Шумозащитные заборы и ограждения. Принципы построения

По мере развития человеческой цивилизации слух – прежде основной орган восприятия информации из окружающей среды – уступил первенство зрению. Более того, интенсивная индустриализация привела к возникновению множественных шумовых источников, постоянно присутствующих вблизи – на работе, на отдыхе, в быту. Стабильными источниками шумов высокой интенсивности выступают различные механизмы и машины. Наиболее «шумные» сферы жизнедеятельности – промышленность, строительство, транспорт и развлекательная индустрия.

Как распространяется звук

Звуки разносятся по воздушной атмосфере, однако их распространение происходит немного иначе, чем движение ударной волны или ветра. Звуковые волны способны отражаться от поверхностей, многократно менять свое направление и проникать через щели. Но при столкновении с препятствиями звук рассеивается, частично утрачивая волновую энергию. Соответственно, густые заросли кустарника оградят дачу от внешних шумов лучше, чем дощатый забор, сколоченный в одну доску.

Высокая сплошная ограда вдоль дорожной трассы, вроде как обязанная максимально отсечь шумы от загородного участка, по факту способна лишь снизить их на 15%. Ведь если ограждение отделяет от стабильно высокого источника шума только вашу территорию, звуковые волны будут проникать на подворье через соседние участки, не имеющие достаточной ограды. Бороться со звуковыми шумами, порожденными акустической дифракцией (рассеянным отражением звуковых волн), возможно только при полноценном отделении забором источника шума (например, ж/д путей) и дачных участков, как вашего, так и соседних.

Принципы защиты территории от внешних шумов

Акустическое загрязнение – этим термином называются шумы, проникающие в наши дома – является, по сути, мусором. Избавиться от мусора возможно двумя способами – удалением или уничтожением. Поскольку шумы распространяются волнами, то для их устранения следует либо поглотить волну, либо рассеять. Поглощение шума обеспечит материал, препятствующий прохождению звука через себя – образованная им конструкция помещается на пути звуковой волны. А рассеивание происходит при волновом взаимодействии с местным рельефом – естественными и искусственными препятствиями, что отражают звуковые волны, вызывают их интерференцию и дифракцию.

Поглощение направленных звуковых волн обеспечивается монтажом шумопоглощающих ограждений, называемых также экранами. Отражение звуков реализуется при помощи шумоотражающих заборов. Конструкции, одновременно рассчитанные на поглощение и отражение звука, носят название шумозащитные.

Шумопоглощающие экраны (ограждения)

Такие заборы набраны сэндвич-панелями, состоящими из внешнего корпуса (обычно стального или алюминиевого) и внутренней вставки – шумопоглощающего материала, заделанного в «корпусе» наглухо. Минимальная толщина шумопоглощающих панелей составляет 50 мм. Горючие материалы в составе панелей не используются. Наиболее популярный наполнитель – базальтовая вата.

«Сэндвич» звукопоглощающей панели состоит из:

• профилированного и перфорированного металлического листа с нанесением полимерного покрытия (сторона, обращенная к шумовому загрязнителю);
• влагонепроницаемой мембраны;
• шумопоглощающего материала. Применяются войлок, стекловолокно, кремнезистые и базальтовые плиты;
• профилированный металлический лист, защищенный полимерным покрытием (сторона, обращенная к защищаемой от шумов территории).

Поглощающие звуковые волны панели (имеют вид пеналов) монтируются на каркасе ограждения, закрывая его полностью. С обращенной к источнику шума стороны шумопоглощающий забор выглядит, как единая панель – элементы каркаса забора совершенно не различимы. Каждый шумопоглощающий пенал подвергается односторонней обработке – гофрированию, рифлению, перфорированию, нанесению прорезей. Обработка выполняется на стороне, к которой будут поступать звуковые волны, она улучшает поглощение и рассеивание шумов. Геометрические параметры рельефных элементов панели определяются проведением анализа волн шумового загрязнения. Т.е. для полноценного избавления загородного участка от проникновения посторонних шумов необходимо прежде (до приобретения шумопоглощающих панелей) выяснить длины звуковых волн, поступающих от шумовых загрязнителей.

