Акустические характеристики светопрозрачных конструкций. Звукоизоляция окон

АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ОКОН)

А.А. Климухин

1. Основные заблуждения относительно шумозащитных свойств светопрозрачных ограждающих конструкций и их отдельных элементов.

Реклама убедила среднего потребителя в двух совершенно ошибочных положениях:

• пластмассовые окна значительно лучше по звукоизоляции деревянных;
• стеклопакет является прямо-таки волшебным средством защиты от внешнего шума.

Что касается первого заблуждения, то его развеять просто.

Коробка и переплеты занимают в окне гораздо меньшую площадь по сравнению со стеклом, к тому же они более массивны, обладают значительно большей жесткостью.
Таким образом, звук проникает практически полностью через стекла.

На практике часто бывает, что при замене деревянных окон на пластмассовые субъективно человек отмечает заметное снижение проникающего шума. Но причина этого
в том, что заменены СТАРЫЕ деревянные окна без уплотняющих прокладок в притворе на

НОВЫЕ пластмассовые с эффективными резиновыми прокладками (а часто и с двойными).
При одинаковой герметичности притворов звукоизоляция не зависит от материала
створок.

Теперь — о стеклопакетах. Звукоизоляция ограждения, состоящего из двух пластин с воздушным промежутком между ними, имеет провал на т.н. резонансной частоте. После
этого провала звукоизоляция интенсивно растет, повышаясь на 7-9 дБ на октаву.

Для
сравнения, звукоизоляция одной пластины растет на 4-5 дБ на октаву. У окон с
раздельными переплетами частота резонанса находится в области 80-100 Гц, т.е. на
границе нормируемого частотного диапазона или даже несколько ниже.

У стеклопакетов
из-за маленького воздушного промежутка частота резонанса 200-250 Гц. Таким образом,
провал звукоизоляции попадает в нормируемый диапазон частот и рост звукоизоляции
происходит значительно позже.

В результате, если одно стекло толщиной 4 мм имеет звукоизоляцию RA тран = 28 дБА, стеклопакет 4-16-4 – RA тран = 30 дБА, а те же стекла с промежутком 100 мм – RA
тран = 35 дБА (все варианты при герметичной заделке).

2. Действующие нормативные документы по вопросам звукоизоляции в жилых и общественных зданиях.

Основным нормативным документом продолжает оставаться СНиП II-12-77 “Защита от шума”, хотя за 25 лет, прошедших со времени его разработки он частично уже устарел.

В Московских городских строительных нормах МГСН 2.04-97 принята более гибкая система нормирования звукоизоляции. Прежде всего, мы перешли на международные
единицы: индекс изоляции воздушного шума RW (вместо IB по СНиП’у RW= IB + 2) и
звукоизоляция окна RA тран в дБА, представляющая собой изоляцию внешнего шума
потока городского транспорта.

Введены три категории жилых зданий и две категории
общественных зданий с различными требованиями. Введена смягчающая поправка +5 дБА
на уровни внешнего транспортного шума, проникающего в помещения зданий.

Что касается методов измерения звукоизоляции окон, то новый ГОСТ 26602.3-99 принципиально ничем не отличается от ГОСТ 27296-87.

3. Характеристики основных источников шума в городе. Оценка измерений шумовых характеристик транспортных потоков в г. Москве.

Основной источник шума — городской наземный транспорт, железные дороги, проходящие по территории города, являются весьма мощным источником шума, но по площади
воздействия значительно уступают городскому транспорту.

Юго-западные районы Москвы (Теплый Стан, Солнцево) дополнительно подвержены действию авиационного шума самолетов, базирующихся на а/п Внуково.

За последние 10 лет в Москве резко увеличилось количество автомобилей, однако основной рост произошел за счет легковых машин. Относительная доля тяжелых
грузовиков уменьшилась.

