Зависимость шумоизоляции от толщины контактной (не плавающей

[xbox]

Добрый день.

Возник теоретический вопрос.
Предположим, что у обычной стяжки пола толщина 5см. Если вместо 5см сделать стяжку из ЦПС толщиной 10см, то на сколько изменятся звокоизоляционные свойства панели перекрытия.
Про ударный шум предположу, что не сильно отразится, а вот про воздушный шум не знаю. Ведь часто пишут, что важна масса перегородки. Например звукоизоляция стены в полкирпича и в кирпич заметно отличаются. А в случае с толстой стяжкой масса сильно увеличивается. Есть какие0нибудь данные исследований в этой области?

[Антон Перетокин]

Добрый день, xbox!
При увеличении массы стяжки звукоизоляция плиты перекрытия не изменяется, а изменяется дополнительная изоляция конструкцией плавающего пола.
При увеличении толщины стяжки вдвое на низких частотах звукоизоляция возрастает на 6 дБ, а в области средних и высоких частот, где происходят различные волновые эффекты, в том числе эффект волнового совпадения, а также проявляется резонанс конструкции, изоляция ведет себя иначе (на каких-то частотах изоляция будет проваливаться, на каких-то частотах будут подъемы).
Также эффективность дополнительной звукоизоляции зависит от толщины и упругости подложки, ведь при увеличении массы стяжки материал сожмется сильнее.
Однозначно сказать, как изменится изоляция при увеличении толщины стяжки и насколько она выростит, сказать сложно.
Если вопрос вас заинтересовал до глубины, рекомендую ознакомится со сводом правил по расчетам изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями: http://www.acoustic.ru/data/pdf/posobie_snip.pdf там приведены методики расчета изоляции с примерами для различных ситуаций.

[xbox]

Спасибо за ответ.

Я спрашивал про "контактную" стяжку, когда стяжка заливается на плиту перекрытия без всяких прослоек. А Вы ответили про зависимость звукоизоляции от толщины плавающей стяжки. Поэтому я не очень понял, как изменятся звукоизоляционные свойства стяжки, когда не применяются дополнительные звукоизоляционные материалы, но сама стяжка из ЦПС делается толстой (например вместо 5см, делается 10см).

СНИП пролистал. - Слишком большой и сложный документ, чтобы неподготовленному человеку за разумное время найти ответ на мой вопрос.

[vasilii]

От “начитанного” диалетанта(!) и доморощенного исследователя (в собственной квартире с осциллографом…)
Да, действительно СНИП тяжеловат для поиска простых ответов на все вопросы …..Если бы я не “перелопатил” в свое время кучу ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ литературы (в том числе и ПОПУЛЯРНО написанной, - типа выложенных и в Интернете книг Клюкина”Удивительный мир звука” и Тейлора ”Шум” или наиболее понравившегося мне пособия скандинавского акустика Ингерслева…"Акустика в современной строительной практике"…..
Упрощая до легкой степени искажения..
Известная вам классическая формула "закона масс"( она присутствует в упомянутом СНИПЕ ) для интервала от полосы резонансных частот до критической частоты т.наз. "однородной пластины "(в данном случае -плиты перекрытия и стяжки по отдельности или как целого )
R =20 *lg(m*f)-47.5 (дБ) (m- поверхностная плотность 1 кв.м)
Плотность качественного бетона - 2500-2700 . По акустическим расчетам плита многопустотная 220-мм (из СНИПа!!- в разделе РАСЧЕТНЫХ ПРИМЕРОВ СНИПа 1977 найти можно ) условно (и по массе- поверхностной плотности ) приравнивается к сплошной(без пустот) 12-см панели. Стяжка поверх плиты в 10-см приблизительно повысит массу вдвое - 22 см против прежних 12 см (плита перекрытия БЕЗ стяжки 10-см) .В общем-то вам Антон Перетокин и написал про обобщенное последствие закона масс -при увеличении массы вдвое звукоизоляция увеличивается на 6 дБ (Но ЭТО -в диапазоне(!) от резонансной области до частоты поверхностного совпадения(критической частоты – то есть в нашем случае – от 20-40 Гц до 100-140 Гц) Впрочем, и выше - разговорно-телевизионный диапазон -180- 1100 Гц - от 3 до 6 дБ (усреднено) повысит 10-см стяжка поверх плиты 220-см пустотной суммарную звукоизоляцию пола в сравнении с просто плитой.
Можете подставить в формулу - любой калькулятор посчитает десятичный логарифм - то же самое получите, например, для важной в многоквартирном доме частоты – 60Гц (НЧ-басы). Разница в 6 Дб - сами знаете - упрощенно "на слух" -приблизительно 2 раза ..
На самом деле -
1) ВЫШЕ т.наз критической частоты (частота волнового совпадения для плит из бетона толщиной 16-20 см и стяжек , толщиной 10 см - в районе приблизительно 100-200 Гц) немного другая зависимость- формула , но когда приблизительно надо СРАВНИТЬ - сгодится .... И тем более сравнить на интервале ДО критической частоты- что я и делаю ...
2) Да и реальные цифры акустики почти всегда дополняют фразой "без учета косвенных путей(источников)"- ваши стены (НЕВИБРОРАЗВЯЗАННЫЕ ) могут(!) приблизительно переизлучать до 50 % (в сумме !!) звуковой энергии помещения снизу - По исследованиям , приведенным в популярной книге скандинавского акустика Ингерслева(найдете в Интернете –введите эту фамилию в поисковую строку))

