Звукоизоляция каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Дымченко Владимир Викторович

• Дымченко Владимир Викторович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Дымченко Владимир Викторович

Введение

Глава 1 Конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок.

Область применения. Оценка требуемых звукоизолирующих

12

характеристик

1.1 Конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок,

12

применяемых в строительстве

1.2 Область применения каркасно-обшивных перегородок в строительстве и оценка требуемых звукоизолирующих

20

характеристик

1.3 Определение объекта научного исследования

1.4 Определение направлений научного исследования

Выводы по главе

Глава 2 Теоретические исследования звукоизоляции каркасно-

обшивных перегородок с одинарным каркасом

2.1 Состояние вопроса. Теории прохождения звука через

28

двойные ограждающие конструкции

2.2 Двойственная природа прохождения звука через

35

ограждение. Резонансное и инерционное прохождение звука

2.3 Прохождение звука через двойные ограждающие

38

конструкции конечных размеров

2.4 Прохождение звука через каркасно-обшивные перегородки

42

с одинарным каркасом

2.5 Резервы повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом. Предельная

46

звукоизоляция

2.6 Резонансное прохождение звука через каркасно-обшивные перегородки

2.7 Инерционное прохождение звука через каркасно-обшивные перегородки

2.8 Снижение резонансного прохождения звука через каркасно-

57

обшивные перегородки

2.9 Снижение инерционного прохождения звука через

58

каркасно-обшивные перегородки

2.10 Способы использования резервов повышения

звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок

2.10.1 Подбор рационального отношения ^УВ для обшивок

2.10.2 Подбор рационального сечения стоечных профилей каркаса

и рациональных жесткостных параметров ограждения

2.11 Звукоизоляция каркасно-обшивных перегородок с учетом

69

двойственной природы прохождения звука

2.11.1 Область простых пространственных резонансов

2.11.2 Область неполных пространственных резонансов

2.11.3 Область полных пространственных резонансов

2.12 Метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных

80

перегородок с одинарным каркасом

2.12.1 Метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок без заполнения воздушного промежутка

80

звукопоглощающим материалом

2.12.2 Метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с заполнением воздушного промежутка

88

звукопоглощающим материалом

Выводы по главе

Глава 3 Экспериментальные исследования звукоизоляции

каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом

3.1 Методика проведения экспериментальных исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок

3.2 О надежности и точности измерений звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок

3.3 Лабораторные экспериментальные исследования звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с

102

одинарным каркасом

3.3.1 Исследование влияния формы стоечных профилей каркаса

102

на звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок

3.3.2 Исследование влияния параметров обшивок на

108

звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок

3.4 Натурные экспериментальные исследования звукоизоляции

112

каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом

3.5 Сравнение теоретических и экспериментальных результатов

Выводы по главе

Глава 4 Рекомендации по проектированию каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными

решениями

4.1 Определение границ применения каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными

решениями

4.2 Практическое использование каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными

123

решениями в строительстве

4.3 Практический опыт применения каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными

132

решениями

4.3.1 Практический опыт внедрения каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными

132

решениями в жилом многоквартирном доме

4.3.2 Практический опыт внедрения каркасно-обшивной перегородки с рациональным конструктивным решением в

1 О /Г

производственном здании

Выводы по главе

Заключение

Условные обозначения

Список литературы

Приложения

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Звукоизоляция каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом»

Актуальность темы исследования.

Защита от повышенных уровней шума является одной из важнейших задач при проектировании и строительстве гражданских и промышленных зданий. Решение данной задачи необходимо для создания акустически комфортной среды в жилых помещениях и на рабочих местах. Наиболее эффективным методом снижения воздушного шума является применение звукоизолирующих ограждающих конструкций. Поэтому разработка ограждений с повышенной звукоизоляцией является актуальной задачей.

Существующие в настоящее время конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом обеспечивают требуемую звукоизоляцию за счет увеличения массы (увеличение количества обшивок) или увеличения толщины, что приводит к повышению материалоемкости строительства, усложнению конструкции перегородок и повышению трудоемкости их возведения. Имеющиеся методы расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок не учитывают параметры стоечных профилей каркаса и геометрические размеры ограждения.

Таким образом, исследования, связанные с разработкой новых методов расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок, учитывающие геометрические и физико-механические характеристики, а также разработка на этой основе рациональных конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок являются актуальной научной задачей в области строительной акустики, имеющей практическое значение для гражданского и промышленного строительства.

Степень разработанности темы.

Существующие в настоящее время методы расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок на позволяют учитывать геометрические и физико-механические характеристики обшивок и стоечных профилей

каркаса. Отсутствует метод расчета предельной звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок и резервов повышения их звукоизоляции. В связи с этим необходимо исследование механизма прохождения звука через каркасно-обшивные перегородки конечных геометрических размеров и разработка метода расчета их звукоизоляции в нормируемом диапазоне частот.

Цель и задачи диссертационной работы.

Цель работы - разработка метода расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом, учитывающего параметры стоечных профилей каркаса, геометрические размеры ограждения и физико-механические параметры обшивок.

Задачи работы. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

- исследовать звукоизолирующие свойства существующих типов каркасно-обшивных перегородок;

- установить резервы повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом на базе теоретических исследований механизма прохождения звука через данные ограждения;

- исследовать влияние физико-механических свойств обшивок на звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок;

- исследовать влияние формы стоечных профилей каркаса на звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок;

- определить способы использования резервов повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок;

- разработать рациональные конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок, обеспечивающие эффективное использование резервов повышения звукоизоляции;

- получить формулы для расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с учетом геометрических и физико-механических параметров обшивок и стоечных профилей каркаса;

- экспериментально исследовать звукоизоляцию новых типов каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными решениями в лабораторных и натурных условиях;

- разработать практические рекомендации по применению каркасно-обшивных перегородок с рациональными конструктивными решениями в различных типах зданий, с учетом нормативных требований по изоляции воздушного шума.

