В Е Абракітов - Шумозахисні вікна як один з заходів захисту квартир та інших приміщень від акустичного дискомфорту - страница 1

Страницы:
1 

УДК 530.19

В.Е. АБРАКІТОВ, к.т.н., доцент Харківська національна академія міського господарства м. Харків

ШУМОЗАХИСНІ ВІКНА ЯК ОДИН З ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ КВАРТИР ТА ІНШИХ ПРИМІЩЕНЬ ВІД АКУСТИЧНОГО ДИСКОМФОРТУ

Наведені матеріали досліджень автора по боротьбі із вуличним шумом. Шумозахисні властивості вікон, застосовуваних у масовому будівницт ві, виявилися на сьогоднішній день зовсім недостатніми. Запропоновано вдосконалити побудову вікон, для чого розроблено проектні пропозиції у вигляді чотирьох оригінальних конструкцій, опис та ескізи яких наводяться нижче.

Шум стає сьогодні усе більш серйозною проблемою великих міст. Про шкідливий вплив шуму на людину говорять медики, фізіологи, психологи. Шум негативно впливає на самопочуття і працездатність, стає причиною підвищеної дратівливості. Надмірні шумові впливи можуть привести до серйозного порушення здоров'я, у той час як при зрослих психічних навантаженнях ми, як ніколи, маємо потребу в тиші і спокої. Нормування їх рівнів зараз в нашій країні здійснюється цілою ланкою нормативних документів [1-5]. Визнано, що порушення цих норм зовсім неприпустиме та призводить до порушен ь нормального життєвого циклу Людини, а також до багатьох різноманітних хвороб [6-7].

Проблема боротьби із шумом настільки гостро постала в останні роки в першу чергу в зв'язку зі значно зрослою інтенсивністю транспортного руху. Щодня на вулиці виїжджають тисячі автомобілів. Зросли потужності двигунів, швидкості, що також послужило причиною збільшення транспортного шуму. Його рівень у години «пік» на оживлених магістралях наближається до 75 дБ. При такій інтенсивності далеко не завжди вдається забезпечити припустимі санітарні норми: 55 дБ для території житлової забудови (двори, внутрішні проїзди і т.д.), 40 дБ в житловому приміщенні вдень і 30 дБ у нічний час.

Транспортний шум це лише одна з проблем, зв'язана зі зрослою інтенсивністю руху, перевантаженістю вулиць машинами, забрудненням повітря вихлопними газами. Для їхнього рішення проводиться цілий комплекс заходів. Зокрема, йде велика робота по упорядкуванню транспортних потоків, заборонений проїзд транзитного транспорту через великі міста, обмежений в'їзд вантажних автомобілів н.а центральні вулиці і т.д. Конструктори ведуть роботи з зниженню шуму двигунів. І все -таки поки не вдається скільки-небудь значно знизити шум на оживлених магістралях. Тому особливого значення набуває розробка методів захисту від ньог о. Там, де дозволяє рельєф місцевості, дороги прокладають у виїмках, уздовж магістралей улаштовують спеціальні насипи -кавальєри, зводять шумозахисні стінки. Зелені насадження також створюють деяку перешкоду, але ефект її незначний [8, 9].

З архітектурних засобів захисту найбільш поширено зонування за будови, коли до проїзної частини виносяться установи, підприємства, що створюють ефект, що екранує, для житлових будинків. Однак можливості використання зонування обмежені [10].

Традиційним для шумозахисту селитьби від транспортного шуму є таке архітектурне рішення — розміщення будинків на достатнім видаленні від проїзної частини. Однак не всі просто та ефективно. Справа в тім, що звук з відстанню загасає незначно: при подвоєнні дистанції рівень шуму знижується усього на 3 дБА. Так, якщо в

7,5 м від проїзної частини рівень шуму досягає 75 дБА, те зниження шуму на 9 дБА відбудеться в 60 м, на 12 дБА - вже в 120 м від дороги і т.д . Сучасні масштаби будівництва і недолік вільної території, що змушують здійснювати забудову щільно до магістралей, роблять цей метод недостатнім. У цілому можливості архітектурних засобів захисту від шуму досить обмеже ні, особливо в районах із уже сформованою забудовою

[11].

