Звукоизоляция труб канализации: важность, способы, альтернативы
Вопрос: «Как сделать шумоизоляцию канализационных труб в квартире?» приобрел актуальность с широким распространением пластиковой канализации. Чугунные трубы если и шумели, то немного и совершенно новые, а вскоре после установки замолкали даже на первых этажах. Пластик же для канализации превосходит чугун во всем, кроме одного – пластиковые трубы оказались очень громкими, что, между прочим, явилось неожиданностью даже для специалистов. Ныне считается, что звукоизоляция труб канализации совершенно необходима и должна предусматриваться на стадии проектирования канализационной системы. К счастью, мероприятие это несложное, недорогое и не требует специальных навыков или инструмента. Шумоизоляция труб канализации своими руками доступна любому человеку, умеющему пользоваться ножницами.
Но простота и легкость работы по звукоизоляции канализации осложняется разнообразием акустических процессов в трубе и их взаимодействия с конструкцией здания. Простые способы «по рецепту» иногда оказываются неэффективными безо всяких видимых причин, и зачастую оказываются не обезврежены невидимые и неслышимые, но опасные и коварные акустические эффекты. Поэтому шумоизоляция фановой трубы должна производиться с полным знанием дела.
Почему пластик шумит
Исследователи находят несколько источников возникновения шума в трубе:
- Ударный – содержимое при падении в стояке бьется о стенки.
- Атмосферный – попросту, шум ветра в вентилируемом стояке.
- Резонансный – в трубе отдаются посторонние звуки.
- Вибрационный – на трубу передаются колебания здания, и др.
Почему труба так чувствительна к звукам? Потому, что она – труба, акустическая резонансная система, и, в отличие от органной или духовой трубы, многочастотная. Протяженность канализационных стояков от низа до верха – от нескольких метров до десятков метров; скорость звука в воздухе – 330 м/с. Основная резонансная частота стояка составит от нескольких герц до десятков герц, а обертоны будут располагаться на шкале частот звука через промежутки, равные основной частоте. То есть, при малейшем периодическом воздействии на трубу она даст практически сплошной гул: в области наилучшей слышимости нетренированное человеческое ухо разность частот в 20 Гц уже не различает.
Резонансные явления в трубе вызывают не только вибрацию ее стенок, но и знакопеременные деформации (изгиб, растяжение/сжатие) тела трубы, т.е. трубы в целом. Звук от вибрации стенок передается в комнаты непосредственно, а знакопеременные деформации, кроме того, воздействуют на конструкцию здания.
Почему чугун не шумит
А почему не шумит чугун? Металл не шумит, а пластик – шумит? Металл, да не совсем. Чугун – эвтектический сплав, скопище разнородных по составу и свойствам микроскопических зернышек. Из-за этого у чугуна низкая механическая добротность: зернышки трутся друг об друга, поглощая вибрацию. И чугунная труба быстро обрастает налетом внутри, который дополнительно гасит колебания.
Вследствие эвтектической структуры ничтожна и упругость чугуна – все знают, насколько он хрупок. Прежде чем чугунное изделие зазвенит от любой причины, оно развалится на куски. Станины роялей и пианино до сих пор отливают из чугуна, игнорируя самые современные материалы: любая другая станина или не выдержит натяжения струн в 20 т, или даст призвуки.
Об инфразвуках
Инфразвуки – звуковые колебания с частотой ниже 20 Гц, ухом не слышимые. Сильный и/или продолжительный инфразвук чрезвычайно вреден и опасен: 7 Гц приводят к эпилепсии и сводят с ума, 0,5-2 Гц вызывают беспричинную истерию и могут остановить сердце. Остальные инфразвуки действуют не так направленно, но ничуть не полезнее.
Немцы во время войны пытались создать на инфразвуке вихревую зенитку, убивающую летчиков. В 50-х – 60-х годах в США, СССР и Франции военными проводились сверхсекретные опыты по боевому применению инфразвуков высокой интенсивности. Источниками были самые компактные из инфразвуковых излучателей – вихревые свистки Левавассера.
Результаты превзошли все ожидания: в 1,5 км от излучателя подопытные умирали, где стояли, или мгновенно сходили с ума. Появлению на свет нового чудовищного оружия помешали обстоятельства, которые невозможно обойти ухищрениями высоких технологий: размеры излучателя должны быть сопоставимы с длиной звуковой волны. «Компактный» вихревой свисток имел 8,2 м в диаметре и 2 м в высоту, а для создания направленного излучения требовалась батарея свистков. И в любом случае инфразвук широко расходится в стороны и проникает на десятки метров вглубь земли, так что защитить своих от него невозможно.
Еще более 20 лет тому назад группа экспертов ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) пришла к выводу, что немаловажным фактором, вызывающим «дебильность» современной цивилизации, является повышенный уровень инфразвука в мегаполисах и промышленных зонах.