Научная новизна работы:

- впервые получены аналитические зависимости для определения предельной звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок, определяемой инерционным прохождением звука, с учетом геометрических и физико-механических параметров ограждения;

- впервые теоретически определены резервы повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок конечных геометрических размеров, определяемые как разница между предельной и собственной звукоизоляцией ограждения;

- теоретически и экспериментально обоснован способ повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок за счет применения стоечных профилей каркаса рациональной формы, без увеличения массы и толщины ограждения;

- на основе теории самосогласования волновых полей разработан метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом, учитывающий геометрические и физико-механические параметры обшивок и стоечных профилей каркаса.

Теоретическая и практическая значимость работы.

- в разработанном методе расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок конечных геометрических размеров, который позволяет проводить подробный теоретический анализ прохождения звука через ограждение с учетом геометрических и физико-механических параметров

обшивок и стоечных профилей каркаса. Это дает возможность проектировать звукоизолирующие ограждения зданий путем эффективного использования резервов повышения их звукоизоляции, без увеличения массы и толщины;

Практическая значимость работы заключается:

- в разработанных новых, рациональных конструктивных решениях каркасно-обшивных перегородок, которые позволяют расширить возможность их применения в гражданском и промышленном строительстве за счет повышения их звукоизоляции в нормируемом диапазоне частот.

Методология и методы исследования.

В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования выполнены на основе теории самосогласования волновых полей, разработанной научной школой профессора М. С. Седова. Экспериментальные исследования выполнены в реверберационных камерах Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета (ННГАСУ) и Вологодского государственного университета (ВоГУ) с использованием электроакустической аппаратуры фирм «Soundßook» и «Larson & Davis».

Положения, выносимые на защиту: результаты исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом на основе теории самосогласования волновых полей, описывающие прохождение звука с учетом двойственной природы (резонансное и инерционное прохождение звука); результаты исследований предельной звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок, определяемой инерционным прохождением звука, с учетом геометрических и физико-механических параметров ограждения; результаты исследований влияния формы стоечных профилей каркаса на звукоизоляцию ограждения; метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом, учитывающий геометрические и физико-механические параметры обшивок и стоечных профилей каркаса.

Степень достоверности результатов. При разработке методов и выполнении теоретических исследований использована теория самосогласования волновых полей М.С. Седова. Допущения, использованные при разработке методов, общеприняты в работах российских и зарубежных авторов. Достоверность результатов подтверждена на основе сравнительного анализа теоретически и экспериментально полученных данных. Экспериментальные значения звукоизоляции исследуемых ограждений получены в реверберационных камерах лабораторий акустики ННГАСУ и ВоГУ. Эксперименты проведены с использованием прецизионной электроакустической аппаратуры.

Апробация результатов работы. Результаты диссертации представлялись и обсуждались на: 11-й и 12-й Нижегородской сессиях молодых учёных (г. Н. Новгород, 2006, 2007 гг.); 9-м и 16-м международном научно-промышленном форуме «Великие реки» (г. Н. Новгород, 2007, 2014 гг.); 3-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Защита населения от повышенного шумового воздействия» (г. Санкт-Петербург, 2011); V и VI всероссийском Фестивале науки (г. Н. Новгород, 2015, 2016 гг.); III международной научной конференции, посвященной памяти академика РААСН Осипова Г. Л. «Актуальные вопросы строительной физики. Энергосбережение. Надежность строительных конструкций и экологическая безопасность» (г. Москва, 2012 г.); 12-й Российский архитектурно-строительный форум (г. Н.Новгород, 2014 г.); 14-й Российский архитектурно-строительный форум (г. Н.Новгород, 2016 г.); 16-й Российский архитектурно-строительный форум (г. Н.Новгород, 2018 г.).

Область исследования соответствует паспорту научной специальности ВАК 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения: п.6 «Поиск рациональных форм, размеров зданий помещений и их ограждений, исходя из условий их размещения в городской застройке, деятельности людей и движения людских потоков, технологических процессов,

протекающих в здании, санитарно гигиенических условий, экологической безопасности»; п.7 «Развитие теоретических основ строительно-акустических методов и средств, поиск рациональных объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, направленных на повышение эффективности капиталовложений, энерго- и ресурсосбережение, создание комфортных условий для людей и оптимальных для технологических процессов».

Реализация результатов работы.

Исследование выполнено за счет средств Государственной программы Российской Федерации «Развитие науки и технологий» на 2013-2020 годы в рамках Плана фундаментальных научных исследований Минстроя России и РААСН, раздел тематики научных исследований №7.6, тема 7.6.15, название темы: «Исследование резонансного и инерционного механизма прохождения звука через новые типы многослойных изотропных и ортотропных ограждающих конструкций для уникальных зданий и разработка теоретических методов расчета их звукоизоляции».

Разработанное звукоизолирующее ограждение на базе каркасно-обшивных перегородок с рациональным конструктивным решением использовано для производства ограждений при проведении мероприятий по снижению уровня шума в цехе «Триплекс» стекольного завода в г. Бор (акт внедрения - см. приложение 7). Применение разработанных конструкций позволило обеспечить снижение уровней шума в помещении цеха до нормативных значений. Разработанное звукоизолирующее ограждение также было использовано в качестве межкомнатной перегородки при строительстве жилого дома в микрорайоне «Цветы» в г. Нижнем Новгороде (акт внедрения - см. приложение 6). Применение разработанной конструкции позволило обеспечить выполнение нормативных требований по звукоизоляции. Новизна и практическая значимость результатов работы подтверждена патентом [44]

(см. приложение 4) и свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ (см. приложение 5).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, из которых 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК, в том числе 1 статья в журнале, входящем в международные базы данных «Web of Science» и «Scopus», зарегистрирован 1 патент в федеральной службе по интеллектуальной собственности и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка условных обозначений, списка литературы из 105 наименований и 8 приложений. Общий объем работы 168 страниц. Основной текст, включая 61 рисунок, 15 таблиц, изложен на 142 страницах, объем приложений 11 страниц.

ГЛАВА 1. Конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок. Область применения. Оценка требуемых звукоизолирующих характеристик

Одним из наиболее эффективных путей снижения шума в гражданских и промышленных зданиях является применение звукоизолирующих ограждающих конструкций. К данным конструкциям также предъявляются требования по снижению материалоемкости и трудоемкости возведения, требования прочности и устойчивости, пожарной безопасности. Одним из видов таких ограждающих конструкций являются внутренние каркасно-обшивные перегородки. В данной главе проведен анализ существующих конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок, приведены области их применения, дана оценка требуемых звукоизолирующих характеристик.

