Звукоизоляция

Главный вопрос - что такое ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ? Вообще, для чего она нужна? И всегда ли в ней существует реальная необходимость?
Звукоизоляция - это комплекс специфических строительно-монтажных мероприятий, ограничивающий или полностью исключающий, как проникновение звука из шумной комнаты в соседние помещения, так и, наоборот, из смежных шумных помещений внутрь звукоизолированной комнаты.
Таким образом, звукоизолирующие конструкции обладают акустически симметричным действием, поскольку они одновременно препятствуют, как проникновению звука из шумной комнаты в соседние помещения, так и, наоборот, из смежных шумных помещений внутрь звукоизолированной комнаты.
Для чего же нужна звукоизоляция в музыкальных комнатах и ДК? С одной стороны, понятно: чтобы не беспокоить и не раздражать ближайших соседей, не мешать другим домочадцам в смежных комнатах спать или заниматься своими делами. С другой стороны, чтобы снизить уровень фонового шума в самой музыкальной комнате или ДК. Дело в том, что, чем ниже уровень фонового шума, тем шире воспринимаемый слушателем динамический диапазон, суть, тем больше мелких деталей и музыкальных нюансов представляется услышать.
Исходя из вышесказанного, следует, что звукоизоляция нужна вовсе не всегда, а только в конкретных случаях, когда это, действительно, необходимо. Опять же, можно монтировать звукоизолирующие конструкции, как на нескольких ограждениях (стены, потолок, пол), так и только на одной единственной, самой проблемной, отделяющей шумную комнату от смежной, соблюдение тишины в которой является обязательным условием. Или же, наоборот, отделяющей музыкальную комнату от смежного шумного помещения.
Нельзя отождествлять ЗВУКОИЗОЛЯЦИЮ и ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЕ - это разные процессы.
Попытаюсь пояснить принцип звукоизоляции, используя аналогию, которую приводит такой авторитет в области акустики помещения, как Филип Ньюэлл.
Принцип звукоизоляции можно рассмотреть на примере яичной скорлупы - цыплёнок внутри яйца не слышит шума снаружи, а снаружи не слышно крика новорожденного цыплёнка перед тем, как он готов вылупится.
Дело в том, что скорлупа твёрдая и большая часть природных звуков (сосредоточенных, главным образом, в ВЧ и ВСЧ диапазонах) просто отражается от её поверхности, не проходя сквозь неё.
То есть, в основе звукоизоляции лежит принцип максимального отражения в звуковом диапазоне. В то же время, естественно, что звукопоглощение в данном случае будет минимальным.
А вот принцип звукопоглощения абсолютно иной, если не сказать, что диаметрально противоположный звукоизоляции. Поглощение ВЧ/СЧ составляющих осуществляется, главным образом, резистивными системами (минеральная и стекловата, акустический поролон, войлок и т.п.), а НЧ составляющей низкодобротными толстыми четверть-волновыми резистивными поглотителями и/или высокодобротными системами резонансного типа (панельные поглотители и резонаторы Гельмгольца).
Таким образом, в основе звукопоглощения лежит принцип потери части акустической энергии звуковых волн внутри самого устройства, то есть, речь идёт о минимизации отражений, а следовательно - звукоизолирующие/отражающие свойства поглотителей на НСЧ и, тем более, НЧ несущественны.
Так же, думаю, понятно, что для звукоизоляции от ВЧ/ВСЧ звуков достаточно и достаточно простых решений, а вот для звукоизоляции НЧ компоненты нужны только очень массивные или специальные конструкции.
Нужно понимать, что существует всего только две концепции звукоизолирующих конструкций.
Первая - это увеличение массивности ограждения, то есть, увеличение её массы за счёт наращивания толщины. Например, это толстые кирпичные или бетонные стены и потолки. Но у этого варианта есть серьёзные ограничения - скажем, в многоэтажных домах нельзя превышать допускаемую нагрузку на перекрытие.
Вторая - это относительно тяжёлые задемпфированные гибкие облицовки, работающие по принципу "масса-пружина". Они относительно лёгкие и достаточно просты в изготовлении, то есть, позволяют монтаж даже в условиях многоэтажек.
Кстати, по такому принципу строятся практически все студии звукозаписи в мире.
Помимо этого, гибкие облицовки, так сказать, в качестве бонуса обладают ещё одним, крайне полезным в ракурсе строительства КДП/ДК свойством - низкодобротным НЧ поглощением.
При монтаже звукоизолирующих конструкций нужно учитывать следующие моменты:
1. Прежде всего, звукоизоляция и звукопоглощение - это разные процессы;
2. Воздушный и структурный (ударный) шум отличаются по своей природе и, соответственно, по методам борьбы с ними;
3. Конструкция должна быть герметична, поскольку именно открытые проёмы, щели и неплотности притворов являются основной причиной повышенного уровня воздушного шума;
4. Звукоизолирующие конструкции акустически симметричны, то есть, не важно с какой стороны на них попадает шум;
5. Относ гибкой облицовки (гипсокартонной мембраны) от стены на расстояние 50 мм. для музыкальной комнаты и, тем более, для ДК - это однозначно мало. Минимум 100 мм.;
6. Гипсокартонную обшивку рекомендуется выполнять минимум в два слоя при толщине листа 12,5 мм. и это, при том, что листы наружного слоя должны перекрывать стыки листов внутреннего слоя;
7. Минеральная вата должна иметь объёмную плотность 45-65 кг./м.куб. и по толщине заполнять не менее 60% глубины относа;
8. При использовании минеральной ваты без жёсткой мембраны возможно достичь только ВЧ/СЧ изоляции, но никак не НЧ;
9. Каркас звукоизолирующей конструкции должен быть акустически "развязан" с ограждающими конструкциями (стены, пол, потолок, смежные звукоизолирующие конструкции).
Само собой, это только самые главные принципы, но существуют ещё и тонкие технические моменты...

