Види акустичних матеріалів звукоізоляційні матеріали, звукопоглинальні матеріали,

Види акустичних матеріалів> Звукоізоляційні матеріали, Звуковбирні матеріали, Вібропоглинаючі матеріали

Види акустичних матеріалів і їх властивості

Згідно ГОСТ Р23499-79, звукоізоляційні матеріали і вироби підрозділяються на:

звукопоглинальні матеріали. призначені для внутрішнього облицювання приміщень і пристроїв з метою створення в них необхідного звукопоглинання;

звукоізолюючі матеріали. призначені для ізоляції від повітряних мас;

звукоізолюючі матеріали. призначені для ізоляції від структурного (ударного) шуму.

Відлік рівня гучності виробляють від так званого порога чутності, або невловимого рівня, що представляє собою мінімальну гучність звуку, яку може вловити людина з нормальним слухом.

Звуковий поле, створюване будь-яким джерелом шуму в приміщенні, складається з накладення прямих і відбитих від перешкоди звукових хвиль. Відображення значно збільшує інтенсивність звуку і змінює характер його звучання в гіршу сторону.

Характеристика деяких рівнів гучності звуку наведена в табл. 1.

Таблиця 1. Рівні гучності звуку

характер звуку

Звукова енергія, потрапляючи на перегородку, і частково відбивається від неї, частково поглинається і частково проходить через неї. Матеріали, що володіють здатністю в основному поглинати звукову енергію, називаються звуковбирними.

Звукопоглинальні матеріали. знижуючи енергію відбитих звукових хвиль, сприятливою змінюють характеристику звукового поля. Ці матеріали повинні бути високопористого.

Якщо в теплоізоляційних матеріалах бажано мати замкнуті пори, то в звукоізоляційних краще мати пори, сполучені і можливо менші за розміром.

Такі вимоги до будови звукоізоляційних матеріалів викликані тим, що при проходженні звукової хвилі через матеріал вона призводить повітря, укладений в його порах, в коливальний рух, і дрібні пори створюють більший опір, ніж великі. Рух повітря в них гальмується, і в результаті тертя частина механічної енергії перетворюється в теплову.

Звукопоглинальні матеріали за характером поглинання звуку діляться на:

панельні матеріали і конструкції. в яких звукопоглинання обумовлено активним опором системи, що робить змушені коливання під дією потрапляє звукової хвилі (тонкі панелі з фанери, жорсткі деревоволокнисті плити і звуконепроникні тканини);

пористі з твердим скелетом, в яких звук поглинається в результаті в'язкого тертя в порах (пінобетон, газостекло);

пористі з гнучким скелетом. в яких, крім різкого тертя в порах, виникають релаксаційні втрати, пов'язані з деформацією нежорсткого скелета (мінеральна, базальтова, бавовняна вата).

На звукопоглинальні властивості матеріалів впливає і їх пружність. У виробах з гнучким деформується каркасом мають місце додаткові втрати звукової енергії внаслідок активного опору матеріалу вимушеним коливанням під дією падаючих звукових хвиль.

У ряді випадків облицювання поверхні будівельних конструкцій здійснюється перфорованими листами з порівняно щільних матеріалів (гіпсокартон. Азбестоцемент, металеві, пластмасові листи), які забезпечують конструкцій, поряд зі звукопоглинанням. підвищену механічну міцність і декоративність.

Звукопоглинальне властивість матеріалу характеризується коефіцієнтом поглинання, який являє собою відношення поглиненої звукової енергії до всієї енергії, що падає на матеріал. За одиницю звукопоглинання умовно приймають звукопоглинання 1 м 2 відкритого вікна.

До звукопоглинальним матеріалів відносять ті, які мають коефіцієнт звукопоглинання не менше 0,4 при частоті 1000 Гц ( «Захист від шуму» СНиП 11-12-77).

Коефіцієнт звукопоглинання визначається в так званій акустичної трубі і підраховується за формулою:

де Епогл - поглинена звукова хвиля,

Епад - падаюча звукова хвиля.

Коефіцієнти звукопоглинання деяких матеріалів представлені в табл. 2.

Таблиця 2. Коефіцієнт звукопоглинання деяких матеріалів

Рівень шуму також залежить від часу реверберації (часу звучання відбитого сигналу). Наприклад, в приміщенні об'ємом 100 м 3 з жорсткими поверхнями час реверберації становить від 5 до 8 сек. Якщо поверхня покрита добре поглинає акустичним матеріалом. час реверберації може скласти менше 1 сек, т. е. як в добре мебльованої житловій кімнаті.

Зниження часу реверберації до вищезгаданого рівня збільшує звуковий комфорт приміщень, створює оптимальну робочу атмосферу в лекційному або спортивному залі, офісі, кінотеатрі або студії.

Звукоізоляційна здатність огорож пропорційна логарифму маси конструкції. Тому масивні конструкції мають більшу звукоізоляційною здатністю від повітряного шуму, ніж легкі.

Оскільки пристрій важких огорож економічно недоцільно, належну звукоізоляцію забезпечують пристроєм дво- або тришарових огорож, часто з повітряними зазорами, які рекомендується наповнювати пористими звукопоглинальними матеріалами. Бажано, щоб конструктивні шари мали різну жорсткість, а сама будівельна конструкція мала добре герметизовані вузли примикання елементів один до одного.

