Реферат звукопоглощающие материалы и конструкции

Обновлено: 07.07.2024

Звукоизоляция – это сопротивление строительной конструкции прохождению сквозь нее шумовой энергии. Шум делится на два основных типа: это шум воздушный, который слышен в окружающем пространстве, и шум корпусной, который передается по перекрытиям.
Воздушный шум изолируется гораздо проще, нежели корпусной, но и для его изоляции необходимы определенные меры.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Звукоизоляция.doc

Воздушный шум изолируется гораздо проще, нежели корпусной, но и для его изоляции необходимы определенные меры.

В большинстве случаев существующей теплоизоляции вполне достаточно для того, чтобы изолировать и внешний шум. Но нередко требуется дополнительная шумоизоляция внутренних помещений, например, комнаты подростка, который слушает громкую музыку и мешает домашним. В таком случае строительные конструкции оснащают дополнительной шумоизоляционной прослойкой из теплоизолирующих материалов или устраивают дополнительную воздушную прослойку в стенах.

Изолировать ударный шум по перекрытиям несколько сложнее. Обычно для того, чтобы избежать избыточного ударного корпусного шума, еще на этапе строительства обустраивается специальная плавающая стяжка и мягкое пружинящее покрытие пола. Для снижения ударного шума применяют волокнистые плиты, которые устанавливаются на стыках бетонных конструкций и между блоками. Такие плиты очень хорошо гасят ударный шум, не давая ему распространяться на значительные расстояния.

Звукоизоляция стен и перекрытий.

Идеально сделать все стены в здании более-менее изолированными от шума. Тогда даже сильный шум извне будет практически не слышен во внутренних помещениях, и бытовые шумы будут меньше мешать членам семьи.

Чаще всего роль звукоизоляции в межкомнатной стене играет воздушная прослойка, это так называемые многослойные стены, в которых слои расположены на некотором расстоянии. Однослойными считаются стены, состоящие из одного слоя, либо слои в которых находятся вплотную друг к другу.

Штукатурка однослойных стен существенно повышает шумоизоляцию, поскольку увеличивает как толщину, так и плотность стены.

Многослойная стена гораздо лучше защищает от шума, кроме того, несомненным преимуществом такой стены является ее меньший вес, и, соответственно, меньшая нагрузка на каркас или несущие конструкции здания.

Пустотелый кирпич или шлакоблок, благодаря внутренним полостям, является также неплохим звукоизолятором, поэтому чаще всего при строительстве межкомнатных стен чаще всего используют пустотелые строительные материалы.

Важна также и дополнительная изоляция швов, которые в открытом виде являются проводниками звука.

Дополнительные шумоизоляционные свойства стене может придать организация облицовочного слоя. Например, установка гипсокартонной облицовки существенно повышает звукоизоляционные свойства стены.

Стены из легких материалов, таких как гипсокартон или оштукатуренные древесно-стружечные плиты, несмотря на воздушную прослойку, довольно хорошо пропускают звук. Усилить звукоизоляцию таких стен можно, обеспечив дополнительную изоляцию из минеральной ваты или пенопласта. Дополнительная изоляция будет гасить звуковые колебания стены, которая является мембраной и отлично передает звуковые колебания. Звук, передаваясь от покрытия внешнего к внутреннему листу, прекрасно переходит в помещение. Дополнительная изоляция между листами поглощает звук и не дает ему передаваться внутри стены.

Как уже говорилось. Чем легче стена, тем она лучше проводит звук. И проводит не только поперечно, но и продольно. Пустоты, не замкнутые на длительном расстоянии – прекрасные проводники звука, поэтому иногда можно слышать даже шепот человека, находящегося через три комнаты от вас, прильнув ухом к пустотелой гипсокартонной стене. Избежать такой передачи звука можно, если предпринять некоторые шаги. Главное правило - не оставлять стены пустотелыми. Наполнить гипсокартонную стену или стену из древесно-стружечных плит можно не обязательно специальными материалами. Для этих целей подойдет любой доступный материал, даже строительный мусор или гравий. Главная цель – избавиться от пустот и таким образом избежать продольной передачи звука по стенам.

Звукоизоляция несущих конструкций и перекрытий.

Несущие строительные конструкции и перекрытия изолируются от всех типов шумов: от воздушного шума, ударного и корпусного шумов.

