Конструктивные приемы обеспечения звукоизоляции ограждений

Принимаемое в типовом проекте жилого дома решение внутренней ограждающей конструкции есть результат комплексного процесса конструирования, отдельные этапы которого рассмотрены выше. Как отмечалось, общие задачи народнохозяйственного и экономического характера, поставленные перед жилищным строительством, выдвигают определенные условия перед проектировщиками при оптимизации проектного решения. Ниже рассматриваются приемы конструирования основных элементов и деталей внутренних ограждений, направленные на надежное обеспечение звукоизоляции, и особенности, связанные с условиями их применения в зданиях различных конструктивно-планировочных систем, индустриальной базой домостроения и экономическими требованиями.

Выбор типов межквартирных и межкомнатных стен и перегородок определяется в первую очередь конструктивно-планировочной структурой здания. В крупнопанельных, крупноблочных, монолитных зданиях наиболее целесообразны акустически однородные межквартирные несущие стены из бетона. Их применение позволяет обеспечить надежную звукоизоляцию, минимизировать денежные и трудовые затраты. Такие стены эффективны также в кирпичных домах. Бетонные элементы акустически однородных межквартирных стен нужно проектировать из плотного бетона без сквозной межзерновой пористости. В случае применения крупнопористых бетонов необходимо предусматривать наружные слои из плотного бетона или раствора, а у кирпичных стен — штукатурку с двух сторон. Межкомнатные акустически однородные стены из бетонных несущих элементов применяют в крупнопанельных домах с малым планировочным шагом несущих стен. Как правило, их конструктивные параметры определяют из условий несущей способности, а не звукоизоляции.

Для снижения материалоемкости акустически однородных бетонных стен целесообразно изготовлять сборные элементы с круглыми пустотами, что позволяет уменьшить расход бетона на 15—20% при сохранении звукоизоляционных качеств конструкции. Технология производства многопустотных элементов стен с ровной верхней (получаемой при изготовлении) поверхностью освоена на комбинате железобетонных изделий № 355 в Москве. Эти сборные элементы предназначены для крупнопанельных жилых домов серий 4570/63, 4570—73/75.

Расход бетона может быть снижен до 30% при изготовлении элементов с пустотами, заполненными сыпучим материалом (кварцевым песком, керамзитом, шлаком и т.п.). Чтобы получить дополнительный звукоизоляционный эффект, определяемый повышенным коэффициентом потерь сыпучего материала, площадь сечения заполненных им пустот должна быть не меньше 25% площади сечения плиты, предельная крупность сыпучего материала — не более 20 мм. В настоящее время в ЦНИИЭП жилища разрабатывают способы изготовления конструкций с пустотами, заполненными сыпучим материалом, в одном технологическом цикле, например с использованием метода подвижных щитов или пустотообразователей в виде пленочных пакетов, заполненных сыпучим материалом. При оценке целесообразности применения пустотных элементов в акустически однородных стенах следует учитывать их, как правило, большую толщину, по сравнению со сплошной конструкцией из того же бетона.

Снижение поверхностной плотности акустически однородных межквартирных стен на 20—30% возможно при использовании для их изготовления легких бетонов на пористых заполнителях. Однако толщина межквартирных стен оказывается несколько больше по сравнению с конструкциями из тяжелого бетона. Замена тяжелого бетона бетоном на пористых заполнителях в межкомнатных несущих стенах возможна и без увеличения толщины. При этом снижение поверхностной плотности конструкции может достигать 40%.

Возможности повышения звукоизоляционной эффективности однородных конструкций из бетона на пористых заполнителях заключаются в увеличении модуля упругости материала при заданной плотности, что может быть достигнуто соответствующим подбором состава бетона. Так, при увеличении модуля упругости керамзитобетона плотностью 1500 кг/м³ на 25% с 1,1·10¹⁰ до 1,3·10¹⁰ Па уменьшается требуемая толщина межквартирной стены на 2 см. Перспективно применение тех видов легкого бетона, которые имеют повышенный по сравнению с тяжелым бетоном коэффициент потерь, например шлакопемзобетона. Увеличение в 1,4 раза коэффициента потерь ограждения из бетона плотностью 1800 кг/м³ приводит к снижению требуемой толщины межквартирной стены на 2 см.

