Примеры расчетов звукоизоляции ограждающих конструкций

Пример 1. Определить индекс изоляции воздушного шума  перегородки из тяжелого бетона  = 2500 кг/м³ толщиной 100 мм.

Решение. Для построения частотной характеристики изоляции воздушного шума определяем эквивалентную поверхностную плотность ограждения:

m _э = m · k =  · h · k = 2500 · 0,1 ·1 = 250 кг/м².

 

Устанавливаем значение абсциссы точки В – f _B (см. п. 3.1) в зависимости от плотности бетона и толщины перегородки:

 

f _B = 29000/100 = 290 Гц.

 

Округляем найденную частоту f _B = 290 Гц до среднегеометрической частоты согласно данным приложения 2:

 

f _B = 315 Гц.

 

Устанавливаем ординату точки В:

 

R _B = 20 · lg250 – 12 = 36 дБ.

 

Строим частотную характеристику по правилам, изложенным в п. 3.1.

Заносим параметры расчетной и нормативной частотных характеристик в табл. 6 и производим дальнейший расчет в табличной форме.

 

Таблица 6

№ п/п	Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы, Гц
		100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
1	Расчетная частотная характеристика R, дБ	36	36	36	36	36	36	38	40	42	44	46	48	50	52	54	56
2	Нормативная кривая, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
3	Неблагоприятные отклонения, дБ	--	--	3	6	9	12	13	12	11	10	9	8	6	4	2	--
4	Нормативная кривая, смещенная вниз на 7 дБ	26	29	32	35	38	41	44	45	46	47	48	49	49	49	49	49
5	Неблагоприятные от­клонения от смещен­ной оценочной кривой, дБ	--	--	--	--	2	5	6	5	4	3	2	1	--	--	--	--
6	Индекс изоляции воздушного шума R w, дБ	45

 

Таблица 7

№ п/п	Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы, Гц
		100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
1	Приведенный уровень ударного шума L n, дБ	59	60	65	65	63	62	60	58	54	50	46	43	43	41	37	33
2	Нормативная кривая, дБ	62	62	62	62	62	62	61	60	59	58	57	54	51	48	45	42
3	Неблагоприятные отклонения, дБ	--	--	3	3	1	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--
4	Нормативная кривая, смещенная вниз на 4 дБ	58	58	58	58	58	58	57	56	55	54	53	50	47	44	41	38
5	Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ	1	2	7	7	5	4	3	2	--	--	--	--	--	--	--	--
6	Индекс изоляции воздушного шума L nw, дБ	56

Находим неблагоприятные отклонения, расположенные ниже нормативной кривой и определяем их сумму, которая равняется 105 дБ, что значительно больше 32 дБ.

Смещаем нормативную кривую вниз на 7 дБ и находим новую сумму неблагоприятных отклонений, которая составляет 28 дБ, что максимально приближается, но не превышает значения 32 дБ.

В этих условиях за расчетную величину индекса изоляции воздушного шума принимается ордината смещенной нормативной кривой частотной характеристики в 1/3-октавной полосе 500 Гц, т.е. = 45 дБ.

 

Пример 2. Требуется определить индекс приведенного уровня ударного шума L _wn для междуэтажного перекрытия с частотной характеристикой в нормированном диапазоне частот, приведенной в табл. 7.

Решение. Расчет ведется в табличной форме, в которую заносим значения L _wn нормативной кривой и находим сумму неблагоприятных отклонений, расположенных выше нормативной кривой.

Сумма неблагоприятных отклонений составляет 7 дБ, что значительно меньше 32 дБ. В связи с этим смещаем нормативную кривую частотной характеристики вниз на 4 дБ и снова подсчитываем сумму неблагоприятных отклонений.

Новая сумма неблагоприятных отклонений составила в этом случае 31 дБ, что меньше 32 дБ.

За величину индекса приведенного уровня ударного шума принимается значение смещенной нормативной кривой в 1/3-октавной полосе частот 500 Гц, т.е. ∆ = 56 дБ.

 

Пример 3. Требуется определить частотную характеристику изоляции воздушного шума глухим металлическим витражом, остекленным одним силикатным стеклом толщиной 6 мм.

Решение. Находим по табл.1 координаты точек В и С:

f _B = 6000/6 = 1000 Гц; R _B = 35 дБ.

f _С = 12000/6 = 2000 Гц; R _С = 29 дБ.

Строим частотную характеристику в соответствии с указаниями п. 3.2, для чего из точки В проводим влево отрезок ВА с наклоном 4,5 дБ на октаву, а из точки С вправо отрезок CD с наклоном 7,5 дБ на октаву (рис. 7).

