Н. Еремин, руководитель направления «Звукоизоляция» компании «Сен-Гобен Изовер»
Существенным источником шума в жилом помещении является система вентиляции и кондиционирования – из нее постоянно доносится равномерное гудение вентилятора и протяжное завывание воздуха. Подобные звуки, в отличие от «кричащей» во дворе сигнализации или громкой музыки с соседней дискотеки, заметны не сразу. Однако высокий уровень вентиляционного шума вызывает ничуть не меньшее раздражение, а затем и стресс, бессонницу, повышение давления, и влияет на остроту слуха. Поэтому обеспечение шумоизоляции – одна из ключевых задач при проектировании систем вентиляции.
Источники шума
Шумы, источником которых становятся элементы системы вентиляции, имеют разную физическую природу. Всего можно выделить 3 типа..
1. Воздушные шумы, источником которых является собственно вентиляционное оборудование: установки кондиционирования воздуха, вентиляторные конвекторы, тепловые насосы и т. п. Эти шумы передаются вместе с воздушными потоками через приточно-вытяжные воздуховоды.
2. Шум от вибрирующего вентиляционного оборудования. Его источник - вращающееся или вибрирующее оборудование (вентиляторы и водоохладители). Вибрации оборудования передаются непосредственно на стенки воздуховодов и распространяются по ним в помещения. Часто ситуация усугубляется из-за низкой жесткости боковых стенок воздуховодов, что ведет к увеличению интенсивности их вибраций.
3. Самогенерирующиеся шумы – это шумы, возникающие при прохождении воздуха через систему воздуховодов. Как правило, это происходит в точках турбулентности, например, у заслонок, колен, Т-образных разветвлений, воздухораспределительных устройств системы воздуховодов.
Ошибки при проектирование
Для эффективного снижения шума системы вентиляции и кондиционирования необходимо еще на стадии проектирования здания сформулировать требования к шумоизоляции помещений и разрабатывать систему вентиляции согласно этим требованиям. Задача правильного (с точки зрения шумоизоляции) проектирования и монтажа систем вентиляции должна решаться комплексно: начиная с выбора вентиляционного оборудования и способов его шумоизоляции (виброизоляции), заканчивая определением способа прокладки воздуховодов, их размеров, типов и мест расположения заслонок, колен, разветвлений.
Однако при разработке проекта могут быть допущены ошибки, которые впоследствии приведут к ухудшению акустических характеристик. Рассмотрим самые распространенные из них.
Использование системы рециркуляционного воздуха без воздуховодов (рециркуляция через полость между перекрытием и фальшпотолком). Рециркуляционный воздух должен направляться в соответствующий блок кондиционера по воздуховодам той же длины и с теми же устройствами защиты от шума, что и воздуховоды приточного воздуха. В некоторых случаях для рециркуляционного воздуха может использоваться полость с защищенными от шума воздуховодами, ведущими в коридор. При этом необходимо предпринимать меры предосторожности, чтобы шум из этого канала не ухудшил общего показателя звукопроницаемости стен.
Прокладка шумных воздуховодов над помещениями с повышенными требованиями к уровню шума. В этом случае шум от вентилятора в воздуховоде будет проникать в помещение. Чтобы этого избежать, воздуховоды следует прокладывать над нежилыми помещениями: кладовками, душевыми и др. Если такой возможности нет, для защиты от шума понадобится увеличить толщину стенок воздуховодов, использовать круглые или овальные воздуховоды, обертывать их массивной виниловой звукоизоляцией или укладывать их в софит из гипсовых панелей.
Прокладка единого воздуховода для смежных помещений с повышенными требованиями к уровню шума. Прокладка воздуховодов для смежных помещений без устройства в них ответвлений может вести к тому, что звук из одного помещения по общей системе воздуховодов будет распространяться в другое. Лучшим методом устранения такого эффекта является прокладка воздуховодов через общий коридор и выполнение отдельных отводов в смежные помещения.
Отсутствие виброизоляции оборудования системы вентиляции. Виброизоляция всего вентиляционного оборудования с вращающимися или вибрирующими элементами должна устанавливаться обязательно. Необходимо также предусматривать гибкие соединения на всех трубах и воздуховодах, подключаемых к оборудованию.
Недопустима высокая скорость воздуха в воздуховоде. Для ограничения уровня самогенерирующегося шума следует устанавливать воздуховоды больших размеров, позволяющие снизить скорость движения воздуха. Самогенерирующийся шум, возникающий вследствие турбулентности воздуха, может образовываться в любой точке системы, что становится серьезной проблемой, когда это происходит вблизи обслуживаемого помещения.
Выбор материала
Одним из возможных и весьма эффективных способов снижения шума системы вентиляции является дополнительная шумоизоляция ее воздуховодов, поскольку именно воздуховод, расположенный непосредственно в жилом или рабочем помещении, является источником шума.