Для организации грамотной звукоизоляции перекрытия необходимо выполнить работы по правилам, предусмотренным для однослойных стен. Поверхностная масса не должна быть менее 400 кг/м2, пустот должно быть как можно меньше.

Типичное решение для обеспечения дополнительной звукоизоляции перекрытий – организация подвесного потолка. Обычно детали подвесных потолков изготавливаются из прессованной минеральной ваты, гипсовых плит и других негорючих материалов, которые одновременно препятствуют передаче звука.

Для защиты от ударного шума по перекрытиям используется плавающая стяжка. Выполняется она при строительстве, на перекрытие укладывается демпфирующий слой из пенополистирола, минеральной ваты или кокосового волокна. Как известно, влажные материалы гораздо лучше проводят звук. Поэтому при организации плавающей стяжки необходимо озаботиться ее гидроизоляцией. Жесткое соединение стяжки со стенами и перекрытием способствует распространению ударного и корпусного шума. Также отличными проводниками этого вида шумов могут быть трубопроводы, опорные рейки, водостоки или дверные коробки. Чтобы предотвратить звукопередачу в таких местах, необходимо применять демпфирующие прокладки и шовные мастики. (амортизация, виброизоляция)

Ударный шум, в частности шаги, скрадывает и напольное покрытие. Стук женских каблучков по паркету может превратиться в пытку для соседей снизу. Поэтому по стяжке обычно укладывают прокладку из мягкого материала – натуральной пробки или пенополистирола. Как дополнение к стационарной звукоизоляции ковры или ковровые покрытия великолепно изолируют ударные шумы.

Керамическая плитка на стенах и на полу должна разделяться эластичной прослойкой из специальной мастики, чтобы избежать образования мостика звука.

Бетонная стяжка – идеальный проводник звука. Поэтому, если позволяет конструкция здания, вместо стяжки рекомендуется использовать уложенные на лагах плиты из древесно-стружечных плит, доски или гипсовые плиты.

В большинстве многоквартирных домов шум шагов на лестничной клетке слышен так, как будто прохожие путешествуют по квартире. Происходит это из-за плохой организации изоляции лестничной клетки от ударного шума. Если лестничные марши опираются на упругие прокладки, ударный шум не проникает в жилые помещения.

Корпусные шумы – гул работающих двигателей лифтов, шум воды, и даже щелчки выключателей, можно и нужно изолировать. Основной метод изоляции таких шумов – эластичные прокладки. Трубы бытовых водопроводных магистралей оборачиваются в месте прохождения из или через стену мягкой эластичной изоляцией, двигатели в жилых домах должны быть установлены на резиновых прокладках, а выключатели устанавливаются в пластиковых коробках, которые сами по себе смягчают ударный шум.

Звукопоглощение как метод защиты от шума.

Существует несколько типов помещений, уровень шума в которых превышает допустимые нормы и должен быть понижен на выходе. Это машинные залы, музыкальные студии, котельные и прочие громкие помещения.

Материалы, поглощающие звук и применяемые для отделки таких помещений, делятся на резонансные и пористые.

Пористые звукопоглотители – это материалы с шероховатой пористой поверхностью. К этому типу звукопоглотителей относятся прессованная минеральная вата, древесные прессованные плиты и разнообразные синтетические материалы. Звук проникает в поры этих материалов, которые, благодаря своей структуре, гасят и поглощают его. Звукопоглощающие пористые материалы закрепляются непосредственно на стенах и потолке помещения. Такая звукоизоляция поглощает, прежде всего, высокие тона.

Резонансные звукопоглотители состоят из материалов без пор, как фанера, ДСП, ДВП, гипсокартонные плиты. Закрепляются плиты из этих материалов на некотором расстоянии от стены, создавая барьер звуковым колебаниям. Звуковые волны, соприкасаясь с плитами резонансных звукопоглотителей, переходят в колебательное движение, тем самым достигается задача поглощения звука. Резонансные звукопоглотители поглощают в основном низкие тона.

Если учесть, что пористые звукопоглотители поглощают в основном высокие тона, а резонансные напротив, в основном низкие, то вывод станет очевиден – для хорошей защиты от шума необходимо применять эти методы в комплексе.