Звукоизолирующая конструкция, типа гибкой облицовки, как правило, представляет собой мембрану, состоящую из нескольких слоёв гипсокартона (не менее двух!) или комбинации ГКЛ и ГВЛ, смонтированной на стандартном стальном или деревянном каркасе, частично или полностью заполненном минеральной ватой средней плотности.
Каркас должен примыкать к смежным ограждениям только через эластичные прокладки, а оставшиеся после монтажа щели по периметру конструкции дополнительно герметизируются с помощью герметика.
Как видите, конструкция герметична, поэтому можно смело использовать обычную базальтовую вату без всякого ущерба для здоровья.
Дело в том, что в такой конструкции работает не мембрана, как таковая, а целостная резонансная система: мембрана, каркас, замкнутый упругий объём воздуха за ней и демпфирующее наполнение внутри каркаса. Поэтому все эти эти компоненты нужно рассматривать в комплексе.
Что касается характеристик мембраны и почему обшивка должна состоять из нескольких слоёв. С одной стороны, поверхностная масса мембраны в звукоизолирующей конструкции должна быть достаточно большой, чтобы понизить резонансную частоту системы и избежать эффекта обратного переизлучения (специфическая тембральная окраска звучания). С другой стороны, она должна сохранять способность к колебательным движениям. Опять же, мембрана должна быть герметичной, что, собственно, и обеспечивает многослойная конструкция с перекрытием стыков нижнего слоя листами следующего слоя.
Что касается комбинированного использования ГКЛ+ГВЛ. Всё просто - ГВЛ при той же толщине, что и ГКЛ, имеет большую поверхностную массу. В то же время, декоративную отделку удобнее делать по гипсокартону. То есть, мембрана из ГКЛ+ГВЛ будет более тяжёлой по сравнению с мембраной из двух одинаковых слоёв ГКЛ. Но при этом, наружный/внешний слой желательно выполнить из ГКЛ.
Таким образом, слои мембраны ложатся непосредственно один на другой без склеивания! Иногда между слоями ГКЛ и/или ГВЛ закладывают промежуточный слой из битум-полимерного листового материала.
Чем глубже каркас, тем от более низких частот способна изолировать конструкция, что, несомненно, важно при устройстве КДП и, тем более, ДК.
Минеральная вата внутри каркаса демпфирует систему, снижая её добротность, то есть, действует подобно амортизатору в подвеске автомобиля. Но к вате также существуют определённые требования - её объёмная плотность не должна быть слишком малой, поскольку она просто не будет оказывать должного сопротивления движению воздуха внутри конструкции. В то же время, она не должна быть слишком плотной/тяжёлой, поскольку сопротивление движению воздуха внутри конструкции будет чрезмерно велико. Именно поэтому для данных целей рекомендуется использовать минеральную вату средней плотности 45-65 кг./м.куб.

