Характеристики звукопоглощающих конструкций
Среди всего многообразия применяющихся в настоящее время конструкций звукопоглощающих облицовок можно выделить три основные группы. К первой группе звукопоглощающих элементов, получивших наибольшее распространение и называющихся плоскими, относятся элементы, выполненные из материалов полной заводской готовности (плиты типа «Акмигран», ПА/С, ПА/О, и др.), а также в виде съемных кассет из перфорированных (металлических, асбоцементных, гипсовых) покрытий со звукопоглощающими слоями из ультратонкого стеклянного и базальтового волокон или минераловатных плит различных модификаций (рисунок 1). Конструктивные элементы этой группы характеризуются коэффициентами звукопоглощения, как правило, не превышающими 0,8 - 0,9, и с учетом, ограниченности занимаемой ими площади в помещении обеспечиваемый такой облицовкой средний коэффициент звукопоглощения в большинстве случаев не превышает 0,5. Коэффициент звукопоглощения плоского элемента является функцией частоты звука, толщины слоя звукопоглощающего материала, угла падения звуковой волны, а для многослойных элементов еще и функцией акустических свойств защитных покрытий (ткань, пленка, перфорированное покрытие).
Рисунок 1 – Плоский звукопоглощающий элемент.
Для достижения максимального поглощения рекомендуется облицовка не менее 60 % общей площади поверхностей помещения.
Оценку эффективности плоских звукопоглотителей принято проводить по формуле:
=[ao(Sогр-Sобл)+A]/Sогр, (7)
A = облSобл , (8)
где 0 – средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей; Sогр – общая площадь ограждающих конструкций помещения, м2; Sобл – площадь, занятая звукопоглощающей облицовкой, м2; А – величина звукопоглощения звукопоглощающей облицовки, м2; обл– реверберационный коэффициент звукопоглощения облицовки.
Вторую группу составляют так называемые объемные (штучные) звукопоглощающие элементы, отличающиеся повышенным (по сравнению с плоскими элементами) на 50 - 70 % коэффициентом звукопоглощения за счет дополнительного поглощения вследствие явлений дифракции звуковых волн и за счет более развитой поверхности звукопоглощения. Известны два типа объемных элементов: однослойные и многослойные. Первый тип представляет собой конструкцию, изготовленную из материалов жесткой, полужесткой, зернистой, ячеистой или волокнистой структуры. Многослойный элемент состоит из легкого каркаса, имеющего форму куба, призмы, пирамиды и т.п., звукопоглощающего заполнителя из рыхлых, сыпучих волокнистых материалов и защитного покрытия из ткани или пленки и перфорированного листа.
Третья группа звукопоглощающих элементов, являющаяся по существу одной из. форм объемного элемента, два размера которого значительно превосходят третий, выделена в
самостоятельную из-за исключительной простоты изготовления и монтажа, экономичности, удовлетворительного внешнего вида и высоких огнестойких качеств и получила название элементов кулисноготипа. Объединенные определенным порядком размещения в пространстве помещения
отдельные элементы образуют пространственную решетку (кулисного или кессонного вида), которую можно рассматривать как звукопоглощающую систему с распределенными параметрами ( рисунок 2).
Условные коэффициенты звукопоглощения системы поглотителей кулисного типа (приведенная к 1 м2поверхности ограждения величина звукопоглощения) достигают значений 2…2,5, т.е. значительно превосходят по своей эффективности элементы первой группы.
Почти все применяемые звукопоглощающие материалы и изготавливаемые на их основе средства звукопоглощения являются по своей структуре пористыми; их механизм поглощения заключается в превращении энергии звуковой волны в тепловую за счет вязкого трения в капиллярах пор или необратимых потерь при деформации упругого скелета. Исключение составляют специальные колебательные системы, часто выполняемые из непроницаемых гибких материалов, приводимые в движение под действием падающей волны. При таком движении часть энергии теряется за счет внутреннего трения, сопровождающего изгибные колебания.
а) кулисы, б) кессоны
Рисунок 2 – Схемы размещения звукопоглощающих элементов
Экспериментальная часть