Законы звукоизоляции или как это работает (Часть1.)⁠⁠

В предыдущем посте я описал как найти слабые места по звукоизоляции в квартире и как их исправить. Возникло много вопросов и я решил запилить посты, где постараюсь объяснить, как это всё работает, физику процесса и как отличить эффективное решение от неэффективного.

1. Шум и его виды.

Чтобы понять как бороться с шумом, нужно в первую очередь определить какой шум вам причиняет боль.

Потому что, как мы все знаем, есть два стула вида шума. Первый вид шума - ВОЗДУШНЫЙ (Музыка, лай собаки, крики, телевизор, т.е. любой шум, который распространяется от источника соответственно по воздуху)

Второй вид шума – СТРУКТУРНЫЙ (топот, стук, сверление дрелью, т.е. шум, который передается от источника непосредственно на конструкции)

Пример. Мы слышим шум драки у соседей. Чьи-то надрывные песни, крики, плач – это воздушный шум. Если кто-то в процессе действа упал или мы слышим, что кого-то бьют головой об стену – это структурный шум. А вот если кто-то запустил в оппонента бутылку, но не попал, и она ударилась об стену – здесь уже у шума будет и структурная и воздушная составляющая. Структурная – это стук удара бутылки об стену и стук осколков об пол, а воздушная – это звон её осколков в воздухе.

Также не стоит забывать, что и обычный воздушный шум может перейти в структурный, если значения звукового давления высоки, а масса ограждающих конструкций наоборот – мала. В качестве такого примера можно привести домашние кинотеатры или акустические системы Hi-Fi/Hi-End класса. Под воздействием звукового давления ограждающие конструкции начинают колебаться и эти колебания хорошо распространяются по всему зданию, но об этом чуть позже.

2. Как распространяется шум.

Таким образом, важно знать. У воздушного шума средой распространения является воздух и когда он сталкивается со стеной, она для него является преградой, а у структурного шума средой распространения и является сама стена, ну и все остальные конструкции, с которыми эта самая стена жестко связана.

Самый дотошный спросит: «а почему это именно так?»

Отвечаю. Звук – это продольная волна

И чем громче звук, тем большей энергией обладает эта волна. Точки на рисунке можно принять за молекулы. И чем дальше молекулы находятся друг от друга, тем больше энергии требуется затратить чтобы раскачать молекулы и пройти звуку от источника до вашего уха.

Пример. Вы сидите в комнате и слушаете радио. Соответственно, от динамика возникает волна, которая начинает раскачивать каждую молекулу воздуха, находящуюся между вами и радио, молекулы находятся далеко, постоянно в броуновском движении и волне надо затратить много энергии чтобы она достигла вашего уха.

Помещаем комнату с вами и с радио под воду. Т.к. плотность воды выше, соответственно расстояние между молекулами меньше, то передать энергию от одной молекулы к другой звуковой волне легче. Соответственно звук до вас дойдёт быстрее и с меньшими потерями.

Если же комнату с вами залить бетоном и подождать, то звук будет распространяться в ней почти мгновенно по кристаллической решетке бетона. Но! динамик то не сможет колебаться в застывшем бетоне. Поэтому, нужен более мощный источник, который сможет передать звуковую волну бетону. Для этих целей отлично подойдёт перфоратор.

Что мы теперь знаем.

1. Энергия звуковой волны перфоратора в бетоне значительно выше энергии волны от динамика радио.

2. На первом этаже вы отлично слышите, как кто-то делает ремонт на девятом, потому что звук отлично разливается по всему монолитному массиву дома.

3. Касатки очень хорошо слышат друг друга в воде на далеких расстояниях потому что они в воде.

4. В космосе звук не распространяется

3. Переход звука из одной среды распространения в другую

Когда звуковая волна, двигаясь по воздуху, достигает какой-от преграды, часть энергии этой волны отражается обратно, часть гасится благодаря массе и толщине ограждения, т.к. для того чтобы передать волну из менее плотной в более плотную среду нужно затратить энергию чтобы «раскачать» эту плотную среду. И третья часть энергии звука, которая не отразилась от преграды и не поглотилась её телом, может выйти (переизлучится) с обратной стороны стены. Собственно говоря, количество звуковой энергии, которое «потерялось» при прохождении и есть показатель его ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ.

ВСЁ ПРОСТО! Чем толще и плотнее тело, тем тяжелее его «раскачать» звуковой волне. Звук, который отражается от поверхности никак не влияет на звукоизоляцию и мы его не учитываем, потому что…

И ещё! Есть в акустике такой закон «удвоения массы»: При удвоении массы звукоизоляция конструкции увеличивается на 6 дБ. Тоесть +6 дБ – это увеличение звукоизоляции конструкции в 2 раза. Таким образом, когда мы к кирпичной стене (толщиной 120 мм) собираем ещё одну такую же, мы увеличиваем звукоизоляцию в 2 раза (и толщину стены до 250 мм). А если мы захотим увеличить ещё в 2 раза, придется собирать ещё 2 такие стены (увеличивать толщину стены до 0,5 м). Почему? – Не спрашивайте, просто запомните.

На практике, имеет смысл удваивать массу/толщину конструкции только 1-2 раза, далее, если не достаточно конструкция эффективна, применяют другой принцип – «МАССА-Пружина-масса», но об этом как-нибудь в другой раз…

Что мы теперь знаем:

1. Бетонная стена имеет лучшие звукоизоляционные свойства, чем кирпичная такой же толщины, потому что она плотнее;

2. Толстая бетонная стена лучше тонкой бетонной стены;

3. Если на стену повесить ковер, звукоизоляция стены не изменится, потому что ковер имеет ничтожную массу по сравнению со стеной;

4. Почему мин. плита, приклеенная к стене это не звукоизоляция? Потому же почему и ковёр.

5. Почему не стоит заделывать отверстия между помещениями минватой, монтажной пеной и пенопластом? Потому что получается два сообщающихся сосуда, в одном из которых источник звука, а во втором вы. И чем тяжелее будет перегородка между сосудами (читай отверстие в стене) тем лучше звукоизоляция.