У цьому зв'язку наша увага звернулася до вдосконалення конструкції вікон. Треба сказати, що колись у будівництві широко використовувалися вікна роздільної конструкції

3 окремими віконними коробками для зовнішнього і внутрішнього плетінь. Ці вікна забезпечували гарну теплоізоляцію і непогану звукоізоляцію приміщень. Наприкінці 50 -х років, коли почалося масове панельне будівництво, було освоєне виробництво спарених вікон: залучила простота виготовлення, економічність, зручність експлуатації. В даний час у будівництві використовується до 95% спарених вікон.

Але при усіх вигодах шумозахисні властивості вікон, застосовуваних у масовому будівництві, виявилися на сьогоднішній день зовсім недостатніми. Так, наприклад, стандартне спарене вікно, (що згвинчується), знижує рівень звуку дуже незначно. Тепер, коли нові будинки зводяться повсюдно, у тому числі в ра йонах старої забудови, на магістралях, коли різко зросла кількість транспорту, виникла необхідність обладнати будинки вікнами з підвищеними звукоізоляційними властивостями.

Чи можна підвищити шумозахисні властивості вікон? Виявляється, так, можна. Конкретні рекомендації залежать від конструкції вікон квартири. У першу чергу треба перевірити герметичність установки стекол. Якщо висохнула чи випала замазка, - то утворюються щілини, стекла починають вібрувати, а це додатково підвищує шум. Треба застосувати замазку, що твердіє, а потім ще і промастіть їх при установці штапика.

Якщо вікна мають роздільні коробки, то можна рекомендувати замінити скла більш товстими: а саме 4 - 6 мм, ретельно підігнати, герметизувати притвори за допомогою ущільнювальних прокладок з чи поролону тонкої губчатої гуми. Такі прокладки звичайно використовуються для утеплення приміщення в зимовий час, але одночасно вони поліпшують і звукоізоляцію.

У спарених вікнах товщину стекол також бажано збільшити. Визначене поліпшення дає установка третього скла. Воно ставиться поруч із другим із зазором у кілька міліметрів і звернено усередину приміщення. Якщо під рукою немає товстих стекол, то замість внутрішнього скла можна поставити склопакет. Його нескладно склеїти в домашніх умовах із двох 3-4 -мілліметрових стекол. Варто лише подбати про дотримання визначених правил. Насамперед забезпечити абсолютну герметичність з'єднань стекол, куди можуть проникати пил і волога.

Якщо треба поліпшити і теплозахисні властивості вікна, то проміжок між спареними стеклами можна збільшити, але він не повинний бути більш 15 мм, тому що при подальшому збільшенні відстані між стеклами може виникнути резонанс. Заміна в спареному вікні звичайного скла товщиною 3 мм на скло 6 мм знижує рівень звуку на 4 дБА. Парні прокладки також дають ослаблення проникаючого шуму на величину близько

4 дБА.

Роботи зі створення нових конструкцій шумозахисних вікон входять в задачу акустиків. Так, в рамках досліджень нашої дисертаційної роботи нами було досліджений вплив конструктивних еле ментів вікон на і звукоізоляцію. З урахуванням результатів цих досліджень розроблено нові віконні блоки з подвійним і потрійним склом з різними повітряним проміжкам між стеклами і різною товщиною стекол.

У ході акустичних досліджень з'ясувалося, наприклад, що при влаштуванні потрійного віконного блоку установка третього скла посередині між зовнішнім і внутрішнім практично не поліпшує шумозахисні властивості вікон через резонанс надеяких частотах; третє скло повинне бути максимально зміщене до внутрішнього. Дуже важливу роль грає також герметичність притворів і установки стекол. Позитивний вплив робить і звукопоглинаюча обкладка по внутрішньому периметру віконної коробки. Досліджування показали безперспективність спарених вікон з погляду можливості підвищення звукоізоляції. Спарена конструкція являє собою коливальну систему, у якої зовнішнє і внутрішнє зв'язані між собою шаром повітряної товщини, а також через плетіння - загальну віконну коробку, і з цієї причини її удосконалення не може питомо підвищити шумозахисний ефект.

