ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗВУКА И НОРМАТИВНЫЕ ТРГБОВАНИЯ К УРОВНЮ ШУМОВ

Человек в течение всей жизни подвержен действию шума, звука и вибрации. Находясь в помещении или на открытом воздухе в сельских или особенно в городских условиях, человек слышит разнообразные шумы. По ме­ре развития техники, дальнейшей урбанизации населе­ния уровни шумов и вибраций все более возрастают.

С физической точки зрения разницы между шумом, звуком $ вибрацией нет: те и другие представляют собой волновые колебания среды, частицы которой выведены из состояния равновесия. Из точки, в которой колеба­ния возникли, они распространяются с определенной скоростью, называемой скоростью звука Единицей измерения частоты колебания служит герц (Ги), равный одному колебанию в секунду. Область колебаний с частотой о г 16 до 20 000 Гц называется звуковым диапа­зоном. В природе есть звуки с частотой ниже 16 Гц и выше 20 0П0 Гц, но они человеческим ухом не восприни­маются. Колебания в этих интервалах принято назы­вать соответственно инфра - и ультразвуками

Частота звуковых волн в упругой среде зависит от длины волны и скорости распространения звука. Пос­ледняя, в свою очередь, зависит от упругости и плотнос - 'ти среды и составляет, например, в воздухе 340, а в во­де— 1450 м/с. Если колебания носят синусоидальный характер при какой-либо одной частоте, то возникает простейший звук — чистый тон. Сочетание нескольких тонов придает звуку определенную окраску — тембр. При изменении частоты чистого тона человеческое ухо отмечает изменение качества звука. Удвоенная частота звука образует интервал, называемый октавой. Диапа­зон доступных человеческому слуху звуков составляет примерно 10 октав. Из них только семь октав (от 32 до 4096 Гц) имеют практический интерес для приклад­ной акустики. Наибольшую роль в этом диапазоне игра­ют частоты от 100 до 3200 Гц. Шумы представляют со­бой звуки, непрерывно меняющиеся по амплитуде и рас­пределенные в широком диапазоне слышимых частот. Шум может быть разложен на составляющие простые тона.

При распространении звуковой волны в воздухе в какой-то степени изменяется давление атмосферной среды. Избыточное переменное давление, вызванное зву­ковой волной, называется звуковым давлением и обоз­начается буквой Р. Единицей измерения звукового дав­ления является Ньютон на 1 м2 (Н/м2). Минимальное значение звукового давления, при котором звук стано­вится различимым, составляет примерно Ю-^Н/м2. Это значение называется пороговым или порогом слыши­мости.

Звуковая энергия измеряется силой звука /, которая представляет собой среднее количество звуковой энергии, проходящей через единицу поверхности за единицу вре­мени. Сила звука, Я, выражается через звуковое давление Р следующей формулой:

/ = Р/107рг,

Где р — плотность среды, кг/м3; с — скорость звука, м/с.

Для описания интенсивности звука вместо звукового давления или силы звука обычно используют уровни звукового давления или силы звука L, единицей изме­рения которых служит децибел (дБ):

T = 101g///fl = 201gP/Po,

Где /о, Ро — стандартные значения соответственно силы звука и зву­кового давления, соответствующие порогу слышимости чистого то­на частотой 1000 Гц

Повышение интенсивности звука на 1 лБ означает увеличение звукового давления в 1,12 раза. При оценке интенсивности звука звуковым давлением весь слыши­мый диапазон укладывается в 120—130 дБ. Соотноше­ние величин звуковых давлений на порогах слышимости и болевых ощущений составляет 1:10", а сил звука — 1 : 1012.

Чувствительность человеческого уха к интенсивнос­ти звука приблизительно подчиняется логарифмическо­му закону: если считать, что десятикратное увеличение силы звука вызывает повышение ощущения на единицу, то тысячекратное его увеличение повышает ощущение только на три единицы. Измеряемая каким-либо при­бором сила звука воспринимается человеческим ухом как определенная громкость. Только увеличение силы звука в 1,26 раза заметно повышает ощущение громко­Сти. Поэтому при оценке повышения громкости принята логарифмическая шкала, в которой каждая последую­щая ступень громкости в определенное число раз больше другой. Если акустическая величина больше другой в 10 раз, то принято считать, что она по уровню больше на один бел. Практической единицей в акустических расчетах служит децибел, равный 0,1 бела.

Медико-гигиенические исследования показали, что шумы даже малой интенсивности при продолжительном воздействии неблагоприятно влияют на здоровье лютей. Если уровни шума в помещении превышают допустимую норму, у людей быстро появляются усталость, расстрой­ство нервной системы, растет число заболеваний. ТТТ^м мешает сконцентрировать внимание человека на ра­боте, в результате снижается производительность труда.

По источнику возникновения и характеру шумы в современных квартирах жилых домов можно разделить на три группы. Первая группа — это шумы, проникаю­щие из смежных помещений и называемые бытовыми шумами. РТх два вида* воздушные и ударные Воздуш­ные шумы—это звуки музыкальных инструментов, раз­говоры и прочее, которые достигают ограждающих конструкций, распространяясь по воздуху. Ударные шу­мы— это звуки, возникающие при непосредственном воздействий предметов на поверхности ограждающих конструкций. Вторая группа шумов — шумы от инженер­ного оборудования жилых домов (санитарно-техничес - ких устройств, мусоропроводов, лифтов и др.). Третью группу составляют шумы, создаваемые источниками, на­ходящимися вне жилого дома (транспорт, промышлен­ные предприятия, спортивные площадки и др.) .