В зданиях большинства конструктивно-планировочных систем, за исключением крупнопанельных с малым планировочным шагом несущих стен и из объемных блоков, применяют ненесущие межкомнатные, а в отдельных случаях и межквартирные перегородки. Наиболее распространены межкомнатные перегородки в виде акустически однородных элементов из бетона на пористых заполнителях. Способы конструирования таких перегородок те же, что и несущих бетонных стен, за исключением устройства стыков (см. ниже).

Многослойные легкие межкомнатные перегородки в нашей стране начинают применять только в экспериментальном строительстве. Такие перегородки нужно конструировать с учетом следующих положений. В качестве наружных слоев (обшивок) перегородок целесообразно применять как можно более тонкие листы или плиты из материалов, отличающихся низким отношением модуля упругости к плотности. Один из материалов, отвечающих этим требованиям, — гипс. При необходимости увеличения поверхностной плотности обшивок следует увеличивать число слоев тонких листов или плит, но не их толщину. Спои в обшивке не следует склеивать между собой: при данной поверхностной плотности жесткость обшивки должна быть минимальной.

При выборе материала и конструкции каркаса следует учитывать, что в порядке возрастания звукоизоляционной эффективности они располагаются так: одинарный каркас из деревянных брусков, одинарный каркас из тонкого стального профиля, двойной каркас из деревянных брусков, двойной каркас из тонкого стального профиля. Одинарный каркас из стального профиля с пружинным элементом и продольными вырезами посередине системы фирмы БПА (Швеция) почти равноценен двойному стальному каркасу. Для заполнения полости перегородки следует использовать пористо-волокнистые звукопоглощающие материалы (минераловатные или стекловолокнистые).

Межквартирные ненесущие перегородки целесообразно проектировать акустически неоднородными, так как это позволяет уменьшить нагрузку на перекрытия. Наиболее распространены двойные перегородки из легкобетонных, чаще всего гипсобетонных панелей. При конструировании таких перегородок толщину воздушного промежутка следует принимать не менее 4 см, чтобы была гарантия от возникновения жестких контактов между панелями по полю ограждения.

Конструирование двойных внутренних стен в зданиях из объемных блоков требует экспериментального уточнения задаваемых параметров. При этом нужно учитывать влияние на звукоизоляцию помещений числа и расположения жестких связей между блоками, фактической интенсивности косвенной передачи звука. В осях межквартирных стен следует предусматривать вертикальные диафрагмы, препятствующие распространению звука по промежутку между блоками из зоны одной квартиры в зону другой. Дверные коробки во внутриквартирных стенах и их примыкания к стенкам блоков нужно проектировать так, чтобы исключить возникновение при эксплуатации щелей, через которые звук из помещений может проникать в пространство между блоками. Для этого следует предусматривать в проекте уплотнение зазоров между коробкой и стенками блоков герметизирующим материалом.

Внутренние стены, разделяющие жилые и встроенные шумные помещения, предпочтительно проектировать двойными с полным разобщением их элементов и примыкающих со стороны каждого помещения конструкций. В случае применения для таких ограждений акустически однородных элементов должны быть предусмотрены меры по снижению интенсивности косвенной передачи звука по примыкающим конструкциям. Обеспечение требуемой звукоизоляции в этом случае должно быть проверено экспериментально.

Все элементы внутренних стен и перегородок следует проектировать так, чтобы в них не было и не возникало при эксплуатации сквозных щелей и трещин.