Но при чем тут канализация? Помимо акустического, у канализационной трубы возможен и механический резонанс, резонанс самого тела трубы. И частоты его – инфразвуковые. Сама труба инфразвук излучать не способна: ее диаметр в сотни и тысячи раз меньше длины инфразвуковых волн, и происходит акустическое короткое замыкание – не успев отойти от трубы, инфразвук сам себя уничтожает.
Однако здание, по своим размерам, конфигурации и механической добротности – подходящий инфразвуковой резонатор, а колебания тела трубы могут передаваться его конструкции через перекрытия, сквозь которые она проходит и стены, к которым она жестко прикреплена.
Назначение звукоизоляции канализации
Из вышеописанного следует важный для практики вывод: звук от трубы в квартире – структурный; он передается в жилое помещение вследствие колебаний стенок и тела трубы. Следовательно, звукоизоляция канализационных труб должна сводиться к тому, чтобы:
- Погасить вибрации стенок трубы.
- Исключить передачу знакопеременных упругих колебаний трубы в целом на конструкцию здания.
Второй важный вывод: первоочередное значение должна иметь шумоизоляция стояка: самые вредные, инфразвуковые, колебания передает на строительные конструкции именно он.
До какой степени изолировать?
Звукоизоляция стоит денег. И расходы растут по квадрату в зависимости от ее эффективности, от того, насколько она поглощает звук. Чтобы и не жертвовать здоровьем с комфортом, и не тратить лишнего, нужно знать, насколько требуется погасить звуковые колебания.
Интенсивность слышимого звука при измерениях его психофизиологического воздействия соотносится с интенсивностью на частоте 1000 Гц, т.е. измеряется равногромкий звук. Измеряется интенсивность звука в логарифмических единицах – белах, по имени изобретателя телефона и зачинателя электроакустики Александра Белла. На практике используют более удобную десятую долю бела – децибел (дБ). Для звука в 1 кГц значения интенсивности от различных источников следующие:
- Порог слышимости – 0 дБ (10 в минус 12 степени Вт/кв.м).
- Шепот или тихий день далеко за городом – 20-30 дБ.
- Квартира в старом доме в тихом районе – 50-60 дБ.
- Автомагистраль с интенсивным движением, металлообрабатывающий цех – 70-80 дБ.
- Рок-концерт, кузнечно-прессовый цех – 90-100 дБ.
- Взлетающий реактивный самолет – 110-120 дБ.
- Болевой порог – 130 дБ (10 Вт/кв.м).
- Травматический порог (лопаются барабанные перепонки, из ушей течет кровь) – 140 дБ.
- Порог уничтожения (ударная волна ядерного взрыва, удар молнии в 10 м от объекта) – более 160 дБ.
Отсюда следует, что звукоизоляция квартирной канализации должна ослаблять звук на 20-30 дБ. Стандартным значением степени звукоизоляции в жилых помещениях считается 26 дБ (в 20 раз), приемлемым – 20 дБ (в 10 раз); высоким – 40 дБ (в 100 раз).
Способы шумоизоляции канализации
Структурное поглощение
Наилучшая шумоизоляция пластиковых канализационных труб выполняется в самой трубе. Это шумопоглощающие трубы: в состав пластиковой массы вводится минеральный порошок. Получается структура, похожая на эвтектику и действующая аналогично. Наилучший наполнитель – микрокальцит (мраморная пудра, мраморная мука); затем – мел, известняк, доломит. В общем – тонкие фракции помола карбонатных горных пород и минералов.
К сожалению, звукопоглощающие трубы дороги, а их расчетный срок службы – не более 20 лет.
О том, как заменить канализацию в квартире целиком — читайте тут.
Если трубы обычные
А как быть, если пластиковая канализация уже сделана? Или спецтрубы «кусают» бюджет? Ничего страшного, только дополнительно поработать придется. Начинать следует со стояка, и в первую очередь погасить инфразвук. Скорее всего, и слышимый звук при этом перестанет быть слышимым вне туалета с закрытой дверью.
Инфразвук
Звукоизоляция канализационного стояка по инфразвуку возможна двумя способами:
- Частичная замена стояка.
- Демпфирование цельного пластикового стояка.
Первый способ удобен, если замена чугуна на пластик еще только в планах. Суть его в том, что куски старого чугуна с крестовинами отставляются в перекрытиях, а налет внутри чугунных труб при ремонте канализации сразу же обрабатывается любым средством для химической прочистки труб: «Крот» и т.п. Снимать налет до полного просвета не обязательно: от прочищающей химии налет раскиснет, разрыхлится и при пользовании смоется. Преимущества данного способа следующие:
- Ремонт канализации не затрагивает строительные конструкции.
- Работы по замене чугуна на пластик упрощаются и облегчаются; в частности, выемка нижнего обрезка чугунного стояка становится доступна непрофессионалам.
