Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

После сборки каркаса монтируют теплоизоляцию (рис. 2.65). Ширина минераловатных плит адаптирована под стандартные проемы между несущими элементами. Необходимо, чтобы ширина между стропилами (каркасом) была на 5—10 мм меньше ширины теплоизоляционного слоя. Далее к каркасу крепят паро- и гидроизоляционные материалы, к которым монтируют листы внешней и внутренней обшивки.

Рис. 2.65. Каркасное здание: а — заполнение каркаса утеплителем; б — готовый коттедж

Каркасно-рамочная технология чаще всего используется при возведении жилых зданий по индивидуальным проектам, а также там, где проезд большегрузного транспорта и механизированное строительство затруднены, поэтому она востребована в зонах сложившейся застройки,

втруднодостижимых горных или лесных районах, на островных территориях, в зонах с неразвитой дорожной инфраструктурой.

Каркас может быть изготовлен из деревянных балок, а также из толсто- или тонкостенных металлических конструкций.

Каркасно-панельная технология предусматривает конвейерную сборку стеновых модулей заводского изготовления, которые затем транспортируют на место строительства в готовом виде. Стабильность геометрических характеристик и высокая скорость сборки дома по сравнению с монтажом каркасного рамочного здания обеспечиваются благодаря заводской сборке.

Несущие элементы каркасно-панельного здания изготавливаются из клееных или неклееных деревянных элементов или деревянных двутавровых балок.

Теплоизоляционный слой укладывается в полость каркасной панели

всередине технологического цикла (рис. 2.66). Наиболее технологичны-

340

ми материалами для производства панелей заводской сборки являются теплоизоляционные маты. Нарезку материала осуществляют вручную с помощью длинных ножей или с применением электропил с режущим полотном. Применение электропилы сокращает выделение пыли и увеличивает производительность в 4—5 раз по сравнению с ручным трудом.

При раскрое нужно предусматривать припуск по длинным сторонам материала, необходимый для фиксации враспор. Теплоизоляция должна полностью заполнять полость каркаса. При неплотном прилегании теплоизоляции возможно промерзание конструкции и, как следствие, порча внутренней отделки и ухудшение качества воздуха в помещении.

Монтаж обшивок также происходит на конвейере в заводских условиях.

Рис. 2.66. Укладка утеплителя в панель

В связи с тем, что массивная древесина обладает анизотропией, для снижения риска усадки, изменения геометрии и деформации балок несущие элементы панелей изготавливают преимущественно из клееных деревянных изделий. Теплопроводность клееной древесины на 15—20 % ниже, чем теплопроводность природной древесины, что положительно сказывается на уровне теплозащиты конструкции.

При использовании традиционных пиломатериалов (обрезной доски или бруска) в прочностные расчеты закладывают большой коэффициент запаса. Это гарантирует неизменность механических характеристик конструкции, но неэффективно с точки зрения расхода сырья, теплотехнических параметров конструкции и долговечности здания.

341

В строительстве каркасных зданий используются также панели, собранные на двутавровых балках. Их изготавливают из двух брусков с прорезями вдоль одной стороны, в которые вставлена перемычка из ориентированно-стружечной плиты. Ширина перемычки определяется толщиной полученного по теплотехническому расчету слоя теплоизоляции. Подобное решение значительно улучшает теплотехническую однородность конструкции, снижает вероятность усадки деревянного каркаса и, как правило, более экономично, чем аналогичные решения из массивной или клееной древесины.

342

Часть 3. СИСТЕМЫ ОТДЕЛКИ И ИЗОЛЯЦИИ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ

Общие сведения

Комфортное существование человека в местах его пребывания складывается из факторов, влияющих на основные чувства человека. Так, сильными раздражителями могут стать несбалансированный микроклимат помещения, недостаточная изоляция от внешних шумов, внутренняя отделка помещения. Отсюда различают тепловой, акустический и визуальный комфорт. Именно для достижения этих показателей разработаны отделочные и изоляционные системы внутренних ограждающих конструкций: стен, перегородок, перекрытий и полов.

Системы разделяют по назначению и области применения. Так, по назначению системы делятся на звукоизоляционные, теплоизоляционные и отделочные (или облицовочные). А по области применения — системы для устройства облицовок или перегородок, подвесных потолков, перекрытий и полов.