1.1 Конструктивные решения каркасно-обшивных перегородок, применяемых в строительстве

Каркасно-обшивные перегородки, благодаря технологичности возведения и относительно небольшой массе, получили широкое распространение в практике гражданского и промышленного строительства: перегородки в жилых, общественных и промышленных зданиях, звукоизолирующие кожухи для защиты от шума инженерного и технологического оборудования зданий.

Базовая конструктивная схема каркасно-обшивных перегородок зданий (рисунок 1.1) состоит из следующих элементов [19, 21, 22]: 1) горизонтальные направляющие профили, которые крепятся к полу и потолку помещения; 2) вертикальные стоечные профили, которые устанавливаются в верхний и нижний направляющий профили с требуемым шагом по длине перегородки; 3) листовые обшивки, которые крепятся к стоечным и направляющим профилям винтами-

саморезами. Воздушный промежуток между обшивками может быть свободным или с заполнением звукопоглощающим материалом.

Рисунок 1.1 - Базовая конструктивная схема каркасно-обшивной перегородки: 1 -стоечные профили каркаса; 2 - направляющие профили каркаса; 3 - листовые обшивки; 4 - элементы крепления листовых обшивок к профилям каркаса (винт-саморез)

Рассмотрим конструктивные элементы каркасно-обшивной перегородки.

а) Тип каркаса. Различают перегородки с одинарным каркасом, двойным каркасом и двойным каркасом с соединительными элементами (рисунок 1.2). Наиболее широкое применение получили перегородки с одинарным и двойным каркасами. Перегородки с соединительными элементами отдельно-стоящих каркасов (рис. 1.2, поз. в) применяются при большой высоте помещений (Итах > 7 м).

В каркасах применяются стальные оцинкованные профили высотой поперечного сечения 50, 75 и 100 мм, с толщиной стенки и полок 0,4-0,6 мм. Вертикальные стоечные профили каркаса могут иметь С-образное или

образное поперечное сечение (таблица 1.1). Они устанавливаются с шагом 300, 400, 500 или 600 мм в зависимости от требований по обеспечению прочности и устойчивости перегородки при эксплуатации здания.

Рисунок 1.2 - Основные типы каркасов каркасно-обшивных перегородок: а -одинарный каркас; б - двойной каркас; в - двойной каркас с соединительными элементами: 1 - вертикальные стоечные профили каркаса; 2 - листовые обшивки;

3 - элементы крепления листовых обшивок к профилям каркаса (винт-саморез);

4 - направляющий профиль каркаса; 5 - соединительная планка из листового материала; I - шаг стоечных профилей каркаса; й - ширина воздушного промежутка; g - ширина зазора между профилями двойного каркаса

Основные типы стоечных профилей каркаса

Конструктивный элемент каркасно-обшивной перегородки Высота поперечного сечения

Стоечный профиль С-образного сечения \ И \ И = 50, 75, 100 мм

Стоечный профиль W-образного сечения И "С г -> И = 100 мм

Кроме стальных профилей каркаса в строительстве применяются деревянные стоечные элементы из бруса с высотой поперечного сечения 50-100 мм. Однако данное конструктивное решение значительно уступает своими характеристиками стальным профилям каркаса: 1) низкая огнестойкость; 2) большая деформативность в процессе эксплуатации (усушка, коробление древесины и др.); 3) низкая биостойкость.

б) Параметры листовых обшивок. В таблице 1.2 приведены основные типы листовых обшивок, применяемых в настоящее время при возведении каркасно-обшивных перегородок. Данные материалы хорошо зарекомендовали себя в проектировании внутренних ограждающих конструкций зданий благодаря высоким эксплуатационным параметрам и удобству в обработке.

Основные типы листовых обшивок

Конструктивный элемент каркасно- Толщина (h); плотность

обшивной перегородки материала (р)

Листовые обшивки Гипсоволокнистые h = 10; 12,5 мм

листы (ГВЛ) 1080 < р < 1250 кг/м3

Гипсовые h = 12,5 мм

стеновые панели р = 1000±50 кг/м3

(ГСП)

Гипсокартонные h = 9,5; 12,5 мм

листы (ГКЛ) 800 < р < 1000 кг/м3

Ориентированно- h = 9 - 22 мм

стружечные плиты р = 650±50 кг/м3

(ОСП)

Цементно- h = 10 - 16 мм

стружечные плиты 1100 < р < 1500 кг/м3

(ЦСП)

В практике строительства применяются одно-, двух- и трехслойные листовые обшивки (рисунок 1.3).

1 625 1 6351 645

Рисунок 1.3 - Типы обшивок каркасно-обшивных перегородок: 1 - стоечный профиль каркаса; 2 - однослойная обшивка; 3 - двухслойная обшивка; 4 -трехслойная обшивка; 5 - направляющий профиль каркаса; 6 - элементы крепления листовых обшивок к профилям каркаса (винт-саморез)

в) Способы крепления каркасно-обшивных перегородок к несущим и ограждающим конструкциям зданий.

Для монтажа каркасно-обшивных перегородок применяется широкая номенклатура анкерных дюбель-гвоздей. Их геометрические характеристики и шаг расстановки принимаются исходя из требований обеспечения прочности и устойчивости.

Примыкание торцевых частей перегородок к несущим и ограждающим конструкциям зданий (плиты перекрытий, наружные и внутренние стены) может выполняться через упругие ленточные прокладки толщиной 3-4 мм (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Примыкание торцевых частей каркасно-обшивных перегородок к несущим и ограждающим конструкциям зданий: а - примыкание к перекрытию; б - примыкание к стене; 1 - упругая ленточная прокладка; 2 - направляющий профиль каркаса; 3 - стоечный профиль каркаса; 4 - листовые обшивки; 5 -анкерные дюбель-гвозди

г) Способы крепления листовых обшивок к профилям каркаса перегородок.

Обшивки прикрепляются к стоечным и направляющим профилям каркаса самонарезающими стальными винтами-саморезами с шагом 200-300 мм.

Количество винтов-саморезов, шаг их расстановки определяется исходя из требований обеспечения прочности и устойчивости конструкции. Между листовыми обшивками и профилями каркаса может размещаться упругая ленточная прокладка толщиной 3-8 мм.

По результатам проведенного рассмотрения определены основные типы конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок зданий, имеющих наибольшее распространение в практике строительства (таблица 1.3).

