Шумозащитные экраны

Шум негативно воздействует на человека. Акустическое загрязнение признано Всемирной организацией здравоохранения одним из ключевых факторов риска. При этом шум — прямое следствие развития технологий, урбанизации. Но защитить себя от его отрицательного воздействия можно. Одним из таких способов выступает установка шумозащитных экранов.

Шумозащитный экран – это конструкция, которую возводят для защиты объектов от нежелательных звуковых воздействий. Такие панели представляют собой «листы препятствия» – в толще их материала звуковая волна растворяется или отражается о поверхность. Далее она взаимодействует с рельефом заграждения и рассеивается либо направляется обратно – к источнику шумности.

Конструкция акустических панелей

Существуют разные виды шумозащитных экранов. Принципы их действия отличаются по типу конструкции. Но есть и общее – звукоизоляционные мембраны в таких ограждениях эластичны, прочны, для них характерна хорошая гибкость.

Уровень шума является физической величиной. Измеряют его в децибелах (дБ). Предназначенные для защиты от повышенной шумности полотна снижают эту характеристику на несколько порядков (например, с 75–90 до 30–50 дБ).

Акустические экраны представляют собой панель, заполненную поглощающим или отражающим шум материалом высотой от 2 до 6 метров. Его прикрепляют к металлическим стойкам, а затем устанавливают на фундамент. Оптимально, если основание будет бетонным.

Чтобы улучшить свойства шумозащитных экранов, их немного наклоняют в сторону источника шума либо загибают верхнюю часть полотна. Так уменьшаются угол выхода звуковой волны и степень ее влияния. Монтаж акустических панелей выполняют в непосредственной близости от источника звукового воздействия – по краю проезжей части автомобильной дороги, железнодорожных путей, депо, цехов производства, объектов строительства.

По способу устранения нежелательных звуков шумозащитные экраны бывают 3 типов:

• Шумопоглощающие. В них задействуют материалы, способные поглощать звуки. Это пенопласт, базальтовая вата, различные по составу плиты, огнеупорная минеральная вата. Они являются «ловушкой» для звуковых волн. Такие полотна имеют толщину до 10 см. Они обычно покрыты перфорированным металлическим листом – отверстия улучшают процесс вхождения шума в панель и последующее его поглощение. Перфорированную часть устанавливают со стороны источника посторонних звуков. Это также может быть мелкоячеистая сетка.
• Шумоотражающие. Для заполнения в них используют поликарбонат, металлические листы и другие жесткие материалы. Они не поглощают поступающие извне звуки, а отражают основную их часть, возвращая к источнику шума, который начинает испытывать увеличенную нагрузку. Поэтому при возведении таких акустических экранов вдоль автострады или железных дорог нужно, чтобы звуковая волна не возвращалась к машинам или поездам, чего этот тип не может гарантировать. Но стоимость таких шумозащитных экранов является невысокой.
• Комбинированные. Эти варианты включают несколько разных панелей. Сочетают обычно шумопоглощающие полотна на основе поликарбоната с перфорированными листами. Если в нижней части задействовать сплошные металлические шумоотражающие панели, это может снизить цену. Другое преимущество комбинированных ограждений состоит в том, что можно сочетать разные свойства – например, отражение и поглощение звуков. Для этого используют соответствующие материалы.

По материалам акустические экраны бывают:

• На натуральной (природной) основе.
• Искусственные.

Экраны на естественном основании отличаются существенным объемом. Они представляют собой насыпи грунта и щебня, каменную кладку, скальные породы. На каждый 1 метр в высоту необходима отсыпка как минимум на 2 метра в ширину. На верхнюю часть приходится минимум площади. Требуется также обустроить дренажную систему для отвода дождевых, грунтовых, талых вод.

Эти экраны отличаются экологичностью, особенно, если по склонам и верхней кромке насыпи высадить кустарники или деревья. У этого варианта также высокая абсорбционная способность, так как растения и грунт хорошо впитывают вредные вещества, например, выхлопные газы, и фильтруют таким образом воздух.

В искусственных акустических экранах основными конструкционными элементами выступают панели. Это плиты, которые прикрепляют к металлокаркасу либо железобетонным стойкам. Высота конструкции может быть от 2 до 10 метров, но главное условие – она должна возвышаться над источником шумового загрязнения. Можно усилить звукоизолирующие свойства – для этого экран наклоняют в сторону источника шумности. Так создается дополнительное препятствие для выхода волн звука за пределы конструкции.

Шумоизолирующие панели для искусственных сооружений делают из разнообразных композитов, металлических сплавов, пластиков, дерева, бетона, кирпича, рециклированной резины. Это могут также быть различные светопропускающие материалы. У них обычно небольшая толщина, что позволяет экономить полезное пространство. Дренаж обустраивать не нужно. На верхнем основании нередко дополнительно ставят шумозащитный забор, сделанный из искусственных материалов.

