Акустические материалы и изделия – ,

Опубликовано

Акустические материалы и изделия

Рассматриваемые вопросы

1. Звукопоглощающие материалы и устройства

2. Звукоизолирующие материалы, структуры, свойства


Акустическими называются материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего шума.

Акустические материалы принято подразделять в зависимости от назначения, структуры и свойств на звукопоглощающие и звукоизоляционные или прокладочные.

Особенности структуры и свойств.Звукопоглощающие материалы и изделия предназначаются для снижения уровня звукового давления в помещениях жилых, производственных и общественных зданий. Поток звуковой энергии при падении звуковых волн на поверхность ограждения частично отражается поверхностью ограждения, остальная звуковая энергия проходит через ограждение. Коэффициент звукопоглощения равен отношению неотраженной энергии, поглощенной поверхностью, к падающей энергии в единицу времени. Поглощение звуковой энергии в однородном пористом материале происходит за счет энергетических потерь на вязкое трение, преодолеваемое воздушным потоком в порах материала, теплообмена между стенками пор и воздухом, релаксационных процессов в материале с неидеальной упругостью скелета. Чем большую пористость имеет материал, чем больше развита поверхность пор и больше пор сообщается между собой, тем больше его звукопоглощение. Поэтому звукопоглощающие материалы должны обладать большой открытой пористостью преимущественно сообщающегося и разветвленного характера. Желательны размеры пор от 0,01 до 0,1 см. Звукопоглощение на низких частотах происходит в более крупных порах. Увеличение влажности материала резко снижает коэффициент звукопоглощения по всему диапазону частот.

Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается по классам в зависимости от величины коэффициента звукопоглощения: свыше 0,8 – первый класс; от 0,8 до 0,4 – второй и от 0,4 до 0,2 включительно – третий. Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, расположения по отношению к источнику звука и других факторов. Для усиления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно перфорируют. Размер и форма отверстий в изделиях, их наклон, глубина, а также процент перфорации, т.е. отношение площади, занимаемой отверстиями, к общей площади плиты, влияют на коэффициент звукопоглощения. При этом обычно перфорация плит увеличивает коэффициент звукопоглощения более чем на 10–12 %.

Основные виды звукопоглощающих материалов и их применение.Самыми эффективными звукопоглощающими материалами, имеющими высокие значения коэффициентов звукопоглощения в широкой полосе частот (от 125 до 8000 Гц), являются минераловатные изделия из супертонкого стекловолокна. Однако их применение допускается при наличии специальных покрытий, обеспечивающих высокую степень защиты от нежелательной эмиссии частиц стекловолокна.

Достаточно эффективные звукопоглощающие материалы плотностью 250–500 кг/м3 получают из вспученного перлита и вяжущего из жидкого стекла или синтетических смол. Газосиликатные плиты «Силакпор» выпускают обычно плотностью до 350 кг/м3 в сухом состоянии. При этом прочность при сжатии составляет до 0,1 МПа. Промышленность выпускает гипсовые плиты со сквозной перфорацией. Плиты армируются дробленым стекложгутом и поливинилхлоридным шнуром, стеклопором, перлитом. Эффективен двухслойный материал, наружным слоем которого является перфорированная плита из гипсокартонного листа, а внутренним, подстилающим слоем – нетканое полотно или фильтровальная бумага.

Звукопоглощающие отделочные изделия выпускают в основном в виде плит, имеющих хороший декоративный внешний вид, различные размеры. Фактура этих плит может быть щелевидной, трещиноватой, бороздчатой, круглой, иметь рельефы и быть окрашенной. Звукопоглощающие плиты лучше располагать в конструкции с различным воздушным зазором – «на относе». Используют для звукопоглощения в конструкциях резонаторы, т.е. щиты или пластины, расположенные на некотором расстоянии от поверхности ограждения; кроме того, применяют резонаторные перфорированные экраны, располагаемые вдали от ограждения и оклеенные с обратной стороны тканевым покрытием.

В общественных и промышленных зданиях используют звукопоглощающие устройства, которые изготовляют из металла, фанеры, пластмассы в виде перфорированных панелей, расположенных «на относе» от стены. Используют пустотелый звукопоглощающий керамический кирпич, имеющий форму акустического резонатора – полости с узкой горловиной. Керамический звукопоглощающий материал является не только отделкой, но и несущим строительным элементом.

Звукоизоляционные, или, как их часто еще называют, прокладочные, материалы применяют для звукоизоляции от ударного шума в многослойных конструкциях перекрытий и перегородок и частично для поглощения воздушного шума. Нормируемыми параметрами звукоизоляции являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкции и индекс приведенного уровня ударного шума над перекрытием (в децибелах).

В зависимости от структуры конструкции делят на акустические однородные и акустические неоднородные. К первым относят конструкции, которые совершают колебания как единое целое, у вторых отдельные части совершают отличные друг от друга перемещения, что возможно при слоистой системе конструкции из разнородных материалов. Звукоизолирующая способность акустически однородных конструкций прямо пропорциональна десятичному логарифму массы, что определяет их недостаточную эффективность. Повышения звукоизолирующей способности акустически неоднородных конструкций добиваются применением слоистых систем с прослойками, в том числе воздушными, в которых динамический модуль упругости материала несоизмеримо меньше упругости материала жестких слоев. Например, модуль упругости бетонов – от 5000 до 30000 МПа, а воздуха – всего 0,14 Мпа. Важнейшим свойством, определяющим эффективность изоляционного прокладочного материала, является его жесткость. Жесткость связана с толщиной прослойки и динамическим модулем упругости материала. По величине динамического модуля упругости звукоизоляционные прокладочные материалы делятся на классы: I – до 1 МПа, II – от 1 до 5 МПа, III – от 5 до 15 МПа. По деформативности звукоизоляционные материалы делятся на мягкие (относительное сжатие свыше 15 %) – имеют волокнистую или пористо-губчатую структуру; полужесткие – имеют относительное сжатие от 5 до 10 %; жесткие – до 5 % и твердые – около нуля.