Таблица 1.3

Основные типы конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок

№ п/п

Тип каркаса

Параметры листовых обшивок

Материал

Плотность материала,

3

р, кг/м

Толщина, И, мм

Количество листов

Конструктивная схема перегородки

2

3

4

5

6

7

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Одинар-

ный

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ОСП

650±50

10-22

ЦСП

1100-1500

10-40

1

(однослойные обшивки)

2.1

2.2

2.3

2.4

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Одинар-

ный

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

2

(двухслойные обшивки)

3.1

3.2

3.3

3.4

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Одинарный

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

3

(трехслойные обшивки)

1

2

3

5

6

7

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

ГСП

1000±50

12,5

Двойной

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ОСП

650±50

10-22

ЦСП

1100-1500

10-40

1

(однослойные обшивки)

5.1

5.2

5.3

5.4

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Двойной

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

2

(двухслойные обшивки)

6.1

6.2

6.3

6.4

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Двойной

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

3

(трехслойные обшивки)

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

Двойной с соедини-тельными планками

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ОСП

650±50

10-22

ЦСП

1100-1500

10-40

1

(однослойные обшивки)

8.1

8.2

8.3

8.4

Двойной с соедини-тельными планками

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

2

(двухслойные обшивки)

9.1

9.2

9.3

9.4

Двойной с соедини-тельными планками

ГВЛ

1080-1250

10; 12,5

ГСП

1000±50

12,5

ГКЛ

800-1000

9; 12,5

ЦСП

1100-1500

10-40

3

(трехслойные обшивки)

1

1.2 Область применения каркасно-обшивных перегородок в строительстве и оценка требуемых звукоизолирующих характеристик

В таблице 1.4 приведены области применения различных типов каркасно-обшивных перегородок для гражданских зданий с учетом нормативных требований по звукоизоляции СП 51.13330.2016 «Защита от шума».

Таблица 1.4

Области применения различных типов каркасно-обшивных перегородок в зданиях

Тип конструктивного решения перегородки (см. табл. 1.3) Область применения перегородки в здании Требуемые значения индекса изоляции воздушного шума, Я^еб, дБ

1 2 3

I. Жилые здания

1.1, 1.2, 1.3, 1.5; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 Стены и перегородки между квартирами, между помещениями квартир и офисами; между помещениями квартир и лестничными клетками, холлами, коридорами, вестибюлями; стены между помещениями квартир и магазинами; стены и перегородки, отделяющие помещения квартир от ресторанов, кафе, спортивных залов; перегородки без дверей между комнатами, между кухней и комнатой в квартире; перегородки между санузлом и комнатой одной квартиры; 43-52

II. Общежития

1.1, 1.2, 1.4 Стены и перегородки между комнатами общежитий 50

1 2 3

III. Гостиницы

2.1, 2.2, 2.3, 2.4; 3.1, 3.4; 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 Стены и перегородки между номерами гостиниц; отделяющие номера от помещений общего пользования; отделяющие номера от ресторанов и кафе 50-60

IV. Административные здания, офисы

1.1, 1.2, 1.3, 1.5 Стены и перегородки между кабинетами и отделяющие кабинеты от рабочих комнат; между офисами различных фирм; между кабинетами различных фирм 45-48

V. Больницы и санатории

1.1, 1.2, 1.3, 1.5; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 Стены и перегородки между палатами, кабинетами врачей, между операционными и отделяющие операционные от других помещений 48-54

VI. Учебные заведения

1.1, 1.2, 1.3, 1.5; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4; 3.1, 3.2, 3.4 Стены и перегородки между классами, кабинетами и аудиториями и отделяющие эти помещения от помещений общего пользования; между музыкальными классами средних учебных заведений и отделяющие эти помещения от помещений общего пользования; между музыкальными классами высших учебных заведений 48-57

VII. Детские дошкольные учреждения

1.1, 1.2, 1.3, 1.5; 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 Стены и перегородки между групповыми комнатами, спальнями и между другими детскими комнатами; стены и перегородки, отделяющие групповые комнаты, спальни от кухонь 47-52

Требуемые значения индекса изоляции воздушного шума для промышленных зданий определяются по результатам акустического расчета, с учетом спектра шума источников. В основном требуемые значения находятся в пределах: Я^ = 50-60 дБ.

Анализ существующих конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок показывает, что требования по обеспечению нормативных требований звукоизоляции выполняются, как правило, за счет увеличения массы ограждения (увеличения количества обшивок), что приводит к повышению материалоемкости и трудоемкости строительства. К тому же увеличение поперечного сечения перегородок приводит к значительным потерям площади помещений.

1.3 Определение объекта научного исследования

Для определения объекта исследования проведена оценка преимуществ и недостатков основных типов конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок и степени их востребованности в практике строительства (таблица 1.5).

Таблица 1.5

Оценка применения основных типов конструктивных решений каркасно-обшивных перегородок в строительстве

Тип конструктивного решения перегородок (см. табл.

1.3)

Конструктивная схема перегородки

Достоинства конструктивного решения

Недостатки конструктивного решения

Доля от общей площади возведенных каркас-но-обшив-ных перегородок, %

1

2

3

4

5

1.1, 1.2, 1.3

1.4, 1.5

а) относительно небольшая толщина (низкие потери площади помещений);

Относительно низкая звукоизоляция

52

12

4

5

б) простота монтажа;

в) относительно небольшая масса

2.1, 2.2, 2.3

2.4

а) относительно высокая звукоизоляция;

б) относительно небольшая толщина

а) усложненный монтаж двухслойных листовых обшивок;

б) относи тельно высокая масса

8

3.1, 3.2, 3.3

3.4

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж трехслойных листовых обшивок;

б) относительно высокая масса;

в) относительно большая толщина

4.1, 4.2, 4.3

4.4, 4.5

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж каркаса;

б) относительно большая толщина

5.1, 5.2, 5.3

5.4, 5.5

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж двухслойных листовых обшивок и двойного каркаса;_

8

3

1

3

4

5

б) относительно высокая масса;

в) относительно большая толщина

6.1, 6.2, 6.3

6.4, 6.5

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж трехслойных листовых обшивок и двойного каркаса;

б) относительно высокая масса;

в) относительно большая толщи-на

5

7.1, 7.2, 7.3

7.4, 7.5

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж конструкции каркаса;