Найбільш кращі результати показують нові конструкції зі збільшеним проміжком між зовнішнім ранковим плетіннями, більшій товщиною стекол, подвійним притвором коробки, подвійним чи потрійним рядом ущільнювальних прокладок. Повітряний проміжок між стеклами підвищений з 57 мм до 90 мм. Товщина стекол також збільшена

— зовнішнє до 4 мм і внутрішнє до 6 мм. Вікна такої конструкції знижують рівень шуму на 30 дБА: цілком достатньо, щоб забезпечити норму в житлових кімнатах, що виходять на ці магістралі.

Вікна з потрійним склом мають значно кращі теплозахисні властивості, приблизно в 1,5 рази більш високі, чим вікна звичайної конструкції. За рубежем, зокрема у Швеції і Фінляндії, застосування вікон з потрійним склом стало вже повсюдно прийнятим. Такі вікна використовуються й у тих випадках, коли немає необхідності захищатися від шуму: різниця лише в тім, що замість стовщених стекол ставляться звичайні. Широке впровадження в будівництво вікон з потрійним склом, вирішуючи проблему захисту від шуму, приведе також до значної економії тепла.

Створення шумозахисних вікон висунуло перед конструкторами іншу проблему — проблему вентиляції приміщень. Вентиляція за допомогою звичайної кватирки в даному випадку непридатна: зводиться на немає вся система звукоізоляц ії. Можна, звичайно, використовувати індивідуальні кондиціонери, але їхнє придбання й експлуатація — справа задоволена дороге. До того ж самі кондиціонери служать джерелом шуму. Загальні системи кондиціонування також не позбавлені недоліків, тому що, крім їхньої високої вартості і складності експлуатації, повітропроводи необхідно розташувати в межах товщини стін житлових приміщень.

Нами розроблений спеціальний вентиляційний клапан -глушитель для природного провітрювання приміщень. Він діє як кватирка, але зн ачно послабляє шум, знижуючи його рівень на 25—35 дБА в залежності від моделі клапана. Вентиляційний клапан установлюється разом з віконним блоком і має досить компактні розміри. Розробка клапана-глушителя і використання його разом з новими вікнами дозволя ють значною мірою вирішити проблему захисту приміщень від шуму.

Наші конкретні пропозиції по конструюванню шумозахисних вікон наведені в ескізах, що додаються. У рамках варіативного проектування розроблено дві принципово різні між собою моделі: (із роздільною (рис. 1-3) та з загальною (рис. 4-6) віконною коробкою), кожна з яких - в двох варіантах: із трьома стеклами (рис. 2, 5) та зі стеклопакетом (рис. 3, 6).

 

А


12 13

Рис. 3. Перетин по А-А (за рис. 1). Варіант зі стеклопакетом:

1 - зовнішнє скло, 2 - штапик, 3 - зовнішнє плетіння, 4 - ущільнювальні прокладки, 5 - петля, 6 - коробка зовнішня, 7 - сполучні шари, 8 - внутрішня коробка, 10 -прокладки ущільнювальні, 11 -петля, 12 - штапик, 13 - стеклопакет.


Зовнішнє і внутрішнє плетіння такої моделі (рис. 1 -3) мають самостійні коробки, з'єднані між собою тонкими пластинами. Між коробками поміщений зв уковбирний матеріал [12]. Але можлива більш дешевша, зручніша при монтажі (хоч і менш ефективна по шумозахисним властивостям конструкція), а саме - друга модель з загальною віконною коробкою, з потрійним склом (рис. 4 -6).

Рис. 5. Перетин по Б-Б. (див. рис. 4). Третє скло встановлене в гумовому профілі: 1 - зовнішнє скло, 2 - шумопоглинаючий заповнювач, 3 - профільована гума, 4 -штапик, 5 - зовнішній перепліт, 6 - коробки, 7 - петля, 8 - ущшьнювальш прокладки, 9 -внутрішній перепліт, 10 - штапик, 11 - профільована гума, 12 - внутрішнє скло, 13 -середнє скло.

