La scienza della trasmissione sonora e del blocco di cemento

Per ottenere una qualità superiore insonorizzata con blocchi di cemento, è essenziale capire come il suono viaggia attraverso materiali da costruzione. Il suono è energia meccanica che si muove in onde attraverso aria, solidi e liquidi. Quando un'onda sonora incontra una parete, parte della sua energia viene riflessa, parte viene assorbita, e parte viene trasmessa all'altro lato. La chiave metrica per isolamento acustico è la maggior parte dei rating di trasmissione del suono (STC) che misura come un assemblaggio di edifici riduce l'aria.

La legge di massa afferma che raddoppiare la massa per area unitaria di una barriera aumenta la sua perdita di trasmissione sonora di circa 6 decibel. I blocchi di cemento sono densi, tipicamente pesano tra 20 e 40 libbre per piede quadrato a seconda del tipo di blocco e riempimento di nucleo. Questa massa crea una resistenza inerziale che rende difficile per le onde sonore di impostare la parete in vibrazione.

Un altro concetto importante è l'effetto di coincidenza. Ogni materiale ha una gamma di frequenza critica in cui la velocità di piegatura forzata corrisponde alla velocità del suono in aria, causando una drammatica caduta della perdita di trasmissione. Per i blocchi di cemento, questa dip a coincidenza si verifica spesso tra 2000 Hz e 4000 Hz per i tipici blocchi da 8 pollici. Per mitigare questo, è possibile aggiungere vinile a massa o altri strati di smorzamento.

Selezione del blocco ottimale di cemento per il controllo del suono

Non tutti i blocchi di cemento sono creati uguali quando si tratta di acustica. Le dimensioni del blocco, densità, tipo aggregato e configurazione del nucleo influenzano la trasmissione del suono.

Densità e peso

I blocchi di cemento di peso standard (densità circa 120-130 libbre per piede cubico) sono adeguati per molte applicazioni, ma per ambienti esigenti, considerano i blocchi ad alta densità realizzati con aggregati più pesanti come il minerale di ferro o il solfato di bario. Questi blocchi possono raggiungere densità superiori a 150 pcf, aumentando significativamente le valutazioni di STC.

Progettazione e riempimento del core

I blocchi solidi offrono i più alti rating di massa e STC, tipicamente 45-50 per una parete da 4 pollici. I blocchi Hollow possono essere riempiti con sabbia, sabbia o altri materiali per aumentare la massa. Il riempimento Grout non solo aggiunge peso ma collega anche il blocco facce strutturalmente, riducendo le vibrazioni. Una parete di blocco completamente smagliata può raggiungere STC valutazioni 5-10 punti più alti di una parete di cemento non grezzo.

Texture superficiale e assorbimento

Tuttavia, per l'insonorizzazione, si desidera generalmente una superficie dura e densa che blocca il suono piuttosto che assorbirlo. Se è necessario ridurre l'eco all'interno di una stanza, applicare pannelli acustici o materiali spray-on alla superficie del blocco. Non fare affidamento sulla consistenza superficiale da solo per migliorare le valutazioni di STC.

Tecniche di costruzione che massimizzano il blocco cemento insonorizzazione

Anche il miglior blocco non può funzionare correttamente se è scarsamente installato. Gaps, crepe e percorsi di fiancheggiamento strutturale sono le ragioni più comuni che una parete di blocco di cemento non riesce a soddisfare il suo potenziale acustico.

Giunti e sigillatura dei mortani

Utilizzare la copertura completa dei mortai su giunti a testa e a letto per eliminare vuoti. Attrezzi i giunti di malta con uno strumento a forma di concava o V per compattarli e ridurre la fessura futura. Dopo la parete è curata, applicare una perla di caulk acustico (non indurimento) lungo tutte le articolazioni tra il blocco e il pavimento, il soffitto e le pareti adiacenti.

Costruzione intasata e doppia parete

Per l'insonorizzazione ad alta difficoltà (registrazioni, home theater, sale meccaniche), una parete a blocchi di cemento singolo potrebbe essere insufficiente. La costruzione a muro intagliata utilizza due pareti a testa separata poste sullo stesso piede ma compensate per rompere il percorso del suono diretto. È possibile applicare lo stesso concetto con blocchi di cemento: costruire due pareti indipendenti separate da un vuoto d'aria da 1-2 pollici.

Riempimento e rinforzo del nucleo

Se si utilizzano blocchi cavi, riempire i nuclei con grana o sabbia mescolati con una piccola quantità di cemento. Questo non solo aggiunge massa ma anche irrigidisce la parete, riducendo la trasmissione a bassa frequenza. Per le regioni sismiche, la barra verticale in core greggi migliora anche l'integrità strutturale senza compromettere l'acustica.

Combinando blocchi di calcestruzzo con livelli di insonorizzazione aggiuntivi

Nessun singolo materiale può risolvere tutti i problemi acustici. I blocchi di cemento forniscono una base massiccia, ma l'aggiunta di strati specifici può migliorare notevolmente le prestazioni attraverso lo spettro di frequenza.

