Защита от шума с точки зрения физики, или как работает звукоизоляция в многоквартирном доме

Практически каждый интересовавшийся вопросом, знает, что защититься от соседского шума в многоквартирном доме можно с помощью звукоизоляции из каменной ваты. Однако не все до конца понимают, как работают такие системы и в каких случаях они работать перестают. Все дело в физике: звуковых волнах, среде их распространения и особенностях передачи.

О теоретической стороне борьбы с шумом рассказывает Александр Керник, директор по исследованиям и развитию направления «Минеральная изоляция», ТЕХНОНИКОЛЬ.   

О звуковых волнах и не только

С точки зрения физики, звук – это колебание частиц, распространяемое в твердой, жидкой или газообразной среде в виде волны. Он передается как по воздуху, так и по воде или твердым предметам (в нашем случае стенам, потолку, трубам, батареям и т.д.). Чем тверже среда, тем выше скорость волны в ней. Поэтому по воздуху звук идет медленнее (343 м/сек), а со временем совсем затихает. В воде этот процесс ускоряется (проверить можно, посетив бассейн с музыкой), а по железобетонным конструкциям или трубам звук и вовсе моментально попадает в самые удаленные части здания.

В связи с этим строители выделяют несколько видов шума: воздушный, который передается по воздуху, и ударный, возникающий при контакте с твердой поверхностью и вызывающий ее колебания. К последнему иногда относят и структурный шум, когда вибрация идет по жестким элементам, из которых состоит здание. В этом случае звук распространяется по всему дому, независимо от нахождения его источника.

продается место под размещение рекламы

Самый частый пример воздушного шума – громкий разговор. Звуковая волна, вызванная речью, доходит по воздуху до ближайшей стены, а затем на микроуровне начинает «раскачивать» эту стену. В соседнюю квартиру звуки передаются уже за счет вибрации межквартирной перегородки. Получается, что там слышна не сама речь, а то, как ее «транслировала» стена. 

На разной частоте

Звуковые волны имеют разные частоты. Человеческое ухо способно различать звуки в диапазоне от 20 до 16 тыс. Гц. Частота выше 16 тыс. Гц относится к ультразвуку, который человек не улавливает. Низкие частоты, менее 20 Гц, считаются инфразвуком и тоже нам не слышны. Однако они могут воздействовать на человеческий организм, иногда самым негативным образом. Например, звук частотой 7 Гц является смертельно опасным, т.к. совпадает с частотой колебаний сердечно-сосудистой системы.

Правильная звукоизоляция — это защита не только от шумных соседей, но и от тех видов вибраций, которые человек даже не слышит, но они оказывают на него воздействие.

Мостик для шума

С повышенной скоростью распространения звука в твердой среде связано появление акустических мостиков. Например, если в межквартирной перегородке есть металлическое включение, то звук по нему будет передаваться лучше. Такими элементами чаще всего становятся розетки, выходящие на обе стороны стены, батареи, водопроводные и канализационные трубы.

Хорошие застройщики проводят звукоизоляцию в местах прохода труб через перекрытия: устанавливают специальную металлическую гильзу, заполненную каменной ватой. Она закрывает сквозное отверстие, обжимает трубу, задерживает ее колебания и гасит вибрацию. Если такая система выполнена по всем перекрытиям, то шум будет распространяться гораздо меньше.

Защита от воздушного шума

Избавиться от воздушного шума – громких разговоров, смеха, песен и музыки – можно с помощью подвесного потолка или стеновой каркасной конструкции, наполненных каменной ватой и закрытых снаружи листом гипсокартона. Система, состоящая из каменной ваты, например негорючих плит ТЕХНОАКУСТИК, толщиной 5 см и одного листа гипсокартона, способна в среднем уменьшить громкость на 8 дБ.

В такой системе хорошей звукоизоляции удается добиться за счет сразу двух процессов: рассеивания энергии звука в волокнистом материале (каменной вате) и ослаблении волны в твердом материале (гипсокартоне). Сначала звуковая волна преодолевает массивный элемент – стену или железобетонное перекрытие, потом попадает в минвату, где рассеивается, попеременно проходя через волокна и воздушные прослойки, а затем – в гипсокартон, еще один массивный элемент. То есть получается конструкция «масса-пружина-масса». Пытаясь «раскачать» твердый массивный материал, звуковая волна ослабляет свою энергию. А попадая в минвату – заставляет колебаться каждое волокно. Волокна трутся друг о друга и за счет этого нагреваются. Энергия звуковой волны, по закону сохранения энергии, трансформируется в энергию нагрева. Таким образом, когда звуковая волна проходит через несколько элементов с разной структурой, она теряет больше энергии, чем преодолевая одну сплошную, даже очень толстую, кирпичную стену, и звук гасится эффективнее.

Защита от ударного шума

Защититься от ударного (и структурного) шума сложнее, так как эти вибрации распространяются непосредственно по строительным конструкциям – вашем же стенам, полу и потолку. К такому виду шума относится различный стук, топот каблуков, низкочастотные звуки от музыкальной колонки, стоящей на полу в квартире сверху, и т.п. По-хорошему, чтобы от него избавиться, необходимо изолировать сам источник шума. Как вариант – установить систему «плавающего пола» у соседа, который донимает грохотом жителей нижнего этажа. В этой конструкции используют каменную вату, например плиты ТЕХНОФЛОР СТАНДАРТ толщиной 30 или 50 мм, которые укладывают на перекрытие, а затем закрывают стяжкой и финишным покрытием. Благодаря своей упругости и волокнистой структуре минвата лучше гасит вибрации, чем более твердая звукоизоляция (вспененный полиэтилен или XPS). Важно помнить, что в такой системе материал должен не только поглощать звуковую волну, но и выдерживать нагрузку, сохраняя форму.

Сделать тише

Если при звукоизоляции стен или потолка установленной конструкции с каменной ватой толщиной 5 см и одним листом гипсокартона недостаточно, добавляют еще один лист гипсокартона. Звуковой волне придется преодолеть дополнительный массивный элемент, и она потеряет последние силы.

Нередко желаемого эффекта не удается достичь из-за ошибок монтажа, наличия акустических мостиков и недостаточно качественно заделанных примыканий. Нужно, чтобы при установке каркаса, в который будет монтироваться каменная вата, направляющий профиль крепился к полу и потолку, а не к стене. А между стеной и обрешеткой был оставлен зазор и проложена самоклеящаяся полиуретановая уплотнительная лента. Гипсокартон также не должен ни сверху, ни снизу соприкасаться с перекрытиями. Это исключит передачу вибраций.

Кроме того, гипсокартон нужно устанавливать со смещением стыков. То есть листами второго слоя следует перекрывать стыки листов первого. Шляпки саморезов, которыми прикрепляется гипсокартон, замазывают шпаклевкой на ширину 10 см.

При необходимости сделать электрическую разводку, располагать ее лучше в каменной вате. Утеплитель надрезают и прокладывают в нем кабель, таким же образом устанавливают розетки. При этом в звукоизоляционном слое не должно образовываться сквозных щелей.

Как и в любом деле, защищаясь от шума, надо знать меру и не превратить свою квартиру в полностью звуконепроницаемое помещение, стены которого все поглощают и ничего не отражают. С помощью звуков и их отражения (эха) человек определяет расположение их источников, ориентируется в пространстве. В абсолютной тишине будет неуютно. Поэтому в жилых комнатах важно создать правильную акустику, не только для изоляции от шумных соседей, но и для психологического комфорта.