Дело в том, что любая строительная конструкция сточки зрения акустических свойств может характеризоваться двумя параметрами: показателями звукоизоляции и звукопоглощения. Данные свойства определяются разными физическими величинами: децибелами (дБ) для звукоизоляции и безразмерным коэффициентом звукопоглощения () для оценки звукопоглощающих качеств конструкций.

При этом “зона ответственности” коэффициента поглощения находится внутри того же помещения, где звук был излучен. Диапазон значений коэффициента находится в интервале от 0 до 1. Значение = 0,95 показывает, что 95% звуковой энергии на данной частоте необратимо перешло в тепло, и только 5% отраженного звука от данной поверхности отразилось от поверхности назад в помещение.

2. Акустический комфорт в помещении

звукопоглощающий плита материал

При выполнении акустического проектирования, как правило, решается одна из двух типовых задач. Либо требуется рассчитать оптимальное количество звукопоглощающего материала, применение которого на доступных поверхностях помещения позволит максимально снизить гулкость в пропорции: эффект/затраты. К числу таких объектов принадлежат торгово-развлекательные комплексы, спортсооружения, общественные помещения и т.п. Либо же речь идет о подробном перечне материалов и конструкций с указанием точных мест их размещения, позволяющих решать задачи сбалансированной акустики объекта. В данном списке концертные и театральные залы, клубы, кинотеатры, студии и Hi-End комнаты.

3. Классификация звукопоглощающих материалов

Звукопоглощающими называют материалы, применяемые для внутренней отделки помещений с целью улучшения акустических свойств последних. Основной целью применения звукопоглощающих материалов является снижение слышимых шумов в промышленных и общественных зданиях.

Звукопоглощающие материалы способны обеспечивать требуемую продолжительность реверберации в помещениях различного назначения, причем коэффициент звукопоглощения, измеренный в диффузном поле (в реверберационной камере при непосредственном размещении материала или изделия на жестком основании) в частотных полосах 125…500, 500…2000 и 2000…8000 соответственно не ниже 0,2; 0,4 и 0,6. Под реверберацией понимают наличие постепенно затухающего в закрытом помещении звука вследствие повторных отражений после прекращения звучания. Время реверберации в зависимости от вида помещений и частот составляет 0,2…2 с.

Звукопоглощающие материалы применяют для равномерного распределения уровней полезного сигнала по площади в данном помещении, а также для предотвращения распространения звука вдоль длинных помещений.

По характеру поглощения звука звукопоглощающие материалы делят: на пористые с твердым скелетом, в которых звук поглощается в результате вязкого трения в порах, при этом звуковая энергия переходит в тепло (пеностекло, газобетон и другие пористые материалы с твердым скелетом); пористые с гибким скелетом, в которых кроме резкого трения в порах возникают релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (минеральная, скелетная, базальтовая и хлопковая ваты; древесноволокнистые плиты и другие, аналогичные по характеру, материалы);панельные материалы и конструкции, звукопоглощение которых обусловлено активным сопротивлением системы, совершающей вынужденные колебания под действием падающей звуковой волны (тонкие панели из фанеры, жесткие древесноволокнистые плиты, звуконепроницаемые ткани и т. п.). Звукопоглощение пористых материалов можно увеличить также посредством устройства воздушного слоя между ограждающей конструкцией и ими.

По структуре различают звукопоглощающие материалы: пористо-зернистые, пористо-волокнистые и пористо-губчатые, а по степени твердости скелета их делят намягкие, полужесткие, жесткие и твердые. В зависимости от вида звукопоглощающие материалы бывают в виде плит, рулонов и сыпучих материалов; их используют также в виде штукатурки, имеющей гладкопористую структуру, перфорированную и бороздчатую.

К техническим характеристикам потолочных и стеновых звукопоглотителей относятся: акустические и гигиенические показатели, влагостойкость, пожарно-технические характеристики, ударопрочность, светотехнические показатели и долговечность(ГОСТ 23499-79 “Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные.Классификация и общие технические требования”).

В настоящее время существуют материалы, которые пригодны для решения не только одной задачи, но и целого комплекса требований, скажем для обеспечения необходимой акустики в помещениях с повышенной влажностью, например в бассейне. При этом, естественно, данные системы обязаны решать еще и художественные задачи по формированию интерьера.

Выбор акустического материала потолка или стен зависит от разных параметров: назначения помещения, его объема, цены материала, интерьерных особенностей и др., а также от того, какую именно область частотного диапазона нужно корректировать.