По светопроницаемости акустические экраны бывают:

• Прозрачными.
• Тонированными.
• Непрозрачными.
• С прозрачными вставками.

В прозрачных и тонированных сооружениях задействуют, как правило, оргстекло. Такие барьеры не нарушают городской облик. Они повышают безопасность движения благодаря большему углу обзора. Пешеходам и водителям ничто не мешает наблюдать за ориентирами города.

Для создания непрозрачных звукопоглощающих конструкций используют многослойное стекло либо перфорированный лист из металла с задней стенкой, поглощающей звуки. Комбинированные барьеры с прозрачными вставками снижают усталость, поскольку однотонная трасса зачастую отрицательно влияет на реакцию водителей – они могут не ощущать реальной скорости или даже уснуть за рулем. Этот вариант к тому же позволяет создавать необычные дизайнерские композиции, органично вписывать их в окружающий ландшафт. Подобные барьеры являются комбинированными – они одновременно отражают и поглощают шумы.

Область применения шумозащитных экранов

Такие конструкции разработаны для минимизации уровня шумности в жилых районах, которые расположены рядом с автострадами, дорогами либо ж/д путями. Их можно использовать везде, где есть источник повышенной звуковой нагрузки.

На открытой местности акустические экраны ставят прежде всего вдоль транспортных магистралей – скоростных автострад, ж/д путей, мостовых развязок. Барьеры, защищающие от высокой звуковой нагрузки, также монтируют на взлетно-посадочных полосах аэропортов и аэродромов, рядом с производственными цехами, трансформаторными подстанциями, стройплощадками, спортивными аренами, стадионам. Шумозащитные экраны ставят в густонаселенных жилых районах (микрорайонах) мегаполисов.

Возможно размещение звукозащитных конструкций внутри помещений – например, в супермаркетах, на предприятиях, вокзалах, в офисах. Тогда для этих целей используют мобильные акустические экраны. Это перегородки или раздвижные ширмы. Они могут быть изготовлены на цельносварной раме либо быть сборно-разборными. Второй вариант предполагает металлический каркас и сами акустические панели. Это небольшие конструкции, элементы которых устанавливают впритык друг к другу, что позволяет в итоге получать локальные звукоограждающие зоны. А если шумозащитные экраны понадобится перемещать, можно выбрать модель с колесами – она обеспечивает предельный комфорт при транспортировке.

Передвижные модели оптимальны для ограждения зон с повышенной шумностью. Такие перегородки зачастую применяют на сварочных участках. Они незаменимы там, где выполняют временные работы и, соответственно, монтаж стационарных барьеров нецелесообразен.

В каждой ситуации решение ищут персонально. Для этого осматривают территорию, делают замеры, изучают особенности рельефа. На основе всей этой информации выбирают тип акустического экрана, его размерности и конфигурацию.

Требования к оборудованию, ГОСТы

Все разновидности шумозащитных экранных конструкций состоят из панелей, каркасных стоек и фундамента. Наполнение полотна выбирают в зависимости от места монтажа и высоты источника шумности. Акустические заграждения имеют дуговой, прямой либо ломаный контур. Верхний гребень зачастую дополнительно оборудуют козырьком, у которого тоже можно выбрать форму – наклонную, Т- либо Y-образную. Высоту и конструкцию заграждений определяют исходя из требуемой акустической эффективности. Это расчетная величина, которую получают в ходе проектирования. Первыми составляющими этого процесса выступают расчеты волн звука, шумозащитных мероприятий. Их делают в разных программных комплексах.

Зону экранирования определяют исходя из выбора расчетной точки – ей может быть жилой дом либо другой объект, которому требуется звукоизоляция. Вторая составляющая в ходе акустического проектирования экранных заграждений предполагает получение архитектурно-строительных решений. Эти документы определяют вид акустического экрана, уровень его прочностных характеристик, степень устойчивости на местности с учетом воздействия климатических факторов. При получении архитектурно-строительных решений подготавливают такие материалы:

• расчеты устойчивости и прочности ограждений, их фундаментов, оснований опор;
• планировочные решения по размещению конструкции на местности с учетом рельефа и коммуникаций;
• продольные профили – виды шумозащитных экранных заграждений в развертке с табличными данными о размерностях сооружения;
• описания узлов – используемые шумозащитные панели, варианты их фиксации на несущем каркасе, способы крепления к фундаменту;
• подробные чертежи, спецификации на расчетные элементы экранной конструкции;
• ведомости координат заграждения;
• спецификацию оборудования и материалов;
• ведомости объемов работ.

На основе этих данных делают смету. Это третья составляющая проектирования.