-
Сокращаются расходы на материалы, т.к. крестовина используется прежняя, трещины же чугуна на крестовине встречаются крайне редко.
«По звуку» способ частичной замены хорош и тем, что «поющая» пластиковая труба разделяется на куски длиной не более 5 м (резонанс – 66 Гц). Интенсивность резонансных «островов» на звуковом спектре падает в сотни раз, а промежутки между ними становятся шире самой резонансной зоны. То есть, звук не только глушится, но и меняется самый его характер: звук становится психофизиологически безопасным. Скорее всего, после частичной замены стояка каких-либо дополнительных мер звукоизоляции не потребуется.
При засорении же стояка в процессе эксплуатации его очаг окажется известен заранее и доступен для механической прочистки.
Цельный пластиковый стояк
Ну, а если стояк уже заменен целиком? Не ломать же его и не искать же старые чугунные трубы с крестовинами?
Разумеется, нет. Цельный пластиковый стояк прекрасно изолируется по инфразвуку от строительных конструкций следующим образом:
- От перекрытий – полиэтиленовым стаканом с пенополиуретановым наполнением.
- От стен – демпфирующими (звукоизолирующими) хомутами (см. рис).
Полиэтилен, очень мягкий и вязкий – инфразвуковой демпфер, почти не уступающий чугуну. «Почти» компенсируется пенополиуретановым наполнением.
Хомут-демпфер
Покупать «фирменный» стакан (обойму) не обязательно: в продаже полно дешевых «альтернативных» канализационных труб из полиэтилена. Обрезок такой трубы большего диаметра или фитинг как раз пойдет на стакан. К сожалению, по всем прочим параметрам полиэтилен для канализации вообще не годится. Старения полиэтилена (см. ниже) в виде толстого цилиндра, замурованного в перекрытие, можно не опасаться.
Для звукоизоляции уже существующего стояка стакан разрезают или распиливают вдоль и надевают на трубу, затем вставляют в проем перекрытия. Разумеется, проем нужно освободить. Заполнять стакан вместо пенополиуретана пенопластом или монтажной пеной, не говоря уже о минеральной вате, нельзя: для инфразвука эти материалы прозрачны.
Демпфирующий хомут также не обязательно менять на покупной. Достаточно в уже существующий подложить полоски микропористой резины или обрезки автомобильной камеры.
Слышимые звуки
Итак, с инфразвуком мы управились. Осталось заглушить безвредные, но противные бурчанье и бульканье. Для этого применяется изоляция труб пенополиуретаном или пенопластовой скорлупой (см. рисунок). Изолировать нужно как стояк, так и разводку – разводные трубы по своей длине способны резонировать в слышимой области звукового спектра.
Пенополиуретан немного дороже, но позволяет изолировать криволинейные участки и работать в неудобных местах. Пенопластовая скорлупа элементарно монтируется (наложил, защелкнул, обмотал строительным скотчем), но пригодна только для прямых отрезков при достаточном просвете между трубой и стеной.
Пенополиуретановая звукоизоляция выпускается в виде матов различной ширины, свернутых в рулон. Широкий мат нарезают кусками шириной в длину окружности трубы, оборачивают ими трубу и плотно притягивают к трубе строительным скотчем. Плотно – чтобы не осталось резонирующих участков трубы, вибрация от которых может далеко передаваться с потоком жидкости. Узким матом оборачивают трубу по спирали, и также фиксируют скотчем.
«Альтернативная» звукоизоляция
Вспененный полиэтилен предлагают вместо пенополиуретана, он дешевле. Звук он поглощает отлично, но недолговечен: после лета начинает спадаться и раскисать. Забудьте на подоконнике на полгодика полиэтиленовый пакет, и посмотрите, как он сморщится и станет липким, а через год-полтора и вовсе раскиснет. То же самое произойдет и с полиэтиленовой звукоизоляцией, разве что попозже, но ведь канализация не на год-два ремонтируется.
Монтажная пена для звукоизоляции вообще непригодна: звук она поглощает в ничтожной степени.
Что же касается минеральной ваты, то, во-первых, ее применение в любом качестве в жилых помещениях категорически запрещено санитарными правилами. Нарушителям через год-два-три приходится обращаться к врачу по поводу проблем с органами дыхания и кожей: неизбежно попавшие в жилое пространство микроскопические иголки сделали свое дело. Во-вторых, слышимый звук минеральная вата гасит осень плохо, а инфразвук не гасит вовсе.
Итог
Звукоизоляцией пластиковой канализации ни в коем случае не следует пренебрегать. Психофизиологическое воздействие звуков различной частоты комплексное: даже если уровень инфразвука от канализации и безопасен сам по себе, он усилит вредное действие слышимых звуков. Сделать же звукоизоляцию канализационных труб самостоятельно несложно и недорого.
