Технические особенности шумозащитных стеклопакетов

Фото: RGC. Остекление жилого квартала Prime Park (Москва) с применением шумозащитных решений X-One Sound

С июня 2022 года Минстроем России актуализирован свод правил 51.13330.2011 «СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» (СП 51), который содержит требования применяемые, в том числе при проектировании звукоизоляции и шумопоглощения перекрытий, стен, перегородок, дверей, окон и других элементов жилых и общественных зданий. Это подчёркивает растущую важность данной характеристики светопрозрачных ограждающих конструкций для строительной отрасли. О технических особенностях шумозащитных стеклопакетов, которые важно учитывать при проектировании рассказывают эксперты компании RGC.

Прогресс, достигнутый в области стекольных технологий, привел к появлению технологически сложных продуктов, о которых мало кто задумывался еще двадцать лет назад. Продуманные материалы и конструктивные решения позволили создавать стеклопакеты со строго заданными функциональными параметрами. На фоне растущих вызовов продукты специального назначения постепенно набирают все большую популярность, позволяя решать серьёзные проблемы современности, например, такие как акустический смог.

«В последние годы урбанизация привела к увеличению дорожного шума в городах. Кроме того, современные архитектурные тенденции предусматривают большие площади остекления фасадов зданий, что требует применения стеклопакетов с более высокими шумозащитными характеристиками для обеспечения надлежащего акустического комфорта в интерьерах, – констатирует эксперт RGC. – Шумозащитные системы часто становятся предметом тендеров на замену окон при прокладывании или расширении автомагистралей. Чтобы выиграть такой тендер, оконная компания должна предложить конкурентоспособное решение, что возможно со стеклопакетами из линейки X-One Sound».

Как определяется звукоизоляция остекления

Основным параметром, характеризующим элементы здания с точки зрения акустической защиты помещений, является звукоизоляция (шумоподавление) ограждающей конструкции (R), определяемая как способность строительной перегородки ограничивать проникновение через нее акустической энергии. Эта величина определяется путем измерения изменения уровня звукового давления внешней среды по отношению к среднему звуковому давлению после прохождения ограждающей конструкции. В случае однородного барьера звукопоглощение прямо пропорционально логарифму массы барьера и обратно пропорционально пористости материала, из которого изготовлен барьер.

Фото: RGC. Остекление Международного аэропорта Шереметьево (Терминал С), Москва, с применением продуктов из линейки X-One Sound

Человеческое ухо чувствительно к звукам, частота которых находится в диапазоне 16÷20 000 Гц, но строительная акустика учитывает только часть этого диапазона. Звукопоглощение материала ограждающей конструкции зависит от частоты проникающей звуковой волны. Мерилом акустических свойств стеклопакетов является взвешенный коэффициент шумоподавления Rw, измеряемый в децибелах (дБ). Определяется путем исследований в аккредитованных акустических лабораториях, в соответствии с существующими стандартами, путем измерения затухания для отдельных диапазонов спектра от 100 до 3150 Гц.

Однако в чистом виде значение Rw не дает точной информации о затухании шума определенной частоты, а представляет собой средние значения шумоподавления по всему тестируемому диапазону. Этот коэффициент показывает, на сколько децибел уменьшается уровень шума (при нормализованном распределении) после прохождения светопрозрачной перегородки. Конечно, следует помнить, что уровень шума определяется логарифмической зависимостью. Поэтому, например, если шум уменьшить на 10 дБ, то у находящихся в помещении людей создается впечатление, что он уменьшился вдвое.

Недостаток указания только одного коэффициента шумоподавления заключается в том, что он не учитывает характеристики источника шума, что может привести к тому, что стеклопакет с хорошими параметрами Rw будет недостаточной преградой на частотах, при которых источник издает максимальный шум. Для частичного устранения этого дефекта определяются адаптивные показатели, т.е. поправки (обычно отрицательные) к значению коэффициента шумоподавления с учетом характера двух видов звуков:

• индекс С, относящийся к диапазону высоких и среднечастотных звуков, так называемому «розовому шуму», то есть речь и прочие бытовые звуки;
• индекс Ctr, относящийся к диапазону средних и низкочастотных звуков, таких как взлет самолетов, движение поездов и автомобилей.