В качестве эффективных звукоизоляционных материалов применяют маты и плиты полужесткие минерало- и стекловатные на синтетическом связующем, маты стекловатные прошивные, плиты древесно-волокнистые, пенопласты (полиуретановые и поливинилхлоридные), пористую резину.

Контрольные вопросы

1. Структуры и свойства звукопоглощающих материалов.

2. Эффективность звукопоглощающих материалов.

3. Основные виды звукопоглощающих устройств, конструкции.

4. Конструкции и структуры звукоизолирующих устройств.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Акустические материалы и изделия

            
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУК 
УКРАИНЫ

 ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ 
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

                                                  
РЕФЕРАТ

                                                    
на тему:

                               Акустические материалы и изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           
СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение                                                                                                              
3

1 Общие сведения                                                                                               
4

2 Звукопоглощающие материалы                                                                      
6

3 Звукоизоляционные материалы                                                                      
9

4 Вибропоглощающие материалы                                                                    
13

Выводы                                                                                                                14

Список использованной
литературы                                                                
15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        ВВЕДЕНИЕ

 

     Известно, что научно-технический прогресс
стал одним из важнейших факторов развития
человеческого общества. Однако достижения
цивилизации в ряде случаев порождают
и проблемы, многие из них непосредственным
образом могут влиять на человека, в том
числе и на его здоровье. К негативным
последствиям научно-технических достижений
относится проблема шума.

     Еще сто лет назад Нобелевский лауреат,
немецкий бактериолог Роберт Кох (1843-1910
гг.) говорил, что наступит день, когда
человек начнет борьбу с очень опасным
врагом своей жизни — шумом, точно так же,
как он боролся с холерой и чумой. По оценкам
многих экспертов, сегодня такой день
уже настал.

     Неблагоприятное акустическое воздействие
в той или иной мере ощущает почти каждый
второй житель нашей планеты. Шум стал
постоянным спутником человеческой жизнедеятельности,
главным виновником стресса, раздражительности,
усталости, а также общего состояния здоровья
человека.

     По оценкам экспертов Всемирной организации
здравоохранения, городской житель проводит
в помещениях около 80% своего времени.
Поэтому актуальной проблемой становится
создание акустического комфорта, как
дома, так и на работе. Это значит, что в
помещениях жилых и общественных зданий,
а также на территории жилой застройки
уровень шума, поступающего от внешних
и внутренних источников, не должен превышать
допустимые санитарные нормы. Допустимым
принято считать такой уровень шума, который
при длительном воздействии не вызывает
отрицательных изменений в физиологических
реакциях и субъективном самочувствии
человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

     Акустическими называются материалы, способные уменьшать
энергию звуковой волны, снижать уровень
громкости внутреннего или внешнего звука.

     Звук – это восприятие ухом упругих механических
колебаний и волн, возникающих в среде
под влиянием принудительных воздействий.

     Частоты колебаний, выражаемые в герцах (Гц), могут быть
низкими, средними и высокими, что обусловлено
числом колебаний в 1с: при низкой частотности
– 16…500 Гц, средние 500…2000 Гц, высокие –
2000…15000 Гц и выше (1 Гц = 1 колебание в 1с).

     Человеческое 
ухо воспринимает звук лишь 
при его силе не ниже некоторой 
минимальной величины, называемой порогом слышимости. Порог слышимости различен для низких,
средних и высоких частот. Наиболее чувствительно
человеческое ухо к колебаниям с частотами
в области 1000…3000 Гц, когда порог слышимости
достигает интенсивности звука до 10  
Вт/см ².

     Шумы, которые нас чаще всего беспокоят,
можно разделить на две категории:

Воздушный
шум, к которому
относят звуки, излученные в воздух, вроде
работающей видео- и аудиотехники, криков
и разговоров, лая собак. Структурный шум,
возникает в результате механического
действия, например, при сверлении стены,
опрокидывании мебели или беготне по помещению,
когда вибрация передается по стенам и
распространяется на все остальное помещение.

     Самым неприятным шумом являются звуки
ударного типа, которые способны передаваться
на большие расстояния от источника.

     Для большинства зданий задача акустики,
акустического благоустройства заключается
в снижении уровней внешних шумов до допустимого
при относительном режиме тишины в помещениях
производственных, учебных, жилых, культурно-бытовых
и других зданий. Для зданий общественного
назначения важно также обеспечить в основных
помещениях хорошую слышимость и разборчивость,
а в музыкальных помещениях – еще и естественность
звучания инструментов и голоса. Решение
этих задач осуществляется комплексом
конструктивных, планировочных и предупредительных
мероприятий. Главным из них служит правильное
назначение строительных материалов в
конструкциях, особенно в ограждающих
(стены, перегородки), междуэтажных перекрытиях
и кровельных покрытиях.

     Выбор материалов основан на их
различной способности к задержанию (поглощению)
звуковой волны, которая может распространяться
как в воздухе, так и в твердых телах и
жидкостях. Скорость звука в воздухе приблизительно
равна 340 м/с, в воде – 1450 м/с, а в твердых
телах еще выше: в кирпичной кладке – 2000
м/с, бетоне – 4000 м/с, металле – свыше 5000
м/с.

     На пути 
воздушного переноса звука устанавливаются 
преграды из звукопоглощающих 
материалов и конструкций. Сложнее 
преграды установить на пути 
материального (ударного) переноса 
звука, например при устройстве 
междуэтажных перекрытий. Чаще всего 
воздушные и ударные переносы шумов совмещаются,
особенно в современных зданиях, выполняемых
из сборного железобетона, обладающего
малым звукопоглощением, и имеющих щели,
неплотности и отверстия, а при тонких
конструкциях – способные еще и к изгибным
колебаниям.