ВАЖНО – ниже :
А вот если положить ту же 10-см стяжку на определенную упругую прокладку(Силомер, стекловату - рассчитанные ) по плите 220-мм многопустотной - тогда :
УПРОЩАЯ ДО легкого искажения…..
А) На определенном диапазоне (например, для нашего случая и 4-см слоя ШУМОСТОП –диапазоне от приблизительно 50-80 Гц и до 150-200 Гц можно получить в три-четыре(!) раза большие цифры дополнительной звукоизоляции при конструировании ТОЙ ЖЕ ВАШЕЙ 10-см СТЯЖКИ!!!(- БЕЗ УЧЕТА КОСВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ(ПУТЕЙ) И на диапазоне разговорно-телевизионных частот (180-1100 Гц) прибавка ТОЙ ЖЕ 10 СМ стяжкой, но лежащей на стекловате Шумостоп или рассчитанных кусочках Силомера составит в 2-3 РАЗА БОЛЬШЕ, чем без упругой рассчитанной прокладки. Возможно, потому Антон и привел пример – он-то привык предлагать ЭФФЕКТИВНЫЕ решения и не принимать во внимание неэффективные или неэкономные(по деньгам )- по привычке . А если потратив на стекловату Шумостоп 4 тыс. на среднюю комнату можно добится в 3-4 раза большего эффекта ……… Точнее, добиться вообще хоть какого-то ЭФФЕКТА при отсутствии СЛЫШИМОГО(или ЖЕЛАЕМОГО) эффекта на низких(!) частотах в конструкции 10-см стяжки без(!) ваты…
Упрощенно-математически -
Возьмем самую “варварскую” частоту (в жилых МНОГОКВАРТИРНЫХ )домах – 60 Гц (басы , сабы, резонансы размеров комнат и т.п)
Если мы подставим в формулу для ИНТЕРЕСУЮЩЕГО ВАС случая – 10-см стяжка без(!) ваты по плите 220-мм пустотной –то получим 6 дБ ДОБАВКИ в диапазоне НЧ . Или, считая по-другому – c 22-см пустотной плитой –по формуле (300 кг!!) –на 60 Гц- 38 дБ,
с плитой И(!) стяжкой –(300+250) кг- на 60 Гц- 44 дБ, разница -6 дБ …