Поправки C и Ctr, добавленные к значению Rw, дают скорректированный показатель RA. Например, для стеклопакета с Rw (C; Ctr) = 39 дБ (-2; -6) с учетом поправочных коэффициентов Rw + C = 37 дБ (39 дБ - 2 дБ), а Rw + Ctr = 33 дБ (39 дБ - 6 дБ). То есть для высокочастотных шумов общее значение падает до 37 дБ, а для низкочастотных – до 33 дБ.

Рекомендуем прочесть: Стабильные возможности российского рынка остекления в нестабильное время. Комментарии экспертов «РСК»

Методы увеличения шумоизоляции стеклопакета

Для начала следует отметить, что использование обычных стеклопакетов автоматически способствует повышению звукоизоляции в здании. Пользователи, заменившие старые деревянные окна на конструкции со стеклопакетами, отмечают немедленное улучшение акустического комфорта помещения. Современные герметичные окна вполне справляются с задачей шумозащиты в районах с низким и средним шумовым загрязнением.

Фото:. RGC. Принцип работы шумозащитного стеклопакета

В случае высокого шумового загрязнения требуется специальное остекление. Стеклопакеты, используемые в строительной отрасли, могут достигать показателя Rw > 50 дБ. Есть несколько способов повышения звукоизоляции:

• увеличение и разнообразие толщины стекла (речь идёт об использовании одного стекла с большей поверхностной массой, чем другое, что достигается за счёт увеличения его толщины);
• использование многослойного стекла (триплекс) с акустической плёнкой PVB (также выполняющего защитную функцию);
• применение стекла, ламинированного звукопоглощающей смолой, толщиной около 1 мм;
• включение дистанционных рамок различной ширины;
• заполнение межстекольного пространства тяжёлым газом, например, элегазом/гексафторидом серы (SF6).

При изменении толщины стекла в стеклопакете эффект улучшения затухания достигается, когда стекла отличаются по толщине не менее чем на 50% (например, флоат-стекло толщиной 4 мм и 6 мм). Таким образом, можно получить улучшение затухания звуковых волн на 2÷5 дБ. Это один из самых доступных способов улучшения акустических свойств стеклопакета.

Тем не менее, использование более толстого стекла увеличивает звукоизоляцию окна (закон масс), но в случае звукопоглощающих стеклопакетов составные стекла обязательно должны быть разной толщины, иначе введение более толстого второго стекла не улучшит акустические свойства из-за coincidence effect (эффект совпадения). Соотношение толщины стекол в стеклопакете должно быть больше 1,75.

Также стоит учесть, что в случае увеличения толщины стекла снижение звукоизоляции смещается в сторону более низких частот. Поэтому важно выбирать конфигурацию стеклопакета под конкретную преобладающую частоту. Тонкие стекла используются для подавления низкочастотных звуков, а там, где преобладают высокочастотные шумы, необходимо использовать толстые стекла.

Снижение неблагоприятного coincidence effect происходит также с уменьшением расстояния между стеклами и в результате сокращения площади остекления. Толщина оконных стекол взаимосвязана с их количеством в стеклопакете (два или три) и расстоянием между ними. Два стекла толщиной 3 мм, расположенные на расстоянии 5÷6 мм друг от друга, демонстрируют худшее звукопоглощение в диапазоне низких и средних частот, чем одинарное стекло той же толщины. А вот в диапазоне высоких частот такие стеклопакеты показывают гораздо лучшие акустические свойства.

