Звукоізоляція. Загальні відомості

Не дивлячись на близькість по сенсу слів "звуку" і "шум", як будівельні терміни вони істотно відрізняються. Звук - це фізичне явище, викликане коливальним рухом часток середовища. Звукові коливання мають певну амплітуду і частоту. Так, людина здатна чути звуки, що розрізняються по амплітуді в десятки мільйонів разів. Сприймані нашим вухом частоти розташовуються в діапазоні від 16 до 20000 Гц. Для оцінки настільки різних звуків прийняті особливі одиниці виміру - децибели (дБ). До речі, поріг чутності людини відповідає звуковому тиску 0 дБ. 
Що стосується шуму, то він є хаотичним, неструнким змішенням звуків, що негативно діє на нервову систему. У приладі для виміру рівня шуму (шумомір) використовують особливу шкалу "А" з одиницями виміру "децибелами А" (дБА). У мовному діапазоні вони майже збігаються із звичайними децибелами.
Організм людини неоднаково реагує на шум різного рівня і частотного складу. У діапазоні 35-60 дБА реакція індивідуальна (за типом "заважає-не заважає"). Шуми рівня 70-90 дБА при тривалій дії приводять до захворювання нервової системи, більше 100 дБА - до зниження гостроти слуху різної міри, аж до розвитку повної глухоти.

Перш за все, шуми відрізняються характером поширення в приміщенні. У першому випадку вібрації, що створюються, наприклад, динаміками працюючого телевізора, викликають звукові хвилі у формі коливань повітря.
Джерелом шуму може бути і механічна дія, наприклад, переміщення меблів по підлозі або забивання цвяха в стіну. Такий шум називають структурним. "Працює" він за наступною схемою: вібрація підлоги від наших кроків передається стіні, а її коливання чутні в сусідньому приміщенні. Найнеприємніший структурний шум - ударний. Він зазвичай поширюється на великі відстані від джерела. Скажімо, стук по трубі центрального опалювання на одному поверсі чутний на всіх інших і сприймається мешканцями, неначебто його джерело знаходилося зовсім поряд.
Деякі побутові прилади є джерелами обох видів шуму. Наприклад система примусової вентиляції. Повітряний шум проникає в приміщення по повітряпроводам, а структурний виникає в результаті вібрації стінок захисного кожуха вентилятора і самих повітряпроводів.

Неправильний вибір матеріалів може створити так звану "звукову кашу". 
Другою причиною звукового дискомфорту є погана форма приміщення. Наприклад, в прямокутних "пеналах" часто виникає "стояча хвиля" - в деяких місцях звук посилюється, а в якихось, навпаки, слабшає. Можуть виникнути і інші небажані звукові ефекти. Наприклад, явища "пурхаючої ехо-камери" (з'являється між двома паралельними стінами) і "звукового відскоку" (віддзеркалення звуку від двох або трьох поверхонь, що сходяться в кутку).

Відмінності дуже серйозні.
Завдання звукопоглинання - усунення шуму в тому приміщенні, в якому він з'явився. На практиці це означає наступне: будівельна конструкція повинна поглинути шум, не дати йому відбитися від перешкоди назад в приміщення. Завдання ж звукоізоляції - не дозволити шуму пройти крізь стіну приміщення. Тому така конструкція повинна працювати на віддзеркалення шумів. Отже, і матеріали для вирішення цих настільки різних завдань теж потрібні різні. Тому в створюваній захисній конструкції, аби вона була ефективною, мають бути присутніми і звукопоглинач, і звукоізолятор.
Якщо при будівництві будівлі застосовуватимуться лише звукопоглинальні матеріали (на практиці таке неможливе, тому що вони не володіють необхідною міцністю), то звуки від гучних розмов поглинатимуться і не стануть дратувати тих, хто знаходиться в цьому приміщенні. А ось поряд з будинком крик можна почути - хай ослаблений панелями, але звук вибереться назовні. Але якщо побудувати такий же будинок лише з бетону, то картина вийде дзеркально зворотна - зовні ніхто нічого не почує, а усередині приміщення виникне акустичний дискомфорт із-за посилення звуку унаслідок його віддзеркалення від стін. Причина якраз в тому, що звукоізолююча здатність будівельної конструкції визначається, перш за все, її масою - чим масивніше стіна, тим складніше звуковим коливанням її розгойдати.

Дійсно, начебто все ясно: треба робити стіни як можна товщими. Ось тільки виконати це неможливо, та і недоцільно. Неможливо, тому що катастрофічно виростуть вага конструкції, навантаження на фундамент і вартість будівництва. Недоцільно, тому що збільшення товщини в 2 рази дає реальне збільшення звукоізоляційних властивостей всього на 5-6дБ. Це, звичайно, досить помітна величина, але крики сусідів буде все також виразно чутно. Вихід один - створювати багатошарові звукоізолюючі конструкції, в яких чергуються "жорсткі" (гипсокартон, гіпсоволокно) і "м'які" (звукопоглинач) шари. Механізм дії у них простій: звук відбивається від "твердих" шарів і тоне в "м'яких". Така панель при менших втратах площі дозволяє понизити рівень шуму на 10-13дБ.