     С увеличением 
массы ограждения улучшается 
поглощение звука, т.к. массивное 
ограждение труднее перевести 
в изгибное колебание под влиянием 
волнового звукового давления. Но 
с увеличением массы ограждения 
прирост звуковой изоляции происходит 
медленно. Так, например, если при массе перегородки
100 кг звукоизоляция составляет 40 дБ, то
при массе 200 кг – 44 дБ, при 300 кг – 48 дБ.
Для дальнейшего снижения шума потребуется
устраивать либо очень тяжелые однородные
ограждения, либо заменять их ограждениями
из двух стенок со сплошными воздушными
прослойками и т.п.

     Для борьбы 
с шумом и переносом звука 
используют звукопоглощающие (активно поглощающие звук) и звукоизоляционные
(снижающие уровень шума) материалы.

 

 

                              2 ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

 

     Звукопоглощающие материалы
(Рис.1) применяются в основном в звукопоглощающих
облицовках производственных помещений
и технических устройств, требующих снижения
уровня шумов (промышленные цехи, машинописные
бюро, установки вентиляции и кондиционирования
воздуха и др.), а также для создания оптимальных
условий слышимости и улучшения акустических
свойств помещений общественных зданий
(зрительные залы, аудитории, радиостудии
и пр.). Звукопоглощающая способность материалов
обусловлена их пористой структурой и
наличием большого числа открытых сообщающихся
между собой пор, максимальный диаметр
которых обычно не превышает 2 мм (общая
пористость должна составлять не менее
75% по объёму). Большая удельная поверхность
материалов, создаваемая стенками открытых
пор, способствует активному преобразованию
энергии звуковых колебаний в тепловую
энергию вследствие потерь на трение.
Эффективность звукопоглощающих материалов
оценивается коэффициентом звукопоглощения
α, равным отношению количества поглощённой
энергии к общему количеству падающей
на материал энергии звуковых волн.

 

                                                          
Рис.1.

     Звукопоглощающие материалы
имеют волокнистое, зернистое или ячеистое
строение и могут обладать различной степенью
жёсткости (мягкие, полужёсткие, твёрдые).

     Мягкие звукопоглощающие
материалы изготовляются на основе минеральной
ваты или стекловолокна с минимальным
расходом синтетического связующего (до
3% по массе) или без него. К ним относятся
маты или рулоны с объёмной массой до 70
кг/м³, которые обычно применяются в сочетании
с перфорированным листовым экраном (из
алюминия, асбестоцемента, жёсткого поливинилхлорида)
или с покрытием пористой плёнкой. Коэффициент
звукопоглощения этих материалов на средних
частотах (250—1000 Гц) от 0,7 до 0,85.

       К полужёстким
материалам относятся минераловатные
или стекловолокнистые плиты размером
(мм) 500 × 500 ×20 с объёмной массой от 80 до
130 кг/м³ при содержании синтетического
связующего от 10 до 15% по массе, а также
древесноволокнистые плиты с объёмной
массой 180—300 кг/м³. Поверхность плит покрывается
пористой краской или плёнкой. Коэффициент
звукопоглощения полужёстких материалов
на средних частотах составляет 0,65—0,75.
В эту же группу входят звукопоглощающие
плиты из пористых пластмасс, имеющие
ячеистое строение (пенополиуретан, полистирольный
пенопласт и др.).

     Твёрдые материалы волокнистого строения изготовляются
в виде плит «Акминит» и «Акмигран» (СССР),
«Травертон» (США) и др. размером (мм)

300 × 300 × 20 на основе 
гранулированной или суспензированной 
минеральной ваты и коллоидного 
связующего (крахмальный клейстер,
раствор карбоксиметилцеллюлозы). Поверхность 
плит окрашена и имеет различную 
фактуру (трещиноватую, рифлёную, бороздчатую).
Объёмная масса 300—400 кг/м³, коэффициент звукопоглощения
на средних частотах 0,6—0,7.       

     Разновидность твёрдых материалов —
плиты и штукатурные растворы, в состав
которых входят пористые заполнители
(вспученный перлит, вермикулит, пемза)
и белые или цветные портландцементы.

     Применяются также звукопоглощающие
плиты, в которых древесная шерсть связана
цементным раствором (т.е. акустический
фибролит).

     Выбор материала зависит от акустического
режима, назначения и архитектурных особенностей
помещения.

     Ниже представлена 
таблица коэффициентов звукопоглощения 
некоторых материалов:

     Таблица 
1.

 

               Наименование

Коэффициент звукопоглощения 
при 1000 Гц

Окно

1

                             
Акустические материалы:

Акустические минераловатные плиты АКМИГРАН

0,7-0,9

Акустический фибролит

0,45-0,50

Акустические древесноволокнистые 
плиты

0,40-0,80

Акустические перфорированные 
листы

0,4-0,9

Теплоизоляционные материалы,
используемые для звукопоглощения:

Минеральные плиты

0,25-0,4

Пеностекло с сообщающимися порами

0,3-0,5

Пеноасбест

0,6-0,8

Деревянная стена

0,06-0,1

Кирпичная стена

0,032

Бетонная стена

0,015

 

    

     Независимо от разновидностей звукопоглощающего
материала они имеют некоторые общие признаки:
их коэффициент звукопоглощения не должен
снижаться ниже 0,20 при низких частотах
звука и ниже 0,40 при средних частотах.
Они должны быть достаточно огнестойкими,
противостоять гниению и не должны выделять
химических веществ и неприятного запаха.
Их средняя плотность не должна быть выше
300…400 кг/м³. Немаловажное значение имеют
декоративные свойства и цвет звукопоглощающих
материалов, поскольку они, как правило,
служат и для архитектурной отделки помещений.

     Эти материалы при выполнении своей основной
функции — поглощение звука — реагируют
на частотность его колебания. С увеличением
частотности звукопоглощение пористым
материалом увеличивается, а при низких
частотах повышенный эффект приносят
сплошные воздушные прослойки (зазоры)
размером 7…10 см между стенками.

 

                             
3 ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

     Звукоизоляционная способность ограждений
пропорциональна логарифму массы конструкции.
Поэтому массивные конструкции обладают
большей звукоизоляционной способностью
от воздушного шума, чем легкие.