б) большая толщина

8.1, 8.2, 8.3

8.4, 8.5

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж двухслойных обшивок и конструкции каркаса;

б) относительно высокая масса;

в) большая толщина

4

3

4

5

9.1, 9.2, 9.3

9.4, 9.5

гЛ г

— С- \г

1, 1= 600 мм к

а) относительно высокая звукоизоляция

а) усложненный монтаж трехслойных обшивок и конструкции каркаса;

б) относительно высокая масса;

в) большая толщина

1

По результатам проведенной оценки можно сделать следующие выводы:

1) наибольшее распространение в практике строительства имеют каркасно-обшивные перегородки с одинарным каркасом (типы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 в таблице 1.5) - 64% от общей площади возведенных каркасно-обшивных перегородок в России за период с 2008 г. по 2018 г.;

2) каркасно-обшивные перегородки с одинарным каркасом и однослойными обшивками (типы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 в таблице 1.5) имеют относительно низкую звукоизоляцию по сравнению с другими типами конструктивных решений;

3) повышение звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок за счет увеличения количества слоев листовых обшивок (типы 2.1-2.5; 3.1-3.5 в таблице 1.5) является не рациональным способом, так как приводит к повышению трудоемкости монтажа, увеличению массы и толщины ограждающей конструкции;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дымченко Владимир Викторович, 2019 год

/ /

2 3

1

Л Гц

о о

о

о о

Г-)

о сч

о о ■чг

о о

о

о о

оо

о о о

о

о о

о о о

Г-1

о о

о гл

о о

о о

о о

■гг

Область 1

Область 2

Рисунок 2 - Теоретические частотные характеристики звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с обшивками из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, с воздушным промежутком 50 мм, на стоечных профилях каркаса различных типов: 1 - С-образные профили; 2 - сигма-образные профили; 3 - перфорированные сигма-образные профили; 4 - предельная звукоизоляция каркасно-обшивной перегородки (см. п. 2.4).

Пр ПР

НПР

ППР

Д, ДБ

90 80 70 60 50 40 30 20

4

//

/гтпО 1 - коп 1т

"■»а > Г \ Г -г

1 ! \

_ ^ ~~ """ 3

/Гц

(Ч

о о

м

о vi К-> -н

Г) <■»!

о о

о о

о

СП

о о о о

00 о

о

V-!

о о

о о о

<4 Г)

о о

о о о

о о о

Область 1

Область 2

Рисунок 3 - Теоретические частотные характеристики звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с обшивками из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, с воздушным промежутком 75 мм, на стоечных профилях каркаса различных типов: 1 - С-

образные профили; 2 - сигма-образные профили; 3 - перфорированные сигма-образные профили; 4 - предельная звукоизоляция каркасно-обшивной перегородки (см. п. 2.4).

Л, дБ

.00 90 80 70 60 50 40 30 20

Пр ПР Н ПР ППР

4 ^

/ттпО 1__ с - „ коп ¿. . ■ ■■».

__> 2 Г -чу

v ! / 1 JГ тип

- и — — "" "ч

1 1

Г, Гц

1Л1 о гч ю

Область 2

Рисунок 4 - Теоретические частотные характеристики звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с обшивками из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, с воздушным промежутком 100 мм, на стоечных профилях каркаса различных типов: 1 - С-образные профили; 2 - сигма-образные профили; 3 - перфорированные сигма-образные профили; 4 - предельная звукоизоляция каркасно-обшивной перегородки (см. п. 2.4).

Также данный расчет реализован в виде программы для ЭВМ «Расчет звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом у.1.0». № заявки 2019610956 от 04.02.2019. Программа позволяет рассчитывать собственную звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок в автоматизированном режиме. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ представлено в приложении 5.

Основная часть расчета звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с заполнением воздушного промежутка звукопоглощающим материалом выполняется по методу, приведенному в п. 2.11.1. На конечном этапе расчета необходимо учесть поправку АЯ (дБ) на увеличение звукоизоляции за счет влияния звукопоглощающего материала.

Проведенные серии экспериментов на перегородках с тремя вариантами ширины воздушного промежутка 50, 75, 100 мм (с полным заполнением звукопоглощающим материалом - минераловатными матами, р = 30 кг/м ) позволили установить величину поправки звукоизоляции для учета влияния звукопоглощающего материала на звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок. По результатам комплекса экспериментальных исследований (15 типов перегородок в лабораторных условиях, 5 типов перегородок в натурных условиях) установлена частотная зависимость АЯ (дБ) (см. рисунок 5), которая характеризует влияние заполнения воздушного промежутка звукопоглощающим материалом на звукоизоляцию каркасно-обшивной перегородки с одинарным каркасом.

Рисунок 5 - Частотная характеристика поправки, учитывающей влияние звукопоглощающего материала в воздушном промежутке между обшивками каркасно-обшивной перегородки.

На рисунках 6, 7 приведено сравнение теоретических частотных кривых звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок без заполнения воздушного промежутка звукопоглощающим материалом и с заполнением.

ПрПР , НПР ППР

80

Я, ДБ

70 60 50 40 30 20

1 . коп /г г // // // ч У/ /

_1 1 2 < . —- *---- чх

11 Л тпО V \\ \ N ч

^Г^-'Т'*** 1 \ А Л тп

- - 1

/Гц

о о

10 О О О 1/1 СМ ЧО О Ш —I —I —I РЧ СМ С1

Область 1

ооооооооо

ООСПОО'ПОО® •ггтчэоаоеччоот

—I —I —I ГЧ (VI

о о

10 о

—I О

(П тГ

о о о

ш

Область 2

Рисунок 6 - Теоретические частотные характеристики звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с обшивками из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, с воздушным промежутком 75 мм, на С-образных стоечных профилях каркаса: 1 - без заполнения воздушного промежутка звукопоглощающим материалом; 2 - с заполнением воздушного промежутка звукопоглощающим материалом.

ПрПР

-Ж-

Я, дБ

80 70 60 50 40 30 20

□ 1 , коп г 2 /> /

1 ^ /ттпО V / / "* / // //

□ . / 1 чч V // /

^___ - — □ /ттп

1

/Гц

о о

'-Г.