Если в выпущенном в 1993 году справочнике проектировщика “Защита от шума в градостроительстве” нами был принят “эталонный” спектр шума потока транспорта на
основе исследований 1980-х годов более низкочастотный (больший процент тяжелых
транспортных средств), то измерения в последние годы показали изменение характера
спектра в сторону увеличения высокочастотных составляющих. Сравнивая измеренные
спектры с “эталонным” по стандарту ИСО 717, мы видим, что они даже несколько более
высокочастотные, чем принятый в ИСО.

В результате наш переход на эталонный спектр ИСО представляется абсолютно правильным, как с точки зрения единообразия систем оценки звукоизоляции окон, так и
с точки зрения соответствия нашим реальным условиям. В итоге из-за изменения
эталонного спектра RA тран на 2-3 дБА выше RA по справочнику 1993 г., т.е. все наши
окна “стали на 2-3 дБА лучше”.

4. Понятие акустического комфорта. Санитарные нормы.

Отечественные санитарные нормы достаточно жесткие, они безусловно обеспечивали бы комфортные условия проживания. Беда в том, что они повсеместно нарушаются. Чтобы
днем в жилье выдержать 40 дБА при открытой форточке, снаружи у окна должно быть 55
дБА.

Реально же мы имеем 70-72 дБА у жилых домов по Дмитровскому шоссе; 75-78 дБА у
зданий по Ленинскому, Комсомольскому проспектам, просп. Мира и всем основным
магистралям города; 80 дБА на Садовом кольце и в узкой части Ленинского просп.

В МГСН 2.04-97 уровни внешнего транспортного шума приняты днем в жилых зданиях категории А – 40 дБА (совпадает с санитарными нормами), в зданиях категории Б и В -
45 дБА. При этом мы учитывали, что городской шум в определенной степени стал для
жителей привычным фоном, и они на него реагируют не так остро, как, например, на
шум от музыкального центра или телевизора соседа.

5. Шумозащитные характеристики светопрозрачных ограждающих конструкций различного исполнения.

Звукоизоляция окон зависит от трех факторов: толщины стекол, величины воздушного промежутка и герметичности притвора.

Так два стекла в глухом переплете дают RA тран при различной величине промежутка d и различной толщине стекол.

d, мм
RA тран, дБА
 
4+4 mm
6+6 mm

Влияние герметичности притвора наглядно видно из сравнения звукоизоляции обычного спаренного окна со стеклами 3 мм: без прокладок RA тран = 21 дБА, с одной
прокладкой 27 дБА, с двойной прокладкой 29 дБА и полностью герметичное
(пластилином) 30 дБА.

Влияние заполнения стеклопакета различными газами мы сами подробно не изучали, за исключением двух-трех случаев, когда нам привозили для сертификации окна со
стеклопакетами, заполненными аргоном. Кстати, никаких особенностей этих окон мы не
выявили.

Однако наши коллеги из Чехии и бывшей ГДР испытывали стеклопакеты с
заполнением различными газами. По их результатам заполнение аргоном, неоном,
углекислым газом, водородом и фреоном практически не улучшает звукоизоляцию,
отклонение от результатов для аналогичных стеклопакетов с воздухом находятся в
пределах ± 1 дБА по интегральной оценке. Единственный газ, дающий устойчивое
увеличение звукоизоляции на 2-3 дБ, это шестифтористая сера (SF6).

Наклеивание различных пленок на стекло не дает заметного эффекта. Представители одной фирмы показывали нам рекламу американского производителя специальной
трехслойной лавсановой пленки толщиной 0,32 мм, где говорилось об увеличении
звукоизоляции окон с ее помощью на 5-6 дБ.

Наши доводы, что эта пленка ни веса, ни жесткости существенно стеклу не прибавит, а посему может только незначительно увеличить звукоизоляцию на высоких частотах за счет демпфирования, показались неубедительными. Проведенные испытания показали, что
при наклеивании пленки с двух сторон на стеклопакет звукоизоляция увеличилась на 1
дБ на частотах выше 1000 Гц.