 

 

 

Рис. 7. Расчетная частотная характеристика к примеру 3

 

В нормируемом диапазоне частот изоляция воздушного шума витражом составляет:

 

f, Гц	R w, дБ	f, Гц	R w, дБ	f, Гц	R w, дБ
100	20,0	315	27,5	1000	35,0
125	21,5	400	29,0	1250	33,0
160	23,0	500	30,5	1600	31,0
200	24,5	630	32,0	2000	29,0
250	26,0	800	33,5	2500	31,5
				3150	34,0

 

Пример 4. Требуется построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой, выполненной из двух гипсокартонных листов толщиной 14 мм, γ = 850 кг/м³ каждый по деревянному каркасу. Воздушный промежуток составляет 100 мм.

Решение. Строим частотную характеристику звукоизоляции для одного гипсокартонного листа в соответствии с п. 3.2.

Координаты точек В и С определяем по табл. 1:

f _B = 19000/14 = 1337 Гц; R _B = 34 дБ.

f _С = 38000/14 = 2714 Гц; R _С = 28 дБ.

Округляем частоты f _B и f _С до стандартных в соответствии с приложением 2:

f _B = 1250 Гц; f _С = 2500 Гц.

 

Строим вспомогательную линию ABCD в соответствии с п. 3.2. (рис. 8).

Устанавливаем по табл. 2 поправку R ₁ в зависимости от величины отношения:

 

m _общ/ m ₁ = 2·850·0,014/850·0,014 = 2.

 

Согласно табл. 2 для m _общ/ m ₁ = 2 поправка R ₁ = 4,5 дБ.

С учетом поправки R ₁ = 4,5 дБ строим линию A₁B₁C₁D₁, которая на 4,5 дБ выше линии ABCD.

Определяем частоту резонанса по формуле (5) с учетом поверхностной плотности гипсокартонного листа m = 850·0,014 = 11,9 кг/м².

 

f _р = 60 = 77,8  80 Гц.

 

На частоте f _р = 80 Гц находим точку F с ординатой на 4 дБ ниже соответствующей ординаты линии A₁B₁C₁D₁, т.е. R _F = 16,5 дБ.

На частоте 8 f _р (630 Гц) устанавливаем точку K с ординатой R _K = R _F + H = 16,5 + 26 = 42,5 дБ.

Значение H находим в зависимости от толщины воздушного зазора, равного 100 мм (см. п. 3.3).

От точки K вправо проводим отрезок KL до частоты f _B = 1250 Гц с наклоном 4,5 дБ на октаву. Ордината точки L составляет:

 

R _L = R _K + 4,5 = 47 дБ.

 

Из точки L до частоты 1,25 f _B (до следующей 1/3-октавной полосы – 1600 Гц) проводим вправо горизонтальный отрезок LM.

На частоте f _С = 2500 Гц строим точку N с ординатой R _N = R _C1 + R ₂ = = 32,5 + 8,5 = 41 дБ.

От точки N проводим отрезок NР с наклоном 7,5 дБ на октаву.

Полученная ломаная линия A₁EFKLMNP (см. рис. 8) представляет собой частотную характеристику изоляции воздушного шума гипсокартонной перегородки.

В нормируемом диапазоне частот звукоизоляция воздушного шума перегородкой составляет:

 

f, Гц	R, дБ	f, Гц	R, дБ	f, Гц	R, дБ	f, Гц	R, дБ
100	19,5	250	31,0	630	42,5	1600	47,0
125	22,5	315	34,0	800	44,0	2000	44,0
160	25,0	400	36,5	1000	45,5	2500	41,0
200	28,0	500	39,5	1250	47,0	3150	43,5

 

 

 

Рис. 8. Расчетная частотная характеристика к примеру 4

Пример 5. Определить индекс изоляции воздушного шума междуэтажного перекрытия из железобетонной плиты γ = 2500 кг/м³, толщиной 100 мм; дощатого пола 35 мм на деревянных лагах сечением 100×50 мм с шагом 500 мм, уложенных по звукоизолирующим полосовым прокладкам из жестких минераловатных плит γ = 140 кг/м³, толщиной 40 мм в необжатом состоянии. Полезная нагрузка на перекрытие 2000 Па.

Решение. Определяем поверхностную плотность элементов перекрытия:

– несущей плиты m ₁ = 2500·0,1 = 250 кг/м²;

– конструкции пола m ₂ = 600·0,035(доски) + 600·0,05·0,1·2(лаги) = = 27 кг/м².

Устанавливаем нагрузку на звукоизолирующую прокладку с учетом того, что на 1 м² приходится 2 лаги:

 

= 11350 Па.

 

Рассчитываем индекс изоляции воздушного шума R _wo для несущей плиты перекрытия по формуле (7):

 

R _wo = 37 lg m ₁ – 43 = 37 lg250 – 43 = 45,7  46 дБ.

 

Находим толщину звукоизолирующей прокладки в обжатом состоянии при  = 0,55 Па по формуле (9):

 

h ₃ = h _o(1 – )0,04(1 – 0,55) = 0,018 м.

 

Определяем частоту резонанса конструкции перекрытия при Е _д = = 8,0·10⁵ Па по формуле (8):

 

ƒ_р.п = 0,16 =  = 216 ≈ 210 Гц.