     Поскольку устройство тяжелых ограждений
экономически нецелесообразно, надлежащую
звукоизоляцию обеспечивают устройством
двух- или трехслойных ограждений, часто
с воздушными зазорами, которые рекомендуется
наполнять пористыми звукопоглощающими
материалами. Желательно, чтобы конструктивные
слои имели различную жесткость, а сама
строительная конструкция имела хорошо
герметизированные узлы примыкания элементов
друг к другу.

     Звукоизоляционные материалы, предназначенные
для защиты от ударного шума, представляют
собой пористые прокладочные материалы
с малым модулем упругости. Их звукоизоляционная
способность от ударного шума обусловлена
тем, что скорость распространения звука
в них значительно меньше, чем в плотных
материалах с высоким модулем упругости.

     В Таблице 
2. показана скорость распространения звуковых волн:

 

 

 

     Таблица 
2.

 

в стали

5050 м/с

в железобетоне

4100 м/с

в древесине

1500 м/с

в пробке

50 м/с

в пористой резине

30 м/с

 

     Звукоизоляционные материалы (Рис.2) предназначены
для снижения нежелательного вредного
шума, отрицательно воздействующего на
состояние человека.

 

                                                         
Рис.2.

 

     Допустимый уровень шума нормирует СНиП.
Эти материалы должны быть влагостойкими,
биостойкими, удовлетворять санитарно-гигиеническим
требованиям и сохранять свои свойства
в процессе длительной эксплуатации.

www.yaneuch.ru

Акустические материалы



 


Нормативная литература:

ВСН 41.96 Защита от шума в крупнопанельных зданиях;   ГОСТ 12.1.003.83 Система стандартов безопасности труда, шум;  ГОСТ Р 51943.2002 Экраны акустические для защиты от шума транспорта;  СНиП 23.02.2003 Защита от шума;  СТ СЭВ4867.84 Звукоизоляция ограждающих конструкций;


Справочная литература:


1. Общие сведения

Звуки, вызываемые случайными причинами, не несущие полезной информации и мешающие тому или иному жизненному процессу, принято называть шумами.Они раздражают и угнетают нервную систему человека. Поэтому уменьшение вредного влияния шумов на здоровье человека становится одной из социальных проблем.


Ухо человека воспринимает звуковые колебания частотой 16 Гц — 20 кГц, особо чувствительными являются частоты 1500-3000 Гц.


Воздушный шум возникает и распространяется в воздушной среде. Звуковые волны воздействуют на ограждающие конструкции, приводят их в колебательное движение и тем самым передают звук в соседние помещения, отражаются и частично поглощаются ограждениями, а также проникают через них.

Ударный шум возникает и распространяется в ограждающих конструкциях при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию.

СНиП нормируют допустимые уровни шума. Таким параметром является уровень звукового давления, т.е. избыточного давления, вызываемого распространением звуковой волны в воздухе. Звуковое давление измеряется в децибелах (дБ) на различных частотах. Предельные значения уровней шума: для производственных помещений с речевой связью 80-85 дБ, административных помещений 38-71 дБ, больниц 13-51 дБ.

Материалы и изделия характеризуются среднеарифметическим коэффициентом звукопоглощения в каждом из трех диапазонов частот.

       

Классификация частот





        Наименование диапазона частот   

   Обозначение диапазона частот    

       Среднеарифметические частоты, Гц   

Низкочастотный

Н

63; 125; 250

Среднечастотный

С

500; 1000

Высокочастотный

В

2000; 4000; 8000

 

По структурным показателям материалы и изделия имеют пористо-волокнистую (вата), пористо-ячеистую (ячеистый бетон, перлит), пористо-губчатую (пенопласт, резина) структуры.

По величине относительного сжатия они могут иметь твердый, жесткий, полужесткий и мягкий скелет.

В полужестком и особенно мягком скелете происходит усиление звукопоглощения падающих звуковых волн за счет упругих деформаций скелета материала.

К материалам с жестким скелетом относятся различные виды легких бетонов, а также фибролит.

Древесноволокнистые, минераловатные, стекловолокнистые и содержащие асбест материалы имеют полужесткий скелет.

Мягким скелетом обладают полиуретановый поропласт, поливинилхлорид и другие виды ячеистых пластмасс.

Акустические материалы могут быть несгораемыми, трудносгораемыми и сгораемыми, должны быть влагостойкими, биостойкими, удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и сохранять свои свойства в процессе длительной эксплуатации.

Они могут быть штучными (блоки, плиты), рулонными (маты, полосовые прокладки, холсты), рыхлыми, сыпучими (вата, керамзит, песок, доменный шлак и др.).


 

Акустические материалы принято подразделять в зависимости от назначения, структуры и свойств на звукопоглощающие, звукоизоляционные или прокладочные и вибропоглощающие


 

2. Звукоизоляционные материалы

Звукоизоляционные или, как их часто еще называют, прокладочные материалы применяют для звукоизоляции в основном от ударного шума в многослойных конструкциях перекрытий и перегородок и частично для поглощения воздушного шума.

Нормируемыми параметрами звукоизоляции являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкции  (дБ) и индекс  приведенного уровня ударного шума над перекрытием  (дБ)., определяются по соответствующим графическим зависимостям или таблицам нормативных документов (СНиП).

Звукоизоляционная способность конструкции зависит от ее структуры, размеров, массы, жесткости, внутреннего сопротивления материала прохождению звука, способа опирания и других особенностей.

В зависимости от структуры конструкции делят на акустические однородные и акустические неоднородные.

К первым относят конструкции, которые совершают колебания как единое целое, у вторых частицы на поверхности конструкции совершают отличные друг от друга перемещения, что возможно при слоистой системе конструкции из разнородных материалов, в том числе содержащих прослойки воздуха.

Звукоизолирующая способность акустически однородных конструкций прямо пропорциональна десятичному логарифму его массы.

Это значит, что звукоизолирующая способность таких конструкций увеличивается, следуя логарифмической кривой, сначала довольно быстро, а затем очень медленно.

