А. ЖУКОВ (НТЦ "Стройинформ", МГСУ) и О. ЯЛУНИНА
Изделия для внутренней отделки (плиты и плитки различного формата) применяют в качестве архитектурного оформления помещений, реализации дизайнерских решений, достижения акустического комфорта. Акустические материалы – это материалы для коррекции акустической среды помещений. Продукция торговой марки GYPROK ("ГИПРОК", "РИГИПС") ранее производилась международным концерном British Plaster Board («Британский гипсокартон»), сейчас – заводами Sain Gobain в Финляндии и Польше.
Условия акустического комфорта
Акустический комфорт в помещении означает сбалансированное сочетание трех факторов: времени реверберации, шумового фона и звукоизоляции. В помещении с хорошей акустикой требуемый звук подчеркивается, в то время как нежелательные звуки устраняются вовсе или заглушаются до уровня, не вызывающего раздражения.
В помещении звук слышен в течение короткого времени после того, как источник прекратил его издавать. Это происходит потому, что звук частично отражается от поверхностей по всему периметру помещения, образуя своеобразное эхо (рис. 1). Объем помещения, его форма, количество находящегося в нем звукопоглощающего материала и диффузионные свойства звукового поля также определяют продолжительность времени реверберации.
Рис. 1. Схемы распространения звука в помещении. А – без акустического оформления; Б – с дополнительными мерами поглощения и ослабления: улучшенные управление звуком и разборчивость речи
Наиболее простым для измерения является время реверберации, однако в помещениях, где необходимо обеспечить правильное понимание получаемой и передаваемой информации, важнее коррекция уровня звука. Поэтому для создания хорошей акустики характеристики звукопоглощения играют важную роль. В большинстве помещений акустика непосредственно зависит от времени реверберации: чем оно короче, тем лучше акустика.
Степень поглощения звука в помещении и, следовательно, время реверберации, является важнейшим фактором, определяющим, разборчивость речи, конфиденциальность повышение звукового комфорта и, наряду с прочим, уровень звука.
Звукопоглощающие свойства материала характеризуются коэффициентом звукопоглощения альфа являющимся функцией частоты и изменяющимся от 0 (т. е. полное отражение) до 1 (т. е. полное поглощение).
Таблица 1
Коэффициенты звукопоглощения потолков (альфа) с минеральной изоляцией толщиной 75 мм
Классы звукопоглощения обозначаются латинскими буквами от А до Е, причем буква А соответствует самой высокой степени звукопоглощения. Применительно к конкретному классу всегда должна указываться высота подвеса звукопоглощающей системы (в. п. с.).
Стандарт ASTM C 423 определяет значения для двух разных величин: NRC (коэффициент звукопоглощения) и SAA (средняя величина звукопоглощения). Значения обеих величин являются средними: применительно к диапазонам частот 250–2 000 и 200–2 500 Гц соответственно.
Акустический подвесной потолок
Самым простым и рентабельным способом достижения комфортной звуковой среды является установка акустического подвесного потолка от стены до стены, обеспечивающего высокую степень звукопоглощения.
Конфиденциальность речи между рабочими местами. В соответствии с американским стандартом ASTM E 1130 конфиденциальность речи между рабочими местами в офисах открытого типа и других больших помещениях может быть объективно измерена. Результаты зависят от конфигурации конкретного помещения и от таких факторов, как: эффективность звукопоглощения акустического подвесного потолка и других поверхностей, расположение рабочих мест, уровень звукового фона, частотный спектр и сила звука.
В соответствии с ASTM E 1111 свойства акустических подвесных потолков могут быть определены в терминах «Зонального ослабления потолочными системами», а дополнительный стандарт ASTM E1110 дает инструментарий для вычисления Класса разборчивости речи для их классификации.
Сознательное увеличение уровня звукового фона, например повышение шума системы вентиляции для искусственной звукомаскировки, не рекомендуется. Высокий уровень звукового фона может привести к негативным последствиям: заболеваниям, утомлению, снижению работоспособности.
Так же следует учитывать то, что чувствительность к звуку и шуму у людей разная. Конфиденциальность и уединенность может быть достигнута только в специально отведенных для этого переговорных.
Под степенью разборчивости речи понимается количество устной информации, которое может быть правильно понято в конкретных условиях. Разборчивость речи зависит от времени реверберации, уровня звукового фона (или же отношения «сигнал-шум»), объема помещения, его геометрии и наличия звукоотражающих, звукопоглощающих и звукорассеивающих поверхностей. Чем меньше время реверберации, тем лучше разборчивость речи, правда, до тех пор, пока шумовой фон не станет преобладать над речью.
