2241

12

где q - поверхностная масса, D - изгибная жесткость, E - модуль упругости, μ -

коэффициент Пуассона, А - толщина ограждения; - В области неполных пространственных резонансов (НПР) с граничной

частотой

получена зависимость звукоизоляции в следующем виде

где Аmn0 - характеристика самосогласования, Fu - функций отклика;

- В области простых пространственных резонансов (ПрПР) зависимость звукоизоляции равна

где Аm0n0 - характеристика самосогласования.

Проведен анализ вышеуказанных зависимостей звукоизоляции и установлены возможности ее повышения. Оказалось, что можно проектировать звукоизоляцию однослойных конструкций (из мелкоштучных блоков) произвольных размеров с заранее заданными значениями некоторых параметров их геометрических и физико-механических характеристик. Кроме того следует иметь в виду, что звукоизоляция помещения повысится с увеличением собственной звукоизоляции хотя бы одной из ограждающих конструкций.

13

В третьей главе анализируются полученные в лабораторных условиях результаты экспериментальных исследований звукоизоляции ограждений из

мелкоштучных блоков и современных окон из ПВХ профиля с двухкамерным стеклопакетом, а также данные натурных измерений звукоизоляции перегородок и перекрытий в жилом доме. Приводится также сравнение

экспериментальных данных с теоретическими результатами определения звукоизоляции для однослойных конструкций из мелкоштучных блоков.

В первую очередь даны краткие сведения о материалах исследуемых ограждений из мелкоштучных блоков и определены физико-механические характеристики данных ограждений. Ограждения были возведены из

легкобетонных (изготовленных по технологии и на оборудовании компании "BESSER" США) или керамзитобетонных (Чебоксарских) блоков с применением глинистого раствора.

Отметим, что модуль упругости ограждений определен в соответствии со

где а - упругая характеристика кладки, принималась по табл. 15 СниП П-22-81.

Для определения предела прочности кладки RU была использована формула профессора Л.И.Онищика

где RI - предел прочности камня (блока) при сжатии;

R2 - предел прочности раствора (кубиковая прочность).

Значения RI и R2 определены экспериментальным путем. Испытание мелкоштучных блоков на сжатие проведено на пресс марки ПСУ-125, а для

испытания растворных кубиков размером 70x70x70 мм использован пресс ИП 100.

14

Коэффициенты A, γ, а и b определялись по соответствующим выражениям или таблицам пособия к СНиП 11-22-81.

Исследования звукоизоляционных свойств различных ограждений из мелкоштучных блоков проводились в больших акустических камерах ННГАСУ

по стандартной методике.

Сравнение частотных характеристик однослойных ограждений из мелкоштучных блоков разных масс, но одинаковой толщины, и сравнимыми жесткостями показало, что звукоизоляция зависит в первую очередь от поверхностной массы ограждения. Согласно дальнейшим результатам исследований получено, что увеличение массы и жесткости ограждения приводит к повышению его звукоизоляции. Однако следует иметь в виду, что увеличение массы и изгибной жесткости ограждения за счет применения обычной мокрой штукатурки мало изменяет звукоизоляцию толстых стен, но явно улучшает (от 2,5 до 4,5 дб) звукоизоляцию тонких перегородок на низких и

средних частотах.

Результаты экспериментальных исследований показали также, что звукоизоляция ограждения зависит от пространственной ориентации составляющих пустотелых блоков, и от резонансных явлений в пустотах мелкоштучных блоков. Провал звукоизоляции, связанный с резонансными явлениями, был смягчен при оштукатуривании ограждения, или при заполнении пустот блоков легким звукопоглощающим материалом.

Получено, что в области средних и высоких частот звукоизоляция двойной конструкции из мелкоштучных блоков превосходит звукоизоляцию однослойной конструкции из мелкоштучных блоков сравнимой массы. Эта акустическая эффективность повысилась при подвешивании в воздушном промежутке двойной конструкции двух матов технического войлока. Однако на низких частотах звукоизоляция выше у однослойной конструкции.