Шумоотражающие экраны (ограждения)

Создаются из плитных и листовых элементов конструкции – деревянных (прессованных и наборных), полимерных, каменных и металлических. Допустимо использование текстильных шумоотражающих конструкций – циновок, сплетенных из натуральных или синтетических материалов. Поверхность отражающего звуковые волны забора выполняется рифленой, гофрированной или гладкой. Наиболее распространены шумоотражающие ограждения из оргстекла и профилированной листовой стали. Чем сложнее выполнен микрорельеф ограждения, тем эффективнее будет происходить рассеивание шумов.

Звуковые волны отражаются от гладких поверхностей и частично рассеиваются, наталкиваясь на рифленые плоскости. В результате шумы направляются обратно к их источнику. Экранирование шумов подобными средствами эффективно, если звукоотражающая поверхность является сплошной панелью – в плоскости забора не должно быть просветов, поскольку даже незначительные внешне щели будут пропускать звуковые волны.

Стоит отметить, что отражающий шумы экран (ограда) вызовет усиление шумового загрязнения на объектах, расположенных перед ним. Т.е. при экранировании дороги с интенсивным движением, проходящей между частными домами, шумы от проезжающего транспорта будут направляться на здания, находящиеся перед шумоотражающим забором.

Шумозащитные экраны (ограждения)

Полноценное экранирование шумов – их отражение, рассеивание и поглощение – с применением серийных технологий невозможно. Здесь требуется индивидуальное проектирование ограждений, учитывающее конкретное происхождение шумов, их волновые характеристики, местные особенности рельефа и пр. Необходимы геологические, акустические, метеорологические и инженерные изыскания, включающие строительно-монтажные расчеты каркасов и фундаментов. Шумозащитные ограждения выполняются высотой свыше 5 м, поэтому обязаны иметь конструкционную стойкость к сейсмическим и ветровым нагрузкам из-за высокой парусности.

По сравнению с шумопоглощающими и шумоотражающими ограждениями, построение шумозащитных экранов обходится наиболее дорого. В частном домостроении такие ограды практически не создаются. Область их применения – промышленные предприятия, крупные транспортные узлы (в основном авиационные, морские и железнодорожные).

Построение шумозащитной ограды для дома

Эффективность акустической защиты загородного участка прямо связана с длинами волн шумового загрязнения. Чем дальше находится объект защиты от первоисточника шумов, тем более высокая ограда необходима – звуковые волны способны преодолевать низкие ограждения. Поэтому шумозащитный экран следует размещать в максимально допустимой близости к точке происхождения шумов (к автомагистрали, детскому учреждению, «шумным» соседям по дачной территории и т.п.).

Создать шумоотражающее ограждение сравнительно проще и дешевле. Его построение не требует узкоспециальных знаний, применимы обычные стройматериалы – кирпич, камень, доска, профнастил, древесно-полимерные композитные панели, стандартные каркасные элементы. При построении шумоотражающей ограды важно исключить любые возможности проникновения звуковых волн свозь просветы в ее конструкции – никаких зазоров. В идеале цоколь ограждение следует вывести над землей, если же нет таковой возможности – постараться сократить просвет между оградой и уровнем грунта до 50 мм. Если высота шумоотражающего экрана выбрана правильно, шумы (их большая часть) не поступят на огражденную территорию.

Основной элемент шумопоглощающего забора – специальные сэндвич-панели – стоят недешево, порядка 4500 руб. за м². При правильном построении опорных конструкций для такой ограды получиться отсечь шумы, возникающие на значительной дистанции от загородного дома. Допустимо выведение забора на максимальную высоту в 8 м. Учитывая затраты на шумопоглощающие панели, установка экрана непрофессиональными монтажниками совершенно невыгодна – высок риск быстрого износа ограды, ее неэффективности из-за ошибок, допущенных при планировке и построении.

Повысить качество шумозащиты придорожного ограждения можно при помощи горизонтально ориентированных экранов, размещаемых на основном заборе, при его высоте более 4 м. Наиболее эффективны Т-образные и Y-образные экранирующие модификации – они способны дополнительно снизить проникновение шумов на 1,5-2 дБА.

В завершении

Некоторые частные домовладельцы при выполнении планировки загородного участка сами создают условия для его зашумленности. Например, если ограда из шумотражающего материала будет расположена позади участка, в то время как источник шума находится перед ним – звуковые волны проникнут на придомовую территорию, отразятся от ограды и вновь поступят на участок. Худшую проблему вызывают параллельно расположенные шумоотражающие стены. Звуковые волны, поступающие к одной из таких стен под углом, будут двигаться по участку «пинг-понгом», поочередно отражаясь от двух оград, пока не рассеяться.