Звукоизоляция помещений. Шумоизоляция расчеты.

Основные пути прохождения звука через перегородки следующие: прохождение через поры, щели и т. п. (воздушный перенос), прохождение через материал стены или по трубам отопления, газа и водопровода в виде продольных колебаний его частиц (материальный перенос) и передача колебаний посредством поперечных колебаний перегородки (мембранный перенос). В реальных случаях звуковые колебания передаются через перегородку всеми тремя способами.

 
Для уменьшения переноса через перегородки необходимо делать их слоистыми, подбирая материалы слоев перегородки с резко отличающимися акустическими сопротивлениями (бетон—поролон). Стены делают двойными с поглощением между ними.
 
Для уменьшения мембранного переноса стены делают массивными (чтобы их резонанс обычно был на очень низких частотах).
 
Для уменьшения шума, создаваемого вибрациями, перегородки устанавливают на внброизолнрующие прокладки.
 
При падении звуковых волн с интенсивностью Iпад на какую-либо перегородку бОльших размеров в сравнении с длиной волны интенсивность звука с другой стороны перегородки Iпр в условиях отсутствия отражения звука в пространстве за перегородкой будет определяться только звукопроводностью перегородки. Коэффициент звукопроводности
 
Aпр=Iпр/Iпад2пр2пад
 
или в логарифмических единицах (звукоизоляция перегородки)
 
Qпер=Lпад—Lпр = 20 lg (pпад/pпр),
 
где Lпр и Lпад — уровни звукового давления с внутренней и внешней сторон перегородки.
 
 
Для стен с поверхностной плотностью р<200 кг/м2 коэффициент звукоизоляции перегородки в децибелах (с учетом только мембранного переноса) может быть определен по формуле
 
Qnep= 12,5 lg p+14
 
Это значение совпадает с истинным для частот 500—1000 Гц, для частот 50—100 Гц звукоизоляция будет на 6 дБ меньше, а для частот около 4000 Гц — на 6 дБ больше.
 
Пример. Найти звукоизоляцию стены с поверхностной плотностью 60 кг/м2 Она будет
 
Qneр = 12,5 lg 60+14=33,5 дБ
 
Для стен с плотностью более 200 кг/м2 можно пользоваться формулой
 
Qпep = 14,5 lg p+15
 
Пример. Найти звукоизоляцию стены (поверхностью 20 м2 и общей /массой 6000 кг. Находим Qnep= 14,5 lg (6000/20) +15=51 дБ. На частотах 50—100 Гц она будет около 51-6=45 дБ, а на частотах около 4000 Гц Qnep=51+6=57 дБ.
 
Для двойных жестких перегородок с воздушной прослойкой между ними звукоизоляция может быть определена из формулы
Qnep—14,3 lg (tpipa) + + 20 lg 6—13,
где pi и pa — поверхностная плотность первой и второй перегородок; б — толщина воздушного слоя между ними. Формула дает хорошее совпадение с экспериментом для перегородок с поверхностной плотностью 30— 100 кг/м2 для частот 500—1000 Гц.
 
В таблице величины звукоизоляции для некоторых конструкций и материалов перегородок.
материал или конструкция Толщина, см Поверхностная плотность кг/м2 Qпер,Дб
Бумага оберточная грубая - 0,08 1,5
Брезент 0,06 4,40 5
Спресованный картон 0,5 3 16
Картон в несколько слоев 2 12 20
Асбестовый картон 0,25 2,25 18
Доска сплошная сосновая 3 19,5 12
Доска сплошная дубовая 4,5 33,5 27
Фанера трехслойная 0,32 2,54 19
Плиты из пресованной пробки 5 30 20
Торфоплита 50 на 50 см 3,6 7,5 25
Железо листовое 0,16 19 30
Свинец 0,32 38,1 32
Стекло зеркальное 0,63 17,5 30
Стекло двойное с промежутком 3.8 см 0,63 - 40
Стекло двойное с промежутком 19 см 0,63 - 45
Стекло двойное с промежутком 40 см 0,63 - 48
Пресованная солома 9 см, оштукатуренная с обеих сторон 12 72 39
Шлакогипсовые стенные плиты 2 на 5 см 13 120 40
Шлакогипсовые стенные плиты 2 на 6 см 17 150 42
Пемзобетонные стенные плиты 2 на 6 см 15 135 40
Пемзобетонные стенные плиты 2 на 8.5 см 20 185 43
Стены из пемзобетона 14 150 42
Стены из шлакобетона 10 240 43
Стены из железобетона 19 190 43
Стены из пустотелых пемзобетонных блоков 29 270 50
Стена из кирпичной кладки в 0.5 кирпича без штукатурки (из красного кирпича) 12 204 48
То же, толщиной в 1 кирпич 25 425 53
То же, толщиной в 1.5 кирпича 38 646 56
То же, толщиной в 2 кирпича 52 884 58
То же, толщиной в 2.5 кирпича 64 1088 59
Перегородка одинарная из досок, толщиной 2 см, оштукатуренная с обеих сторон, с оклейкой обоями 6 70 37
Перегородка двойная из фанерных листов толщиной 3 мм с промежутком  2.5 см заполенным шлаковатой 3 8 26
То же, с промежутком в 5 см 5,5 12 29
Окно двойное, совершенно плотно пригнанное и плотно закрытое - - 25
Металлическая дверь (герметичная) - - 30
 
Если шум проникает в помещение извне через перегородку, то разность уровней с внешней стороны перегородки L1 и в помещении L2 называют звукоизоляцией помещения: Qпом=L1—L2=20 lg (Р1/Р2), где р1 и р2 — звуковые давления вне помещения и внутри его, соответствующие уровням L1 и L2
 
Уровень звукового давления в помещении
 
L2=Lпрн+10 lg (Snp/A) = L1-Qпep+10 lg (Sпер/Л)
 
где Qnep — звукоизоляция перегородки; Lпрн — уровень проникающего шума; Snp — площадь перегородки; А — общее поглощение в помещении.