Garso izoliacija

Garsas praeina per daugelį sienų ir grindų, sukeldamas konstrukcijose virpesius. Šie virpesiai kitoje konstrukcijos pusėje sukelia naujas mažesnio intensyvumo garso bangas. Garso sklidimas iš vienoje pastato patalpoje esančio garso šaltinio į kitą pastato patalpą vadinamas „garso perdavimu“.

Perdavimo nuostoliai arba garso izoliacijos rodiklis R, dB, yra sienos, grindų, durų ar kitos garso sklidimą ribojančios užtvaros efektyvumo matas. Perdavimo nuostoliai priklauso nuo dažnio. Didesnis slopinimas patiriamas esant aukštesniems dažniams. Garso perdavimo nuostolių matavimo vienetas yra decibelas (dB). Kuo didesni garso perdavimo per sienąnuostoliai, tuo geriau siena priešinasi nepageidaujamo triukšmo sklidimui.

Pastate izoliuojamas dviejų rūšių garsas – ore sklindantis ir smūgio garsas. Ore sklindančio garso izoliacija naudojama, kai izoliuojamas garsas sukuriamas tiesiogiai ore, jis nustatomas naudojant garso izoliacijos rodiklį. Smūginio garso izoliacija naudojama slankiosioms grindims ir nustatomas matuojant garso slėgio lygį apačioje esančiose patalpose. 

Garso izoliacija 

  1. Tiesioginis garso sklidimas
  2. Gretutinis perdavimas
  3. Sklidimas per ortakius
  4. Sklidimas per nesandarumus 

Oru sklindančio garso izoliacija

Kai garso banga krinta į dvi erdves skiriančią petvarą, dalis jos energijos atspindima, o kita dalis praeina pro pertvarą.

R = 10log10 W1/W2 


   R (dB) W1/W2   
 Airborne sound insulation
10 10 
20  100 
30  1 000 
40 10 000 
50 100 000
60  1 000 000


Garso praėjimui per viensluoksnes konstrukcijas, kaip, pavyzdžiui, monolitinį betoną, galioja masės dėsnis, kuris reiškia, kad masyvesnės konstrukcijos praleidžia mažesnį garso kiekį.

Lengvoms daugiasluoksnėms konstrukcijoms, kaip, pavyzdžiui, gipsinėms sienoms, taikytinas spyruoklės – masės dėsnis. Kai gerai sugerianti medžiaga, tokia kaip akmens vata, dvisluoksnėje sienoje naudojama kaip spyruoklė, garso izoliacija pagerėja. Kuo platesnis tarpas, tuo didesnė akmens vatos nauda.
Paprastai garso izoliacijos rodiklio R padidėjimas 5-10 dB pasiekiamas užpildžius tuščią erdvę. Toliau paveiksle parodytas vienodo svorio viensluoksnės ir dvisluoksnės konstrukcijos garso izoliacijos rodiklis.

Garso slopinimas



Garso izoliacijos rodiklis R apskaičiuojamas pagal matavimo įvairiose dažnių juostose rezultatus, kurie atvaizduojami kreivėmis nuo 100 Hz iki 3150 Hz dažnyje 1/3 oktavos intervalais. Kai matavimai atlikti realiame pastate, vertės žymimos R’. Laboratorinio ir objekte atliekamo bandymo procedūra pateikta EN ISO 140.

Laboratorinių ir objekte atliekamų matavimų vertės gali žymiai skirtis priklausomai nuo konstrukcinių detalių ir montavimo.

Kai pertvara sudaryta iš įvairių rūšių elementų – pavyzdžiui, siena su langais ir durimis, kurių garso pralaidumo charakteristikos skirtingos, turi būti apskaičiuotas jų visuminis garso izoliacijos rodiklis.

Skylių ir išėmų garso izoliacijos rodiklis artimas 0 dB. Skylių ir išėmų įtaka labai svarbi sienose esant jungtims, durims ir langams be sandariklių, kitoms sienose būtinoms angoms. Kai tokios išėmos užpildomos garsą sugeriančia medžiaga, padidėja jų garso izoliacijos rodiklis.


Svertinis garso izoliacijos rodiklis  Rw

Kai pertvaros akustinės savybės apibūdinamos bendresne forma, naudinga garso izoliaciją aprašyti vienu skaičiumi. EN ISO 717-1 pateiktas reitingavimo metodas, pagal kurį nustatomas svertinis garso izoliacijos rodiklis Rw. Standartinė atraminė kreivė pritaikoma prie garso izoliacijos rodiklio matavimo kreivės.