При проектировании межквартирных стен и перегородок в крупнопанельных домах может быть использован планировочный прием повышения их звукоизоляционной эффективности в том случае, если соседние жилые помещения или кухни занимают только часть площади разделяющей их панели. Остальная часть панели должна быть изолирована от непосредственного воздействия бытовых шумов. Она может располагаться, например, за объемной санитарно-технической кабиной или в пределах кладовой. На этом участке с панелью не должны стыковаться другие несущие стены. При соблюдении указанных условий поверхностная плотность межквартирной стены может быть снижена. Например, если отношение полной длины панели из тяжелого бетона к длине разделяемых помещений составляет 1,4, то ее толщина может быть уменьшена с 16 до 14 см при сохранении требуемой звукоизоляции.

Выбор типа пола в перекрытии зависит от конструкции несущей части и конструктивно-планировочной структуры здания. Для надежного обеспечения звукоизоляции при недостаточно массивных несущих элементах перекрытия наиболее целесообразно применение раздельных полов на звукоизоляционной прослойке. Их использование позволяет решить такие технические и экономические задачи, как снижение поверхностной плотности перекрытий и расхода бетона и арматуры, уменьшение нагрузки на другие конструкции здания.

Раздельный пол не должен иметь жестких связей с несущей частью перекрытия, стенами и другими конструкциями здания. Следует предусматривать отделение деревянного пола или бетонного основания пола по контуру от стен и других конструкций зазором шириной 1—3 см, заполненным звукоизоляционным материалом. Плинтусы или галтели следует крепить только к полу или только к стене. Если бетонное основание пола устраивается на строительстве монолитным, то звукоизоляционная прослойка должна быть предохранена от увлажнения и проникания раствора в стыки и поры укладкой сплошного слоя водонепроницаемой бумаги, пленки или другого подобного материала с перехлестыванием в стыках.

Звукоизоляционную прослойку устраивают в виде сплошного слоя или полосовых прокладок. Последние применяют при. сборном основании пола для уменьшения расхода звукоизоляционного материала, а также при наличии ребер или лаг. Полосовые прокладки шириной 10—20 см должны быть расположены по контуру помещения и параллельно одной из его сторон с шагом 30—70 см в зависимости от конструктивных особенностей несущей части перекрытия и пола. Если есть ребра или лаги, то прокладки располагают вдоль их осей. Суммарная площадь, через которую передается нагрузка на полосовые прокладки, должна быть не меньше 20% площади пола.

Основные конструктивные параметры пола, которые влияют на его звукоизоляционную эффективность при заданной несущей части перекрытия, — это поверхностная плотность, динамическая линейная жесткость и демпфирующие свойства звукоизоляционной прослойки, средняя толщина промежутка между полом и несущей частью. Повысить звукоизоляционный эффект в результате устройства пола можно, увеличивая его поверхностную плотность, среднюю толщину промежутка между полом и несущей частью перекрытия, уменьшая динамическую линейную жесткость звукоизоляционной прослойки, а также применяя засыпки из песка, шлака и т.п. в дополнение к основному звукоизоляционному материалу. При проектировании звукоизоляционной прослойки следует отдавать предпочтение малодеформируе-мым материалам с низким динамическим модулем упругости (жесткие и полужесткие минераловатные плиты, мягкие древесноволокнистые плиты, плиты из пенополистирола).

Слоистые полы, в которых материал покрытия пола (штучный, ковровый паркет, линолеум и т.д.) уложен непосредственно по звукоизоляционной прослойке без промежуточного жесткого основания, целесообразно применять при достаточно массивных элементах перекрытия, если нет необходимости в улучшении изоляции воздушного шума. Слоистый пол с покрытием из паркета должен быть отделен по контуру от стен и других конструкций здания зазором шириной 0,5—1,5 см. Зазор заполняют полутвердой или мягкой древесноволокнистой плитой или другим подобным материалом. Крепление плинтусов или галтелей такое же, как при раздельном поле.