Шкала измерений уровней силы звука начинается от 0 (порог слышимости) и кончается 140 дБ (порог бо­левых ощущений). Уровни шумов некоторых типичных источников имеют следующие значения, дБ:

Реактивного самолета (болевой порог для

TOC o "1-3" h z тонов нижних частот) ....................................... 140

Пневматического молота вблизи от него (бо­

Левой порог для стандартного тона) .... 120

Электропоезда................................................... 110

Оживленной транспортной магистрали... 80

Речи, пылесоса, обычной улицы...................... 60

Жилых помещений и тихой улицы.................... 40

Обычный бытовой шум в квартире.... 30

Тихий шопот, шелест листвы........................................... 10

Установлено, что бытовые шумы, создаваемые самим человеком, не беспокоят его. В то же время небольшой шум, вызванный каким-либо посторонним источником, может оказать раздражающее действие. При этом шумы со сплошным спектром в меньшей степени раздражают человека, чем тональные. Пути распространения шума в современном здании показаны на рис. 58.

В «Санитарных нормах допустимого шума в помеще­ниях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки» (№ 872-70) изложены условия и правила измерения и оценки шума, даны общие реко­мендации по его снижению. Нормируемыми парамет­рами постоянного или прерываемого шума являются уровни среднеквадратичных звуковых давлений в октав - ных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые, (в дБ) по формуле

L — 20 lgP/ZV

Где Р — среднеквадратичное значение звукового давления; Ро — то Же, пороговое.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот для помещений жилых и некоторых дру-

1 — прямая передача воздушного шума; 2 — косвенная передача воздушного и ударного шумов; 3 — прямая передача ударного Шума; 30 дБА—нормативно-допустимый уровень шума в жилых комнатах; £в = 0 дБА—нормативный показатель звукоизоляции От воздушного шума; £у=3—нормативный показатель звукоизоляции от ударного шума

Со СО

Гйх зданий приведены в табл. 41 с поправками согласно табл. 42.

Для ориентировочной оценки шума допускается измерение общего уровня шума шумомером по шкале «А». Его показатели называют «уровнем звука» и изме­ряют в дБА. Уровень звука, проникающий в жилые по­мещения от работы инженерного оборудования зданий, не должен превышать значений, приведенных в табл. 41.

Наиболее эффективные меры для защиты помещений от внешних шумов — это правильное взаимное располо­жение домов и источников шума, а также использование искусственных и естественных преград его распростране­нию. Защита от внешних шумов наружными конструк­циями здания не всегда возможна в связи с необходимо­стью устраивать естественное освещение и вентиляцию помещений.

Требования к теплотехническим качествам конструк­ций находятся иногда в противоречии с требованиями звукоизоляции. Строительные нормы и правила не содер­жат требований, предъявляемых к звукоизоляции наруж­ных конструкций жилых домов. Отсутствуют в них также требования к внутренным конструкциям в части изоля­ции от шумов инженерного оборудования дома. Задачи звукоизоляции помещений решают главным образом благодаря правильной планировке зданий, амортизации вибрирующих элементов, устранению жестких связей между оборудованием и конструкциями здания. Воспре­пятствовать прониканию бытовых шумов из одного поме­щения в другое можно только с помощью разделяющей их конструкции, обладающей звукоизолирующими свой­ствами. Необходимость звукоизоляции в значительной мере влияет на конструктивное решение внутренних стен, перегородок и междуэтажных перекрытий.

Звукоизолирующая способность конструкции харак­теризуется величиной (дБ), на которую снижается уро­вень звукового давления в изолируемом помещении после прохождения звука через конструкцию по сравне­нию со звуковым давлением в шумном помещении. Уровень звукового давления в изолируемом помещении зависит и от звукопоглощения последнего, а также от площади конструкции, излучающей звуковую энергию. Изоляцию от ударного шума оценивают по приведенному уровню звукового давления в помещении под перекры­тием.

В зависимости от назначения конструкций их звуко­изоляция должна быть различной. Чтобы иметь возмож­ность предъявлять к конструкциям разные требования с точки зрения звукоизоляции, основываясь на одной нормативной кривой, а также для удобства сравнения звукоизоляции конструкций между собой и с нормами, используют показатели звукоизоляции от воздушного Ев и от ударного Еу шумов. Для оценки звукоизоляции кон­струкции сравнивают частотную характеристику ее зву­коизоляции с нормативной кривой. Отклонения в сторо­ну худшей звукоизоляции (меньшей звукоизолирующей способности или большего приведенного уровня звуково­го давления) суммируют и определяют среднее неблаго­приятное отклонение для всех 16 полос частот. Если это отклонение равно 2 дБ, показатель звукоизоляции при­нимают равным нулю. При этом максимальное неблаго­приятное отклонение не должно превышать 8 дБ. Если такие условия не выполнены, нормативную кривую сдвигают по вертикали до тех пор, пока среднее небла­гоприятное отклонение не станет равным 2 дБ. В этом случае показатель звукоизоляции равен числу децибел, на которое была сдвинута нормативная кривая. Если она сдвинута в сторону большой звукоизоляции (мень­шего приведенного уровня звукового давления), показа

Тель имеет знак плюс, если в сторону меньшей звукоизо­ляции— знак минус Необходимые показатели звукоизо­ляции для конструкций различного назначения установ­лены Строительными нормами и правилами (табл. 43).

Рассмотренная методика измерения, оценки и нор­мирования стандартизована в международном масшта­бе и принята во многих странах. В СССР она узаконе­на ГОСТ 15116—69 «Звукоизоляция. Методы измерения Показатель звукоизоляции».