В помещении, характеризующимся большим временем реверберации, звук произнесенного слова не успевает затухнуть прежде, чем звук следующего слова достигнет слушателя, поэтому в таком помещении разборчивость речи неудовлетворительна.
Существует несколько объективных методов измерения и оценки степени разборчивости речи в помещении, среди них: STI, RASTI и %-Alcons (процент невоспринимаемых согласных). Другими словами, этот показатель учитывает те звуковые составляющие речи, которые играют определяющую роль для ее понимания. Считается, что при отстутствии более 15 % согласных (15 %-Alcons) ни один из видов коммуникации (речевой контакт) не может состояться. Значения %-Alcons ниже уровня 10 и 5 % означают, что условия разборчивости речи можно оценить как хорошие и отличные. Эти методы дают возможность просто и объективно получить оценку разборчивости речи между двумя точками (между источником звука и воспринимающим устройством).
Приемлемыми считаются значения, характеризующие речевую слышимость, и ориентированные на опыт восприятия молодых людей со средней остротой слуха. Необходимо помнить, что около 5 % людей слышат плохо и используют слуховые аппараты или же иные технические средства. У многих людей потеря слуха не столь значительна, однако они испытывают затруднения при понимании речи в шумной обстановке. Даже обыкновенная простуда может привести к временной потере слуха. Кроме того, доказано, что людям, слушающим иностранную речь, необходимы особенно хорошие акустические условия для ее полноценного восприятия.
Комбинация акустического потолка и вертикальных поверхностей
Иногда, для создания хорошей звуковой среды бывает недостаточно одного подвесного звукопоглощающего потолка от стены до стены. Последние исследования показывают, например, что в помещениях детских садов и младших классов школы мало сократить время реверберации, но необходимо еще снизить общий уровень звукового давления, т.е. приходится увеличивать количество звукопоглощающего материала, задействовав поверхности стен помещения. Следовательно, чтобы достичь хороших акустических условий, всегда важно размещать звукопоглощающие материалы на бoльшей площади, чем площадь потолка.
В некоторых случаях бывает трудно или даже невозможно установить звукопоглощающий материал на потолке или хотя бы на его части. Причины могут быть разными: например, в старых зданиях потолок может иметь старинную лепнину или узоры, которые хотелось бы оставить на виду. В современных зданиях архитекторы часто специально подчеркивают элементы конструкции потолка, оставляя их открытыми. С другой стороны, если потолок участвует в общем процессе терморегуляции и воздухообмена помещения, его также нельзя закрывать.
Наилучшим способом снижения энергии неоднородных звуковых полей является звукопоглощение настенными звукопоглотителями. Эта энергия может быть также перенаправлена к (звукопоглощающему) подвесному потолку путем отражения или рассеивания от мебели, оборудования, облицовки помещения. Стеновые панели эффективно работают в области высоких частот, мебель же может быть эффективной как на высоких, так и на средних частотах.
Звукопоглотители, установленные вплотную друг к другу или представляющие собой сплошную поверхность, полностью поглощают звук. Разбивка звукопоглощающей области на небольшие элементы, чередующиеся с твердой поверхностью, дает некоторое увеличение времени реверберации.
Во многих помещениях хорошая акустика необходима, чтобы снизить уровень шума. Чем больше звукопоглощающего материала, тем меньше уровень шума. Доказано, что снижение уровня звукового давления в помещении приводит к снижению психологического возбуждения - люди начинают говорить гораздо тише.
Для помещений, в которых приоритетом является разборчивость речи, более важным является значение коэффициента STI (или RASTI) по сравнению с временем реверберации. Хотя STI частично зависит от времени реверберации, этот коэффициент лучше коррелирует с количеством звукопоглотителя в помещении.
Добавление звукопоглотителя на стены снижает время реверберации и улучшает конфиденциальность речи, что также приводит к снижению уровня звукового давления.
По количеству звукопоглотителя можно рассчитать уровень конфиденциальности речи и уровень снижения звукового давления, но нельзя вычислить время реверберации (RT) в зависимости только от количества звукопоглотителя.
Размещая вертикальные звукопоглотители следует принимать во внимание три основные фактора: площадь, которую можно задействовать, требования к механической стойкости и эстетические требования.
Наиболее простым является сплошной или частичный монтаж стеновых панелей последовательно, от стены до стены. С точки зрения акустики лучше всего закрыть две перпендикулярно стоящие стены (или их часть). Тогда горизонтально направленные поля будут заглушаться в обоих направлениях, порхающее эхо пропадет.