А вот для системы с ватой с Модулем динамической упругости -0.3-0.5 Мпа (Шумостоп-С2) (или рассчитанной прокладкой Силомера- еще меньше СОБСТВЕННАЯ частота-звукоизоляция ЭФФЕКТИВНЕЙ)) картина выглядит иначе – не 6 дБ “добавки” , а цифра добавки ,, лежащая в диапазоне от 6 дБ до ……………
!!!! ДО ЦИФРЫ, где под знаком логарифма( в формуле “закона массы ” МАССА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ СТЯЖКИ !!!(250 кг 10-см тяжелого бетона - на 60 Гц – по ГОЛОЙ формуле дают где-то 35 дБ..(!!!) Ну а 35-дб – это более 1000 раз (“на слух”- более 20-32 раз на разных частотах ) Конечно, более заманчиво звучит “ЧИСТО МАТЕМАТИЧЕСКАЯ” интерпретация цифр -6 дБ –интенсивность звука снижена в 4 раза (приблизительно), 10 дб- в 10 раз , 20 дБ -100 раз !!! Но …будем реалистами – “на слух”- то есть приблизительно – корень квадратный- из этих “РАЗов”……
НО !!! ЭТО (условно-расчетная цифра “ДОБАВКИ” в 35 дБ ДЛЯ ДАННОЙ системы и ДАННОЙ частоты - теоретически(!)-достижимая – при условии ПРЕДПОЛАГАЕМОГО большого расстояния между стяжкой и плитой (толщины ваты), отсутствии жестких связей и игнорируя отдельные резонансные провалы диапазона до 50-80 Гц и , вдобавок,на частотах не менее чем в 4-10 раз больших собственной частоты такой системы . ( Да, собственная частота системы плавающего пола с 10-см стяжкой с Шумостоп 4-см (два слоя) по расчетам лежит в диапазоне 20-40 Гц..)
Ну а в реальности – получится цифра “добавки” на диапазоне 45- 120 Гц , лежащая между 6 дБ и 35 дБ.
Ингерслев в своем учебнике ОЧЕНЬ упрощенно пояснил различие –ДВУХ МАСС(ПЛАСТИН) разделенных промежутком с определенными параметрами и ТАКИХ ЖЕ ,ЭТИХ же МАСС(ПЛАСТИН) , ФАКТИЧЕСКИ составляющих единое целое ..( Я выкладывал ранее в теме Звукоизоляция в квартире от 26 апреля
viewtopic.php?f=1&t=1619&hilit=%D0%98%D0%BD%D0%B3%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B2&start=30
посмотрите на стр. 201 и 202 в выложенных мной страницах из Ингерслева - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО полученные отличия звукоизоляции ОДИНАРНЫХ и ДВОЙНЫХ "стенок" ОДИНАКОВОЙ(!) суммарной(!) массы ."Стенки" - это плита перекрытия и стяжка...Просто поверните на 90 градусов "двойную стенку" - получите пол в два слоя ....

