Звукоизоляция стен: практические аспекты

Строительная акустика как один из основных разделов архитектурной физики рассматривает проблемы звукоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений. Важный элемент решения этой задачи – разработка конструкций стен и перегородок, обеспечивающих эффективное снижение проникающих уровней шума.

Андрей Смирнов, инженер-физик, руководитель компании «Акустические материалы и технологии»

С конструктивной точки зрения стены и перегородки можно разделить на два типа: однослойные и многослойные. Однослойные перегородки, подразумевающие использование плотных строительных материалов, могут быть кирпичными, гипсолитовыми, керамзитобетонными и даже железобетонными, где бетон играет роль конструктивного материала и связующего компонента.

Звукоизоляционные характеристики подобных конструкций определяются, прежде всего, их массой и улучшаются примерно на 6 дБ при каждом двукратном увеличении толщины стены. Как показывает практика, выигрыша в звукоизоляции за счет применения в однослойных перегородках пористых материалов (например, ячеистых бетонов) получить практически не удается – из-за существенных потерь, вызываемых снижением поверхностной плотности таких ограждений.

Зависимость звукоизоляции перегородки от ее конструкции

Звукоизоляция стен: практические аспекты

Для повышения звукоизолирующей способности стен и уменьшения их массы вместо однослойных конструкций применяются раздельные, с воздушной прослойкой, или многослойные, выполненные из материалов, резко отличающихся по своим физическим свойствам.

Звукоизолирующая способность многослойных перегородок (наиболее распространенный пример – каркаснообшивная гипсокартонная перегородка) зависит от большего числа факторов, чем звукоизоляция однослойной стены. В данном случае на звукоизоляцию в значительной мере влияют резонансные явления, возникающие в самой конструкции.

Приведем несколько практических рекомендаций, позволяющих строить эффективные звукоизоляционные перегородки.

1. Звукоизоляционные конструкции должны быть герметичными. Звукоизоляция так же не терпит щелей и отверстий, как и корпус лодки, спущенной на воду. Обязательно герметизируйте все щели и неплотности в ограждениях (места установки электрофурнитуры, стояки отопления, стыки между панелями перекрытий и стенами и т. п.) нетвердеющим герметиком. Не применяйте для герметизации монтажную пену без последующей штукатурки: пена не является звукоизолирующим материалом и, кроме того, обладает высокой горючестью.

2. По возможности увеличивайте массу ограждения: чем оно массивнее, тем больше энергии потребуется звуку, чтобы «раскачать» его, и тем меньше звука будет переизлучаться в смежное помещение. Если перегородка выполняется по каркасной технологии, увеличьте количество слоев гипсокартона. Это самый простой и дешевый способ увеличить массу. Но если позволяет несущая способность перекрытия, гораздо эффективнее возвести массивную стену из полнотелого красного кирпича. Очень эффективная конструкция для изоляции мощного звукового сигнала – стена из пустотелых бетонных блоков с предварительной засыпкой пустот прокаленным сухим песком.

3. Двойные стены предпочтительнее однослойных конструкций. Это касается и ограждений из массивных материалов, и каркасных конструкций. Акустическая развязка или физическое исключение жестких связей между двухслойными перегородками радикально снижает передачу шума и вибраций с одной стороны двойной стены на другую. Звукоизоляция двойной кирпичной стены (кирпич 125 мм-воздушный промежуток-кирпич 125 мм) всегда выше, чем у однослойной стены из кирпича толщиной 250 мм. Звукоизоляция каркасной перегородки из ГКЛ на двух независимых каркасах 2х50 мм всегда выше, чем у перегородки на одном каркасе шириной 100 мм.

4. Всегда заполняйте воздушные полости в двойных ограждениях и каркасных перегородках звукопоглощающим материалом. Даже если обе стороны перегородки механически развязаны, существует упругая связь через воздушный промежуток. Возникает колебательная система «масса-пружина-масса» (МПМ) со своей резонансной частотой, на которой наблюдается снижение звукоизоляции ограждения. Влияние этого нежелательного явления можно значительно снизить, заполнив воздушный промежуток специальной акустической минеральной ватой (не произвольным утеплителем!). Это приводит к снижению резонансной частоты системы МПМ и увеличению звукоизоляции на НЧ. Если стоит задача изолировать только бытовые шумы (средние частоты), то в целях экономии можно заполнить воздушный промежуток акустической минеральной ватой на 50-60%.

Узел сопряжения звукоизоляционных конструкций

Звукоизоляция стен: практические аспекты

5. Звукоизоляция каркасных конструкций увеличивается, если с разных сторон перегородки монтировать облицовки из материалов с различной жесткостью (или разного количества одного и того же материала). Например, ГКЛх2 слоя / каркас / ГКЛх3 слоя. Никогда не уменьшайте общее количество слоев облицовки.

Характеристики звукоизоляционных облицовок

Звукоизоляция стен: практические аспекты

6. Более высокая звукоизоляция у каркасных перегородок, облицованных массивными, но гибкими листовыми материалами. Поэтому гипсокартонные (или гипсоволокнистые) листы (плотность 850-1000 кг/м3) предпочтительнее, чем плиты из ДСП, МДФ, OSB (плотность 700-750 кг/м3).

