Учет звуковых колебаний при проектировании зданий. Материалы с шумопоглащающим эффектом.

Спокойный отдых после трудового
трудовогот дня дорогого сто-
ит. Уж сколько примеров,
когда предприниматели от-
крывают ночной клуб, бар
или кинотеатр в отдельно
стоящем здании, чем вызы-
вают серьезное недоволь-
ство жильцов из соседних
построек. По мнению экс-
пертов, чаще всего жителей
близлежащего района допе-
кают низкие частоты, кото-
рые используют музыкаль-
ные коллективы, ди-джеи
и другие исполнители и
организаторы клубной музыкы. Бывает так, что и музыки самой не слышно (то есть через стены высокие частоты не проникают), но сильно «долбят по голове» ритмичные удары, которые и музыкой не назовешь, и жизни от них нет.

Современные программы, по мнению специалистов, позволяют подобрать для каждого помещения оптимальные акустические условия для прослушивания звука и просмотра фильма. Проект предусматривает разработку формы стен, пола и потолка, а также подбор специаль-
ных строительных материалов, в частности, акустиче-
ских панелей для облицовки помещения. Так же учиты-
вается мощность аппаратуры и расположение ее в зале.

Негативный опыт

Однако, при том, что есть специальные программы,
а проект «музыкального» помещения разрабатывают
профессионалы, нередко получаются накладки: звук по
каким-то причинам вырывается из отведенного про-
странства и наносит моральный ущерб жителям близ-
лежащих домов. Об одном из таких примеров (весьма
любопытном) нам рассказали специалисты.

Бывший ресторан решили переделать под боулинг
с танцполом, где посетители будут не столько гонять
мячи, сколько выпивать и танцевать. А потому был оче-
виден спрос на громкую музыку, насыщенную ритмич-
ными низкими частотами. Организаторы заказали необ-
ходимое мощное оборудование и проект реконструкции
бывшего ресторана. Дизайнеры предложили стиль хай-
тек, и дополнили его видом звездного неба, для чего в
плоской кровле здания прорубили солидное отверстие,
и закрыли его стеклянным куполом оригинальной фор-
мы.

К сожалению, идею со звездным небом (ночью,
разумеется) заказчики не сочли утопической. Дело в
том, что данный район, (бывший ресторан находится на
бойком проспекте), очень хорошо освещен и прилично
загазован. Таким образом, даже летом, когда купол не был покрыт снегом. звезд все равно не было видно. Впрочем,
стеклянному покрытию не суждено было дожить до зимы. Хо-
зяевам заведения пришлось в срочном порядке закрывать его
прямо поверху многослойными звуко- и теплоизоляционными
материалами. Жители района уже написали заявление в суд (и
отослали один экземпляр хозяину заведения) с требованием
разрешить работу шумного боулинга только до 23 часов. Сани-
тарная служба замерила мощность звука за пределами здания,
и выяснила, что нормы превышены многократно. Недоразуме-
ние произошло потому, что дизайнерский проект делали в от-
рыве от «музыкального». Расслаблял тот факт, что жилые дома
расположены относительно далеко. Организаторы не подума-
ли, что заказанные ими колонки готовы оглушить звуком, через
стекленный купол, не только соседние кварталы, но и далеко
стоящие здания.

Звукопоглащающие схемы.

Кроме специальных акустических материалов, используе-
мых для облицовки помещений, инженеры иногда предусма-
тривают специальные системы, которые гасят звук при про-
хождении от оного жесткого покрытия к другому. В частности,
есть мнение, что звук может передаваться через жесткие связи,
которые соединяют звукопоглощающие подвесные потолки и
несущие перекрытия. Поэтому некоторые фирмы предлагают
дополнительные конструкции, которые следует устанавливать
в качестве прослойки между перекрытиями и подвесными по-
толками. В частности, есть колебательные подвесы, которые
гасят звук посредством «правильных» колебаний. или, так на-
зываемые, «виброразвязные узлы»: у них функция примерно такая же, хотя иная конструкция. Но в целом это при-
способления пружинного типа, предназначенные для
«погашения» звука.

