Балалар құрылысындағы болат конструкциялар: Дыбыс изоляциясының әдістері

Болат құрылымды ғимараттар үшін негізгі акустикалық принциптер

Металдық каркас жүйелеріндегі бөліну, ауа өтпейтіндік және саңылау

Темір-бетон ғимараттарда дыбысқа бақылау орнату үш негізгі фактордың бірлескен жұмысына байланысты: дыбыс изоляциясын қамтамасыз ету, барлық құрылымдарды ауасыз (герметик) ету және сіңіргіш материалдарды қолдану. Дыбыс изоляциясы үшін құрылысшылар көбінесе қабырғалар арасына серпімді каналдар, қатарласпаған тіректер немесе толығымен изоляцияланған каркас жүйелері сияқты шешімдерді қолданады. Америкалық Дыбыстардың Физикалық Қоғамы 2022 жылы жүргізген зерттеулер бұл әдістердің соққылы дыбыстарды шамамен 15–20 децибелге азайтатынын көрсетті. Содан кейін ауа саңылаулары мәселесі тұрады. Қосылу орындарындағы, трубалар маңындағы және басқа да ашық орындардағы саңылаулар дыбыстың өтіп кетуіне мүмкіндік береді. Егер жұмысшылар электр сымдары қабырғалар арқылы өтетін жерлерде және су құбыры ғимаратқа кіретін орындарда дұрыс акустикалық герметиктерді қолданса, олар әртүрлі ауада таралатын дыбыстардың 90%-дан астамын тоқтатады. Сіңіру әрекеті басқаша жұмыс істейді. Бұл әдісте темір бөліктеріне арналған арнайы вискоэластик материалдарды жабыстыру арқылы тербелістер жылуға айналып, қайта шағылыспайтындай етіледі. Жер бетіндегі сынақтар бұл тәсілдің төмен жиілікті тербелістерді 8–12 децибел аралығында төмендететінін көрсетті. Барлық бұл әдістерді қабырға қуыстарына орналастырылған минералды талшықты изоляциямен (орташа және жоғары жиілікті дыбыстарды өңдейтін) біріктірген кезде сіз темір конструкциялар үшін мүмкіндігінше ең жоғары деңгейдегі акустикалық жүйені аласыз. Алайда, әрбір жоба барлық бұл қабаттарды қажет етпейді; көптеген мамандар бір ғана әдіске сүйенуге қарағанда, бірнеше әдісті біріктіру нәтижесі әлдеқайда жақсы болатынымен келіседі.

Стальдан жасалған ғимараттардың сыртқы қабықтарындағы масса–сіңіру–демпфирлеу үштігі

Балалық құрылымдарда дыбыс сапасын жақсарту үшін негізінен үш негізгі факторды – массаны, сіңіруді және сыйылуын (демпфирлеуді) теңестіру керек. Масса туралы айтқанда, біз «масса заңының бағдаршамы» деп атайтын нәрсе бар. Егер құрылысшылар беттің салмағын екі есе арттырса, олар әдетте шамамен 6 дБ-ге дейін дыбыс қаттылығын төмендетеді. Бұл, мысалы, екі қабат гипсокартон орнату немесе бар болған беттерге массалық жүктемелі винил қабатын қосу арқылы іске асады. Дыбысты сіңіру үшін тығыз минералды мақта қолданылады; оны темір-бетонды құрылымдардың қуыстарына тығыз орналастырады. Біз әдетте 12 дюйм (30,5 см) қалыңдығындағы минералды мақта плиталарын пайдаланамыз, олардың NRC (дыбыс сіңіру коэффициенті) көрсеткіші 0,95-ке дейін жетеді, яғни ішкі кеңістікте эхо таралуы әлдеқайда азаяды. Содан кейін сыйылу (демпфирлеу) келеді – бұл жұқа темір беттеріндегі тербелістердің мәселесін шешеді. Жұмысшылар көбінесе шектелген қабатты демпфирлеу әдісін қолданады: екі темір парағының арасына арнайы клейлі полимерлерді сандвич тәрізді орналастырады, олар қажетсіз тербелістерді «жояды». Барлық бұл әдістерді бастапқы құрылыс кезеңінде дұрыс ұштастырсаңыз, бұрынғы шулы металл каркас акустикалық тұрғыдан қызығушылық тудыратын, әдемі конструкцияға айналады.

