Improvement of Shock Noise Insulation by Elastic Gaskets in Floating Floor Structures
- Authors: Gradova O.V.1, Rogalev A.M.1
-
Affiliations:
- Scientific-Research Institute of Building Physics of RAACS
- Issue: No 6 (2024)
- Pages: 26-29
- Section: International Scientific Conference – XV Academic readings dedicated to the memory of Academician of RAACS Osipov G.L., "Actual problems of building physics. Energy saving. Reliability of building structures and environmental safety. Artificial Intelligence"
- URL: https://journals.eco-vector.com/0585-430X/article/view/635066
- DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-825-6-26-29
- ID: 635066
Cite item
Full Text
Abstract
A comfortable acoustic environment in residential and public buildings is an important task that can be solved only in a complex of special constructive measures, one of which is to improve the sound insulation of enclosing structures, including floor-to-floor ceilings. The article presents the results of laboratory tests of building materials used as elastic gaskets when installing floating floors. The compositions of floating floors are described, graphs of the frequency dependence of the improvement of shock noise insulation by tested structures, as well as their single-digit characteristics are given.
Full Text
Интенсивное строительство, повышение плотности городской застройки, рост шумовых воздействий в жилых и общественных помещениях требуют от проектировщиков и строителей применения эффективных звукоизоляционных решений [1].
В современном домостроении звукоизоляция междуэтажных перекрытий, требуемая величина изоляции воздушного шума обеспечивается необходимой массивностью (плотностью материала и толщиной) и в основном решаются на стадии строительства [2–6].
При этом соблюдение нормативных требований в отношении изоляции ударного шума с помощью только плит перекрытия практически невозможно. Поэтому для обеспечения изоляции ударного шума с железобетонными перекрытиями требуются дополнительные конструктивные мероприятия при устройстве полов.
Наиболее эффективной с точки зрения улучшения изоляции ударного шума является схема конструкции пола на упругом основании – так называемый плавающий пол [7–9].
Нормируемым параметром изоляции ударного шума является индекс приведенного уровня ударного шума Lnw.
Согласно действующим нормам СП 51.13330.2011 «Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03–2003» величина индекса приведенного уровня ударного шума Lnw регламентирована в диапазоне 55–63 дБ (не более) в зависимости от назначения помещений.
Индексы приведенного ударного шума Lnw0 несущей плиты перекрытия находятся в диапазоне 73–80 дБ в зависимости от толщины.
Задачей эффективного конструктивного решения устройства пола является выбор материала для упругого слоя в системе «масса–пружина–масса».
Параметром, на основании которого можно рассчитать индекс приведенного уровня ударного шума междуэтажного перекрытия с известной плитой перекрытия, является индекс улучшения изоляции ударного шума ∆Lу, дБ, конструкции плавающего пола.
За период 2021–2023 гг. сектором «Акустические материалы и конструкции» НИИСФ РААСН было выполнено более 60 работ по измерению улучшения изоляции ударного шума конструкций полов, в том числе и на упругом основании (рис. 1).
Рис. 1. Испытанные конструкции по типам упругих прокладок
Fig. 1. Tested designs by type of elastic pads
Измерения звукоизолирующих свойств упругих прокладок, используемых в устройствах плавающих полов, проводились в акустических камерах НИИСФ РААСН в соответствии с ГОСТ 27296–2012 «Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций».
Камеры для измерения звукоизоляции перекрытий и сборных полов представляют собой пару смежных по вертикали помещений, полностью изолированных друг от друга и от ограждающих конструкций здания акустического корпуса (по принципу «коробка в коробке»). Камера низкого уровня объемом 107 м3 установлена на отдельном фундаменте и резиновых амортизаторах (рис. 2).
Рис. 2. Камера низкого уровня звукового давления
Fig. 2. Low SPL chamber
Размеры проема между камерами – 5,4×2,9 м. В проеме установлена стандартная железобетонная плита перекрытия толщиной 140 мм. Измерительный тракт состоял из источника ударного шума (стандартная ударная машина УМ-10) и приемного устройства (шумомер-анализатор спектра Октава, конденсаторный микрофон с предусилителем).