EN ISO 717-1 reitingavimo metode taip pat pateikiamos Rw vertės, su dviem C-spektro pataisos sandais, kuriems taikomi du įvairių rūšių triukšmo skirstymo pagal spektrą modeliai. Šie du kompleksiniai rodikliai, Rw+C ir Rw+Ctr, apima 100–3150 Hz dažnio diapazoną, kuris gali būti praplėstas iki 50-5000Hz. Išplėstą dažnių sritį rekomenduojama naudoti, kai vertinamas žemesnio nei 100 Hz dažnio pramoninis arba transporto triukšmas.

Suminė vertė Rw + C parodo garso izolicijos rodiklio sumažėjimą dBA spektrui, kurio lygis vienodai aukštas visose trečdalio octavos dažnių juostose. Tai gali būti naudojama:
  • Gyvenimo veikloje (kalbėjimas, muzika, radijas, televizija); 
  • Vidutinio ir didelio greičio geležinkelio transportas; 
  • Didesnio kaip 80 km/h greičio automagistralių transportas; 
  • Trumpų distancijų reaktyviniai lėktuvai; 
  • Vidutinių ir aukštų dažnių triukšmą spinduliuojančios įmonės.
Suminė vertė Rw + Ctr parodo garso izolicijos rodiklio sumažėjimą dBA spektre, kuriame dominuoja žemi dažniai tokiems kaip:
  • Miesto transportas; 
  • Mažo greičio geležinkelio transportas; 
  • Disko stiliaus muzika; 
  • Žemų ir vidutinių dažnių triukšmą išskiriančios įmonės.

Smūgio garso izoliacija

Ore sklindančio garso šaltinis sukelia aplinkos oro virpesius, kurie išplinta ir sukelia virpesius patalpas ribojančiose sienose ir grindyse. Smūgio šaltinis sukelia virpesius tiesiogiai tuose elementuose, kuriuos jis paveikia. Šie virpesiai pasklinda visame elemente ir su juo sujungtuose elementuose, tokiuose kaip vidinės pertvaros, išorinių sienų ir grindų vidiniai sluoksniai. Elementų virpesiai priverčia virpėti šalia jų esantį orą, susidaro ore sklindantys virpesiai, kuriuos girdime.

Grindys turi sumažinti ore sklindantį garsą ir, kai jos yra virš gyvenamųjų patalpų, smūgio garsą. Masyvių kietų grindų ore sklindančio garso slopinimas priklauso nuo jų masės, tokios grindys, įrengtos ant minkšto pagrindo, sumažina smūgio garso šaltinio poveikį.

Slankiosios grindys susideda iš labai elastingos medžiagos tarpsluoksnio, kuris izoliuoja vaikščiojimui skirtą dangą nuo pagrindo. Ši izoliacija prisideda ir prie ore sklindančio garso ir prie smūgio garso izoliacijos.
  • Labai svarbu pasirinkti tinkamą medžiagą ir užtikrinti, kad jos nebūtų galima apeiti kietomis jungtimis, kaip, pavyzdžiui, tvirtinimo elementais ar vamzdžiais. 
  • Neturi būti nesandarumų, įskaitant susidarančius traukiantis medžiagoms. Porėtos medžiagos ir konstrukcijų sujungimai turi būti užsandarinti. 
  • Turi būti išvengta rezonansų. Jie susidaro, kai konstrukcijų dalys (pavyzdžiui, sausas tinkas), labiausiai vibruoja esant konkrečiam garso dažniui (garso tonui) ir ir perduoda daugiau energijos.
Smūgio garso izoliacija apskaičiuojama naudojant standartinės smūginės mašinos sukelto garso slėgio lygio matavimų duomenis. Rezultatai pateikiami kreive 50–5000 Hz dažnių juostoje.

Kai apskaičiuojama viena dydžių L n,W arba L’n,W vertė, vertės, atitinkančios 16 dažnių juostoms, sulyginamos su atramine kreive taip pat kaip ir skaičiuojant garso izoliacijos rodiklį. Skirtumas tik toks, kad šiuo atveju nuokrypis tarp išmatuotos ir atraminės kreivių yra virš atraminės kreivės. Ln matuojamas laboratorijoje, o L’n matuojamas objekte. Kuo mažesnės Ln ir L’n vertės, tuo geresnė smūgio garso izoliacija.