 

В зависимости от R _wo = 46 дБ и ƒ_р.п = 200 Гц по табл. 4 находим индекс изоляции воздушного шума для вышеуказанной конструкции междуэтажного перекрытия – R _w = 52 дБ.

Пример 6. Рассчитать индекс приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием, состоящим:

– из несущей железобетонной панели толщиной 140 мм и  = = 2500 кг/м³;

– звукоизолирующего материала «Пенотерм» (НПЛ-ЛЭ) толщиной 10 мм в необжатом состоянии;

– гипсобетонной панели основании пола  = 1300 кг/м³ и толщиной 50 мм;

– линолеума  = 1100 кг/м³, толщиной 3 мм.

Полезная нагрузка на перекрытие – 2000 Па.

Решение. Определяем поверхностные плотности элементов перекрытия:

– плиты перекрытия m ₁ = 2500·0,14 = 350 кг/м²;

– конструкции пола m ₂ = 1300·0,05 + 1100·0,003 = 68 кг/м².

Нагрузка на звукоизоляционный слой составляет

 

2000 + 683 = 2683 Па.

 

По данным, приведенным в п. 5.3, находим значение L _nwo = 78 дб.

Вычисляем толщину звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии при  = 0,1:

h ₃ = 0,01(1 – 0,1) = 0,009 м.

 

Определяем частоту колебания пола по формуле (10) при E _д = = 6,6·10⁵ Па:

 

ƒ_о = 0,16 Гц.

По табл. 4 с учетом значений L _nwo = 78 дб и ƒ_о = 160 Гц находим индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием L _nw = 60 дб.

 

Пример 7. Определить индекс приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием, состоящим из несущей железобетонной плиты  = 2500 кг/м³ толщиной 160 мм и чистого пола из поливинилхлоридного линолеума с теплозвукоизоляционной подосновой из нитрона толщиной 3,6 мм.

Решение. Определяем поверхностную плотность несущей плиты перекрытия:

m = 2500·0,16 = 400 кг/м².

 

Находим по данным в п. 5.3 для плиты перекрытия индекс приведенного уровня ударного шума:

L _nwo = 77 дб.

 

Устанавливаем по табл. 5 индекс снижения приведенного уровня ударного шума в зависимости от материала покрытия пола:

 

Δ L _nw = 19 дБ.

 

Определяем по формуле (11) индекс приведенного уровня ударного шума L _nw под междуэтажным перекрытием:

 

L _nw = 77 – 19 = 58 дб.

 

Пример 8. Определить индекс изоляции воздушного шума R _wo (дб) междуэтажным перекрытием, состоящим из железобетонной несущей плиты  = 2500 кг/м³, толщиной 160 мм и чистого пола из поливинилхлоридного линолеума на волокнистой теплозвукоизоляционной подоснове (ГОСТ 18108–80).

Решение. Определяем поверхностную плотность несущей плиты перекрытия:

m = 2500·0,16 = 400 кг/м².

 

Устанавливаем по формуле (7) индекс изоляции воздушного шума несущей плиты перекрытия при m = 400 кг/м²

R _w = 37 lg400 – 43 = 53,3  53,5 дБ.

 

В связи с тем, что в качестве чистого пола принят поливинилхлоридный линолеум с теплозвукоизоляционной подосновой (ГОСТ 18108–80), из рассчитанной величины индекса воздушного шума междуэтажного перекрытия следует вычесть 1 дб и, таким образом, окончательная величина R _w составит:

R _w = 53,3 – 1 = 52,5 дБ.

 

Пример 9. Определить коэффициент К для многопустотной плиты перекрытия толщиной 220 мм, выполненной из тяжелого бетона плотностью γ = 2500 кг/м³. Многопустотная плита шириной 1,2 м имеет 6 круглых отверстий диаметром 0,16 м, расположенных посередине сечения.

Решение. Определяем момент инерции плиты как разность моментов инерции прямоугольного сечения и шести круглых пустот:

 

 

Используя формулу (3), определяем коэффициент К, приняв приведенную толщину многопустотной плиты h _пр = 120 мм:

 

.

 

 

Библиографический список

1. СНиП 23-03–2003. Защита от шума. – М., 2003. – 34 с.

2. СП23-103–2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. – М., 2004.

3. Руководство по расчету и проектированию звукоизоляции ограждающих конструкций зданий НИИСФ Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1983. – 64 с.

4. Архитектурная физика: учеб. для вузов. Спец. «Архитектура» / В.К. Лицкевич, Л.И. Макриненко, И.В. Мигалина и др.; под ред. Н.В. Оболенского. – М.: Стройиздат, 2003. – 448 с.

 

Приложение 1

 

Нормативные параметры звукоизоляции внутренних ограждающих

конструкций жилых, общественных и вспомогательных зданий

производственных предприятий

 

№ п/п	Наименование и расположение ограждающей конструкции	R w	L nw
		дб

Жилые здания