Вот эта интерпретация (в моем переводе нижнего абзаца стр.201 .Ингерслева
....................На частотах, лежащих существенно выше собственных частот ДЛЯ системы из ДВУХ разделенных ПРОМЕЖУТКОМ(упругим с малым динамическим модулем или бесконечным ) ПЛАСТИН – то есть для ОПРЕДЕЛЕННОЙ системы “пластина1-пружина(вата) -пластина2” формула” закона массы” (для теоретически достижимого предела) “КАК БЫ” “РАЗДЕЛЯЕТСЯ “- на сумму из ДВУХ выражений, с массами КАЖДОЙ пластины под знаком логарифма… И эта сумма получается по законам акустики (и МАТЕМАТИКИ) больше , чем один логарифм с СУММАРНОЙ массой под его знаком…..
ТО ЕСТЬ – для системы с стяжкой 10-см , залитой ПРЯМО по плите в формуле ПОД ЛОГАРИФМОМ стоит суммарная масса плиты и стяжки –то есть 300 +250(приблизительно) И получаем цифру R (дБ) –например, для 60 Гц – 60 умножаем на 550 –и далее- получаем 43 дБ(приблизительно)
А ВОТ для СИСТЕМЫ , где при определенных(!!) условиях как бы ДВЕ НЕЗАВИСИМЫЕ(!) пластины(при этом ОБЩАЯ МАССА сохраняется) образуются(плита перекрытия и стяжка) – наше R (дБ) полной собственной звукоизоляции (теоретически достижимое)будет складываться из ДВУХ выражений …СУММЫ(!) ДВУХ ОТДЕЛЬНЫХ значений,
То есть – для просто плиты перекрытия на 60 Гц, как ранее посчитали – 38 дБ, а для плиты(пластины) стяжки 10-см – 35 дБ!!!(теоретически достижимое) Сумма(теоретически достижимая) – 73 дБ .
СТАВИМ РЯДОМ эти цифры – 73 и 43 дБ !!!!! разница 30 дБ!!! 1000 раз по интенсивности !!!! 30 раз “на слух” !!!
На самом деле , на частоте 60 Гц как минимум не выполняется основное условие достижения этих 73 дБ от Ингерслева - превышения измеряемой частоты над собственной частотой системы с ватой и стяжкой как минимум в 4-10 раз . Как ранее было сказано –для классической конструкции из Альбома АкустикГрупп она буде лежать в диапазоне 20-40 Гц) ( НО для иллюстрации , почему простая прибавка массы в МНОГО раз малоэффективна , чем прибавка этой же массы ЧЕРЕЗ РАССЧИТАННУЮ УПРУГУЮ прослойку - сойдет ..
( НЕ будем забывать, что данная картина приведена мной для примера МАССИВНЫХ стяжек и СПЕЦИАЛЬНЫХ(рассчитанных) прокладок . Пример иного соотношения масс, толщин и ПАРАМЕТРОВ прокладок может привести к иным результатам. Я имею в виду и печально известные и исследовАННые еще в прошлом веке немецким физиком Гезеле конструкции ” штукатурка(сухой гипс) по пенопласту и СОВРЕМЕННЫХ конструкций -ламинат по тонкой 1.5-2 мм подложке С ЖЕСТКИМ плинтусом и прочие конструктивы, где получаются совсем другие СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ и происходит часто не улучшение, а ухудшение(!) ранее существующей звукоизоляции.. )

Примечание 2. Я не рассматривал поведение интересующей вас системы(стяжка плюс плита) на частотах так называемого “ЗНАЧИМОГО” разговорного диапазона (180-1100 Гц или 250-800 Гц ) Для тяжелых и массивных пластин звукоизоляция правда будет расти менее(!) чем на 6 дБ при увеличении частоты в два раза – на расчетных примерах и графиках СНИПа это показано (как говорят акустики –дБ/“на октаву”) , меньше , чем при формуле закона массы . Это и к стяжке без ваты и к стяжке по вате относится (из-за низкой критической частоты массивных стяжек-плит перекрытия -100-200 Гц)) Но низкий ТЕМП РОСТА с лихвой перекрывается АБСОЛЮТНЫМИ(!) цифрами полной(собственной) звукоизоляции систем… ЗА СЧЕТ МАССЫ…. даже при таком “замедленном” росте - за счет массы стяжки и собственной звукоизоляции плиты перекрытия (Впрочем, на данном сайте эти закономерности роста звукоизоляции массивных стен специалистами АкустикГрупп были не раз показаны , в том числе и в виде графиков реальных испытаний для, например, стены в полкирпича ….
В приложенном файле "график ГКЛ без ваты "- достаточно обобщенный график , и по результатам испытаний , не раз выложенный и на этом сайте - показано как с какого-то то значения двойной РАЗДЕЛЕННЫЙ воздухом или иной упругой прокладкой с низким модулем упругости конструктив из ДВУХ пластин показывает СУЩЕСТВЕННО большие значения ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ чем ОДИНАРНЫЙ ТАКОЙ ЖЕ (!) массы. А на стр. 202 - отсылка выше (страницы из Ингерслева) - приведены и цифры различий для конструкций из двух пластин при условии их разделения упругими прокладками и без них . РЕАЛЬНЫЕ цифры различий при испытаниях - порядка 8-15 дБ.....
А практически, в рамках ответа на ваш вопрос –и в РАЗГОВОРНОМ диапазоне прибавка за счет 10-см стяжки не превысит 3-6 дБ . (Кстати, реально , за счет перекрытия стяжкой щелей между панелями перекрытия, часто заделанными в отдельных местах некачественно или тонким “косметическим” слоем, эффект будет СЛЫШИМ больше, чем на эти 3-6 дБ .Но это – другая тема – влияние технологических щелей между панелями перекрытий на общую звукоизоляцию перекрытия.....