Grindų su medinėmis sijomis smūgio garso izoliacijai taip pat reikalingi du spektro pataisos sandai – Ci,100-2500 ir Ci,50-2500. Matavimo laboratorijoje ir objekte rezultatai skiriasi dėl gretutinių praėjimų. Realiame pastate garsas praeina ne tik per suprojektuotą konstrukciją, pavyzdžiui, grindis, bet ir per konstrukcijas, kurios sujungtos su grindimis.

Dinaminis standumas

Dinaminis standumas yra labai svarbi porėtų medžiagų savybė, ypatingai kai šios medžiagos montuojamos tarp dviejų kietų sluoksnių (trisluoksniai konstrukciniai elementai, slankiosios grindys). Mineralinės vatos dinaminis standumas išreiškiamas MN/m3, kadangi mineralinė vata paprastai yra tolydi (vientisos struktūros).

PAROC akmens vata sidaryta iš kietos medžiagos ir oro. Kai ją naudojama elastingam sluoksniui įrengti, turime atskirai nustatyti mineralinio pluošto ir oro dinaminį standumą; taigi dinaminis standumas = sd + sa (sd medžiagos standumas ir sa yra uždaro oro standumas).
Pagal bandymo standartus,slankiosioms betoninėms grindims naudojamos mineralinės vatos dinaminis standumas nustatomas veikiant ją 200kg/m2 slėgiu. Kuo mažesnės dinaminio standumo vertės, tuo geresnė smūgio garso izoliacija.

Žingsnių sukeliamo garso izoliacijai naudojami akmens vatos gaminiai specialiai projektuojami naudoti juos grindyse. Pluošto orientacija dažniausiai horizontali, kitokia nei skirtų stogams arba pamatų izoliacijai. Horizontalus pluoštas geriau stabdo pro jį praeinantį garsą. Grindų su skirtingai orientuoto plaušo akmens vata izoliacija gali skirtis 5 ir netgi daugiau dB. Tai reiškia vienos garso klasės skirtumą.

PAROC ROS


Masės-spyruoklės sistema

Šalia slankiųjų grindų, smūginiam garsui slopinti naudojamos ir masės – spyruoklės sistemos. Kuo minkštesnė spyruoklė, tuo geresnis virpesių slopinimas. Taip pat yra ir su mase: sunkesnis – geresnis. Kai tarpaukštinės perdangos nėra masyvios, slankiosios grindys neveikia, nes pakinta masės – spyruoklės sistema. Praktiškai tarpaukštinė perdanga turi būti 5 kartus sunkesnė už slankiąsias grindis.
Smūgio garso izoliacija matuojama naudojant smūgio garso mašiną. Siekiant gauti gerą smūgio garso izoliaciją L’n,w, reikia:

Betonas su slankiosiomis grindimis:
  • Masyvi tarpaukštinė perdanga;
  • Minkštas elastingas tarpinis sluoksnis;
  • Masyvios slankiosios grindys.
Ideali masė – spyruoklė sistema:

The ideal mass spring system




Poslinkio kraštuose masė sustoja ir neturi kinetinės energijos. Tuo pat metu spyruoklė yra maksimaliai suspausta ir joje susikaupia visa sistemos mechaninė energija kaip potencinė energija. Kai masė juda ir pasiekia spyruoklės pusiausvyros padėtį, sistemos mechaninė energija visiškai konvertuojama į kinetinę energiją.

Visas virpesių sistemas sudaro energijos kaupimo ir energijos pernešimo komponentų tarpusavio sąveika.

Masės – spyruoklės sistemų dažnis Hz (virpesių skaičius per laiko vienetą) yra

Spring system frequency

Čia k yra spyruoklės (mineralinės vatos) konstanta, o m yra išlyginamojo sluoksnio plotinė masė.

Šoniniai praėjimai


Šoniniai praėjimai yra sudėtingesnė garso praėjimo forma, kai garso šaltinio sukelti virpesiai praeina į kitas pastato patalpas per pastato konstrukcinius elementus. Pavyzdžiui, jei plieninio karkaso pastato rėmas yra įvibruojamas, gali būti efektyvus garso perdavimas.

Pastate dalis garso iš vienos patalpos į kitą gali praeiti pastato šoninias elementais, tokiais kaip išorinės sienos arba lubos. Siekiant to išvengti, turi būti kruopščiai laikomasi gamintojo parengtos instrukcijos. Paveiksle pateikti principiniai išorinių sienų sprendiniai.
 Šoninių praėjimų mažinimo sprendimai
Šoninių praėjimų mažinimo sprendimai

Siekiant išvengti šoninių praėjimų, element akustinėms charakteristikoms dažnai nustatomi atsargos reikalavimai.