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:

1. Ударный – содержимое при падении в стояке бьется о стенки.
2. Атмосферный – попросту, шум ветра в вентилируемом стояке.
3. Резонансный – в трубе отдаются посторонние звуки.
4. 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:

1. Порог слышимости – 0 дБ (10 в минус 12 степени Вт/кв.м).
2. Шепот или тихий день далеко за городом – 20-30 дБ.
3. Квартира в старом доме в тихом районе – 50-60 дБ.
4. Автомагистраль с интенсивным движением, металлообрабатывающий цех – 70-80 дБ.
5. Рок-концерт, кузнечно-прессовый цех – 90-100 дБ.
6. Взлетающий реактивный самолет – 110-120 дБ.
7. Болевой порог – 130 дБ (10 Вт/кв.м).
8. Травматический порог (лопаются барабанные перепонки, из ушей течет кровь) – 140 дБ.
9. 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.

В продаже звукопоглощающие трубы можно узнать по утолщенным стенкам (как у чугуна), белому цвету и маркировке продольными красной и зеленой полосой (см. рисунок). На «настоящих фирменных» трубах обязательно наносится название, логотип, реквизиты производителя и величина ослабления звука в децибелах. Для предъявления претензий по качеству этой маркировки достаточно на весь срок эксплуатации без каких-либо дополнительных гарантийных документов. Как и чугун, звукопоглощающий пластик гасит любые звуковые колебания, в т.ч. и инфразвук.

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:

1. Ремонт канализации не затрагивает строительные конструкции.
2. Работы по замене чугуна на пластик упрощаются и облегчаются; в частности, выемка нижнего обрезка чугунного стояка становится доступна непрофессионалам.

3. 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:

1. От перекрытий – полиэтиленовым стаканом с пенополиуретановым наполнением.
2. От стен – демпфирующими (звукоизолирующими) хомутами (см. рис).

Полиэтилен, очень мягкий и вязкий – инфразвуковой демпфер, почти не уступающий чугуну. «Почти» компенсируется пенополиуретановым наполнением.

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.