!Ч

ООО Ю О 1Л

—I см см

Область 1

сл

ОООООООО ООспООЮОО •^тчэооогчюо

ООО О Ю О

1П —I о

СМ <п ^

о о о

Область 2

-Я-е-

Рисунок 7 - Теоретические частотные характеристики звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки с обшивками из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, с воздушным промежутком 75 мм, на сигма-образных стоечных профилях: 1 - без заполнения

воздушного промежутка звукопоглощающим материалом; 2 - с заполнением воздушного промежутка звукопоглощающим материалом.

Выводы по главе 2

На основании материала, изложенного в главе 2, можно сделать следующие

выводы:

1. На базе теории самосогласования волновых полей проведен подробный анализ звукового поля в плоскости ограждения, а также волнового поля собственных и инерционных колебаний каркасно-обшивной перегородки с учетом двойственной природы прохождения звука - резонансного и инерционного прохождения.

2. Установлено, что стоечные профили каркаса оказывают влияние на характеристики волнового поля каркасно-обшивной перегородки. Получено расчетное выражение для граничной частоты, разделяющей диапазоны с различными механизмами прохождения звука через каркасно-обшивную перегородку (область 1, область 2). Получены расчетные выражения характеристики самосогласования волновых полей в областях простых, неполных и полных пространственных резонансов.

3. Получены расчетные выражения граничных частот областей простых, неполных и полных пространственных резонансов, позволяющие разделить частотную шкалу звукоизоляции ограждения на отдельные области, в зависимости от степени самосогласования волновых полей.

4. Получены расчетные выражения для расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок конечных геометрических размеров с учетом их физико-механических параметров.

5. Установлено, что теория самосогласования волновых полей позволяет аналитически оценить вклад собственных и инерционных волн в прохождение звука

через ограждающие конструкции конечных геометрических размеров. Это позволяет определить предельные значения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок.

6. Получены аналитические выражения для расчета предельной звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом, при которой прохождение звука происходит только в режиме инерционных колебаний (резонансное прохождение звука отсутствует).

7. Установлено наличие резервов повышения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом, определяемых как разница между предельной и собственной звукоизоляцией ограждения.

8. Определены способы использования резервов повышения звукоизоляции путем регулирования параметров, определяющих резонансное и инерционное прохождение звука.

9. Установлен наиболее эффективный способ использования резервов повышения звукоизоляции: снижение резонансного прохождения звука через ограждение (тС) путем выбора рационального отношения поверхностной плотности

к приведенной жесткости (^ + ^2). Наибольшее повышение звукоизоляции

ВПР

достигается при больших значениях данного отношения, при прочих равных геометрических и физико-механических параметрах ограждений.

10. Определены рациональные формы стоечных профилей каркаса, обеспечивающие наиболее эффективное использование резервов повышения звукоизоляции каркасно-обшивной перегородки без увеличения массы.

11. На основе проведенных теоретических исследований разработан метод расчета звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок конечных геометрических размеров с одинарным каркасом, учитывающий физико-механические параметры обшивок и стоечных профилей каркаса.

Теоретические исследования, выполненные в главах 1, 2, показывают, что звукоизоляция каркасно-обшивных перегородок зависит от резонансного и инерционного прохождения звука, определяемых геометрическими и физико-механическими параметрами ограждения. Для изучения данного вопроса был проведен комплекс экспериментальных исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок. В главе 3 приводится методика проведения экспериментальных исследований в лабораторных условиях. Полученные результаты дают возможность оценить степень влияния различных параметров на звукоизолирующую способность исследуемых ограждений. По результатам исследований проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов для каркасно-обшивных перегородок с одинарным каркасом. Для оценки применимости разработанных новых типов ограждений в строительстве проведены экспериментальные исследования звукоизоляции в натурных условиях - в строящемся жилом доме.

3.1 Методика проведения экспериментальных исследований звукоизоляции

каркасно-обшивных перегородок

Экспериментальные исследования по определению звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок проведены в реверберационных камерах лаборатории акустики ННГАСУ и реверберационных камерах лаборатории акустики Вологодского государственного университета (ВоГУ). Конструктивное решение камер лаборатории акустики ННГАСУ и ВоГУ

показано на рисунках 3.1 и 3.2 соответственно. Неправильная геометрическая форма является условием создания диффузного звукового поля в измерительных камерах и предотвращения образования в них стоячих волн. Фотографии реверберационных камер приведены в приложении 6 (рисунки 1 - 6).

В лабораториях акустики ННГАСУ и ВоГУ камеры низкого уровня (КНУ) и камеры высокого уровня (КВУ) выполнены на самостоятельных фундаментах (рисунки 3.1 и 3.2) для их акустического разобщения и предотвращения косвенной передачи звука.

Определение собственной звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок проведено по стандартной методике ГОСТ [11].

Для измерений звукоизоляции использовалась прецизионная акустическая измерительная аппаратура фирм «Soundbook», «RFT» и «Larson & Davis». Измерительная установка включает в себя два электроакустических тракта, блок-схемы измерительных установок приведены на рисунках 3.3 и 3.4. Передающий тракт:

- генератор «белого» шума типа 03004 заводской № 12021;

- третьоктавный фильтр типа 01018 заводской № 41096;

- предусилитель типа 00011, два усилителя мощности LV 103 и шесть громкоговорителей мощностью 200 Вт каждый.

Приемный тракт:

- шумомер-анализатор спектра «Larson & Davis» типа 2900В заводской №1089 с капсюлями микрофона типа 2559 заводской № 2879 и № 2832, предусилителем типа КММ 400 заводской № 01154 и № 01179.

Все средства измерений имеют ежегодные свидетельства о поверке. Повторяемость измерения изоляции воздушного шума в рабочем диапазоне частот при доверительной вероятности 0,95 отвечает требованиям п. 10 [11].

Перед проведением измерений и по их окончании выполнялась калибровка приемной измерительной установки с помощью калибратора «Larson & Davis» типа CAL 200 заводской № 2975. Измерения проводились в диапазоне частот 100 ^ 5000 Гц.

При проведении измерений в камере высокого уровня создавались необходимые уровни звукового давления в пределах 100 ^ 120 дБ. В камерах низкого уровня полезные сигналы превышали собственные шумы по уровню не менее чем на 25 дБ на всех частотах нормируемого диапазона (100 Гц -3150 Гц [57]).