Есть и другие звукопоглощающие системы. кото-
рые также создают «гасящий» эффект за счет коле-
баний. Например, плоская слоистая конструкция на
пружинах, которую можно располагать горизонталь-
но, вертикально и под наклоном. По оценкам экспер-
тов, плоский пружинный «звукопоглотитель» может
быть включен в систему ограждающих конструкций
здания. Так же слоистую конструкцию можно раз-
мешать внутри помещения — между перекрытиями и
внутренней облицовкой.

Однако на практике, по мнению специалистов,
столь сложные звукопоглощающие конструкции ис-
пользуют не слишком часто. Эксперты считают, что
грамотно спроектированные помещения и качествен-
ные звукоизоляционные материалы (в частности, па-
нели) могут не только «не выпустить звук наружу»,
но и сделать более отчетливыми и комфортными для
восприятия звуки внутри помещения.

Современные акустические панели иногда произ-
водят с совмещенными функциями. Ведь для погло-
щения звука используются волокнистые материалы,
которые имеют свойство сберегать тепло. А потому
предприятия выпускают, в том числе, теплоизоля-
ционные и звукопоглощающие (или звукорассеиваю-
щие, в зависимости от задач) панели «В одном фла-
коне», с целью экономии на теплоизоляции здании.
Иными словами, если все помещение. допустим, это
кинотеатр или клуб, облицовано минераловатными
акустическими панелями, то наружное утепление
здания может быть не столь «мощным», поскольку
здание утеплено изнутри.

Однако задача противодействия шуму не столь
однозначна. Звуки возникают не только внутри зда-
ния, но и доносятся снаружи. Это может быть шум
транспорта от нагруженной магистрали, или песен
художественной самодеятельности с открытой пло-
щадки в соседнем сквере. Таким образом, перед про-
изводителями звукоизоляционных материалов стоят
две задачи (если не брать в расчет утепление здания):
изоляция от внешнего звука и работа с внутренним.
Как сказано выше, не всегда нужно «поглощать»
внутренний звук. Есть масса случаев, когда требует-
ся хорошая акустика (например, в любом театре), то
есть хорошая слышимость на последних рядах диа-
логов и песен, которые без микрофонов и усилителей
воспроизводят на сцене. Кроме того, иногда нужно
с помощью особых эффектов обострять восприятие
слушателей, например, в лингвистических кабинетах,
где преподают иностранные языки. Многие звуки, ко-
торые вообще несвойственны русскому языку, слушатели должны хорошо расслышать. То есть с помощью специальной акустики усиливается четкость речи преподавателя, чтобы слушатели смогли научиться правильно произносить «чужие» звуки.

По мнению экспертов, есть несколько вариантов решения «акустических» задач. Можно при строительстве здания использовать разные конструкции, например, звукопоглощающие и звукорассеивающие материалы, которые нейтрализуют наружные звуки и производят «акустическую корректировку» внутренних. Но в тоже время есть акустические системы, которые «в одном лице» справляются с этими задачами.

Теория звуковых волн.

Чтобы лучше понять принципы «работы со звуком», эксперты пояснили физическую природу явления. Известное всем эхо по-научному называется реверберацией. Если в обывательском плане «силу эхо» описывают очень условно, то научный подход подразумевает четкие критеpий. Например. время заскатывания отраженного звука. Именно эта харакгсристика влияет на разборчивость речи преподавателя, на  восприятие звуков и ли иных звуков. Сдругой стороны при определенных условиях реверберация для музыки не помеха, а дополнительный звуковой эффект. Например, если звук, отражаясь, запаздывает на десятые доли секунды, то отраженный эффект усиливает основной звук, придает ему нсвое, более «густое» звучание. Специалисты считают, что полное отсутствие реверберации делает звук слишком сухим, то есть «не самым качественным» для восприятия. Для восприятия речи подходит запаздывание порядка 0,02 секунды, для музыки есть довольно широкий диапазон, котором можно выбрать благоприятное время запаздывания звука, зависимости от того рок это классика или что-то еще. Эксперты полагают, что для различной музыки оптимальное время запаздывания лежит в диапазоне от 0,02 секунд до 1,5 секунды. А уж большее «время эхо» не подходит ни для какой музыки, поскольку накладываясь на основной звук, слишком сильно его смазывает.

