В настоящее время производственные цеха чаще всего строятся с использованием стальных конструкций, реже – железобетонных или кирпичных (на более крупных предприятиях основной цех выполнен из стали, а отдельные его части имеют железобетонные или кирпичные перегородки).

Какую конструкцию применять?

В зале со стальной конструкцией, корпус (внешние стены или крыша) изготавливается по тяжелой или легкой технологии. Первые из них, реализовываются с использованием сборных железобетонных плит, используемых в конструкции крыши и кладки стен из силикатных, газобетонных или сборных газобетонных плит, но сейчас практически полностью заменены облегченной облицовкой. В случае с данной технологией чаще всего используются сэндвич-панели со следующей структурой:

плоский или профилированный стальной лист;
теплоизоляционный сердечник;
плоский или профилированный стальной лист. Обычно он заполнен полистиролом, жестким пенополиуретаном (PUR) или минеральной ватой.

К достоинствам сэндвич-панелей можно отнести хорошие теплоизоляционные свойства, малый вес и большой формат, что значительно упрощает и сокращает их монтаж. Однако с акустической точки зрения эти продукты не являются эффективным решением. Следует помнить, что в случае однородных или многослойных перегородок их звукоизоляция зависит в основном от массы на единицу площади, и в гораздо меньшей степени – от конструкции (параметров слоя).

Удвоение веса перегородки увеличивает ее звукоизоляцию на 6 дБ, аналогично, что снижение веса значительно снижает звукоизоляцию. В сэндвич-панелях конструкция лишь немного снимает эту зависимость. Кроме того, использование тонких листов, обычно в диапазоне 0,4–1,2 мм, и, прежде всего, эластичность теплоизоляционного слоя приводит к быстрому снижению звукоизоляции на выбранных частотах.

Звукоизоляция PUR панелей

Для панелей PUR стандартной конструкции и толщины характерна низкая звукоизоляция в низкочастотном диапазоне (несколько дБ), явное снижение для средних частот и высокий уровень для больших (около 50 дБ). Из-за низкой звукоизоляции в диапазоне низких и средних частот однозначные показатели имеют низкие значения, например Rw достигает 25–28 дБ. То же для железобетонной перегородки толщиной 150 мм – 54 дБ. Кроме того, в промышленности чаще всего встречается шумоизоляция с высокой интенсивностью по отношению к низким частотам. Как правило, сэндвич-панели не работает как перегородка, цель которой – снизить уровень шума на рабочем месте или в промышленном цехе.

Виды сэндвич-панелей

с наполнителем из полистирола обладают практически такими же звукоизоляционными свойствами, как и панели с наполнителем из жесткого пенополиуретана;
Сэндвич-панели с наполнителем из минеральной ваты характеризуются несколько более высокой звукоизоляцией. Они имеют примерно на 10 дБ большую звукоизоляцию для низких и средних частот и аналогичную в диапазоне высоких частот. Кроме того, значительное снижение звукоизоляции относится к более высоким частотам и менее актуально, чем в панелях с жестким теплоизоляционным заполнением.

Сравниваем мягкий и жесткий сердечник

Сравнивая разные виды можно понять: у продуктов с ватным сердечником изоляция на 9 дБ выше, чем у продуктов с жестким заполнением (полиуретан или полистирол). Также следует подчеркнуть, что вес панели с минеральной ватой вдвое больше, чем у панелей с пеной PUR, что подтверждает правильность применения закона масс при оценке звукоизоляции сэндвич-панелей. Панель с ватным сердечником должна иметь изоляционные характеристики на 6 дБ выше, а повышение еще на 3 дБ связано с изменением жесткости теплоизоляционного наполнителя и лучшими звукопоглощающими свойствами ваты по сравнению с пенополиуретаном или полистиролом.

Что где применять?

Легкая промышленность:

В помещениях легкой промышленности с уровнем шума 85 дБ или меньше перегородок из сэндвич-панелей обычно достаточно, чтобы ограничить их попадание в окружающую среду. С другой стороны, с помощью сэндвич-панелей с сердечником из минеральной ваты также можно отделить закрытые участки, требующие работы с повышенной концентрацией внимания.