По интегральной величине RA тран увеличение составило
0,3 дБА.

6. Конкретные вопросы, возникающие при работе с конкретными заказчиками.

За последнее время нам несколько раз приходилось выезжать в связи с возникающими конфликтами между заказчиками и фирмами, заменившими старые окна на новые.

Прежде всего, при первом же контакте с заказчиком фирма должна внимательно посмотреть, какие окна у него стоят.

Один совершенно нелепый случай произошел в доме по Хорошевскому шоссе. Это один из девяти экспериментальных жилых домов МНИИТЭП`а, где были установлены специальные
шумозащитные окна с вентиляционным клапаном- глушителем.

Окна имели утолщенные
стекла 5 мм с воздушным промежутком 129 мм. Клапан-глушитель обеспечивал
звукоизоляции RA тран = 22 дБА в режиме вентиляции, в закрытом положении RA тран =
36 дБА.

Фирма заменила эти окна на обычные из ПВХ со стеклопакетом. В результате жилец за свои деньги получил RA тран = 29 дБА в закрытом положении и RA тран = 10 дБА при открытой узкой створке и, естественно, обратился в суд.

Ошибка фирмы в том, что она не разглядела, что старые окна не простые, а специальные.

Фирма может гарантировать только акустические свойства своего окна —звукоизоляцию RA тран и обеспечиваемое снижение внешнего шума ?LА = RA тран + 3-5 дБА.

Следует избегать обещать заказчику выполнение требований санитарных норм. Это зависит не только от свойств окна, но и от интенсивности движения транспорта и
расстояния до проезжей части улицы.

Если у фасада уровень шума 80 дБА, то для
соблюдения санитарной нормы днем 40 дБА окна должны иметь RA тран = 35 дБА. Это уже
раздельное окно со стеклопакетом и стеклом.

Необходимо предупредить заказчика, что обещанное снижение шума будет реализовано только при закрытых окнах.

Интересный случай произошел в доме на Новослободской улице. Здесь при замене окон в кирпичном доме решили не штукатурить откосы, а налепили гипсокартонный лист на
три гипсовых маячка.

В результате за листом осталась воздушная полость около 40 мм
и этот лист резонируя создает сильный низкочастотный гул. Вибрация листа по средине
пролета между гипсовыми маячками на порядок сильнее, чем вибрация внутреннего
стекла стеклопакета, из-за чего субъективно воспринимаемая звукоизоляция окна
существенно ухудшается.

7. О целесообразности разработки справочных материалов для выбора варианта конструкции остекления жилых зданий по параметрам звукоизоляции.

В общем виде, звукоизоляционные характеристики окон и остекленных витражей есть в справочнике проектировщика “Защита от шума в градостроительстве” (М., Стройиздат,
1993), однако там даны величины звукоизоляции RA , определенные по старому
эталонному спектру. Величины RA тран по стандарту ИСО и МГСН на 2-3 дБА выше.

Такие характеристики (RA тран) приведены в Пособии к МГСН 2.04-97 “Проектирование защиты от транспортного шума жилых и общественных зданий” (М., 1999).

В нашей лаборатории сохраняются результаты измерений звукоизоляции окон отдельных фирм-изготовителей. Кроме того, у нас есть результаты родственных исследовательских
организаций Чехии, Польши, Венгрии, Дании, Германии, Швеции, Финляндии.

Публиковать все эти материалы, видимо, не имеет смысла. Многие фирмы выпускают в принципе однотипные конструкции. Отдельные “экзотические” варианты, например, со
стеклами 8, 10 мм или триплексом 5+1+5 мм, вероятно, также широкого распространения
не получат.

Во всяком случае, все имеющиеся в лаборатории материалы доступны для ознакомления.

Предоставлено Каталог `Оконные конструкции`