Потребоваться может также разработка технологической части строительства – проект организации строительства, который подготавливает соответствующая организация, либо проект производства работ, который делает подрядчик на стадии рабочей документации.

Проектирование выполняют на основании геологических и геодезических инженерных изысканий. Без них проект представляет собой лишь ничем не обоснованные эскизы, черновики для составления коммерческих предложений.

Считается, что оптимально предусмотреть шумозащиту еще на этапе дорожного, мостового или иного строительства. На этой стадии можно предусмотреть многочисленные нюансы – парусную нагрузку, основание заграждения, увеличение силы воздействия на крепежные элементы.

Оптимальную высоту акустического экрана определяют с помощью расчета. Его делает проектировщик. Самостоятельные подсчеты, как правило, не учитывают многих факторов. Поэтому нередко приводят к снижению эффективности заграждения. В худших случаях шумозащита разрушается, например, из-за недостаточного числа опорных стоек или неправильно подобранной высоты панелей.

Для монтажа защитного заграждения также нужно обустроить буронабивной свайный фундамент. Он может быть с ростверком либо без него. Несущие стойки фиксируют к основанию анкерными болтами, а установку начинают с нижнего ряда.

В СТО АВТОДОР 2.9-2014 указана наименьшая толщина стенки панели. Она равна 0,8 мм, если материал – сталь, а если алюминий – то 1,2 мм.

В ГОСТе 32957-2014 прописано, что для обеспечения защиты стальных панелей необходимо горячее цинкование. Его слой должен составлять как минимум 35 мкм, если стальной лист имеет толщину от 0,8 до 1,5 мм, и 45 мкм при толщине листа от 1,5 до 3 мм. В документе также указано, что нужно использовать защитно-декоративное лакокрасочное покрытие.

Подводя итоги

Шумозащитный экран позволяет снизить уровень звукового загрязнения на 15–25 дБ. Такие барьеры устанавливают в густонаселенных районах, где невозможно трассирование дороги на расстоянии от жилых домов, офисных зданий.

Существует много разновидностей шумозащит. По принципу действия они делятся на шумопоглощающие, шумоотражающие, комбинированные.

Шумопоглощающие акустические панели принимают на себя волну звука и пропускают ее внутрь через отверстия во внешней стороне, где кинетическую энергию поглощает материал – например, базальтовая вата либо пенопласт. Эти ограждения используют там, где необходима защита от увеличенной звуковой нагрузки без ущерба для противоположной от барьера стороны (трасса или железная дорога).

Эффективность шумопоглощения обусловливается предельной плотностью материала панели и минимальной плотностью внутри. Чем больше волокон у покрытия внутри полости панели – тем лучше идет поглощение звуков. Шумоотражающие экранные конструкции действуют по-другому. Волну звука они не поглощают, а отражают ее основную часть, возвращая к источнику шумности. Такие барьеры устанавливают на открытых площадках, а также внутри вокзалов, заводских цехов, супермаркетов.

Комбинированные ограждения отличаются сочетанием нескольких видов панелей. Зачастую они включают шумопоглощающие материалы с перфорацией и прозрачные шумоотражающие вставки из поликарбоната. При возведении шумозащиты вдоль трасс и железнодорожных путей рекомендовано добавлять в сооружение прозрачные панели. Они повышают безопасность дорожного движения, увеличивают видимость и равномерность освещенности магистрали, минимизируют ощущение замкнутости пространства.

Важны также высота экрана, его форма. Г-образные или полукруглые сооружения действуют более эффективно по сравнению с обычными прямыми. Согласно расчетам, барьер длиной 500 сантиметров под углом 45 градусов заменяет прямой экран высотой 1 метр.

Концепцию акустического экрана должен разрабатывать проектировщик на основе данных об объекте, который требуется изолировать от посторонних звуков. Во внимание берется также специфика местности, для чего проводят геологические и геодезические изыскания. Если их не сделать и просто купить материалы, в дальнейшем это обернется ничем не обоснованными расходами. Кроме того, даже малейшая ошибка в расчетах может привести к деформациям или разрушению конструкции.

В акустических экранах международного концерна DoorHan задействованы панели с высоким индексом звукоизоляции. Они снижают уровень шумности до регламентированных значений. В линейке бренда есть сборно-разборные мобильные экраны, кожухи, кабины, перегородки. Их можно сделать с окнами, дверями, вентиляционными решетками. Ограждения со временем можно демонтировать, так как для их установки не требуются сварочные работы.

Выбрать акустические панели можно со склада в Москве. Это профилированные кассеты из стали или алюминия, полотна из монолитного поликарбоната, полиметилметакрилата, минераловатные теплоизоляционные плиты на синтетическом связующем. Все металлические части барьеров оцинкованы. В качестве уплотнителя используется энергофлекс из вспененного полиэтилена.