Физический принцип звукоизоляции гипсокартонной конструкцией

[lamont]

С Рождеством вас!

Поискал по форуму, но ответа на свой вопрос не нашёл...
Каков физический принцип звукоизоляции гипсокартонной конструкцией?


Индекс звукоизоляции рассчитывается как

Код: Выделить всё

R = (20 * Lg (f * m)) - 47

где m - это поверхностная масса кг/м2.

Индекс звукоизоляции кирпичной стены 12 см 46 дБ.
Каким же образом легкая каркасная перегородка на профиле 100мм обладает индексом звукоизоляции 55 дБ, если её масса отличается от массы кирпичной стены в разы?

Какова суть физических явлений в случае звукоизоляции гипсокартонной конструкцией?

[vasilii]

Ради интереса- Ссылки на спецлитературу , доступную для скачивания в интернете http://forum.acoustic.ru/viewtopic.php?t=1194
Может что и найдешь ..... Оттуда-
"………… Кого интересует “чисто научное” рассмотрение – могут качнуть бесплатно , например , книгу Исаковича по акустике ( но не советую……).
Насчет изученной мной литературы – на разных сайтах можете качнуть бесплатно (просто наберите в поисковике “книга скачать ….автор …”, для ускорения и уменьшения числа вылезающих окон добавляйте в поисковую строку “акустика ”, “борьба
шум ”,”звукоизоляция”, ”строительная физика” :
1.Популярно-научную - такие три автора , Тэйлор , Клюкин, Нойферт(строительная физика)
2. “Умную”( но понимаемо-читаемую): Осипов , Львов , Юдин , Седов , Заборов , Крейтан , Шильд , Хекл, Иванов(инженерная акустика), Кнудсен, Ингерслев………”

А вообще о физических принципах - та формула ведь только для однородных(!)однослойных перегородок ....(да еще и в идеальных условиях испытаний- акустическая камера да еще и без учета косвенного прохождения и “звуковых мостиков”…….. ). Кстати, некоторые авторы при развитии данной формулы добавляют "учитывая влияние звуковых мостиков .....60"( а не 47 - вычитается )".
А по твоему вопросу почитать если в спецучебниках и спецстатьях - то чаще всего встречаются :
а)либо достаточно "вторичное"(!) пояснение , отталкивающееся от закона "масса- пружина(воздух)-масса" и последствий -"ниже резонансной первой частоты , на резонансной и выше 2-4 Fр"(а вот как выводится этот закон - наверное "на пальцах" не обьяснить....)
б) либо просто результаты испытаний-экспериментов ( без теории ) в духе "...камень у поверхности земли падает с ускорением 9.8....." Как там говорил Портос -"Я дерусь потому что ......дерусь". Так наверное и в данном случае-
“…….Вот тебе результаты экспериментов , вот тебе звукоизоляция на тех или иных частотах , вот тебе зависимости(или корелляция) от увеличения массы облицовки или расстояния , вот тебе ограничения, экспериментально(!)полученные(например, что нельзя получить больше (среднее значение в дБ, а не на отдельных частотных участках ), чем однородная массивная такой же общей толщины ))- а вот почему ......глубинное происхождение не поясняется в большинстве(!) общедоступных(!) пособиях и учебниках по акустике либо звукоизоляции или борьбе с шумами.
в)либо пояснение в духе "..роль упругой прослойки воздуха.."(но это трудно назвать "физическим принципом" в строгом значении этого слова.....).
(Я так и не смог заставить себя прочитать учебник Исаковича по акустике- сплошные сложные формулы и сложная теория - может где-то там и найдешь ......)
Впрочем не являюсь специалистом в звукоизоляции или акустике- может кто-то из дипломированых посетителей(или администраторов, модераторов) форума и даст более верное( профессиональное) пояснение....

[Николай Канев]

Звукоизоляция однослойной, а тем более многослойной, конструкции определяется далеко не только поверхностной плотностью конструкции. 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. Кроме того, существуют условия излучения звука, т.е. звука может по разному излучаться с поверхностей различных конструкций при одинаковом возбуждении. И эти условия зачастую являются более существенными для звукоизоляции, чем массивность или низкие резонансные частоты конструкции. В большинстве случаев более важной количественной характеристикой звукоизолирующей конструкции является не резонансная частота, а граничная частота или, как иногда ее называют, критическая. На этой частоте наблюдается провал звукоизоляции, поэтому желательно, чтобы у звукоизолирующей конструкции эта частота была максимально высокой (обратите внимание: резонансную частоту мы наоборот стараемся занизить).
Чем хороши листовые материалы (ГВЛ или ГКЛ)? Тем, что при обычной толщине 2-3 слоя их граничная частота оказывается довольно высокой - в районе 1 кГц. Поэтому такие конструкции и имеют хорошие звукоизолирующие свойства.
Если вы хотите изучить «физику процесса», то нужно обращаться именно к научной литературе, и книга М.А. Исаковича на мой вкус одна из лучших по общей акустике. В инженерных справочниках, как правило, находится обобщенная информация (и из опыта и из теории), пригодная для непосредственных вычислений, но без подробного объяснения сути, поэтому принимайте на веру, то, что там написано.