Значения величин снижения приведенного уровня ударного шума определялись экспериментально и представляли собой разность уровней ударного шума, возникающего под перекрытием при работе стандартной ударной машины, устанавливаемой вначале непосредственно на плите перекрытия, а затем на исследуемом фрагменте сборного пола. Сборные полы состояли из исследуемого материала и ц/п стяжки весом 100 кг/м2 (рис. 3).
Рис. 3. Одно из положений ударной машины
Fig. 3. One of the positions of the impact machine
Наиболее распространенными в строительстве жилых и общественных зданий при устройстве плавающих полов являются такие материалы, как минераловатные плиты, маты из иглопробивного стекловолокна, вспененный полиэтилен и другие полиолефины.
Рассмотрим в отдельности результаты измерений упругих прокладок каждого вида.
На рис. 4 представлены частотные характеристики улучшения изоляции ударного шума конструкций плавающих полов.
В таблице приведены максимальные и минимальные значения улучшения изоляции ударного шума в третьоктавных полосах частот конструкций плавающих полов с упругим слоем из минераловатных плит.
Максимальные и минимальные значения улучшения изоляции ударного шума
Maximum and minimum values for impact noise insulation improvement
Среднегеометрическая частота 1/3 октавной полосы, Гц | Улучшение изоляции ударного шума ∆L, дБ | |
min | max | |
100 | 4,2 | 15 |
125 | 3,9 | 25,1 |
160 | 11,9 | 21,8 |
200 | 12,5 | 26 |
250 | 14,2 | 26,4 |
315 | 19,3 | 29 |
400 | 23 | 28,9 |
500 | 25,3 | 34,1 |
630 | 27 | 34,8 |
800 | 27,5 | 37,1 |
1000 | 30,1 | 36,5 |
1250 | 30,7 | 42,4 |
1600 | 36,4 | 46 |
2000 | 41,8 | 52,3 |
2500 | 44,5 | 53,8 |
3150 | 47,4 | 55,1 |
Значения индекса улучшения изоляции ударного шума ∆Lу конструкций плавающих полов с упругим слоем из минераловатных плит (рис. 4, а) находятся в диапазоне 28–38 дБ в зависимости от толщины, плотности и динамических характеристик упругого материала. Среднее значение ∆Lу конструкций составило 32 дБ.
Рис. 4. Частотные характеристики улучшения изоляции ударного шума конструкций плавающих полов с упругим слоем: a – из минераловатных плит; b – из вспененных полиэтиленов и других полиолефинов; c – маты из иглопробивного стекловолокна
Fig. 4. Frequency characteristics of improving impact noise insulation of floating floor structures with an elastic layer: a – from mineral wool slabs; b – from foamed polyethylenes and other polyolefins; c – mats made of needle-punched fiberglass
Для конструкций плавающих полов на основе вспененных полиолефинов значения индекса улучшения изоляции ударного шума ∆Lу (рис. 4, b) находятся в диапазоне 21–27 дБ в зависимости от толщины, физико-химических и динамических характеристик упругого материала; среднее значение в данном случае составило 23 дБ.
Частотные характеристики улучшения изоляции ударного шума конструкций плавающих полов с матами из иглопробивного стекловолокна находятся в диапазоне 28–35 дБ в зависимости от толщины, диаметра и направления волокна. Среднее значение индекса улучшения изоляции ударного шума ∆Lу составило 31 дБ.
На рис. 5 представлены усредненные частотные характеристики улучшения изоляции ударного шума конструкций плавающих полов с упругими слоями разных типов.
Рис. 5. Частотные характеристики средних значений улучшения изоляции ударного шума наиболее часто встречающихся материалов, используемых в качестве упругих прокладок
Fig. 5. Frequency characteristics of average impact noise insulation improvement values of the most common materials used as elastic gaskets
В силу небольшого количества испытаний прокладочного материала из органических составляющих, хочется отметить хороший результат, который показали плиты древесно-волокнистые теплоизоляционные сухого способа производства толщиной 22 мм. Индекс улучшения изоляции ударного шума ∆Lу конструкции плавающего пола составил 26 дБ. В соответствии с ИСО-717-2–2013 (ГОСТ 56770–2015) «Здания и сооружения. Оценка звукоизоляции ударного шума» (п. 5.2) все значения индексов должны быть приведены к эталонной несущей части перекрытия, индекс изоляции ударного шума которой составляет 78 дБ. Таким образом, конструкция плавающего пола с упругим слоем из МДВП толщиной 22 мм обеспечивает значение индекса приведенного уровня ударного шума Lnw 52 дБ и выполняет требования нормативной документации.