Другим способом установки стеновых панелей является разделение их на небольшие участки и равномерное распределение вдоль стены. Это можно сделать как в геометрическом, так и в произвольном порядке.
Можно установить горизонтальный пояс из звукопоглотителя на подходящей высоте и использовать его в качестве информационной доски. Даже если вся поверхность такой доски покроется бумажными листами, на звукопоглощение это не повлияет. Таким образом, можно использовать не только одну стену, но и комбинацию с звукопоглощающим подвесным потолком.
Стеновые звукопоглотители следует размещать на уровне человеческого уха. Особенно важны для акустики углы между стенами и потолком – именно эта зона играет наиболее эффективную роль в звукопоглощении. В большинстве случаев лучше всего комбинировать стеновые звукопоглотители с подвесным потолком.
На отечественном рынке представлены акустические материалы и потолочные системы фирм Armstrong, Celotex, ICC, USG DONN, Ecophon, Parafon, Akusto, HERAKLITH и ряда других.
Плиты подвесных потолков чаще всего бывают однотонно белые, с гладкой фактурой, но производят и шероховатые, с зазубринами, точками, с рельефными геометрическими фигурами и пр. При желании плиты можно покрасить водо-эмульсионными или латексными красками. Продукция фирм отличается друг от друга как по качеству, так и по назначению. У крупных компании существует собственная классификация потолков по внешнему виду и качеству.
Системы съемных потолков GYPROK
Системы декоративных и акустических потолков состоят из гипсовых плит, устанавливаемых на соответствующий каркас. Системы крепления плит (форма кромок, подвес и т. п.) сконструированы таким образом, что позволяют демонтировать потолок по частям при замене отдельных (например поврежденных) фрагментов. Характеристики потолков представлены в табл. 2.
Таблица 2
Технические характеристики потолков GYPROK
*С изоляцией (минераловатные плиты плотностью 80 кг/м³, толщиной 80 мм).
**Без изоляции из минерального волокна.
Плиты CASOPRANO
Рис. 2. Потолок CASOPRANO
Декоративные гипсокартонные плиты кассетного формата, являются съемными; окрашены на заводе белой матовой краской с гладкой или тисненой поверхностью, перфорированные или полуперфорированные. Виды плит отличаются формой кромок (табл. 3).
Таблица 3
Профили кромки и способы крепления плит
Серия включает несколько дизайнов "Касобианка", "Касорок", "Касостар", "Касофорте", "Касовойс" (табл. 4). Перфорированные плиты "Касовойс" покрыты пыленепроницаемым войлоком. Комбинация звукопоглощающих плит "Касовойс" с звукоотражающими плитами "Касофорте" обеспечивает максимально комфортные акустические свойства любого помещения. При этом благодаря одинаковому рисунку поверхности плит – поверхность потолка выглядит одинаково.
Таблица 4
Характеристики дизайнов
Технические характеристики. Влагостойкость – до 90 % относительной влажности воздуха. Отражение света – не менее 80 % ("Касобианка", "Касостар", "Касорок"); 70 % ("Касовойс", "Касофорте"). Группа горючести – Г1, плиты умеренно воспламеняемые (В2), с малой дымообразующей способностью (Д1), малоопасные по токсичности продуктов горения (Т1).
Применение. Плиты прочные, рассчитаны для применения в обыкновенных помещениях с высокими акустическими требованиями: театрах, офисах, конференц-залах, холлах, аудиториях.
GYPTON - гипсовые потолочные плиты
Рис. 3. Потолок GYPTONE
Серия звукопоглощающих гипсовых потолочных плит, на основе которых формируют акустические потолки. Плиты толщиной 13 мм представляют собой гипсовую основу, покрытую оболочкой из специального картона. Системы Gypton (рис. 3) представляют собой кассеты с нанесенным на заводе декоративным покрытием и акустическим войлоком с обратной стороны. Виды плит отличаются формой кромок (табл. 5).
Таблица 5
Профили кромки и способы крепления плит
Плиты Gypton могут быть гладкими ("Бэйз"), с круглой перфорацией ("Пойнт"), с квадратной перфорацией ("Кваттро"), с кромкой различных форм. Существует множество вариантов дизайна для любого вида отделки потолков. С тыльной стороны плиты оклеены специальным звукопоглощающим покрытием. На заводах плиты покрывают высококачественной акриловой краской тона RAL 9010 белый и поставляют готовыми к укладке.