С помощью современных изоляционных систем для внутренних конструкций появилась возможность решать проблемы комфорта более эффективно по сравнению с классическими решениями, снижая материало- и трудоемкость, при этом увеличивая качественные показатели. Немаловажно при этом обеспечить комплексный подход. Так, например, решая проблемы звукоизоляции, зачастую приходится не только изолировать стены и перегородки, а также обращать внимание на перекрытия, так как звук распространяется не только прямым, но и косвенным путем. Некоторые материалы, например плиты из каменной ваты ТЕХНОАКУСТИК, предназначенные для применения в звукоизоляционных системах, также являются теплоизоляционными, а материал ТЕХНОЭЛАСТ АКУСТИК СУПЕР не только снижает уровень шума, проходящего через перекрытие, но и гидроизолирует его, исключая возможные протечки на нижерасположенные помещения.

Строительная акустика — наука, занимающаяся вопросами защиты зданий и помещений от шума. Звук — это упругие волны, продольно распространяющиеся в какой-либо упругой среде (воздухе или материале) и создающие в ней механические колебания.

343

Каждая звуковая волна имеет длину и частоту. Длина волны (м) — расстояние, на которое распространилось возмущение в среде за один период колебаний отдельной точки. Частота волны (Гц) — количество колебаний в секунду. Человек воспринимает частоты от 16 до 20000 Гц. В зависимости от частоты звука различают тона: низкие — до 200 Гц, средние — 200—1500 Гц, высокие — свыше 1500 Гц. В гражданском строительстве основное значение имеют звуки в диапазоне от 100 до 3200 Гц.

Мощность звука (Вт) — энергия, передаваемая звуковой волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени. Среднее значение мощности звука, отнесенное к единице площади, называется интенсивностью звука (Вт/м2).

Громкость звука определяется амплитудой колебания звуковой волны, зависит от мощности звука, его спектрального состава, условий восприятия звука, а также от длительности его воздействия. Для количественной оценки уровня громкости применяется метод сравнения измеряемого звука с эталонным. За эталонный звук принимают тон с частотой 1000 Гц в форме плоской звуковой волны. Единицей уровня громкости звука служит фон (Ф).

Шум — беспорядочные колебания звуковых волн различной физической природы, т.е. нежелательные и раздражающие звуки. Шум приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ, замедляет реакцию человека, угнетает центральную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сер- дечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни. При воздействии шума высоких уровней возможен разрыв барабанных перепонок. Разделяют 3 вида шума по способу распространения: воздушный, ударный и структурный.

Воздушный шум распространяется по воздуху. Источниками этого шума являются радио, телевизор, шум дорог и т.д. Источник создает звуковую волну. При встрече с преградой (стена, перегородка, потолок и т.д.) звуковая волна вызывает изгибные колебания стены, которые приводят в колебательное движение частицы воздуха в соседнем помещении, создавая звуковую волну. Именно эту переизлученную преградой звуковую волну мы слышим в соседнем помещении. Под изоляцией воздушного шума принято понимать свойство ограждающей

344

конструкции передавать в соседнее помещение только часть падающей на конструкцию звуковой энергии.

Структурный шум распространяется по тому же механизму. Различие состоит в источнике шума. Источниками являются вибрации конструкции, создаваемые работой перфоратора, хлопаньем дверей и т.д. Частный случай структурного шума — ударный шум. Его источниками являются топот, удары молотка и другие ударные воздействия. Изоляция ударного шума определяется по результатам приведенных уровней звукового давления при ударном воздействии на перекрытие с полом.

Ударный шум распространяется за счет изгибных колебаний, вызванных ударом по конструкции. Эти колебания приводят в колебательное движение частицы воздуха. Шумы такого рода распространяются по конструкциям намного дальше воздушных.

В акустике и других областях физики, где требуется измерение величин, меняющихся в широком диапазоне, используют единицы измерения — децибел и децибел акустический.

Децибел (дБ) — относительная величина, предназначенная для измерения отношения («соотношения уровней») двух величин. Для акустических оценок применяется отношение текущего значения интенсивности звука к пороговой величине (1012 Вт/м2), принятой во всем мире одинаковой.