[vasilii]

Lamontу Да , забыл . Достаточно часто в тех же пособиях встречается и еще одно , по-моему наиболее близкое к понятию “физического принципа” “вторичное” объяснение :
“……..граница сред с разными(!) скоростями распространения звуковых волн……. “
И вот за счет эффектов на этой границе и происходит то существенное ослабление .
(Ну упрощая до предела и прибегая к весьма далеким аналогиям из школы – помните как обьяснялось , что при некотором угле падения на определенных границах сред луч полностью отразится и т.п. )
Но ведь на самом деле , как заметил А.Канев , на самом деле все более сложно и зависит от кучи факторов ….. (А то иногда встречаешь высказывания в духе пояснений на пальцах “…… вот наклею тонкую подложку- у нее же другие плотности и чем у воздуха и чем у кирпичной стены ……”)
А физический принцип – ну если последуешь рекомендации А.Канева и изучишь учебник Исааковича (бесплатно скачивается )- то найдешь там и формулы гораздо(!) более сложные , чем закон Ома или “закон массы”. Я имею в виду , как в институтских учебниках по физике разбирается преломление света на границе двух сред – только более “многоэтажные” формулы. Звук ведь часто рассматривается и как луч и как волна – для попытки обьяснения одних свойств звука – удобна “лучевая интерпретация”, а другие без привлечения “волновых” представлений не обьяснить .

[Николай Канев]

Достаточно часто в тех же пособиях встречается и еще одно , по-моему наиболее близкое к понятию “физического принципа” “вторичное” объяснение :
“……..граница сред с разными(!) скоростями распространения звуковых волн……. “
И вот за счет эффектов на этой границе и происходит то существенное ослабление .

На самом деле для отражения звука от границы раздела двух сред важна не разница в скорости звука в этих средах, в разница в их акустических импедансах (произведение плотности среды на скорость звука в ней).
Скорость звука в воздухе примерно в 5 раз меньше, чем в воде. А их импедансы отличаются более, чем в 3000 (!) раз.

[lamont]

Спасибо всем за ответы!

Касательно многослойности конструкции:
Известно, что с увеличением количества слоёв гипсокартона растёт звукоизолирующая способность конструкции.
Вопрос - изменит ли ЗИ свойства конструкции применение нескольких слоёв звукопоглощающих материалов (внутри) с различной плотностью?
Например, какая разница между конструкциями:

1. (ГКЛ - AcousticWool [плотность 48 кг/м3] - стена)

2. (ГКЛ - AcousticWool [плотность 48 кг/м3] + Кнауф Акустич.Перегородка [плотность 11 кг/м3] - стена) ?

lamont

[vasilii]

А мне тоже интересен этот вопрос .......
Признаюсь честно , "прикидывал" , что когда буду делать стенку на относе(10 см) от моей кирпичной стены в 1 кирпич толщиной , граничащей с комнатой соседей , то возникала мысль - тот слой , что ближе к стене- из более тяжелой ваты, а тот что будет соприкасаться с каркасом - из более легкой. Мотивация :
1) Исключительно из необоснованных(!) достаточно обьективно догадок в духе-
"всякие явления (акустическо-звукопоглащающе-звукоизоляционные )нежелательные , предположительно присущие одному из материалов чтобы не дали вдруг(!) отрицательных существенных(!) последствий " . Ну , или другими словами , чтобы возможные минусы одного материала перекрылись плюсами другого.(здесь подразумевается как два материала одной природы , но разной плотности , так и два слоя разного происхождения(стекловолокно ультратонкое и базальтовая минвата ) .
2) Да , исходил еще и из того достаточно диалетантского(!) представления о неких недостатках (в экологическом(!) смысле ) каждого из видов материалов ( я имею в виду достаточно спорные , но бродящие по недрам Интернета высказывания о "эмиссионности' стекловолокна и "фенолформальдегидности" базальтовых минват.( Прошу не ругаться сильно специалистов вашей фирмы- я в полной мере разумом(!) воспринимаю тезис о исключении этих факторов в герметичной конструкции, но вот "обывательская" часть моего воображения......)
В общем мне тоже будет интересно услыхать мнение профессионалов в данном вопросе .(в смысле акустических-звукоизоляционных свойств в комплексных конструкциях - "панели на относе")

Ну и еще , когда задумываюсь о плавающей стяжке , также приходят мысли о разных слоях под 8-см стяжкой . А вот мотивация этих сомнений - иная .
Встречались опять же сведения , о том , что :
1) Разная ориентация волокон в стекловолокне и базальтовой минвате создает различие в двух величинах , определяющих звукоизоляцию по воздушному шуму - модуле динамическом и собственно поглощении.
Причем если стекловолокно якобы при прочих одинаковых(!) параметрах конструкции пола в целом в силу сонаправленности волокон дает меньший модуль упругости , то базальтовая минвата - больший модуль упругости , но (!) лучшее поглощение именно в силу большей хаотичности расположения волокон .( Для специалистов с форума -
эти данные в духе "...встретилось в Интернете" - не хочу кого-либо вводить в заблуждение . Имеется в виду , что иногда я прямо даю ссылки при дискуссиях в форуме на серьезные источники . Это не тот случай..).
2) И рекомендация применения в нижнем слое 60-80 кг , а в верхнем- 120-140 кг плотности встречались тож .(В целях устойчивости , равновесности и "неосадки" в отдельных частях конструкции плавающей стяжки .)

Lamontу, это просто рассуждения в духе генерала из "Особенностей национальной охоты" - "Ну... все что знал сказал "