Темір-бетон ғимараттары үшін жоғары өнімділікті изоляциялық материалдар

Минералдық мақта мен әйнектен жасалған талшық: темір қаңқалы қуыстардағы өнімділік

Балалардың болат құрылымдарындағы қуыстарын толтыру кезінде минералдық мақта мен шыны талшығы әлі де нарықтағы ең танымал таңдаулар болып табылады. Бірақ бұл материалдар дыбыс пен жылу басқаруында өте әртүрлі әрекет етеді. Минералдық мақта өзінің отқа төзімділігімен ерекшеленеді, температурасы 1000 градус Цельсийден асатын ортада да төзімділік көрсетеді. Оның тығыздығы шамамен 48 кг/м³ немесе одан да жоғары, ал осындай болат рамаларда шыны талшығына қарағанда дыбысты шамамен 50% артық сіңіреді. Бұл минералдық мақтаның металдан жасалған тіректер арқылы тербелістердің таралуын тоқтатуға аса тиімді болуын қамтамасыз етеді. Ал шыны талшығының да өз артықшылықтары бар. Ол жеңілірек және әдетте арзандау, әрбір дюйм үшін R-мәндері 3,2–4,3 аралығында болады. Дегенмен, бір қиындық бар: ылғалды жағдайларда шыны талшығы уақыт өте келе салмағын жоғалтып, төмендейді, бұл оның жылу сақтау мен дыбыс бақылау қабілетін ұзақ мерзімді тұрғыдан төмендетеді.

Қайта жабдықтау мен жаңа құрылыс қолданыстарындағы спрейлік көпіршік пен массалық жүктемелі винил

Тұйық ұяшықты спрей-тәрізді көпіршік пена болат құрылымдарға қолданылғанда, бұл құрылымдардың қайта жабдықталуын немесе толығымен жаңа құрылыс салынуын қамтитын кез келген жағдайда екі негізгі артықшылыққа ие болады. Біріншіден, ол қиындық туғызатын ауа саңылауларын тиімді түрде жабады және ғимараттың жалпы құрылымын шынымен нығайтады. Осы изоляция материалдың қалыңдығы 1 дюймға (2,54 см) келгенде жылу өткізгіштік коэффициенті R-7 деңгейіне жетеді, сонымен қатар ылғалды сыртқа шығарып, болат арқалықтар арқылы жылу жоғалтуын талшықты изоляцияны ғана қолданғандағыдан шамамен 30% азайтады. Жаңа құрылыстар үшін спрей-тәрізді көпіршік пенамен массалық жүктемелі винилдың (MLV) қосылуы әсіресе дыбыс жиі өтетін еден жүйелерінің астында өте тиімді дыбыс барьерін қамтамасыз етеді. Квадрат метріне шамамен 1,2 кг салмағы бар MLV қабаты адамдардың қадамдары немесе түскен заттар сияқты соққылы дыбыстарды 15–25 дБ аралығында азайтады. Қызығы, бұл комбинация металдан жасалған рамалардағы қызмет көрсету тесіктері арқылы таралатын «қосымша тарату» (flanking transmission) құбылысына қарсы қалай әсер етеді — бұл құбылыс дыбыс бақылауын қамтамасыз етуге тырысатын мамандар үшін әрқашан да қиындық туғызған мәселе болып келеді.

Болат құрылымды ғимараттардағы дыбыс таратылуын бақылау стратегиялары

Қабырғалар мен төбелер үшін серпімді орнату элементтері мен екі қабатты жинақтар

Резина, неопрен немесе арнайы изоляциялық ілгектерден жасалған бекітпе элементтері болат каркасты қабырғалар мен төбелерден бөледі. Бұл бөлу стандарттық акустикалық инженерлік нұсқаулықтарға сәйкес құрылымдық шу деңгейін шамамен 15 дБ-ге дейін төмендетеді. Бұл бекітпе элементтері минералдық мақтаға толтырылған қарама-қарсы орналасқан қондырғыларға орнатылған екі қабатты құрғақ қабырға панелімен бірге жұмыс істеген кезде әртүрлі жиілік ауқымдары арқылы өтетін дыбысты шынымен азайтатын бірнеше кедергілерді құрады. Келесі болатын нәрсе өте қызықты — қабаттар арасында қалған бос кеңістік белгілі бір серіппелі жүйе ретінде әрекет етеді және метал конструкциялар арқылы оңай таралатын осы қиыншылық туғызатын төмен жиілікті тербелістерге әсер етеді. Сонымен қатар, барлық қосылыстарды жақсы сапалы акустикалық тығыздағышпен қиырларынан сақтықпен тығыздауды ұмытпаңыз. Дұрыс тығыздалмаған жағдайда барлық ұқыпты жұмыс нәтижесі жоғалады, өйткені дыбыс кедергілердің айналасынан өтуге мүмкіндік табады.