Средние уровни звукового давления (Lm, дБ) в измерительных камерах рассчитывались по формуле [57]:

Lm = 101g (i ¿10^ 1 , (3.1)

I ni=i J

где n - количество точек измерения в измерительных камерах (n = 8 для каждой камеры), шт.; Lt - уровень звукового давления в i-той измерительной точке, дБ.

Вычисление звукоизоляции ограждающих конструкций производился в соответствии с требованиями [57] по формуле:

R = L -l2 + 101g A, (3.2)

где L1 - средний уровень звукового давления в КВУ, дБ; L2 - средний уровень звукового давления в КНУ, дБ; S - площадь исследуемого ограждения, м; A - общее звукопоглощение в КНУ, м .

a=, (3.3)

3

где V- объем КНУ, м ; Т - среднее время реверберации в КНУ, с.

План на отм. 0,000

Разрез 1 - 1

га

. / --. ■//•//■ у /■ / ■/ •■ ■ /. У / .■ .- Л. ■ х/ ,-,-. у /,.у..- ... ..- Л. ■ // ■ /'

Образец исследуемой конструкции, 5 = 2,4 м*

Рисунок 3.1 - Акустические камеры лаборатории акустики ННГАСУ: 1 - реверберационная камера высокого уровня (V = 150 м ); 2 -реверберационная камера низкого уровня (V = 66 м ); 3 - аппаратная; 4 -реверберационная камера низкого уровня, (V = 81 м ); 5 - заглушенная камера

План на отм. 0,000

Разрез 1-1

/Л

КНУ

Г=54 м

о о

■

V/-

Образец исследуемой конструкции, Ъ' — 9 м*

КВУ

У= 99 м3

0,000

ф

У/А

V,

П

■■■

г г

............

■ ■ •

Рисунок 3.2 - Реверберационные камеры лаборатории акустики ВоГУ: 1 -

3 3

камера высокого уровня (V = 99 м ); 2 - камера низкого уровня (V = 54 м );

3 - аппаратная

н W cd О-н

К

2 л

cd П

<L>

сх

<L>

С

-0 О -© о-

Г

и

L _

О-

Приемный тракт

КВУ

V= 150 м

КНУ

V= 66 м

ЧО

Рисунок 3.3 - Блок-схема электроакустической измерительной установки лаборатории акустики ННГАСУ: 1 - генератор «белого» шума 03004; 2 - третьоктавный фильтр 01018; 3 - предусилитель 00011; 4 - усилители мощности LV 103; 5 - громкоговоритель; 6 - шумомер-анализатор спектра Larson & Davis 2900В; 7 - конденсаторный микрофон типа 2559 с предусилителем КММ 400; 8 - исследуемое ограждение

н w

сd &

н

Ж к

2 л

оЗ tt <D Он

С

О

Г

J

L

-© О

Приемный тракт

КВУ

F = 99 м

КНУ

V= 54 м:

Рисунок 3.4 - Блок-схема электроакустической измерительной установки лаборатории акустики ВоГУ: 1 - генератор «белого» шума 03004; 2 - третьоктавный фильтр 01018; 3 - предусилитель 00011; 4 - усилители мощности LV 103; 5 - громкоговоритель; 6 - шумомер-анализатор спектра Larson & Davis 2900В; 7 - конденсаторный микрофон типа 2559 с предусилителем КММ 400; 8 - исследуемое ограждение

Уровни звукового давления L1 и L2 вычислялись как среднее значение из измеренных уровней в соответствии с требованиями [11]. Необходимое число измерений в КНУ ННГАСУ принималось в соответствии с экспериментальными данными, полученными В.Н. Бобылевым [4].

А.А. Кочкиным, [25], [26] установлено, что измерения значений звукового давления на частотах f > fp. дифф. и f < _/Гр.дифф. в реверберационных камерах ВоГУ нужно проводить в восьми точках КВУ и КНУ.

Граничная частота диффузности звукового поля определялась по формуле [11]:

Д.диФ,= 125^, (З.4)

Для реверберационных камер лаборатории акустики ННГАСУ:

- КВУ - fp. дифф. = 133 Гц;

- КНУ - f^. дифф. = 175 Гц.

Для реверберационных камер лаборатории акустики ВоГУ:

- КВУ - f-р. дифф. = 152 Гц;

- КНУ - f^. дифф. = 187 Гц.

Стандартное время реверберации в КНУ на каждой частоте исследуемого диапазона определялось как среднеарифметическое по четырем точкам измерений.

3.2. О надежности и точности измерений звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок

Для проведения измерений звукоизоляции ограждающих конструкций в реверберационных камерах с необходимой надежностью и точностью требуется соблюдение следующих условий: наличие диффузного звукового поля в камерах, отсутствие косвенных путей передачи звуковых колебаний

между КВУ и КНУ, уровень звукового давления в КВУ 100-120 дБ, уровень помех не должен превышать 20 дБ; наличие малого звукопоглощения в КНУ.

Измерительные установки и реверберационные камеры лаборатории акустики ННГАСУ и ВоГУ удовлетворяют требованиям [11] для определения звукоизоляции ограждающих конструкций в нормируемом диапазоне частот (кроме площади образцов для измерений, проведенных в лаборатории акустики ННГАСУ). Применяемая акустическая аппаратура обеспечивает создание в камерах уровней звукового давления в пределах 100 - 120 дБ в данном диапазоне. Измерительные приборы обеспечивают стабильный прием звукового сигнала с погрешностью не более 1,0 - 1,5 дБ при уровне помех (собственных шумов) менее 15 дБ. Подробные экспериментальные исследования звукового поля в реверберационных камерах ННГАСУ проведены В. Н. Бобылевым [7]. Для оценки диффузности звукового поля в больших камерах уровни звукового давления измерялись в 220 точках в КНУ и в 260 точках в КВУ. По результатам проведенных измерений была определена величина среднеквадратического отклонения пространственного распределения звукового давления. Аналогичные исследования для реверберационных камер ВоГУ проведены А. А. Кочкиным [25], [26], [28].

На рисунках 3.5 и 3.6 приведены результаты оценки диффузности звукового поля в использованных для проведения экспериментальных исследований акустических камерах [25], [26], [27].

Измерения времени стандартной реверберации в реверберационных камерах показали, что оно изменяется в диапазоне 2-5 сек. Это свидетельствует о малом звукопоглощении в камерах низкого уровня.

Точность проводимых измерений определяется величиной суммарной погрешности, которая для реверберационных камер ННГАСУ и ВоГУ составляет 1 - 2 дБ при доверительной вероятности 0,95.