Примечание 3: Я опирался на закон массы, как на достаточно простой для расчета. При этом я помню сказанное Н.Каневым " ...Многими любимый «закон массы» справедлив только для поршневого колебания конструкции, а таковое происходит в редких случаях, да и только на низких частотах. Все однослойные ограждения колеблются изгибно, что значительно усложняет объяснения на пальцах.......( viewtopic.php?f=1&t=1238&hilit=%D0%98%D0%BD%D0%B3%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B2
Тема: Физический принцип звукоизоляции гипсокартонной конструкцией . Тема от января 2010 ...
Но уж больно доступна математическое представление в сочетании с аналогией от Ингерслева( своеобразной интерпретацией физики процесса, доступным представлением-аналогией)

[vasilii]

Внимательно почитал ваш вопрос -вы то спрашивали, не как изменится звукоизоляция по воздушным шумам, если на плиту положить 10-см стяжку, а как ПОМЕНЯЕТСЯ ,если вместо 5-см доложить еще 5 см .
Тогда корректива - подставляем все эти массы новые и старые в формулы - и получаем еще меньшее улучшение(добавку -дополнительную звукоизоляцию)- даже не усредненные 6 дБ , а , естествеенно меньше... Упрощенно- масса увеличилась на 20 % (Было- 220-мм плита пустотная + 5 см ЦПС- примем , как 500 кг, добавили еще 100 -125 кг) - считаем по формуле - получаем 2-3 дБ......(на слух - примем условно - в 1.3-полтора раза )
В своде правил, к которому вас направил Антон Перетокин кстати, все расчеты и построение графиков ведутся также на основе определения частот (собственных и критических), формулы закона масс ( НО и также на основе впрочем, и гораздо более сложных формул и поправочных коэффициентов, требующих, увы, знакомства с теорией.) Поэтому я за 7 лет изучения спецлитературы и измерений в собственной квартире более обращался к неким упрощениям из популярной литературы либо более сложных, но и более подробно разъясняющих-поясняющих учебников , хотя расчетные примеры из СНИПа - тож помощь оказывали в некоторых случаях...

[Антон Перетокин]

Доброе утро!

Я спрашивал про "контактную" стяжку, когда стяжка заливается на плиту перекрытия без всяких прослоек. А Вы ответили про зависимость звукоизоляции от толщины плавающей стяжки. Поэтому я не очень понял, как изменятся звукоизоляционные свойства стяжки, когда не применяются дополнительные звукоизоляционные материалы, но сама стяжка из ЦПС делается толстой (например вместо 5см, делается 10см).

Xbox, как я уже писал, увеличение массы ограждающей конструкции вдвое обеспечивает прирост звукоизоляции (по закону массы) на 6 дБ. Это справедливо и не для плавающих полов.
Поскольку общую массу (с учетом плиты перекрытия) вы увеличиваете менее, чем в 2 раза, прирост к звукоизоляции будет не таким существенным, думаю в пределах 2-3 дБ максимум.

Тогда корректива - подставляем все эти массы новые и старые в формулы - и получаем еще меньшее улучшение(добавку -дополнительную звукоизоляцию)- даже не усредненные 6 дБ , а , естествеенно меньше... Упрощенно- масса увеличилась на 20 % (Было- 220-мм плита пустотная + 5 см ЦПС- примем , как 500 кг, добавили еще 100 -125 кг) - считаем по формуле - получаем 2-3 дБ......(на слух - примем условно - в 1.3-полтора раза )

Василии, спасибо вам за разъяснения.

[vasilii]

Да не за что, Антон - увлекаюсь иногда для собственного удовольствия...

[xbox]

Спасибо за ответы.
Отдельная благодарность Василию за такое подробное объяснение.

[vasilii]

Пожалуйста.