Жүзіп жүретін едендер мен соққылы дыбысты азайтатын акустикалық төменгі қабаттар

Жүзіп жүретін еден жүйелері — серіппелі тірек элементтеріне немесе қысуға төзімді төменгі қабаттарға орнатылады — аяқталған еденді құрылымдық болат құрылымның төменгі еденінен физикалық бөледі, сондықтан олар болат құрылымды ғимараттарда соққыдан туындайтын дыбысқа қарсы қорғауды қамтамасыз ету үшін маңызды болып табылады. Коммерциялық объектілер бойынша талдаулар келесі компоненттерді біріктірген кезде Соққыдан Изоляциялау Класы (IIC) көрсеткіштерінде 12–18 дБ-ға жақсару көрсеткен:

• 6 мм тұйық ұяшықты резеңке төменгі қабаттары,
• Бір-бірінен бөлінген бетонды жоғарғы қабаттар, және
• Үздіксіз периметрлік изоляциялық жолақтар.
  Бұл құрама адамдардың қадамдары мен механикалық тербелістерді болат рамаға берілуге дейін сіңіреді. Тұрақты әсерін қамтамасыз ету үшін төменгі қабаттар қабырғалардың астында үзіліссіз болуы керек — қысу аралықтары локальдық қосымша дыбыс өткізу жолдарын тудырады, ол бүкіл жүйенің тиімділігін төмендетеді.

Болат құрылымды ғимараттарда дыбыс изоляциясын нашарлататын құрылымдық жобалау қателері

Сапалы материалдар қолданылса да, болат ғимараттар жиі дыбыс өткізгіштігі төмен болады. Балкаларды бағандар мен еден жабынына қатты бекіту осы қиындық туғызатын төмен жиілікті дыбыстарды (мысалы, 125 Гц-тен төмен машиналардың құрықтауы) бүкіл ғимарат арқылы еркін өткізеді. Терезелер, есіктер және инженерлік коммуникациялар ғимарат арқылы өтетін жерлерде сыртқы дыбыстардың бүйірлік бағытта ілгерілемеуіне мүмкіндік беретін саңылаулар пайда болады. Сонымен қатар, болат беттер орташа және жоғары жиілікті дыбыстарды шағылдырады, нәтижесінде үлкен ашық кеңістіктер керек болғаннан гөрі көбірек эхо береді. Көптеген дизайнерлер салмақты азайту үшін жеңіл қабырғаларды таңдайды, бірақ олардың STC стандарттары бойынша дыбысты дұрыс блоктау үшін жеткілікті массасы жоқ екенін ұмытады. Алайда, ең маңыздысы — құрылысшылардың декуплирование (дыбыс изоляциясын қамтамасыз ету үшін конструкциялық элементтерді бір-бірінен бөлу) әдістерін қолданбауы. Оларды қолданбаса, адамдардың жүруі мен тербелетін жабдықтар изоляция қабаттарын толықтай ескермей, біріктірілген каркас жүйелері арқылы тікелей өтеді. Барлық осы проблемаларды құрылыс сатысында емес, алдын ала, жобалау сатысында шешу — практикалық жағынан да, қаржылық жағынан да тиімдірек. Бастапқыдан-ақ серпімді тіректерді қолдану, барлық жиектерді тереңдей тұйықтау және дыбысты жұтатын мен сөндіретін әртүрлі материалдарды қосып қолдану көпке созылатын шешімдерге қарағанда әлдеқайда тиімді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Балалық үйлердегі акустика принциптері қандай?

Негізгі принциптерге декуплирование (декуплинг), ауа өтпейтіндік және сіңіру кіреді, бұлар барлығы болат құрылымдар арқылы дыбыс таратылуын азайту үшін бірге жұмыс істейді.

Минералдық мақта болат құрылымдарда шыны талшығымен салыстырғанда қалай?

Минералдық мақта шыны талшығымен салыстырғанда дыбыс сіңіру мен отқа төзімділік жағынан жоғары көрсеткішке ие, әсіресе болат рамаларда. Алайда шыны талшығы жеңілірек және арзанырақ, бірақ ылғалды жағдайларда аз тиімді.

Эластик тірек элементтерінің дыбыс қысымын төмендетуге әсері қандай?

Эластик тірек элементтері болат каркасты қабырғалардан және төбелерден бөліп, құрылымдық дыбысты шамамен 15 децибелге азайтады.

Соққылы дыбысты азайтуда жүзетін едендер қаншалықты тиімді?

Жүзетін еден жүйелері сәйкес төменгі қабаттармен бірге қолданылған кезде Соққылы Дыбыс Изоляциясының Класы (IIC) көрсеткішін 12–18 дБ-ге жақсартады, ол соққылы дыбыстың таратылуын қатты азайтады.