Некорректно отождествлять звукоизоляцию автомобиля и помещения.
В автомобиле за счёт наклейки STP или аналогичных листовых материалов (сопоставимых по массе с поверхностной массой листовой стали) тонкие и относительно лёгкие стальные листы кузовных деталей утяжеляются и демпфируются.
В условиях же помещения ограждения изначально имеют очень большую массу, поэтому наклейка на их поверхность тонких листовых материалов (несопоставимых по массе с ограждениями), "как мёртвому припарка".
И, повторюсь, монтаж звукоизолирующих конструкций на ограждениях не имеет смысла, если в комнате имеются: открытые проёмы в смежные помещения, лёгкие двери без порогов, неплотно закрывающиеся окна, шумные системы вентиляции или сантехнические коммуникации. Звукоизоляцию имеет смысл делать только после устранения данных моментов.
Опять же, если речь идёт о бытовом шуме, сосредоточенном, главным образом, в ВЧ и СЧ диапазонах, то вполне можно обойтись и более простыми способами, но в случае присутствия НЧ компоненты и/или СЧ с высокими уровнями - только серьёзные конструкции.
Да, и пока речь идёт только о воздушном шуме - со структурным несколько иная история...

Польза от использования вязкоэластичной мембраны Tecsound, зажатой между двумя листами ГКЛ или ГКЛ и ГВЛ, заключается в том, что это решение, с одной стороны, утяжеляет мембрану (поверхностная масса Tecsound SY 50 - 5 кг./м.кв., а SY 70, соответственно, 7 кг./м.кв.), а с другой, демпфируя слои мембраны, предотвращает эффект волнового совпадения на средних частотах.
Но опять же, тяжёлые облицовки имеют достаточно низкие частоты волнового совпадения (для каркасных звукоизолирующих конструкций это 80-120 Гц.), поэтому последнее утверждение весьма сомнительно...
Таким образом, можно смонтировать мембрану и без Tecsound (кстати, стоит он недёшево...), то есть, ГКЛ+ГКЛ 12,5 мм. или, скажем, ГКЛ 12,5 мм. + ГВЛ 10-12 мм. А ещё лучше, использовать трёхслойную мембрану со средним/промежуточным слоем из того же ГКЛ 12,5 мм. или ГВЛ.
Понятно, что увеличение количества слоёв мембраны увеличивает её поверхностную массу, тем самым улучшая характеристики звукоизоляции на НЧ.
Само собой, это также во многом зависит от величины относа от ограждения, от качества виброразвязки каркаса со смежными ограждениями, а также от количества и объёмной плотности минеральной ваты внутри конструкции.