15

Проведено сравнение полученных теоретических и экспериментальных данных звукоизоляции некоторых однослойных толстых стен и тонких перегородок из легкобетонных блоков. Его результаты свидетельствуют о хорошей сходимости применяемой теории и эксперимента. Таким образом было подтверждено экспериментально, рассмотренное теоретическое положение о том, что панелью (однородной конструкцией) можно считать ограждение из мелкоштучных блоков.

Далее проведено, также в лабораторных условиях, исследование звукоизоляции оконного блока из ПВХ профиля "GEALAN". Для остекления окон были применены двухкамерные стеклопакеты из стекол толщиной 4 мм, промежутки между которыми были равны 8, 10 или 12 мм и d1+d2=20 MM. B пределах нормируемого диапазона частот среднее значение звукоизоляции окон составило 32-34 дб. Наибольшая звукоизоляция получена при разных промежутках между стеклами.

Результаты натурных измерений звукоизоляции показали, что звукоизоляция межкомнатной перегородки может снижаться за счет косвенной передачи в помещение через двери и окна.

В четвертой главе разрабатывается инженерный способ расчета звукоизоляции помещений зданий в странах Западной Африки.

Как уже сказано выше, при строительстве зданий в странах Западной Африки очень часто применяется перекрестный рамный каркас со стенами из мелкоштучных блоков.

Перегородку в данных зданиях можно представить как сложное ограждение, состоящее из нескольких панелей с шарнирным опиранием по контуру. Звуковая мощность, излучаемая такой перегородкой равна

где j - номер панели, т - количество панелей.

16

Когда звук падает одновременно на часть ограждений или на все ограждения помещения, акустическая мощность, накопившаяся в нем, будет равна сумме мощностей, излучаемых отдельными его ограждающими конструкциями. В этом случае общая звуковая мощность, излучаемая в помещение равна

где i - номер ограждения помещения, n - количество ограждений, на которые падает звук, j - номер панели i-oro ограждения, т - количество панелей i-oro ограждения.

Исходя из известной формулы

была получена звукоизоляция помещения при падении звука одновременно, на все его ограждения или на часть ограждений

где aixbi - размеры i-oro ограждения помещения; aijxbij- размеры j-ой панели i-oro ограждения.

Вформуле (15) мощность W0пад в диффузно падающих звуковых волнах определена по зависимости (4).

Из зависимости (16) видно, что звукоизоляция помещения изменяется с изменением геометрических или физико-механических характеристик любого из его ограждений.

Впятой главе предлагаются рекомендации и мероприятия по повышению изоляции от шума помещений в гражданских зданиях стран Западной Африки.

17

Междуэтажные перекрытия с полом, покрытым рулонным материалом (типа линолеума и ворсолина), удовлетворяют нормативным требованиям к жилым зданиям. Для повышения звукоизоляции перекрытия рекомендуется также устраивать плавающий пол.

Из результатов эксперимента сделан вывод о том, что для повышения звукоизоляции стен и перегородок из мелкоштучных блоков необходимо:

-применять блоки (типа легкобетонных блоков "BESSER") прочностью 100-250 кг/см2;

-тщательно заполнять раствором швы в кладке;

-заполнять пустоты блоков легким звукопоглощающим материалом (что позволит избежать резонансов воздуха в пустотах);

-штукатурить ограждения (для заделки щелей и трещин).

Следует иметь в виду, что устройство гибких плит на относе также повысит звукоизоляцию стен и перегородок.

Отмечено, что заполнение дверных и оконных проемов необходимо делать акустически менее прозрачными. Для этого предлагается применять стеклопакеты для остекления окон, имея в виду, что их звукоизоляция повысится еще больше с увеличением толщины стекол, воздушного промежутка между стеклами и с укладкой в притворах эффективных уплотнительных прокладок. Для дверей рекомендуется принимать меры по уплотнению щелей в притворах и под ними.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

1. Осуществлен анализ ограждающих конструкций, традиционно применяемых в республике Мали (относящейся к странам Западной Африки) при строительстве зданий и дана их оценка с позиции звукоизоляции. Получено, что перекрытия с рулонным материалом могут удовлетворять

18

нормативным требованиям, а стеновые конструкции - нет ( за счет их меньшей

поверхностной плотности).

