О тяжёлых материалах в задачах шумоизоляции

Среди многих бытует мнение, будто для того, чтобы не слышать громких соседей, достаточно наклеить на стену слой поролона или минеральной ваты. О важности же применения тяжёлых материалов для достижения высокой звукоизоляции известно далеко не всем. Обладая высокими звукопоглощающими свойставами, минеральная вата или поролон, совсем не обкспечивабют звукоизоляции.

И чтобы разобраться в вопросе целиком, для начала необходимо разобраться в том, что звукоизоляция и звукопоглощение – это два разных понятия: первое означает свойство ограждения и связано с разницей между уровнями звука по разные стороны от него. Звукоизоляцию обеспечивают тяжелые и плотные материалы. Второе же означает процесс перехода звука в тепло при распространении внутри среды и обладают звукопоглощающими свойствами легкие волокнистые материалы.

Бесспорно, звукопоглощающие среды ( мин.вата) необходимы для создания эффективных тонких шумоизолирующих конструкций, однако, для работы таких систем должен выполняться нерушимый принцип, который иногда называют «масса-пружина-масса»:

Это аналогия, в которой «массе» соответствуют тяжёлые слои конструкции (например, кирпичные стены или слои массивных гипсокартонных и гипсоволокнистых листов), а «пружине» соответствует та более лёгкая среда, которая находится между тяжёлых слоёв (минеральная вата, поролон или же просто воздух). Такие конструкции обычно относят к так называемым двухоболочковым (конечно, существуют конструкции и с тремя оболочками и более). Для понимания приведём схему деления звукоизолирующих ограждений на два типа:

Двухоболочковые конструкции, в свою очередь, можно разделить на три типа:

Звукоизолирующие свойства двухоболочковых ограждений, в основном, зависят от трёх главных параметров: поверхностная масса твердых стен или облицовок, расстояние (относ) между облицовками и звукопоглощение «упругой» лёгкой среды, заполняющей это расстояние между облицовками. Продолжая аналогию с двумя грузиками можно заметить, что эта система является колебательной. Из физики известно, что всякая колебательная система обладает резонансной частотой, на которой происходит резкое увеличение амплитуды колебаний. Двухоболочковые стены тем эффективнее с точки зрения звукоизоляции, чем ниже их резонансная частота. А резонансная частота их, в свою очередь, тем ниже:

- чем тяжелее оболочки;

- чем больше расстояние между ними;

- чем меньше динамическая жесткость (проще говоря - «упругость») между оболочками.

Отсюда можно запомнить:

- чем больше масса – тем выше звукоизоляция;

- чем больше относ – тем выше звукоизоляция.

Если нужно уменьшить толщину всей конструкции за счёт уменьшения относа, но при этом сохранив её звукоизоляцию – тогда нужно увеличивать массу облицовок.

Если же из конструкции убрать один из тяжёлых слоёв, то останется вышеописанная вата, наклеенная на стену. Такие «промежуточные» (между одно- и двухоболочковыми) конструкции даже не относятся специалистами к классу звукоизолирующих! В этом случае мы добьёмся лишь снижения гулкости в помещении, со стороны которого эта вата наклеена (за счёт звукопоглощающих свойств ваты).

Также можно отметить, что бывают случаи, когда люди приделывают к массивной стене слой гипсокартона, а потом удивляются – «почему это ничего не изменилось в плане звукоизоляции?». Теперь мы знаем, что такая система относится к однооболочковым. При этом, вот как изменится расчётная звукоизоляция кирпичной стены, если к ней вплотную смонтировать слой ГКЛ (НЧ – низкие частоты, СЧ – средние частоты):

То есть, практически никак!

Что же будет, если в эту систему внести относ и заполнить его минеральной ватой? Ответ - на рисунке ниже:

Замечаем очевидную колоссальную разницу в пользу системы с относом!

Если же теперь добавить ещё один лист ГКЛ…

Видим, что звукоизоляция ещё значительно выросла, особенно на низких частотах, с которыми всегда так трудно «бороться». Таким образом, можно сказать, подтверждается важность «совместной согласованной работы» массивных (бетонных, кирпичных, многослойных композитных панелей) оболочек и упругой «начинки» (минваты Rokwool, войлока, мягких пористых композитов).

Итак, можно просто построить тяжёлую стену колоссальной толщины – тогда не потребуется никаких дополнительных материалов и умственных усилий. Но что делать, когда (а на самом деле - всегда) пространство и бюджет ограничены? Здесь уже не обойтись без многослойных конструкций, которые обеспечивают наиболее оптимальный баланс между требуемой звукоизоляцией и допустимой толщиной. Когда необходимо создавать наиболее эффективные системы при наименьшей толщине – в ход идут утяжелённые листы гипсокартона (такие как «АкустикГипс» с увеличенной плотностью) и тонкие тяжёлые мембраны (например, «Tecsound 35» и «Tecsound 70»), обеспечивающие набор необходимой массы оболочек конструкции.