«Двухкамерные стеклопакеты имеют более благоприятные свойства для поглощения высоких частот. Однако, в отличие от однокамерных стеклопакетов, здесь важны не только толщина и расстояние между стеклами, но и соотношение этих расстояний. В диапазоне средних и низких частот введение третьего стекла может по-разному влиять на акустические свойства окна. Наилучшие характеристики можно получить, варьируя как толщину стекол, так и расстояние между ними», – отметил технический специалист компании RGC.

При конструировании остекления, которое бы максимально эффективно изолировало от нежелательных звуков, важно правильно подобрать заполнение межстекольного пространства газом. Как показывают исследования, самый популярный на сегодняшний день газ аргон никак не влияет на акустические свойства стеклопакета. С другой стороны, заполнение пространства между стеклами тяжелым газом также не так однозначно. Если шум исходит от диапазона средних частот, можно использовать элегаз (SF6), но следует знать, что в диапазоне низких частот 200÷250 Гц этот газ способствует формированию акустического резонанса. Поэтому окна такого типа не должны располагаться в стенах, подверженных низкочастотному шуму (транспорт, насосные станции, шум вентиляции). К тому же стеклопакеты, заполненные только SF6, как правило, не применяются, так как этот газ снижает теплоизоляцию окна, и поэтому он в основном используется как добавка к аргону (15% SF6 + 85% Ar).

Примеры влияния изменения конфигурации на шумоизоляцию стеклопакета

Еще более эффективным в подавлении шума является многослойное акустическое стекло. Повышенная шумоизоляция обеспечивается его особой структурой – два листа толщиной 3 или 4 миллиметра склеиваются одним или несколькими слоями специальной пленки PVB, что значительно препятствует проникновению звуков. Рассмотрим на практике, как изменение толщины стекла и включение акустического триплекса в состав стеклопакета повлияют на его характеристики с точки зрения шумоподавления.

Фото: RGC. Остекление жилого комплекса бизнес-класса Golden City (Санкт-Петербург) с применением продуктов из линейки X-One Sound

Пример 1. Для обычного двухкамерного стеклопакета с формулой 4-10-4-10-4: Rw (C; Ctr) = 33 дБ (-2; -6), для высокочастотных шумов значение падает до 31 дБ, а для низкочастотных – до 27 дБ.

Пример 2. Изменим первую конфигурацию, заменив 4 мм стекло на 6 мм, описанную формулой 6-10-6-10-6, получим: Rw (C; Ctr) = 35 дБ (-2; -6), для высокочастотных шумов значение падает до 33 дБ, а для низкочастотных – до 29 дБ.

Как видим, разница в шумоподавлении в 1 и 2 случае не существенная.

Пример 3. Используем триплекс со специальной звукоизоляционной пленкой с внешней и внутренней стороны стеклопакета. Для формулы 4.4.2 Stratophone-10-4-10-4.4.2 Stratophone это даст следующий эффект: Rw (C; Ctr) = 46 дБ (-2; -7), для высокочастотных шумов значение падает до 44 дБ, а для низкочастотных – до 39 дБ.

Пример 4. Увеличиваем толщину стекла в триплексе и среднего стекла до 6 мм. Для СП с формулой 6.6.2 Stratophone-10-6-10-6.6.2 Stratophone получаем: Rw (C; Ctr) = 50 дБ (-2; -6), для высокочастотных шумов значение падает до 48 дБ, а для низкочастотных – до 44 дБ.

Таким образом, применение стеклянных панелей разной эластичности и, следовательно, использование демпфирующих свойств ламинированного (и вдобавок безопасного) стекла, на сегодняшний день является одним из наиболее прогрессивных и эффективных решений в сфере шумозащиты. Как подтвердили тесты, использование в комплектации стеклопакетов X-One Sound в качестве внешнего стекла триплекса с акустической плёнкой позволяет в среднем снизить уровень шума за окном на 39 дБ и обеспечить максимальный уровень комфорта в помещении.