Если идти по пути увеличения массы конструкции, то это сделает их слишком тяжелыми, громоздкими и дорогими.

Повысить звукоизолирующую способность акустически неоднородных конструкций можно применением слоистых систем с прослойками, в которых динамический модуль упругости материала должен быть несоизмеримо меньше упругости материала жестких слоев акустически однородной конструкции.

Например, модуль упругости бетонов — от 5000 до 30000 МПа, а воздуха — 0,14 МПа.

Пористые материалы в прослойке имеют модуль упругости 5 МПа.

Примером акустически неоднородных конструкций являются межквартирные стены, разделенные воздушным промежутком, а также перекрытия с раздельным, «плавающим» полом и с раздельным потолком. 

  

  

Схема применения звукопоглощающих прокладочных материалов и изделий в стыках внутренних стен и междуэтажных перекрытий: 1 — панель внутренней несущей стены; 2 — панель перекрытия; 3 — полосовые или штучные нагруженные прокладки; 4 — полосовые или штучные ненагруженные прокладки

 

Таким образом, акустически неоднородные конструкции должны иметь воздушные промежутки или звукоизоляционные прокладки и не иметь жестких связей между слоями.

Осуществление первого  условия, например, может при толщине воздушной прослойки 1 см эквивалентно заменить по звукоизоляции 10 см бетона.

Звукоизоляционные материалы применяют в перекрытиях — в виде сплошных нагруженных или ненагруженных (несущих только собственную массу) прокладок, полосовых нагруженных и штучных нагруженных прокладок; в стенах и перегородках — в виде сплошной ненагруженной прокладки; в стыках конструкций.

Звукоизоляционные прокладочные материалы эксплуатируются под нагрузкой в сплошном слое или в виде полосовых прокладок, которые несут нагрузку в несколько раз больше, чем первые.

Например, удельные нагрузки, рекомендованные для сплошного звукоизоляционного слоя, — 0,002 МПа или 2·10 Н/м, а при полосовых прокладках 0,01 МПа или 1·10 Н/м.

Эксплуатация под нагрузкой существенным образом меняет требования, предъявляемые нормативными документами к этим материалам.

Для звукоизоляционных материалов становятся важными их относительные деформации под нагрузкой не только при кратковременном испытании, но особенно в длительной эксплуатации.

Это соответствует фактической работе материалов, которые под нагрузкой и в зависимости от ее величины обжимаются и подвергаются процессу ползучести.

Плотность пористо-волокнистых звукоизоляционных изделий должна быть от 75 до 175 кг/м.

Звукоизоляционные материалы и изделия характеризуются вязко-упругими свойствами и должны обладать динамическим модулем упругости   не более 15 МПа (например, песок, доменный шлак, керамзит).

Пористо-волокнистые звукоизоляционные прокладочные изделия (материалы) из различной ваты, мягкой, полужесткой и жесткой видов с  не более 0,5 МПа или 5·10 Н/м, имеют нагрузку на звукоизоляционный слой 0,002 МПа или 2·10 Н/м.

Пористо-губчатые звукоизоляционные прокладочные изделия (материалы) должны быть из пенопластов и пористой резины с  от 1 до 5 МПа.

Деформативность звукоизоляционного материала складывается из упругих свойств воздуха, заключенного в материале, и деформативности скелета материала. Звукоизоляционные материалы высокой деформативности под удельной нагрузкой 2·10 Н/м имеют относительное сжатие свыше 15%.

Это мягкие материалы (М). Они имеют волокнистую или пористо-губчатую структуру. Полужесткие (ПЖ) имеют величину относительного сжатия от 5 до 10%; жесткие (Ж) — до 5%, а твердые (Т) — вплоть до 0.


Важнейшим свойством, определяющим эффективность звукоизоляционного прокладочного материала, является его жесткость


Жесткость связана с толщиной прослойки и динамическим модулем упругости материала. По величине динамического модуля упругости звукоизоляционные прокладочные материалы делятся на подгруппы.

 В таблице приведены основные свойства некоторых звукоизоляционных материалов.

 

Свойства звукоизоляционных материалов 









 

Наименование материалов и изделий

 

 

 

 

Плотность, кг/м

Относительные деформации сжатия под нагрузкой

Динамический модуль упругости при нагрузке

2·10 Н/м(при испытаниях в течение 15 мин)

2·10 Н/м(при длительных испытаниях), не более

1·10 Н/м(при длительных испытаниях), не более

 

2·10 Н/м

 

1·10Н/м

Плиты и маты    минераловатные на синтетическом связующем

80

0,1

0,4

0,55

4·10

5,6·10

100

0,2

0,50-0,52

0,65-0,7

(3,6-4,5)·10

7·10

150

0,06

0,45

0,6

5·10

8·10

Древесноволокнистые плиты

250

0,02

0,06

0,15

1·10

1,2·10

Песок кварцевый

1500

0,03

0,03

12·10

 

Керамзит, шлак

300-600

0,03

0,03

(5,6-9) ·10

 

Цементно-стружечные листы в стальном каркасе (жесткий скелет) используются для ограждения внутрипроизводственных помещений.

Конструкция звукоизолирующих перегородок — каркас из гнутых профилей с обшивкой с двух сторон цементно-стружечными плитами толщиной 10 мм.

В экранированных звукоизолирующих перегородках между двумя цементно-стружечными плитами прокладывается стальной лист толщиной 2 мм и шириной 1,8 м.

В течение нескольких последних лет в ФРГ, Швейцарии и некоторых других европейских странах для подстилающего звукопоглощающего слоя дорожного покрытия успешно применяют керамзито-бетонные плиты.

Для изготовления плит применяют гранулированный керамзит с замкнутыми пустотами диаметром 3-10 мм, создающий высокую звукопоглощающую способность плит конструкций в среднечастотном и высокочастотном диапазоне звуковых волн.