Децибел акустический (дБА) — единица измерения уровня шума с наложенным на измеритель фильтром, учитывающим особенность восприятия шума слуховым аппаратом человека (нелинейность частотной характеристики уха).

Мощность звука и уровень шума зависят от источника звука (табл. 3.1).

345

Звукоизоляция — снижение уровня шума, проникающего через ограждающую конструкцию. Количественная мера звукоизоляции ограждающих конструкций выражается в децибелах. Степень необходимости звукоизоляции перекрытий определяется гигиеническими требованиями соблюдения тишины при различных источниках шума в смежных помещениях. Величина звукоизоляции определяется характеристиками используемых материалов при соблюдении технологических норм.

Звукопоглощение — явление преобразования энергии звуковой волны во внутреннюю энергию среды, в которой распространяется волна.

Обязательные требования, которые должны выполняться при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий различного назначения с целью защиты от шума и обеспечения нормативных параметров акустической среды, устанавливают СП 51.13330. 2011 [62], согласно которым нормируемыми параметрами звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий являются индексы изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями Rw (дБ) и индексы приведенного уровня ударного шума (изоляция ударного шума) Lnw (дБ) (для перекрытий). Данные параметры определяются путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного (или ударного) шума со специальным нормативным спектром.

Различают расчетные и фактические индексы изоляции. Расчетные индексы определяются в лабораторных условиях и не учитывают влияние полов, смежных стен и т.д. Фактические индексы учитывают влияние этих эффектов.

Нормативные значения индексов Rw и Lnw для жилых зданий при передаче звука сверху вниз приведены в табл. 3.2. Причем фактическая или расчетная величина индекса Rw должна быть больше требуемой Rw треб (Rw ≥ Rw треб), a Lnw — меньше требуемой величины Lnw треб

(Lnw ≤ Lnw треб).

Нормативные значения индекса Lnw для жилых зданий при передаче шума из расположенных снизу помещений приведены в табл. 3.3. Фактическая или расчетная величина индекса Lnw должна быть меньше требуемой величины Lnw (Lnw ≤ Lnw треб).

346

К основным мероприятиям по защите от шума в помещениях жилых зданий относятся:

•рациональное объемно-планировочное решение жилого здания;

•применение при строительстве и реконструкции зданий ограждающих конструкций, обеспечивающих нормативную звукоизоляцию.

Таблица 3.2

Требуемые нормативные значения индекса изоляции воздушного шума ограждающих конструкций и приведенные уровни ударного шума перекрытий при передаче звука сверху вниз, дБ

347

Таблица 3.3

Требуемые нормативные значения индекса приведенного уровня

ударного шума при передаче звука снизу вверх, дБ

При проектировании защиты от шума необходимо сначала определить требуемую величину звукоизоляции конструкции согласно СП 51.13330.2011 [62], а затем подобрать систему звукоизоляции, удовлетворяющую этому требованию, или произвести расчет звукоизоляции согласно СП 23-103—2003 [53].

Расчет звукоизоляции ограждающих конструкций проводится в следующей последовательности:

•выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

•выбор точек в помещениях, для которых необходимо провести рас-

чет;

•определение путей распространения шума от его источника до расчетных точек и потерь звуковой энергии по каждому из путей;

•определение ожидаемых уровней шума в расчетных точках;

•определение требуемого снижения уровней шума;

•разработка мероприятий по обеспечению требуемого снижения уровней шума;

•проверочный расчет достаточности выбранных шумозащитных мероприятий для обеспечения защиты объекта или территории от шума.

Индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкции Rw, дБ, можно принимать по результатам испытаний или определять согласно СП 23-103—2003 [53] по формуле

348

где m — поверхностная плотность конструкции, кг/м2, m = p ∙ h; здесь р — плотность материала конструкции, кг/м3; h — толщина конструкции, м;

K — коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью.

Для сплошных ограждающих конструкций плотностью 1800 кг/м3 и более коэффициент K равен 1. Для сплошных ограждающих конструкций из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов, а также кладки из кирпича и пустотелых керамических блоков коэффициент K определяется по табл. 3.4.

Таблица 3.4

Коэффициент K для сплошных ограждающих конструкций из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов, кладки из кирпича и пустотелых керамических блоков

349