Акустически однородное перекрытие из массивных несущих элементов с покрытием из линолеума на мягкой подоснове — наиболее простая конструкция, характеризуемая малой трудоемкостью. Однако в крупнопанельных домах с малым планировочным шагом несущих стен обеспечение нормативной звукоизоляции таких перекрытий связано со значительным увеличением расхода бетона. При замене перекрытий с деревянными раздельными полами на акустически однородные в здании такой конструктивно-планировочной структуры расход бетона на изготовление перекрытий возрастает в 1,5—1,9 раза.

В домах с малым планировочным шагом поперечных несущих стен возможно применение комплексных панелей перекрытий, изготовляемых в одном технологическом цикле и состоящих из несущей плиты, сплошного звукоизоляционного слоя и легко-бетонного основания пола, которое допускает укладку любого покрытия, в том числе безосновного линолеума. Для звукоизоляционной прослойки таких панелей следует выбирать мало-деформируемые материалы (пенополистирол, жесткие минераловатные плиты и т.п.). Звукоизоляционную прослойку комплексной панели следует предохранять от увлажнения и проникания раствора в стыки и поры водонепроницаемой бумагой, пленкой или другим подобным материалом, располагая их сверху и снизу.

В зданиях с большим планировочным шагом несущих стен применение акустически однородных перекрытий связано с меньшим увеличением расхода бетона, чем в домах с малым планировочным шагом. При замене деревянных полов линолеумом на теплозвукоизолирующей подоснове увеличение бетоноемкости перекрытий составляет около 35%. Для устройства таких перекрытий целесообразно использовать железобетонные плиты с круглыми пустотами. Замена сплошных железобетонных плит толщиной 16 см многопустотными с приведенной толщиной бетона около 16 см при сохранении требуемых звукоизоляционных качеств и с тем же расходом бетона, позволяет уменьшить расход арматурной стали примерно на 25%.

Уменьшение расхода бетона в таких перекрытиях возможно при заполнении пустот в плитах песком, шлаком, керамзитом и т.п.

При конструировании междуэтажных перекрытий зданий из объемных блоков необходимо экспериментальное уточнение их параметров с учетом влияния жестких связей между элементами двойного перекрытия, фактической интенсивности косвенной передачи звука и других параметров. В уровне междуэтажных перекрытий следует предусматривать диафрагмы, препятствующие распространению звука между блоками в вертикальном направлении.

Для надежной звукоизоляции смежных помещений при эксплуатации здания большое значение имеют звукоизоляционные качества стыков между сборными элементами ограждений.

Основная задача при конструировании стыков внутри здания, связанная со звукоизоляцией, — обеспечение таких условий их работы, при которых во время эксплуатации в них не будут образовываться сквозные трещины, щели.

Если возможны взаимные перемещения стыкуемых элементов под воздействием нагрузок, температурных деформаций, неравномерной осадки конструкций и других факторов, то следует предусматривать уплотнение зазора в стыке герметизирующим материалом, который способен деформироваться, следуя за перемещениями стыкуемых элементов, и сохранять при этом плотность соединения.

При проектировании стыков нужно предусматривать возможность менять герметизирующий материал после истечения срока его службы. Размеры полости в стыке, предназначенной для расположения герметизирующего материала, и поперечные размеры уплотняющего шнура или прокладки выбирают так, чтобы обеспечить определенное их обжатие (пороизола или гернита на 30—50%, прокладок из пенополиуретана на 40—80%).

Стыки между несущими элементами внутренних стен проектируют, предусматривая заполнение их раствором или бетоном. Сопрягаемые поверхности сборных элементов должны образовывать в стыке полость (колодец), поперечные размеры которой гарантируют плотное заполнение ее монтажным бетоном или раствором на всю высоту элемента. Предусматривают меры, ограничивающие взаимное перемещение стыкуемых элементов (устройство шпонок и др.). Соединительные детали, выпуски арматуры и т.д. следует располагать так, чтобы они не препятствовали заполнению полости стыка бетоном или раствором.

Панель внутренней стены заводят в паз или в стык между элементами наружной стены и стык замоноличивают. При свободном примыкании элементов внутренних стен к наружным необходимо уплотнение зазоров в стыке герметизирующим материалом.