Улучшить звукоизоляционную способность материала можно путем сочетания упругих и эластичных волокон в каркасе материала, хаотичности их распределения


Установлено, что акустические характеристики различных материалов, например, с жесткой структурой, имеющие различные структурные характеристики — пористость и диаметр пор — но различные физико-технические свойства, акустически эквивалентны.

Изготавливают ленточные и полосовые прокладки длиной от 1000 до 3000 мм и шириной 100, 150, 200 мм, а штучные прокладки длиной и шириной 100, 150, 200 мм. Изделия из волокнистых материалов применяются только в оболочке из водостойкой бумаги, пленки, фольги и др.

В качестве эффективных звукоизоляционных материалов применяют маты и плиты полужесткие минерало- и стекловатные на синтетическом связующем, маты стекловатные прошивные, плиты древесно-волокнистые, пенопласты (полиуретановые и поливинилхлоридные), пористую резину.

Вибропоглощающие материалы предназначены для поглощения вибрации и вызываемых шумов при работе санитарно-технического и инженерного оборудования в гражданских и промышленных зданиях. Промышленность остро нуждается в специальных вибропоглощающих материалах.

Вибропоглощающими материалами могут служить листовые пластмассы, фольгоизол, некоторые сорта резины и различные мастики.

Вибропоглощающие материалы наносятся на тонкие металлические поверхности, при этом создается эффективная вибропоглощающая конструкция с высокой энергией на трение.

Хорошие акустические свойства зданий и сооружений могут быть достигнуты путем рационального применения звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов, часто полифункционального назначения, а также эффективных конструкций на их основе при хорошем качестве строительных работ.  


perekos.net

Общие сведения об акустических материалах

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Общие сведения об акустических материалах

Общие сведения об акустических материалах

Акустическими называются материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего звука.

Звук — это восприятие ухом упругих механических колебаний и волн, возникающих в среде под влиянием принудительных воздействий. Частоты колебаний, выражаемые в герцах (Гц), могут быть низкими, средними и высокими, что обусловлено числом колебаний в 1 с: при низкой частотности — 16—500 Гц, средние — 500— 2000 Гц, высокие — 2000—15000 Гц и выше (1 Гц = 1 колебание в 1 с). Количество энергии, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку площадью 1 см2, перпендикулярную направлению движения волны, называют, силой звука и выражают в ваттах на 1 см2 (Вт/см2).

Человеческое ухо воспринимает звук лишь при его силе не ниже некоторой минимальной величины, называемой порогом слышимости. Порог слышимости различен для низких, средних и высоких частот. Наиболее чувствительно человеческое ухо к колебаниям с частотами в области 1000—3000 Гц, когда порог слышимости достигает интенсивности звука до 10~16 Вт/см2. Болевые ощущения в ухе возникают при пороге 10~2 Вт/см2, называемом болевым порогом, большим в 1014 раз по силе звука, чем при пороге слышимости. Последнюю силу звука принимают как нулевой уровень. За реальный уровень громкости полагают величину, пропорциональную логарифму отношения силы данного звука к силе звука на нулевом уровне, выражаемую в белах (Б) или децибелах (дБ). Например, шепот — 10, тихий разговор — 40, улица с нормальным движением — 60, а с шумным — 70, грузовой автомобиль — 90, авиационный мотор — 120 дВ, болевой порог — 140 дБ. Эти и другие данные учитывают при расчетах звукоизоляции по формулам.

Для большинства зданий задача акустики, акустического благоустройства заключается в снижении уровней внешних шумов до допустимого при относительном режиме тишины в помещениях производственных, учебных, жилых, культурно-бытовых и других зданий. Для зданий общественного назначения важно также обеспечить в основных помещениях хорошую слышимость и разборчивость, а в музыкальных помещениях — еще и естественность звучания инструментов и голоса. Эти задачи решаются комплексом конструктивных, планировочных и предупредительных мероприятий. Главным из них служит правильное назначение строительных материалов в конструкциях, особенно в ограждающих (стены, перегюдки), междуэтажных перекрытиях и кровельных покрытиях. R° гоор материалов основан на их различной способности к задержа-ию (поглощению) звуковой волны, которая может распространять-н как в воздухе, так и в твердых телах и жидкостях. Скорость звука С воздухе приблизительно равна 340, в воде — 1450 м/с, в твердых телах еще выше: в кирпичной кладке — 2000, бетоне — 4000, метал-ле __ свыше 5000 м/с. На пути воздушного переноса звука устанавливают преграды из звукопоглощающих материалов и конструкций. Сложнее преграды установить на пути материального (ударного) переноса звука, например при устройстве междуэтажных перекрытий. Чаще всего воздушные и ударные переносы шумов совмещаются, особенно в современных зданиях, выполняемых из сборного железобетона, обладающего малым звукопоглощением, и имеющих щели, неплотности и отверстия, а при тонких конструкциях — способные еще и к изгибным колебаниям. С увеличением массы ограждения улучшается поглощение звука, так как массивное ограждение труднее перевести в изгибное колебание под влиянием волнового звукового давления. Но с увеличением массы ограждения прирост звуковой изоляции происходит медленно. Так, например, если при массе перегородки 100 кг звукоизоляция составляет 40 дБ, то при массе 200 кг — 44 дБ, при 300 кг — 48 дБ. Для дальнейшего снижения шума потребуется устраивать либо очень тяжелые однородные ограждения, либо заменить их ограждениями из двух стенок со сплошными воздушными прослойками (без жестких связей между стенками), переходить к слоистым конструкциям и т. п.

Для борьбы с шумом и переносом звука используют звукопоглощающие (активно поглощающие звук) и звукоизоляционные (снижающие уровень шума) материалы. Ниже рассмотрены основные разновидности этих материалов. Они могут быть отделочными и прокладочными.

Отделочные материалы частично поглощают звук внутри помещений, например промышленных цехов, машинописного бюро и пр., или технических устройств, например вентиляционных воздуховодов и др. Отделочные звукопоглощающие материалы также оптимизируют условия слышимости в помещениях, например, в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях и т. п. Большая или меньшая часть звуковых волн обычно отражается от конструкций, выполненных из отделочных звукопоглощающих материалов. В результате в помещении сохраняется звучание Даже после прекращения действия источника звука. Такое явление называется реверберацией.