Использование пенопластов в качестве упругой прокладки в конструкциях плавающих полов показывает неплохие результаты. Однако следует отметить, что полученные на данном этапе исследований данные не учитывают потерю акустических характеристик вспененных материалов в процессе эксплуатации. С течением времени значительно изменяются динамические характеристики, такие как динамический модуль упругости, коэффициент потерь, относительная деформация, что приводит к снижению звукоизоляционных свойств материала.
Выводы
В ходе проведенного исследования подтверждена эффективность решения с точки зрения улучшения изоляции ударного шума – схема конструкции пола на упругом основании – плавающий пол. Выявленные в исследовании частотные характеристики изоляции ударного шума конструкций плавающих полов с различным материалом упругого слоя (минераловатные плиты; вспененные полиэтилены и другие полиолефины; маты из иглопробивного стекловолокна) показали результаты, удовлетворяющие действующему нормативному законодательству.
About the authors
O. V. Gradova
Scientific-Research Institute of Building Physics of RAACS
Author for correspondence.
Email: zpu2007@yandex.ru
Head of Sector No. 42.1 “Acoustic materials and structures”
Russian Federation, MoscowA. M. Rogalev
Scientific-Research Institute of Building Physics of RAACS
Email: amrogalev@yandex.ru
Leading Engineer
Russian Federation, MoscowReferences
- Shubin I.L., Aistov V.A., Porozchenko M.A. Sound Insulation of enclosing Structures in high-rise Buildings. Requirements and Methods of Support. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 3, pp. 33–43. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-768-3-33-43
- Kryshov S.I. Problems of sound insulation of buildings under construction. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2017. No. 6, pp. 8–10. (In Russian).
- Kryshov S.I., Kotel’nikov D.E., Gradova O.V. Zavisimost’ izolyatsii udarnogo shuma ot sostava konstruktivnykh sloev napol’nogo pokrytiya. BST. 2021. No. 6 (1042), pp. 16–17. (In Russian).
- Polevshchikov A.S. Sound insulation of interfloor ceilings in residential buildings Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2015. No. 7, pp. 55–57. (In Russian).
- Gerasimov A.I. Soundproofing and sound-absorbing materials and their application in construction. Academia. Arkhitektura i stroitel’stvo. 2009. No. 5, pp. 209–215. (In Russian).
- Senan A.M. Assessment of impact noise insulation by interfloor structures with sand cushioning materials. Protection of the population from increased noise exposure. Collection of reports of the All-Russian scientific and practical conference with international participation. Edited by N.I. Ivanov, K.B. Friedman. 2015, pp. 274–275. (In Russian).
- Shubin I.L. Regulatory documents on energy saving and building acoustics, developed by Research Institute of Building Physics Russian Academy Architecture and Construction sciences. BST. 2012. No. 2, pp. 7–13. (In Russian).
- Ovsyannikov S.N., Skripnichenko D.S. Research of sound-proof properties of materials. Technology of the textile industry. 2016. No. 4 (364), pp. 40–44. (In Russian).
- Gorin V.A., Klimenko V.V., Litovkin K.Yu. Changes in the physical and mechanical properties of soundproofing cushioning materials during operation. Sustainable development of the region: architecture, construction, transport: Materials of the 4th International Scientific and Practical Conference of the Institute of Architecture, Construction and Transport of Tambov State Technical University. Tambov. June 15–16, 2017, pp. 149–152. (In Russian).
- Gorin V.A., Klimenko V.V., Mandolyan A.R. The influence of the floor structure on the insulation of impact noise between floors. Sustainable development of the region: architecture, construction, transport: Materials of the 4th International Scientific and Practical Conference of the Institute of Architecture, Construction and Transport of Tambov State Technical University. Tambov, June 15–16, 2017, pp. 153–157. (In Russian).
Supplementary files