Например, использование сэндвич-панелей с изоляцией RA1 = 35 дБ (панели толщиной 10 см с наполнителем из минеральной ваты) для строительства небольших дизайнерских и административных помещений кубатурой до 150 м 3.уровень шума 80 дБ (A) может быть снижен до 42–45 дБ (A), что является значениями, необходимыми для административных помещений и конструкторских бюро.

Тем не менее, звук такой интенсивности отчетливо слышен и определенно слишком велик для помещений, требующих интенсивной и продуктивной умственной работы – он не должен превышать 35 дБ. Поэтому при разделении помещений подобного типа в промышленных цехах с типичным уровнем шума (80 дБ) следует использовать перегородки со звукоизоляцией выше 42 дБ (RA1 42 дБ).
Для возведения внутренних стен из кирпичной кладки в промышленности могут использоваться силикатные блоки толщиной более 10 см или пенобетон толщиной более 15 см, а в последнем случае – разновидности с высокой плотностью (700 кг / м 3.). Чрезвычайно эффективное и в то же время простое решение – выполнение легкой конструкции в системе гипсокартона.

В данном случае двойная перегородка, которая благодаря своей конструкции даже при относительно небольшом весе стены, обеспечивает высокую звукоизоляцию. Также рекомендуется использовать двойную облицовку стен, например, использовать две. 12,5 мм с каждой стороны перегородки. Это увеличивает механическую прочность, а также значительно улучшает звукоизоляцию. Например, стена с двойной облицовкой из профилей C75 имеет на 10 дБ больше изоляции, чем перегородка с одинарной облицовкой. Также следует помнить об использовании в воздушном зазоре таких звукопоглощающих материалов с двойными стенками, как маты из минеральной ваты, которые значительно сохраняют не только тепло, но и улучшают звукоизоляцию. При их отсутствии звукоизоляция двойной перегородки снижается до 10 дБ.

Звукоизоляция двойной перегородки намного выше, чем у сэндвич-панели во всем диапазоне частот. Более того, использование двойных панелей увеличивает сопротивление стены на 10 дБ по сравнению с одинарными. Однако следует отметить, что низкочастотная звукоизоляция легких двойных перегородок относительно невысока.

Тяжелая промышленность:

В тяжелой промышленности шум в холлах может иметь значения намного выше 85 дБ и даже выше 100 дБ. Более того, многие машины, используемые в этом секторе, издают звуки в основном в низкочастотном диапазоне. Поэтому единственное решение – сделать тяжелую перегородку, например, из массивного пустотелого кирпича, литого или сборного железобетона, потому что только это обеспечит высокую акустическую изоляцию на частотах ниже 100 Гц, а также высокую звукоизоляцию на средних и высоких частотах.

Потолки в промышленных цехах обычно выполняются в виде тяжелых горизонтальных перегородок – из сборных или наливных железобетонных плит. Благодаря своей конструкции их толщина составляет более десятка сантиметров, поэтому они отличаются высокой звукоизоляцией, обычно выше 50 дБ. Если требуются легкие потолки, их следует строить в виде двойных перегородок.
К сожалению, нет определенных правил применения звукоизоляционных перегородок в промышленных цехах. Звукоизоляция должна быть выполнена таким образом, чтобы снизить уровень шума на рабочих местах до значений, определенных нормативными актами. Поэтому на стадии проектирования стоит согласовать тип внешних и внутренних перегородок с акустикой.

В настоящее время производственные цеха строятся из металлоконструкций с облицовкой – стен, потолков, как правило, из легкой конструкции, например сэндвич-панелей с теплоизоляционным сердечником. Такие перегородки обычно обеспечивают достаточную защиту от шума в зале из-за выброса нежелательного звука в окружающую среду и его допустимых значений на рабочем месте. Однако они не работают, когда уровень шума превышает 85 дБ или когда есть необходимость выделить внутри зала зону с повышенным акустическим комфортом, то есть с низким акустическим фоном. В этом случае единственный выход – использовать тяжелые перегородки, например кирпичные, сборные, литые или двойные. Последние особенно эффективны, так как отличаются высокой звукоизоляцией при относительно небольшом весе. т.е. низком акустическом фоне.

Звукоизоляция стен и потолков в промышленных цехах