Isolamento nella Cavità

Se si dispone di un sistema a doppia parete o a cavità, riempire il gap con la lana minerale ad alta densità o di fibra di vetro. La lana minerale è preferito perché non sag e ha buoni coefficienti di assorbimento del suono (0.70-0.90 a metà frequenze). L'isolamento a celle serve due scopi: assorbe il suono viaggia attraverso il gap dell'aria e aggiunge smorzamento ai volti a parete.

Vinile mass-Loaded (MLV) e Composti di smorzamento

Applicare fogli di vinile caricati in massa direttamente sulla parete del blocco di cemento prima di aggiungere muro a secco. MLV aggiunge massa senza occupare molto spazio (tipicamente da 0,125 pollici a 0.25 pollici). Utilizzare un composto di smorzamento (come la Colla verde) tra il blocco e il MLV o tra due strati di muro a secco. Il polimero viscoelastico converte l'energia vibrazionale in calore a basso livello, riducendo la trasmissione.

Canali resilienti e muro a secco decoupled

Per decouplare ulteriormente la superficie finita dal blocco di cemento, installare canali resilienti (RC-1) o strisce di pelliccia con lavatrici in neoprene. Collegare i canali orizzontalmente alla parete del blocco utilizzando ancoraggi in cemento, poi avvitare muro a secco ai canali. Il canale si flette sotto le vibrazioni del suono, impedendo il trasferimento diretto di energia. Questo metodo è particolarmente efficace per il rumore di metà e ad alta frequenza.

Considerazioni di progettazione acustica per applicazioni specifiche

Insonorizzazione esigenze variano a seconda del caso di utilizzo. Di seguito sono raccomandazioni mirate per scenari comuni utilizzando blocchi di cemento.

Interni Partizione Mura – Uffici e Appartamenti

Per la divisione di spazi adiacenti, specificare blocchi di cemento da 6 pollici o da 8 pollici completamente smerigliati e in superficie con un malta rinforzato con fibra. Applicare una perla continua di sigillante acustico al perimetro. Da un lato, installare uno strato di lana minerale spessa da 1 pollici fissato con perni di plastica, quindi appendere muro a secco su strisce di pelliccia per creare un 1 pollici di spazio d'aria.

Muri esterni – Rumore dal traffico e dall'industria

Il rumore esterno è imprevedibile e spesso bassa frequenza. Inizia con blocchi di cemento solidi da 8 pollici. Sul lato esterno, applicare una barriera meteorologica e poi uno strato di stucco o una finitura a base di cemento per la massa. Sul lato interno, utilizzare il canale resiliente e il sistema a doppia parete a secco descritto sopra.

Home Teatri e studi di registrazione

Questi spazi richiedono il più alto isolamento acustico. Costruisci una stanza-con-a-camera utilizzando pareti di blocco in cemento. Il guscio esterno è blocco di cemento pesante; la conchiglia interna è un secondo insieme di pareti con un gap di 2 pollici, riempito con la lana minerale densa. Il pavimento dovrebbe essere una lastra di cemento con un sistema di pavimento galleggiante.

Errori comuni e come evitare di loro

Anche gli appaltatori esperti possono compromettere l'insonorizzazione.

  • Inserimento di scatole elettriche:[] Outlet e interruttori su entrambi i lati di una parete creano un percorso sonoro diretto.
  • Ignorando i percorsi di fiancheggiamento: Il suono può viaggiare attraverso la lastra del pavimento, il plenum del soffitto o la dotta.
  • Utilizzando il blocco leggero:[ Un blocco leggero da 4 pollici (density 90 pcf) avrà un STC intorno a 35, che è inadeguato per la maggior parte dei requisiti di insonorizzazione.
  • L'isolamento è inefficace. È necessario disporre di massa sufficiente dal blocco o da strati aggiuntivi; l'isolamento è solo un supplemento.
  • Forgetting about door:[] Una parete con STC 60 è inutile se la porta ha un STC di 25. Utilizzare porte acustiche a base solida con guarnizioni perimetrali e guarnizioni spazzanti.

Test e verifica delle prestazioni insonorizzazione

Dopo la costruzione, verificare che il vostro assemblaggio soddisfi lo STC previsto. Utilizzare un metro di livello sonoro e un generatore di rumore rosa per eseguire un test di campo. Per la verifica professionale, assumere un consulente acustico con apparecchiature calibrate per ASTM E336 (laboratorio) o ASTM E966 (campo). Se il test rivela carenze, le correzioni comuni includono l'aggiunta di più massa, le lacune di tenuta trovate con una fotocamera termica, o l'installazione di ulteriori strati resilienti.

Considerazioni di costi e materiali

Un blocco standard di 8 pollici costa circa $8-$12 per piede quadrato installato. Grouting aggiunge $2-$4 per piede quadrato. Aggiungendo isolante e canali resilienti può aumentare il costo totale a $15-$25 per piede quadrato, che è ancora meno di molti sistemi di parete acustica specializzati.

Conclusioni

I blocchi di cemento rimangono una pietra angolare di grave isolamento acustico a causa della loro massa, durata e resistenza al fuoco. Selezionando blocchi ad alta densità, nucleo di riempimento, sigillando meticolosamente, e aggiungendo strati supplementari come isolamento, MLV, e canali resilienti, è possibile ottenere valutazioni STC che rivali molto più costosi sistemi.