Думаю, то, что звукоизоляция и звукопоглощение - это абсолютно разные вещи уже понятно.
Концептуально, звукопоглощающие конструкции, как правило, не обладают звукоизоляционными свойствами или этот эффект весьма незначителен и, опять же, только в области ВЧ/ВСЧ. В то же время, звукоизолирующие конструкции практически не обладают звукопоглощающими свойствами или они незначительны. Это связано с тем фактом, что главный принцип звукоизоляции, в отличие от звукопоглощения, максимально возможное отражение падающих на конструкцию звуковых волн, что, в свою очередь, обеспечивает, как защиту от проникновения звука из изолированной комнаты в смежные помещения, так и, наоборот.
Очевидно, что звукоизолирующая конструкция непременно должна быть максимально герметичной, поскольку любые отверстия, щели или неплотности примыкания резко снижают звукоизолирующий эффект, поскольку это способствует беспрепятственному проникновению через преграду воздушного шума.
Именно поэтому, при необходимости звукоизоляции, сперва монтируются звукоизолирующие конструкции и уже только потом характеристики акустической среды помещения корректируются посредством акустической обработки, предусматривающей использование звукопоглотителей и рассеивателей. Как уже говорил в предыдущем посте, эти средства акустической обработки монтируются непосредственно на поверхности звукоизолирующей конструкции.
Таким образом, в музыкальной комнате или ДК с практической точки зрения возможны следующие корректные варианты: "только акустическая обработка" (без звукоизоляции) и "звукоизоляция+акустическая обработка", а вот, вариант "только звукоизоляция" (без акустической обработки) по вполне понятным причинам, однозначно неприемлемое решение - его можно рассматривать только в качестве промежуточного, поскольку звукоизоляция не заменяет акустическую обработку и, наоборот.

Пояснения Андрея Смирнова на предмет принципиального отличия звукоизоляции от звукопоглощения:
"Вы путаете понятия "звукоизоляция" и "звукопоглощение", а это как километры и килограммы, звучит похоже, но смысл разный.
Звукопоглощение - снижение энергии отраженной звуковой волны при взаимодействии с поверхностью ограждения, например со стеной, перегородкой, полом, потолком. Осуществляется путем рассеивания энергии, ее трансформации в тепло. Звукопоглощение оценивают с помощью безразмерного коэффициента звукопоглощения αw в диапазоне частот 125-4000 Гц. Этот коэффициент может принимать значение от 0 до 1 (чем ближе к 1, тем выше звукопоглощение). Применение звукопоглощающих материалов улучшают условия слышимости внутри самого помещения.
Звукоизоляция - ослабление уровня звука, проникающего через ограждение из одного помещения в другое. В более широком смысле - совокупность мероприятий по снижению уровня проникающих шумов. Звукоизоляция это свойство конструкции, а не материала. Чем массивнее и толще ограждающая конструкция, тем выше её звукоизоляционные свойства. Различают звукоизоляцию воздушного и ударного шума. Количественная мера звукоизоляции выражается в децибелах (дБ)".

Вопрос по плотности - есть дикторская на мансардном этаже, крыша - металлическая, лаги высотой 20 см, между ними уложена вата не знаю какой плотности, и уже в комнате - обшивка гкл. Соответственно когда идёт дождь или сильный ветер - работать невозможно. Планирую, сделать дублирующий потолок - лаги, минвата, гкл сапфир и гвл, всё делается без примыкания к существующему потолку и лагам. Есть возможность опустить потолок только на 7 см и впихнуть туда только 5 см ваты. Можете подсказать, на какую плотность ориентироваться минваты или в любом случае - это мёртвому припарка?... или по сути это структурные шумы, которые по лагам все равно перейдут на стены и далее в комнату? Заранее спасибо за ответ!

"По сути это структурные шумы, которые по лагам все равно перейдут на стены и далее в комнату" Ну, вот - сами ответили на свой же вопрос
Опять же, в звукоизоляционных конструкциях дело не столько в плотности минеральной ваты, сколько в толщине конструкции - чем толще, тем ниже частоты, которые способна поглотить конструкция.
Ну, и реальную несущую способность крышной конструкции нужно учитывать - подвесные звукоизоляционные конструкции имеют значительную массу.
Также - надёжность элементов крепления.