«При проектировании конструкций с более высокими шумозащитными свойствами должны рассматриваться параметры, влияющие на акустические характеристики стеклопакета, включая площадь, тип стекла, толщину воздушного зазора, изменение состава газа и так далее. Особое внимание стоит уделить таким явлениям, как эффект совпадения, вибрационные моды и акустический резонанс остекления. В целом, вариаций шумозащитных стеклопакетов может быть великое множество, поэтому для упрощения задачи и выбора наиболее эффективного решения для каждого конкретного проекта, созданы специальные конфигураторы. Чаще всего для расчета коэффициента шумоподавления в работе мы используем glass configurator компании AGC», – пояснил эксперт RGC.

Рекомендуем прочесть: Солнцезащитные решения для окон от RGC

Не только стеклопакет отвечает за шумоизоляцию окна

Требования к звукоизоляции строительных перегородок для различных типов зданий (жилых, гостиниц, школ, административных зданий, учреждений здравоохранения и т. д.) представлены в соответствующих нормативных документах. В контексте окон звукоизоляция зависит главным образом от акустических характеристик и площади стеклянного заполнения. Тем не менее, не только стеклопакет отвечает за шумоизоляцию всей конструкции.

Фото: RGC. Остекление жилого комплекса бизнес-класса Новочеремушкинская, 17 (Москва) с применением шумозащитных стеклопакетов X-One Sound

Во-первых, при рассмотрении акустических свойств следует учитывать все окно. Поскольку стеклопакет и рама являются неотъемлемой частью фасада, нецелесообразно определять шумозащитные характеристики остекления без учета способа соединения всех компонентов друг с другом и с оконным переплётом. Например, вклейка стеклопакета в створку может усилить сопротивление шуму за счёт создания более целостного барьера.

Во-вторых, на качество акустического климата в помещениях влияет и правильный монтаж окон. Зазор в 1 мм может ухудшить уровень шумоизоляции на 8 дБ, а использование дополнительного центрального уплотнителя в ПВХ-окне может способствовать повышению шумоизоляции на 3÷4 дБ.

В-третьих, нельзя сбрасывать со счетов необходимость проветривания. Так как современные окна очень герметичны и обладают хорошими шумозащитными и теплоизоляционными свойствами, они могут способствовать повышенной влажности и образованию грибков и плесени, особенно в плохо проветриваемых помещениях. Необходимый воздухообмен можно обеспечить, откинув или открыв створку, что, однако, резко снижает звукоизоляцию оконного блока. По этой причине выпускаемые в настоящее время окна имеют функцию микровентиляции или щелевого проветривания. Также есть возможность использования шумоподавляющих приточных клапанов (проветривателей), но это дорогостоящее решение.

«Принимая во внимание акустические параметры окна, следует учитывать технические решения по микровентиляции. Поскольку после установки створки в режим микровентиляции шумозащита сразу заметно падает, поэтому воздуху лучше всего пройти через акустический глушитель до того, как он достигнет помещения. Таким глушителем может быть гидрофобизированная минеральная вата или подходящим образом спроектированный впускной канал», – рекомендует эксперт RGC.

Шумозащита окон – это комплексное решение, требующее учёта всех составляющих на стадии проектирования. Тесное взаимодействие с профессионалами в сфере производства стеклопакетов позволяет найти оптимальный вариант стеклянного заполнения с обоснованными параметрами и наилучшими техническими характеристиками. В портфолио компании RGC список объектов с шумозащитными стеклопакетами растёт из года в год. Среди прочих, продукты из линейки X-One Sound применены в остеклении Международного аэропорта Шереметьево (Терминал С), жилого квартала Prime Park и жилого комплекса бизнес-класса Новочеремушкинская, 17 в Москве, а также ЖК бизнес-класса Golden City в СПб.

Больше информации о шумозащитных и других продуктах компании RGC: https://rglass.ru/

По вопросам сотрудничества и консультирования обращайтесь: 8 800 222 17 44

Подготовлено при участии редакции tybet.ru.

Размещение и использование (полностью или частично) данного материала допускается только при наличии активной гиперссылки на tybet.ru