Прокладочные материалы используют под упругими полами междуэтажных перекрытий, предохраняя тем самым помещения от Распространения материального (ударного) переноса звука. Нередко эти материалы комбинируют с отделочными.

Числовую величину поглощения звука оценивают коэффицне том, который показывает долю энергии звуковой волны, поглоща мой 1 м2 поверхности материала в открытом проеме. Чем больц величина коэффициента звукопоглощения, тем выше соответствуй щая эффективность строительного материала в конструкции. Пр этом учитывают также частотность звучания, от которой сущее: венно зависит величина коэффициента звукопоглощения.

Похожие статьи:
Строительные термины и определения

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

stroy-spravka.ru

Общие сведения и классификация акустических материалов




Акустическиминазывают строительные материалы и изделия, предназначенные для создания звукового комфорта — акустического благоустройства зданий.

Правильный выбор необходимого акустического материала зависит от вида шума, его уровня и частотной характеристики, а также от предельно допустимых уровней (ПДУ), установленных для различных помещений. Так, ПДУ для производственных помещений с речевой связью установлены в пределах — 80-85 дБ, в административных помещениях — 13-51 дБ.

Физической характеристикой уровня звука является его сила в децибелах, представляющая собой количество энергии, проносимое волной через площадь в 1 кв.см, перпендикулярную направлению распространения звука, за 1 с. Отсчёт уровня громкости производят от так называемого порога слышимости или неуловимого уровня, который представляет собой минимальную громкость звука, которую может уловить человек с нормальным слухом.

Акустические материалы и изделия по назначениюподразделяются на:

— звукопоглощающие, предназначенные для внутренней облицовки помещений и устройств с целью создания в них требуемого звукопоглощения;

— звукоизоляционные материалы, предназначенные для изоляции от структурного (ударного) шума;

— звукоизоляционные материалы, предназначенные для изоляции от воздушных масс.

Звуковая энергия, падающая на ограждение, частично отражается от него, частично поглощается, переходя в тепловую и частично переходит через него. Материалы, обладающие способностью в основном поглощать звуковую энергию, называются звукопоглощающими.

Эти материалы должны быть высокопористыми. Если в теплоизоляционных материалах желательно иметь замкнутые поры, то в звукоизоляционных — сообщающиеся и возможно меньшие по размеру.

Звукопоглощающее свойство материала характеризуется коэффициентом поглощения, который представляет собой отношение поглощённой звуковой энергии ко всей энергии, падающей на материал. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м2 открытого окна. К звукопоглощающим материалам относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 гц.



Звукоизоляционные материалы, предназначенные для защиты от ударного шума, представляют собой пористые прокладочные материалы с малым модулем упругости.

Упругие прокладки укладываются между несущей плитой перекрытия и чистым полом. Такие конструкции полов называются «плавающими». Для устранения передачи ударного звука необходимо конструкцию пола отделять от стен по периметру помещения упругими прокладками.

Звукоизоляционные материалы, предназначенные для изоляции от воздушного шума.

Уменьшение уровня воздушного шума осуществляется устройством стен, перегородок, перекрытий. Массивные конструкции обладают большей звукоизоляционной способностью от воздушного шума, чем лёгкие. Поскольку устройство тяжёлых ограждений экономически нецелесообразно, надлежащую звукоизоляцию обеспечивают устройством двух- или трёхслойных ограждений, часто с воздушными зазорами, которые рекомендуется наполнять пористыми звукопоглощающими материалами. Желательно, чтобы конструктивные слои имели различную жёсткость и герметичность, так как последние повышают степень звукоизоляции.

По внешнему виду (форме)акустические материалы бывают сыпучие, штучные (плиточные, рулонные, маты).

По строению и виду пористости их делят на три группы:

1. Материалы с волокнистым каркасом (минераловатные, асбестовые, фибролит, древесноволокнистые, древесностружечные, войлок).

2. Ячеистые материалы, полученные способом вспучивания или пеновым способом (ячеистые бетоны, пеностекло).

3. Смешанной структуры, например, акустические штукатурки, изготавливаемые с применением пористых заполнителей (вспученный перлит, вспученный вермикулит).

К звукопоглощающим материалам предъявляют повышенные требования по механической прочности и декоративности, поскольку их применяют для облицовки стен внутри помещения. Так же, как и теплоизоляционные, они должны обладать низким водопоглощением, малой гигроскопичностью, быть огне- и биостойкими.

 

Огнезащитные материалы











infopedia.su

Акустические материалы — это… Что такое Акустические материалы?

        Подразделяются на звукопоглощающие материалы и звукоизоляционные прокладочные материалы.

         Звукопоглощающие материалы применяются в основном в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, машинописные бюро, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для создания оптимальных условий слышимости и улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, аудитории, радиостудии и пр.). Звукопоглощающая способность материалов обусловлена их пористой структурой и наличием большого числа открытых сообщающихся между собой пор, максимальный диаметр которых обычно не превышает 2 мм (общая пористость должна составлять не менее 75% по объёму). Большая удельная поверхность материалов, создаваемая стенками открытых пор, способствует активному преобразованию энергии звуковых колебаний в тепловую энергию вследствие потерь на трение. Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения α, равным отношению количества поглощённой энергии к общему количеству падающей на материал энергии звуковых волн.

         Звукопоглощающие материалы имеют волокнистое, зернистое или ячеистое строение и могут обладать различной степенью жёсткости (мягкие, полужёсткие, твёрдые). Мягкие звукопоглощающие материалы изготовляются на основе минеральной ваты или стекловолокна с минимальным расходом синтетического связующего (до 3% по массе) или без него. К ним относятся маты или рулоны с объёмной массой до 70 кг/м3, которые обычно применяются в сочетании с перфорированным листовым экраном (из алюминия, асбестоцемента, жёсткого поливинилхлорида) или с покрытием пористой плёнкой. Коэффициент звукопоглощения этих материалов на средних частотах (250—1000 гц) от 0,7 до 0,85.