Несущие элементы перекрытий следует опирать на внутренние и наружные стены или заводить в них на глубину не менее 4 см. Если это невозможно, то зазоры в примыкании несущих элементов перекрытия к стенам нужно уплотнить герметизирующим материалом.

Стыки между сборными элементами междуэтажного перекрытия в пределах помещения надежно замоноличивают для предупреждения образования сквозных трещин, либо уплотняют герметизирующим материалом. Зазоры в месте примыкания к потолку или несущим стенам ненесущих элементов акустически однородных и двойных перегородок уплотняют герметизирующим материалом.

При проектировании инженерного оборудования квартир важно предусмотреть меры, предупреждающие образование сквозных щелей в межквартирных ограждениях. Нельзя пропускать через межквартирные стены трубы водяного отопления, водоснабжения и другие. Проводить их через междуэтажные перекрытия и межкомнатные стены следует в эластичных гильзах (из асбестового шнура, асбестового картона и др.), допускающих температурные перемещения и деформации труб без образования сквозной щели. Возможна установка труб с компенсаторами температурных и других деформаций, исключающими нарушение их монолитной заделки в несущих элементах перекрытий и в стенах. При этом следует использовать безусадочный раствор или бетон. Особенно надежно нужно уплотнять место пропуска трубы через перекрытие с полом из линолеума на мягкой подоснове, в котором отсутствует дополнительная преграда для проникновения звука в виде раздельного пола и звукоизоляционной прослойки. В случае пересечения перекрытий с раздельным полом трубой нельзя допускать, чтобы она жестко соединяла пол с несущей частью перекрытия.

Полости в панелях внутренних стен, в которых соединяются замоноличенные в них трубы, нужно заполнять безусадочным бетоном или раствором. В случае установки труб-стояков водоснабжения и канализации в вертикальной шахте, в ней предусматривают горизонтальные диафрагмы в уровне междуэтажных перекрытий, препятствующих распространению шума по шахте.

При проектировании электропроводки предпочтение следует отдавать таким системам, которые не требуют устройства в конструкциях отверстий для пропуска проводов и размещения распаячных коробок, штепсельных розеток, выключателей. При проектировании скрытой электропроводки в межквартирных стенах и перегородках нужно предусматривать расположение проводки для каждой квартиры в отдельных каналах или штрабах, а распаячных коробок и штепсельных розеток — в несквозных полостях. Если образование сквозных отверстий обусловлено технологией изготовления элементов стены, то указанные приборы устанавливают в них только с одной стороны. Оставшуюся полость заполняют звукопоглощающим материалом (например, минеральной ватой) и заделывают с другой стороны гипсовым раствором слоем толщиной не менее 40 мм.

В межкомнатных несущих стенах из железобетонных плит, толщина которых определена по несущей способности, с индексом звукоизоляции, более чем на 2 дБ превышающим нормативный, допускается двусторонняя установка распаячных коробок, штепсельных розеток и выключателей в сквозных отверстиях. При этом полости в них также заполняют звукопоглощающим материалом. В межкомнатных ненесущих перегородках распаячные коробки и штепсельные розетки нужно устанавливать в несквозных полостях.

При расположении скрытой электропроводки в каналах несущей плиты междуэтажного перекрытия полости для перевода провода из перекрытия в стену должны быть замкнутыми и не создавать сквозных путей для прохождения звука в вертикальном (через перекрытие) и в горизонтальном направлении (через стену). Вывод провода из перекрытия к потолочному светильнику следует предусматривать в несквозной полости. Если образование сквозного отверстия для этой цели обусловлено технологией изготовления плиты перекрытия, то оно по длине должно состоять из двух участков разного сечения. Верхний участок отверстия большого диаметра, в котором крепят крюк для подвески светильника, заделывают безусадочным раствором, нижний — заполняют звукопоглощающим материалом (например, антисептированной паклей) и заделывают снизу раствором после монтажа электропроводки.