Звукоизолирующие крепления Vibrofix CD

Звукоизоляция стен: практические аспекты

7. Делайте связи между двумя облицовками каркасных перегородок по возможности менее жесткими. Этого можно достичь применением упругих прокладок между облицовкой из ГКЛ и металлическим каркасом. Применение слоя вязкоэластичного материала между листами ГКЛ позволяет демпфировать нежелательные резонансы (на частоте волнового совпадения), снижающие звукоизоляцию на средних частотах в диапазоне 2500-4000 Гц.

8. Двухслойные каркасные перегородки обладают более высокой звукоизоляцией по сравнению с трехслойными аналогичной ширины и суммарной толщиной слоев ГКЛ. Для обеспечения надлежащей звукоизоляции на низких частотах никогда не стройте трехслойных перегородок!

9. Реальная звукоизоляция ограждения не пропорциональна значению индекса изоляции воздушного шума Rw. Индекс Rw – это интегральная характеристика, применяемая только для диапазона частот 100-3200 Гц и рассчитанная на оценку шумов бытового происхождения (разговорная речь, радио, телевизор). Методика расчета индекса Rw не учитывает наличие в современных жилых домах мощных НЧ-источников – домашних кинотеатров, шумного инженерного оборудования (вентиляторов, кондиционеров, насосов и т. п.).

В некоторых ситуациях легкая каркасная перегородка из ГКЛ имеет индекс Rw выше, чем кирпичная стена аналогичной толщины. В этом случае каркасная перегородка значительно лучше изолирует звуки голоса, работающего телевизора, звонок телефона или будильника. Однако звук саб- вуфера домашнего кинотеатра более эффективно снизит все же кирпичная стена.

Индекс изоляции воздушного шума каркасно-обшивной перегородки на двух независимых каркасах толщиной по 50 мм с воздушным промежутком между каркасами 10 мм и двухсторонней обшивкой 2х12,5 мм ГКЛ составляет около Rw=53 дБ. При этом общая толщина конструкции равна 160 мм.

Кирпичные перегородки из полнотелого красного кирпича, оштукатуренные с двух сторон, имеют следующие значения индекса звукоизоляции:

-стена в полкирпича (150 мм) – Rw = 47 дБ;

-стена в один кирпич (280 мм) – Rw = 53 дБ;

-стена в два кирпича (530 мм) – Rw = 59 дБ.

Перед возведением перегородок проанализируйте частотные характеристики существующих или потенциальных источников шума. При выборе вариантов конструкций рекомендуется сравнивать их звукоизоляцию в третьоктавных полосах частот, а не индексы Rw.

10. Очень эффективный способ акустической развязки строительных конструкций – применение эластичных креплений и специальных звукоизолирующих профилей Vibrofix для крепления перегородок к полу и потолку. Как правило, в таких креплениях применяются специальные виброизолирующие материалы, а их конструкция позволяет обеспечить надежное и устойчивое соединение строительных элементов. Применение креплений Vibrofix при возведении каркасных перегородок и облицовок обеспечивает очень низкую резонансную частоту и, как следствие, приводит к высоким показателям звукоизоляции на низких частотах.

11. Для улучшения показателя звукоизоляции каркасной перегородки на низких частотах необходимо: 

  • использовать независимые каркасы или звукоизолирующие эластичные крепления; 
  • увеличивать насколько возможно расстояние между стоечными профилями; 
  • применять облицовки из массивных, но гибких листовых материалов; 
  • заполнять каркас специальной акустической минеральной ватой на всю глубину; 
  • применять в составе облицовок гипсокартонные листы повышенной плотности; 
  • увеличивать, насколько это возможно, расстояние между облицовками (ширину каркаса).

12. При необходимости увеличить звукоизоляцию существующей однослойной перегородки из кирпича, бетона или гипсовых блоков применяются дополнительные гипсокартонные облицовки, смонтированные с помощью эластичных звукоизолирующих креплений. Применение стандартных металлических П-образных кронштейнов приводит к образованию жестких связей и, как следствие, к снижению звукоизоляции. Каркасы облицовок необходимо заполнять на всю глубину специальной акустической минеральной ватой.

13. Звукоизоляция стен, имеющих окна или двери, практически определяется звукоизоляцией проёмов, обычно более низкой, чем у глухой части ограждения. Сосредоточьте усилия на увеличении звукоизоляции именно окон и дверей, а затем выбирайте конструкцию перегородки с адекватной звукоизолирующей способностью.

14. Всегда обращайте внимание на изоляцию косвенных путей распространения звука по примыкающим строительным конструкциям, трубопроводам отопления и водоснабжения, транзитным вентиляционным каналам, общему для смежных помещений пространству подвесного потолка или пола на лагах.

При проектировании зданий следует учитывать, что изоляция помещений от внутренних и наружных шумов должна обеспечиваться также правильной планировкой здания, снижением уровня шума от санитарно-технического и инженерного оборудования и рациональными конструкциями ограждений. Наибольший технический и экономический эффект достигается при комплексной защите зданий от шума.