Рис. 6. Перетин по Б-Б (див. рис. 4). Варіант зі стеклопакетом:

1 - внутрішнє скло, 2 - шумопоглинальний заповнювач, 3 - штапик, 4 - зовнішнє плетіння, 5 - коробки, 6 - петлі, 7 - внутрішнє плетіння, 8 - штапик, 9 - стеклопакет..

Ці вікна знижують рівень шуму на 38—40 дБА і забезпечують сприятливий режим навіть на найбільш гучних магістралях. Застосування запропонованих конструкцій дозволяє знизити шум у житлових приміщеннях до нормативних значень, обумовлених [1­5], забезпечити стан належного акустичного комфорту мешканців. Наші проектні пропозиції у вигляді оригінальних конструкцій, опис та ескізи яких наведені вище, з успіхом можуть бути застосовані в будівництві: в процесі побудови нових шумозахисних будинків, та, - (що найбільш важливо) - при реконструкції існуючого житлового фонду, оскільки потребують лише заміну застарілих, недосконалих віконних блоків, що відробили вже паспортний строк експлуатації, новими блоками у вигляді наших розробок.

З електронним варіантом цієї статті (та багатьма іншими нашими розробками) можна ознайомитися на сайті наукових відкриттів та винаходів www.discovery.h11.ru.

Література:

1.  ГОСТ 12.1.003-83*.ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

2.  ГОСТ 12.1.029-80. Средства и методы защиты от шума. Классификация.

3.  ГОСТ 12.1.036-81. Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях.

4.  ДСН 3.3.6.037-99. Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку. К. -1999. - 32 с.

5.  СНиП ІІ -12-77.Защита от шума. Нормы проектирования.

6.  Алексеев С.В., Хаймович М.А., Кадыскина Е.Н., Суворов Г.А. Производственный шум. Л.: Медицина, 1991.- 185 с.

7.  Андреева-Галанина Е.П., Алексеев С.В., Кадыскин А.В., Суворов Г.А. Шум и шумовая болезнь. Л., 1972.

8.  Абракитов В.Э. Система эргономической оценки реконструируемых территорий городов по критерию их акустического комфорта // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. Международный экологический конгресс. Санкт -Петербург 14-16

июня 2000 г. - т. 2. - с. 252.

9.  Абракитов В.Э. Эргономическая оценка реконструируемых территорий городов по критерию их акустического комфорта // Тезисы докладов XXX научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ. Харьков, 2000. - с.75.

10. Абракітов В.Е. Вдосконалення методів і засобів боротьби з шумом, випромінювання
звуку та моделювання процесів його р озповсюдження // Тези доповідей науково -
методичної конференції "Безпека життєдіяльності". Харків,
2001. с. - 62-63.

11. Абракитов В.Э., Нестеренко С.В. Аналоговое моделирование процессов распространения звука на территории города // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики: Всеукраинский межведомственный научно -технический сборник. Вып. № 121. Харків: Харківський національний університет радіоелектроніки, 2002. - с.

87 - 94.

12. Абракитов В.Э., Данова К.В. Влияние микроструктуры пористых материалов на их звукопоглощающие свойства. // Коммунальное хозяйство городов: Научно -технический сборник. Вып. № 42. К.: Техніка, 2002. - с. 190-194.

Технічна інформація (задля зв'язку з автором)

 

Абракитов Владимир Эдуардович, к.т.н., доцент; Адрес в Интернете:

ICQ 259583208

Страницы:
1 


Похожие статьи

В Е Абракітов - Конспект лекційз дисципліниохорона праці в галузі(для студентів 5 курсу спеціальності 7 070801 8 070801

В Е Абракітов - Вперше в світі акустичний лазер створено в харкові!

В Е Абракітов - Роль моделювання акустичних процесів при оптимізації шумового режиму сучасного міста

В Е Абракітов - Точність вірогідність та оцінка погрішності при моделюванні акустичних процесів

В Е Абракітов - Чи все вірно в спеціальній теорії відносності