2.На основе теории М.С.Седова доказано и экспериментально подтверждено, что звукоизоляция ограждения из мелкоштучных блоков зависит, как у однородной панели, от частоты звука, от его поверхностной плотности, геометрических параметров и жесткости. Последняя зависит от модуля упругости кладки.

3.Обнаружено, что звукоизоляция ограждения из мелкоштучных блоков может снижаться на частотах резонансов воздуха в пустотах блоков. Данные резонансы не проявляются при заполнении пустот блоков легким

звукопоглощающим материалом.

4. Получено, что звукоизоляция ограждения из мелкоштучных блоков зависит от способа расположения в нем блоков. Например для ограждения из легкобетонных блоков (39x19x19 см) с вертикальными пустотами индекс звукоизоляции IB=50 дб, а для ограждений той же массы из легкобетонных блоков (39x19x19 см) с горизонтальными пустотами (открытыми с одной стороны) Iв=39 дб.

5.Показано, что ограждение исследуемое в звукомерных камерах, следует установить в проеме на опору камеры высокого уровня. Таким образом можно избежать косвенной передачи звука в камеру низкого уровня. При такой установке в проеме ограждения из легкобетонных блоков (39x19x19 см) звукоизоляция повысилась, в среднем, на 3-4 дб.

6.Во вновь построенном жилом доме определена звукоизоляция железобетонной конструкции (толщиной 16 см), применяемой в качестве междуквартирной и межкомнатной перегородок. За счет косвенной передачи шума через двери и окна звукоизоляция межкомнатной перегородки снизилась на10-20 дб.

19

7. Исследована в лабораторных условиях звукоизоляция оконного блока из ПВХ профилей "GEALAN" с двухкамерным стеклопакетом, обладающим одинаковыми стеклами (толщиной 4 мм), воздушный промежуток между которыми составлял 8, 10 или 12 мм (и d1+d2=20 MM). Найдено, что на низких частотах локальное снижение звукоизоляции связано не только с резонансом двухкамерного стеклопакета. как общей системы масс и упругостей, но и с резонансом системы из соседних стекол и воздушной прослойки между ними.

8.Получено теоретическое решение задачи о звукоизоляции помещений зданий, строящихся в странах Западной Африки, часть ограждений или все ограждения которых подвержены воздействию шумовых нагрузок. Найдено, что звукоизоляция помещения изменится с изменением физико-механических характеристик или геометрических параметров любой из его ограждающих конструкций.

9.Даны практические рекомендации по повышению звукоизоляции ограждающих конструкций, применяемых в странах Западной Африки, с целью создания благоприятного акустического климата в помещениях зданий. Для стеновых конструкций необходимо повысить плотность существующих блоков (например, как у легкобетонных блоков «BESSER»).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Гойта И. Методы анализа прохождения звука через строительные конструкции // Тезисы докладов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов "Строительный комплекс - 97". Часть 2. Н.Новгород, ННГАСУ, 1997. - с.9-10.

2. Седов М.С., Гойта И. Проектирование звукоизоляции помещений // Тезисы докладов научно-технической конференции профессорско-

20 преподавательского состава, аспирантов и студентов "Строительный комплекс -

97" Часть 2. Н.Новгород, ННГАСУ, 1997. - с. 16-17.

3.Гойта И. Резонансные явления в расчетах звукоизоляции ограждающих конструкций // Тезисы докладов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов "Строительный комплекс - 98". Часть 2. Н.Новгород, ННГАСУ, 1998. - с. 8-10.

4.Гойта И. О расчете звукоизоляции однослойного ограждения из пустотелых блоков // Труды аспирантов. Сбор. 3. Н.Новгород, ННГАСУ, 1998 - с.68-72.

5.Гойта И. Звукоизоляция перегородок с дверными проемами // 52-я международная научно-техническая конференция молодых ученых и студентов. Санкт-Петербург, СПбГТУ, 1998. - 0,3 п.л.