Для того чтобы звук воспринимался наилучшим образом (чтобы добиться нужного времени реверберации) на стадии проектирования разрабатывают правильную форму помещения. Все мы знаем про залы с хорошей акустикой. полученной благодаря архитектуре. Также для достижения эффекта используют акустические отделочные материалы, отвечающие заданным требованиям. Нередко, при облицовке помещения, звукопоглощающие материалы и отражающие поверхности чередуют между собой, чтобы получить насыщенный, играющий звук.

Есть и другие негативные звуковые эффекты, а также способы их нейтрализации. В частности, в помещениях, не оснащенных акустическими материалами или системами, может возникать эффект резонанса. Это особенно характерно для помещений, имеющих форму параллелепипеда. Эксперты поясняют, что две плоскости, установленные параллельно друг другу (в частности, две противоположные стены), представляют собой акустический резонатор. Если помещение не строилось специально под конференц-зал или кинозал, а в проекте здания предназначалось для других целей, (а потому все его стены параллельны друг другу, как это бывает, в большинстве комнат, даже очень просторных, эксперты рекомендуют предусмотреть некоторый наклон при облицовке стен. В противном случае появится резонанс, и звук станет существенно усиливаться на определенных частотах (волны, оттолкнувшись от параллельной стены, будут накладываться друг на дружку), в соответствии с законами физики. Наиболее рационально немного изменить наклон стены, или обеих стен, в процессе монтажа звукоизолирующих панелей. Например, немного наклонить поверхности обеих стен «домиком», чтобы было симметрично, Так же целесообразно придать некоторый наклон потолку, например, с помощью акустических панелей или подвесного потолка, чтобы он не резонировал с полом.

Материалы

Специалисты считают, что хороший звукоизоляционный эффект имеют материалы, в составе которых есть замкнутые воздушные зазоры различной формы — ячейки, поры, капсулы или прослойки. Такая структура с многочисленными пустотами как бы прерывает, гасит звуковую волну. По мнению экспертов, в разной степени обладают звукоизоляционными свойствами весьма распространенные теплоизоляционные материалы: пенополистирол и минераловатные панели. А таюке ячеистый бетон, вспененный поливинилхлорид и другие по-
лимеры, пластики с сотовой структурой, различ-
ные волокнистые материалы, а также специально
обработанный гипсокартон.

В частности, специалисты назвали материалы,
наиболее востребованные западными компаниями,
профессионально занимающимися звукоизоляци-
ей. Например, для изготовления подвесных акусти-
ческих потолков применяют минеральные волокна,
которые производят методом сырого прессования.
Кроме того, используют материалы, изготовленные
на основе меломиновой смолы, имеющие вспенен-
ную структуру. В качестве звукоизоляционного
материала также применяют гипсокартон, однако
в целях звукопоглощения из него делают специ-
альные перфорированные плиты. Для того чтобы
звукоизоляционный гипсокартон имел свойства об-
лицовочного материала. его отделывают, например.
деревянным шпоном или иным лицевым покрыти-
ем. Однако, по мнению экспертов, одними из самых
распространенных материалов можно назвать аку-
стические потолочные и стеновые панели. сделан-
ные на основе волокнистых материалов. В частно-
сти, для их производства применяют минеральную
и каменную вату, а также стекловату.

Нередко для достижения лучшего эффекта зву-
коизоляционные материалы используют в сочета-
нии друг с другом. Например,специалисты счита-
ют, что перфорированный гипсокартон не слишком
эффективно поглощает звук. Тогда как гипсокартон,
имеющий сквозную перфорацию, позволяет зву-
ковом волнам проходить беспрепятственно. Если
за листами гипсокартона смонтировать, например,
минераловатные или иные волокнистые звукопо-
глотители, то получится значительно лучший эф-
фект. Звук окажется в ловушке: он пройдет через
перфорацию гипсокартона и «загасится» в волок-
нистом материале. 

 Материлы к статье подготовили:

Компании Rockfon и Проплекс.