Звукоізоляційні матеріали. призначені для захисту від ударного шуму, являють собою пористі матеріали прокладок з малим модулем пружності. Їх звукоізоляційна здатність від ударного шуму обумовлена тим, що швидкість поширення звуку в них значно менше, ніж в щільних матеріалах з високим модулем пружності. Так, швидкість поширення звукових хвиль становить:

Звукоізоляційні матеріали призначені для зниження небажаного шкідливого шуму, негативно впливає на стан людини. Допустимий рівень шуму нормує СНіП. Ці матеріали повинні бути вологостійкими, біостійкими, задовольняти санітарно-гігієнічним вимогам і зберігати свої властивості в процесі тривалої експлуатації.

Звукоізоляційні матеріали по структурним показниками підрозділяються на:

пористо-губчасті (гума, пінопласт, спінений поліетилен);

За величиною відносного стиснення ці матеріали можуть мати скелет:

У напівжорсткому і особливо в м'якому скелеті відбувається посилення звукопоглинання падаючих звукових хвиль за рахунок пружних деформацій скелета матеріалу.

М'яким скелетом володіють полівінілхлорид, поліуретановий поропласт і інші види пористих пластмас. Напівжорсткий скелет мають скловолокнисті, деревоволокнисті, мінераловатні і містять азбест матеріали.

Фибролит, а також різні види легких бетонів відносяться до матеріалів з жорстким скелетом.

Підвищити звукоізолюючу здатність матеріалу можливо, застосувавши шарувату систему з прошарком, в якій динамічний модуль пружності матеріалу повинен бути незрівнянно менше пружності жорстких шарів акустично однорідної конструкції.

Звукоізоляційні матеріали і вироби характеризуються В'язкопружні властивостями і повинні володіти динамічним модулем пружності Е не більше 15 МПа (доменний шлак, керамзит, пісок).

Звукоізоляційні матеріали прокладок і вироби пористо-волокнистої структури з різною вати м'яких, напівжорстких і жорстких видів з Е не більше 0,5 МПа або 5 · 10 5 Н / м 2 мають навантаження на звукоізоляційний шар 0,002МПа (2 · 10 3 Н / м2 ).

Пористо-волокнисті звукоізоляційні вироби повинні мати щільність від 75 до 175 кг / м 3.

Пористо-губчасті звукоізоляційні матеріали та вироби повинні бути з пористої гуми і пінопластів з Е від 1 до 5 МПа.

З деформативности скелета матеріалу і пружних властивостей повітря, укладеного в матеріалі, складається деформативность звукоізоляційний матеріал. М'які звукоізоляційні матеріали високої деформативности під питомим навантаженням 0,002 МПа мають відносний стиск понад 15%. Як правило, це матеріал з пористо-губчастої або волокнистої структурою.

Напівтверді матеріали мають величину відносного стиснення в середньому від 5 до 10%, жорсткі - до 5%, тверді - до 0.

Звукоізоляційні матеріали застосовуються:

в перекриттях - у вигляді суцільних навантажених або ненавантажених (несучих лише власну масу) прокладок, штучних навантажених і смугових навантажених прокладок;

в перегородках і стінах - у вигляді суцільної ненагруженной прокладки в стиках конструкцій.

Вібропоглинаючі матеріали призначені для поглинання вібрації і викликаються шумів при роботі інженерного і санітарно-технічного обладнання.

Для усунення передачі ударного звуку застосовуються конструкції «плаваючої» підлоги.

Пружні прокладки укладаються між несучою плитою перекриття і чистою підлогою. Також необхідно пружними прокладками відокремлювати конструкцію підлоги від стін по периметру приміщення. Види і властивості деяких звукоізоляційних прокладок представлені в табл. 3.

Ефективними звукоізоляційними матеріалами є напівтверді мінераловатні і стекловатниє на синтетичному сполучному плити і мати, а також прошивні стекловатниє мати, деревоволокнисті плити, пориста гума, ПВХ і поліуретанові пінопласти. Виготовляють стрічкові і смугові прокладки довжиною від 1000 до 3000 мм і шириною 100, 150, 200 мм, штучні прокладки - довжиною і шириною 100, 150, 200 мм. Вироби з волокнистих матеріалів застосовуються тільки в оболонці з водостійкою папери, плівки, фольги.

Вібропоглинаючими матеріалами служать деякі сорти гуми і мастики, фольгоізол, листові пластмаси. Вібропоглинаючі матеріали наносяться на тонкі металеві поверхні, при цьому створюється ефективна вібропоглинаюча конструкція з високою енергією на тертя.

Крім класифікації за призначенням, акустичні матеріали розрізняються і за іншими ознаками і мають багато спільного з теплоізоляційними матеріалами.

Таблиця 3. Значення модулів пружності деяких звукоізоляційних прокладок

За будовою і виду пористості звукоізоляції підрозділяються на три групи:

звукоізоляційні матеріали з волокнистих каркасом (мінераловатні, азбестові, фіброліт. деревоволокнисті, деревостружкові, повсть);

комірчасті звукоізоляційні матеріали. отримані методом спучування або Пенов способом (пористі бетони, піноскло);

звукоізоляційні матеріалисмешанной структури. наприклад акустичні штукатурки, які виготовляються із застосуванням пористих заповнювачів (спучений перліт, вермикуліт).

За зовнішнім виглядом (формою) вони бувають:

штучниезвукоізоляціонние матеріали (плиткові, рулонні, мати).

До звукопоглинальним матеріалів зазвичай пред'являють підвищені, порівняно з теплоізоляційними матеріалами. вимоги щодо механічної міцності і декоративності, оскільки їх застосовують для облицювання стін всередині приміщення.