Проведенное рассмотрение подтверждает наличие необходимых условий, которые обеспечивают точное и надежное измерение звукоизоляции

ограждающих конструкций в реверберационных камерах лабораторий акустики ННГАСУ и ВоГУ.

дБ

2,1 1,9 1,7 1,5 1.3 1,1 0.9 0.7 0,5 0,3

А 11' = 1зз Гц

• •* 1 , КНУ 1 - - г /гр.дифф.-1 ^ 1 Д

•

» i

• * / /

• /

—' i*

• —*-

/Гц

г I Í5 О 5") —< О О ГО О О 'С, О О О 'Л —i rt о) п ГГ. Tf- I Г, ЧО СО О Г1 'О О ir¡ —I

^н ,—i ,—i гч гч m

Рисунок 3.5 - Величина среднеквадратического отклонения пространственного распределения звукового давления в реверберационных

3

камерах лаборатории акустики ННГАСУ: 1 - для КВУ (V = 150 м ); 2 - для КНУ (V = 66 м3)

Яр.дЕ

2.1

1,9 1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 0,3

1 = 152 Гц

# • % 1 1 1 1

I /гр.дифф- 18 Гц

*. * О

ш /

- * •». /

• -

' -"7

:гц

с Í 'О О —О О гг О О . о о о ус>

—i .—i гч п m т о со о г i ■<;■ о ir, ^

—i -1 rf Г I Г I гг.

Рисунок 3.6 - Величина среднеквадратического отклонения пространственного распределения звукового давления в реверберационных камерах ВоГУ: 1 - для КВУ (V = 99 м3); 2 - для КНУ (V = 54 м3)

С целью подробного исследования влияния различных параметров на звукоизоляцию перегородок все измерения в лабораторных условиях проведены для двух вариантов:

1) без заполнения воздушного промежутка между обшивками звукопоглощающим материалом (ЗПМ):

а) измерено 4 типа перегородок (по 18 образцов для каждого типа) размерами 2,0 х 1,2 м 5=2,4 м в лаборатории акустики ННГАСУ;

б) измерено 2 типа перегородок (по 4 образца для каждого типа) размерами 3,6 х 2,5 м 5=9 м в лаборатории ВоГУ;

2) с заполнением воздушного промежутка звукопоглощающим материалом:

измерено 4 типа перегородок (по 8 образцов для каждого типа) размерами 2,0 х 1,2 м в лаборатории акустики ННГАСУ.

Общее количество образцов каркасно-обшивных перегородок, исследованных в лабораторных условиях, составило 112 штук.

3.3.1 Исследование влияния формы стоечных профилей каркаса на звукоизоляцию каркасно-обшивных перегородок

На рисунках 3.7 - 3.9 приведены результаты экспериментальных исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок с различными типами стоечных профилей каркаса, в сравнении с двойным ограждением с воздушным промежутком (без стоечных профилей каркаса).

На представленных графиках видно влияние формы стоечного профиля каркаса на звукоизоляцию ограждения в нормируемом диапазоне частот.

Рисунок 3.7 - Сравнение частотных характеристик звукоизоляции ограждений (размер образцов 2,0 м х 1,2 м, обшивки из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, воздушный промежуток 75 мм): 1 - каркасно-обшивная перегородка на С-образных стоечных профилях каркаса (ИхЬ = 75x50 мм); 2 - двойное ограждение, без стоечных профилей каркаса

Пр ПР И 11 Р 1 ПНР

Я.дК

60

50 45 40 35 30 25 20 15

2

\ \ //

\ /У

и 1

Л-

/ / Ч

/г"

/

/

8 ч 3 - —• С1 5 • 2 5 1 з г Г1 ч ¡5 5 5 О о ^ О О О С р т о о с - СЧ "О О м 2 ! э С % \

/Гц

Область 1

Рисунок 3.8 - Сравнение частотных характеристик звукоизоляции ограждений (размер образцов 2,0 м х 1,2 м, обшивки из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, воздушный промежуток 75 мм): 1 - каркасно-обшивная перегородка

со стоечными сигма-образными профилями каркаса (Н*Ъ = 75*50 мм); 2 -двойное ограждение, без стоечных профилей каркаса

ПрПР

НИР

ППР

Л, ДБ

60 55 50 45 40 35 30 25 20 15

V

2 \ \

-/г \ \ „ \ \ \ "Л- /

тщ 1

/г коп /г ^ 1 тп

/

/Гц

10 О О О "О С-4 О О »О -Н --Н —I С-1 П ГО

Область 1

оооооооооооо ООГООО^ООО^ООО 1Г, -о ОО О Г-1 ЧО О ^Н о о

7—I .ч т-н ГЧ С^ 00

Область 2

<7-

Рисунок 3.9 - Сравнение частотных характеристик звукоизоляции ограждений (размер образцов 2,0 м х 1,2 м, обшивки из ГВЛ толщиной по 12,5 мм, воздушный промежуток 75 мм): 1 - каркасно-обшивная перегородка со стоечными перфорированными сигма-образными профилями каркаса (Н*Ъ = 75*50 мм); 2 - двойное ограждение, без стоечных профилей каркаса

Как видно из представленных графиков, форма поперечного сечения стоечных профилей каркаса оказывает существенное влияние на звукоизоляцию ограждения. Наибольшее снижение звукоизоляции относительно конструкции без стоечных профилей происходит при использовании С-образного профиля. Данное снижение составляет от 1 до 6 дБ в диапазоне частот 200 - 5000 Гц.

Наименьшее снижение звукоизоляции установлено для у ограждения с сигма-образными стоечными профилями каркаса. Схожие результаты отмечены для перегородки с сигма-образными перфорированными стоечными профилями каркаса.

На рисунках 3.10 - 3.14 приведены результаты экспериментальных исследований звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок на сигма-

образных стоечных профилях каркаса в сравнении с перегородками на С-образных профилях.

ПрПР 1 НИР 1 ППР

К- дБ

85 КО 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25

4 3

к 1П V, у л

./г // -** / / / , / у

гя \ 2 л а ✓ / xv

0 v' \ 1 \ г

/ /г„

ЙГ г/ **

I /(Г /

О V -1 с с 3 2 V 1 С 3 с э 2 с э с 3 с > С :> с 5 с э с

/Гц

— гН —