Существует большое количество материалов, применяемых для дополнительной шумоизоляции воздуховодов. К ним относятся органическое волокно с антибактериальной обработкой, материалы из вспененного полиэтилена и каучука. Наиболее эффективными шумоизоляционными материалами являются волокнистые материалы с открытой пористой структурой. И самые распространенные среди них - материалы на основе стекловолокна. Наиболее распространенный способ шумоизоляции – покрытие воздуховодов стекловолокнистыми матами снаружи. В ряде случаев (для больших воздуховодов прямоугольного сечения) используются звукопоглощающие панели из стекловолокна, установленные внутри воздуховода.
При шумоизоляции воздуховодов предпочтительно использовать ламелла-маты. Основным их достоинством является отсутствие заломов и сминаний изделия при установке на изогнутую поверхность. Дело в том, что обычный мат, имеющий преимущественно продольную ориентацию волокон, при наматывании на воздуховод неплотно примыкает к поверхности, образуя заломы (рис. 1). Устранить их можно, только дополнительно поджав и уменьшив толщину мата. Этот недостаток обычных матов ведет к необходимости увеличивать их расчетную толщину.
Рис. 1. Образование заломов на обычном мате (а) и их отсутствие при использовании ламелла-мата для изоляции воздуховодов (б)
Ламелла-маты, а также некоторые шумоизоляционные материалы на основе стекловолокна, например продукты серии ISOVER KIM-AL, благодаря вертикальной ориентации волокон не имеют этого недостатка. При наматывании на трубу они не образуют заломов и воздушных карманов, вплотную прижимаясь к поверхности трубы, а значит не требуют поджатия и уменьшения толщины.
Раньше в ламелла-мате вертикальную ориентацию волокон, придающую мату уникальные свойства, получали путем разрезания каменно-ватной плиты или мата на бруски, а затем наклеивали их на фольгу с поворотом на 90°. Это достаточно трудоемкий и, как следствие, дорогой технологический процесс. Благодаря технологии кримпинга, которая используется при производстве материалов серии ISOVER KIM-AL, появилась возможность изготавливать материал с преимущественно вертикальной ориентацией волокон без каких-либо дополнительных технологических операций (разрезания изделия на бруски, приклейки их к фольге и т.д.). Это значительно ускоряет и удешевляет технологический процесс производства, обеспечивая при этом материалу ISOVER KIM-AL свойства, близкие к ламелла-мату.
Испытания шумоизоляционных материалов
Высокие шумоизоляционные качества материалов на основе стекловолокна были подтверждены НИИ строительной физики РААСН, где были проведены натурные испытания материала ISOVER KIM-AL[2]. Для определения звукоизолирующей способности материала использовали три круглых воздуховода диаметром 125, 200 и 315 мм и три прямоугольных размерами 100х200, 150х300 и 250х500 мм; толщина стенок составляла 0,55 мм. Материал полностью закрывал воздуховоды по их длине. Испытания проводились реверберационным методом, основанном на акустических измерениях в металлической реверберационной камере объемом 120 м3 (рис. 2).
Рис. 2. Схема экспериментальной установки для испытания облицовки воздуховодов: 1 – генератор белого шума; 2 – усилитель мощности; 3 – источник звука; 4 – измерительный микрофон; 5 – шумомер-анализатор спектра; 6 – соединительный воздуховод; 7 – испытываемый воздуховод; 8 – звукоизолирующая заглушка
Результаты акустических испытаний воздуховода, покрытого снаружи материалом ISOVER KIM-AL, представлены в табл. 1 и на рис. 3 и 4. Из результатов испытаний видно, что применение материала KIM-AL улучшает шумоизоляцию воздуховода следующим образом.
Таблица 1
Улучшение шумоизоляции воздуховода, дБ
Среднее увеличение шумоизоляции круглых воздуховодов при использовании материала KIM-AL толщиной 30 мм составило 5–17 дБ, а при толщине 100 мм на 11–20 дБ.
Рис. 3. Звукоизоляция воздуховодов круглого сечения
Для воздуховодов прямоугольного сечения увеличение шумоизоляции составило 7–10 дБ и 10–13 дБ для толщин шумоизоляционного материала 30 и 100 мм соответственно.
Рис. 4. Звукоизоляция воздуховодов круглого сечения
В независимости от формы сечения воздуховода применение материала ISOVER KIM-AL приводит к улучшению его шумоизоляции на 3 – 5 дБ на низких частотах. С ростом частоты шумоизоляция существенно увеличивается и достигает 20 дБ и более. Это особенно важно, если речь идет об изоляции воздуховодов, соединенных с высокооборотными вентиляторами, генерирующими высокочастотный аэродинамический шум.
Результаты акустических испытаний воздуховодов с использованием материала KIM-AL представлены в сопоставлении с аналогичными результатами аналогичных испытаний при использовании в качестве шумоизоляции воздуховодов из вспененных полиэтиленов.
Заключение
Проектирование и монтаж систем вентиляции жилых помещений с высоким уровнем акустического комфорта требует тщательного подхода на всех этапах работы: начиная с выбора системы, оборудования и мест прокладки воздуховодов и выявления основных источников шума в системе вентиляции, заканчивая шумоизоляцией воздуховодов (как приточных, так и вытяжных). Только выполнение всего комплекса этих мер позволит повысить эффективность шумоизоляции всей системы.
Список литературы:
1. СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».
2. Протокол акустических испытаний НИИ СФ (договор №32100).