         К полужёстким материалам относятся минераловатные или стекловолокнистые плиты размером (мм) 500 × 500 ×20 с объёмной массой от 80 до 130 кг/м3 при содержании синтетического связующего от 10 до 15% по массе, а также древесноволокнистые плиты с объёмной массой 180—300 кг/м3. Поверхность плит покрывается пористой краской или плёнкой.


Коэффициент звукопоглощения полужёстких материалов на средних частотах составляет 0,65—0,75. В эту же группу входят звукопоглощающие плиты из пористых пластмасс, имеющие ячеистое строение (пенополиуретан, полистирольный пенопласт и др.).

         Твёрдые материалы волокнистого строения изготовляются в виде плит «Акминит» и «Акмигран» (СССР), «Травертон» (США) и др. размером (мм) 300 × 300 × 20 на основе гранулированной или суспензированной минеральной ваты и коллоидного связующего (крахмальный клейстер, раствор карбоксиметилцеллюлозы). Поверхность плит окрашена и имеет различную фактуру (трещиноватую, рифлёную, бороздчатую). Объёмная масса 300—400 кг/м3, коэффициент звукопоглощения на средних частотах 0,6—0,7. Разновидность твёрдых материалов — плиты и штукатурные растворы, в состав которых входят пористые заполнители (вспученный перлит, вермикулит, пемза) и белые или цветные портландцементы. Применяются также звукопоглощающие плиты, в которых древесная шерсть связана цементным раствором (т. н. акустический фибролит). Выбор материала зависит от акустического режима, назначения и архитектурных особенностей помещения.

         Звукоизоляционные прокладочные материалы применяются в виде рулонов или плит в конструкциях междуэтажных перекрытий, во внутренних стенах и перегородках, а также как виброизоляционные прокладки под машины и оборудование. Характеризуются малым значением динамического модуля упругости, как правило, не превышающим 1,2 Мн/м2 (12 кгс/см2), при нагрузке 20 Мн/м2 (200 кгс/м2). Упругие свойства скелета материала и наличие воздуха, заключённого в его порах, обусловливают гашение энергии удара и вибрации, что способствует снижению структурного и ударного шума. Различают звукоизоляционные прокладочные материалы, изготовляемые из волокон органического или минерального происхождения (древесноволокнистые плиты, минераловатные и стекловолокнистые рулоны и плиты толщиной от 10 до 40 мм, объёмная масса 30—120 кг/м3), а также из эластичных газонаполненных пластмасс (пенополиуретан, пенополивинилхлорид, латексы синтетических каучуков), выпускаемых в виде плит толщиной от 5 до 30 мм; объёмная масса эластичного пенополиуретана 40—70 кг/м3, пенополивинилхлорида 70—270 кг/м3. В ряде случаев для целей звукоизоляции применяются штучные прокладки из литой или губчатой резины.

         Лит.: Цвиккер К. и Костен К., Звукопоглощающие материалы, пер. с англ., М., 1952; Борьба с шумом, под ред. Е. Я. Юдина, М., 1964; Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы, под ред. Е. Я. Юдина, М., 1966.

         Г. А. Исакович, Г. Л. Осипов.

dic.academic.ru

Что такое: Акустические материалы | Значение слова: Акустические материалы | Акустические материалы это

Акустические материалы

Акустические материалы предназначаются для снижения шума и создания оптимальных условий слышимости в помещении;

Виды акустических материалов

Акустические материалы подразделяются на звукопоглощающие и звукоизоляционные.

Звукопоглощающие

Звукопоглощающие материалы применяют в основном в конструкциях облицовок производств, помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов (промышленные цехи, машинописные бюро, установки вентиляции и кондиционирования воздуха и др.), а также для улучшения акустических свойств помещений общественных зданий (зрительные залы, лекционные аудитории, радиостудии и пр.).

Звукопоглощающие свойства материалов обусловлены наличием большого числа сообщающихся между собой пор. Такие материалы в виде матов, рулонов, плит изготовляют на основе минер, ваты или стекловолокна.

Мягкие акустические материалы применяют в сочетании с жёсткими экранами (из алюминия, асбестоцемента и др.). Полужёсткие акустические материалы покрывают снаружи стекло-стеклотканью, пористой краской или плёнкой. К жёстким акустическим материалам относятся также штукатурные растворы с пористыми заполнителями, цемент фибролит, древесноволокнистые плиты.

Звукоизоляционные

Пенополивинилхлорид

Звукоизоляционные материалы используют в конструкциях межэтажных перекрытий, во внутренних стенах и перегородках, а также в качестве виброизоляции прокладок под машины и оборудование. Их изготовляют из искусственных волокон (минераловатные и стекловолокнистые маты и плиты), а также из эластичных газонаполнительных пластмасс (пенополиуретан, пенополивинилхлорид и др.).

Для звукоизоляции применяют также штучные прокладки из литой или губчатой резины.

Интересные похожие слова:

  • Азимутальная монтировка, азимутальный штатив
    Азимутальная монтировка, азимутальный штатив это установка для телескопа, […]
  • Павильонного типа промышленное здание
    Павильонного типа промышленное здание это одноэтажное одно, двух или трёх […]
  • Анаморфотная насадка, анаморфотная приставка
    Анаморфотная насадка, анаморфотная приставка это оптическая система, […]
  • Автомобилеразгрузчик, автомобилеопрокидыватель
    Автомобилеразгрузчик, автомобилеопрокидыватель это устройство для выгрузки […]
  • Работоспособность, работоспособное состояние
    Работоспособность, работоспособное состояние это состояние изделия, при […]
  • Вагонетка
    Вагонетка это транспортное средство небольшой вместимости для перевозки […]
  • Алициклические соединения
    Алициклические соединения это органические соединения, содержащие в […]
  • Вагон
    Вагон это транспортное средство, передвигающееся по рельсовым […]

www.polislov.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о