Позбавитися від небажаних звуків можна двома способами: понизивши рівень шуму джерела або встановивши на дорозі акустичних хвиль перешкоду. При виборі побутових приладів бажано орієнтуватися на ті, в яких власний шум при роботі не перевищує 40дБА.
Рівень шуму, проникаючого ззовні, обмежують вже на стадії будівництва. Це досягається в результаті дотримання нормативних вимог до звукоізоляції житлових приміщень. "Шумлячі" зони (кухня, ванна кімната, туалет) об'єднують в окремі блоки, що граничать зі сходовими клітками або аналогічними блоками сусідніх квартир. Якщо ж головні джерела шуму знаходяться за межами житла, слід приділити особливу увагу додатковій звукоізоляції конструкцій, що захищають приміщення збоку, зверху і знизу. До них найчастіше відносяться:
- розділяючі стіни і перегородки;
- підлоги і стелі, включаючи їх стики із стінами і перегородками;
- віконні блоки, міжкімнатні і балконні двері;
- вбудовувані в стіни і стелю устаткування і інженерні комунікації, сприяючі поширенню шуму.

Будь-яке приміщення обмежене стінами, які є перешкодами для звукових хвиль. Підвищити звукоізоляцію обгороджувань можна наступними способами: 
- зробити так, щоб звукова хвиля не змогла змусити перешкоду коливатися, передаючи при цьому звук всередину приміщення; 
- добитися поглинання і розсіювання енергії звукової хвилі усередині конструкції, що захищає.
Перший варіант вимагає, аби перешкода була або масивною (важкою), або жорсткою. 
Другий реалізується за допомогою багатошарових конструкцій з пористих і волокнистих матеріалів. Чим важче і товще моноліт і вище частота звуку, тим менше стіна вібрує, і, значить, її звукоізолююча здатність краща. 

Втім, зв'язок між цими параметрами не прямий. Якщо обштукатурена стіна в півцеглини (завтовшки 150мм) дасть звукоізоляцію в 47дБ, то обштукатурена стіна завтовшки в цеглину - лише 53-54дБ. Як бачимо, подвоєння маси поліпшить звукоізоляцію всього на 6-7дБ.
Багатошарова конструкція складається з листів різних матеріалів, між якими може знаходитися і повітряна порожнина. У такій структурі вібрації затухають швидше, ніж в однорідному матеріалі. Звукоізоляційні властивості "листкової" перегородки порівняно невеликій щільності порівнянні з властивостями монолітної стіни. Так, перегородка завтовшки 150мм з 40-міліметровим шаром заповнювача з мінеральної вати і повітряною порожниною в 100мм, обшита зовні здвоєними гипсокартонними листами завтовшки 12,5мм кожен, забезпечить звукоізоляцію 52дБ. Цього цілком достатньо для захисту від шуму, що створюється поширеними в побуті джерелами. 

Звукоізоляція приміщення знизу і зверху визначається міжповерховим перекриттям. Проте для захисту від структурного шуму його довелося б зробити дуже товстим і важким. Як додатковий звукоізолятор можна змонтувати підвісну або підшивну стелю. 
А ось між нижньою плитою і підлоговим покриттям (паркетом, лінолеумом, ламінатом, ковроліном) зазвичай стелять проміжну еластичну підкладку. Але набагато ефективніше пристрій звукоізолюючої підлоги. Він може вмонтовуватися на лагах або на еластичній ("плаваючій") основі. Ударний шум знижують за допомогою підкладки з різних матеріалів. Наприклад, з полімерно-бітумної мембрани, технічної пробки або листів "Регупол", виконаних з гумової крихти і поліуретану. Зверху роблять бетонне стягування товщиною 30-50мм, а вже на неї настилають чистове підлогове покриття. За рахунок малого модуля пружності матеріалу підкладки поширення ударного шуму різко падає. 

Для боротьби з такими шумами можна, звичайно, спробувати ті ж прийоми, що і для боротьби з повітряним ударним шумом, але гарантії успішності цих заходів немає. Ефективні засоби боротьби із структурним шумом - грамотний монтаж самого шумлячого устаткування, використання пружних прокладок і грамотне планування. Наприклад, спальню варто розташувати якнайдалі від ліфтової шахти. Або зібрати все устаткування в окремому звукоізольованому приміщенні, розташованому якнайдалі від житлової зони (природно, якщо йдеться про власний будинок).