителей деревянных окон в Финлян­дии, а также реализовано отдельными производителями профильных систем из ПВХ. В таком окне за счет разницы воздушных промежутков между стеклами можно получить оптимальную точку для частоты f0 ,что может дать значения индекса изоля­ции Ra порядка 47 ... 49 дБА.

Определенный эффект может быть достигнут при установке в окне стеклопакетов с акустическим триплексом  - многослойным стеклом со специальным промежуточным слоем – акустической пленкой. Акустическая пленка имеет толщину от 1 до 2 мм и является своего рода демфером колебаний, обеспечивающим затухание звуковых волн непосредственно в стекле за счет трения.

Следует также отметить, что если даже для оконных блоков со специальными стеклопакетами достигнуты высокие значения индексов звукоизоляции, то значения звукоизоляции в области низких частот остаются низкими.

А транспортный шум, представляющий основную нагрузку на окна, по своей природе является низкочастотным. Как показывает практика акустического проектирования, низкие частоты хорошо изолируются только тяжелыми, массивными конструкциями, имеющими высокую поверхностную плотность и хорошо работающими по закону массы. В пределах разумного, с точки зрения оконных технологий – задача малореальная, даже при условии применения дорогостоящих систем 2 + 1.

Поэтому повышение звукоизоляции окон, приближение их к непрозрачным участкам стен, может быть достигнуто тоько за счет применения массивных экранов (ставен, жалюзей, рольставен) или специальных архитектурно-планировочных мероприятий.

АКУСТИЧЕСКАЯ РАБОТА ОКОН, ОТКРЫТЫХ В РЕЖИМЕ ВЕНТИЛЯЦИИ

При рассмотрении акустической работы окон, открытых в режиме вентиляции, необходимо принимать во внимание следующее.

По результатам натурных измерений, звукоизоляция окна в открытом положе­нии (в зависимости от площади открытого элемента) составляет от 8 ло 14дБА - в среднем 10 дБА. Таким образом, можно говорить о том, что при открывании окна в режиме вентиляции, его звукоизоляционные качества падают а 100 раз по сравнению с Закрытым положением. При этом радикальной альтернативой может являться только централизованная принудительная приточная вентиляция всего здания в целом - вариант технически сложный и дорогостоящий.

Компромиссным решением, в общих чертах найденным на сегодняшний день, являются окна с так называемыми «шумозащитными клапанами», обеспечиваю­щими требуемое снижение шума в режиме вентиляции.

В решении проблемы акустической работы окон, открытых в режиме вентиляции наметилась тенденция к разделению функции проветривания и конструированию непосредственно шумазащитного окна.

При высоких уровнях внешнего шума приток свежего наружного воздуха необходимо осуществлять через приточные клапаны – глушители шума (шумозащитные проветриватели), интегрированные в оконный блок или располагаемые на стене рядом с окном. Приборы такого типа являются мощными глушителями шума и обладают за счет большой собственной массы в сочетании со звукопоглотилелем звукоизоляцией, как минимум, равной оконному блоку, или превышающий его показатели.

Важным преимуществом шумозащитных проветривателей является возможность установки вентилятора, что позволяет поддерживать в помещении требуемые параметры по замещению отработанного воздуха и допустимым уровням звукового давления круглогодично, вне зависимости от времени года и погодных условий.