Рис. 4. Тип кромки и способы крепления панелей GYPTON. А – форма кромки; Б – крепление листа по длинному краю; Б – крепление листа по короткому краю
Таблица 6
Характеристики дизайнов
Технические характеристики. Выпускаются в кассетном (600х600мм) и стеновом (2 400х1 200мм) вариантах. Толщина плит - 12,5 мм. Масса всех видов плит 8,0 кг/м², кроме "Бейз" - 9 кг/м². Влагостойкость 70 %. Группа горючести – Г1, плиты умеренно воспламеняемые (В2), с малой дымообразующей способностью (Д1), малоопасные по токсичности продуктов горения (Т1).
Применение. В помещениях с высокими акустическими требованиями: театрах, офисах, конференц-залах, холлах, аудиториях.
Монтаж плит осуществляют с помощью одной из трех несущих систем, каждая из которых имеет специальное исполнение края плит. Существуют три отличающиеся визуально формы стыка плит: с видимым плоским несущим профилем (А), с узким глубоколежащим швом (Е) и практически бесшовным стыком D1 (скрытый монтаж). Для принадлежностей, весящих более 5 кг, должны быть предусмотрены дополнительные крепления. Светильники весом до 1 кг могут быть встроены в перфорированные плиты.
GYPTON – съемные гипсовые панели
Длинномерные съемные гипсовые панели перфорированные и неперфорированные (табл. 7), окрашенные на заводе в белый цвет. Слабогорючие, умеренно воспламеняемые, с малой дымообразующей способностью, малоопасные по токсичности продуктов горения. Коэффициент отражения света – более 80 %.
Перфорированные панели покрыты акустическим пыленепроницаемым войлоком. Его не окрашивают, чтобы не снизить звукопоглощающие свойства. При перекрашивании плит рекомендуется пользоваться валиком.
Таблица 7
Характеристики дизайнов
Эксплуатационные характеристики. Влагостойкость 70 %. Группа горючести – Г1, плиты умеренно воспламеняемые (В2), с малой дымообразующей способностью (Д1), малоопасные по токсичности продуктов горения (Т1).
Применение в коридорах и общественных местах (театрах, школах, офисах), где акустические требования должны сочетаться с требованиями декоративного дизайна и большими площадями потолков.
GYPREX - гипсовые потолочные плиты
Рис. 5. Потолок GYPREX
Маломеразмерные гипсовые плиты с виниловой облицовкой (рис. 5). Поставляют трех видов, отличающихся формой кромки: для открытой решетки – шириной 15 мм, для полуоткрытой решетки – шириной 15 и 24 мм (табл. 8).
Таблица 8
Профили кромки и способы крепления плит
Выпускаются нескольких типов с разным рисунком поверхности (табл. 9): "Цезиум" (серо-голубой), "Альба" (мраморно-белый), "Боксит" (бежевый), "Сильциа" (тисненый белый).
Таблица 9
Характеристики дизайнов
Эксплуатационные характеристики. Влагостойкость 70 %. Коэффициент отражения света для "Бэйз" 80 %. Группа горючести – Г1, плиты умеренно воспламеняемые (В2), с малой дымообразующей способностью (Д1), малоопасные по токсичности продуктов горения (Т1).
Применение. В помещениях с повышенной влажностью: столовых, ванных, кухнях, больницах, лабораториях. Плиты с кромкой E могут применяться в офисах, холлах, ресторанах, местах общественного пользования.
Системы несъемных потолков GYPTON Big
GYPTON Big - крупноформатные перфорированные гипсовые листы с утоненными кромками (рис. 6). Листы покрыты акустическим пыленепроницаемым войлоком, слабогорючие, умеренно воспламеняемые, с малой дымообразующей способностью, малоопасные по токсичности продуктов горения (табл. 10). Влагостойкость – 70 %. Огнестойкость – 0,5 ч. Окраска листов производится валиком.
Рис. 6. Потолок GYPTON BIG
Таблица 10
Технические характеристики Gypton Big
Применение. В общественных местах: театрах, офисах, аудиториях (рис. 7). Крепятся на металлической раме и для разнообразия дизайна могут сочетаться с другими плитами. Листы не рекомендуется устанавливать в нижних частях стен общественных помещений, подверженных механическим воздействиям.
Рис. 7. Типы кромки В1 для листов GYPTON BIG. А – листы "ГИПТОН ЛАЙН 6", "ГИПТОН КВАТТРО 41, 42, 46, 47»; Б – лист "ГИПТОН ЛАЙН 7"
Рис. 8. Схемы перфорации листов GYPTON BIG (размеры, мм)