С точки зрения поглощения акустические материалы можно разделить следующим образом:

К средне-высокочастотным поглотителям относятся :

— пористые материалы в виде плит, изготовленных из легких пористых материалов;

— волокнистые материалы, выполненные также в виде плит, изготовленных из минеральной или стекловаты, синтетических либо древесных волокон. Лицевая поверхность данных материалов может быть обработана специальными красками (пористыми), пропускающими воздух, покрыта акустически прозрачными тканями или неткаными материалами, а также в случае отсутствия окрасочного или тканевого слоя может иметь наружную защиту из перфорированного материала (металла, дерева и др.)

Коэффициент поглощения данных материалов находится в пределах 0,4 – 1,0 в диапазоне средних/высоких частот (500 Гц – 4 кГц).

Низкочастотные поглотители:

— перфорированные материалы в виде тонких панелей с различной степенью перфорации, которые могут быть изготовлены из гипсовых плит, МДФ, дерева и др.;

— резонансные конструкции из пористых/волокнистых материалов перфорированных/тканевых экранов и воздушного зазора.

Коэффициент поглощения данных материалов находится в пределах 0,3 – 1,0 в диапазоне низких частот (63 – 500 Гц).

Поглотители в широком диапазоне частот:

— многослойные резонансные конструкции, состоящие из нескольких параллельных экранов с разной степенью перфорации и воздушным зазором разной толщины;

— перфорированные конструкции из перфорированных материалов и пористых поглотителей. В данном случае частотную характеристику поглощения можно регулировать подбором пористого материала и изменением воздушного зазора.

4. Выбор звукопоглощающего материала

Инструментами, позволяющими эффективно регулировать акустику помещения, являются декоративно-отделочные звукопоглощающие материалы и конструкции. При этом звукоизоляционные материалы должны выполнять две главные функции - предотвращать колебания звуковой волной преграды (например, межкомнатной перегородки), а также, по возможности, поглощать и рассеивать звуковую волну. На сегодняшний день на российском рынке представлен широкий спектр таких изделий.Такие материалы бывают как натурального происхождения (изделия на основе каменной ваты, каолиновая вата, вспученный перлит, целлюлозная вата, маты из льняной пакли, пробковый лист), так и синтетического (пенополиэстр, пенополиуретан, пенополистирол и пр.).

В принципе, все перечисленные материалы рекомендованы для использования в качестве звукоизоляции офисных помещений. Но хотелось бы остановиться на некоторых нюансах.Еще совсем недавно пробковое покрытие очень широко применялось в качестве звукоизолятора. Однако, по мнению специалистов, фактически пробка эффективна только против так называемого "ударного шума" (возникающего в результате механического воздействия на элементы строительных конструкций), и не обладает универсальными звукоизоляционными характеристиками.То же касается и различных синтетических вспененных материалов. Они довольно привлекательны с точки зрения простоты использования, но в большинстве своем не отвечают современным требованиям к звукоизоляции общественных зданий, а кроме того, зачастую не соответствуют требованиям пожарной безопасности. Поэтому в настоящее время на первый план выходят универсальные звукоизоляционные материалы на основе природного сырья, например, изделия на основе каменной ваты. Их отличные звукоизоляционные свойства определяет специфическая структура - хаотично направленные тончайшие волокна при трении друг о друга превращают энергию звуковых колебаний в тепловую. Применение таких утеплителей значительно снижает риск возникновения вертикальных звуковых волн между поверхностями стены, сокращая время реверберации, и, тем самым, снижая звуковой уровень в соседних помещениях.

5. Отличительные свойства каменной ваты ROCKWOOL

Высокая теплоизолирующая способность . Применение материалов из каменной ваты Роквул (ROCKWOOL) позволяет создать комфортные условия внутри помещения – хорошо сохранять тепло зимой и прохладу летом. Теплоизоляционные материалы нужно сравнивать по расчетным коэффициентам, т. к. теплопроводность в сухом состоянии у разных материалов может быть одинакова. Расчетные коэффициенты теплоизоляции ROCKWOOL - одни из лучших в своем классе (0,039-0,045 Вт/м К). Т.е. изделия из каменной ваты ROCKWOOL обладают высокими теплоизоляционными свойствами. При повышенных температурах технические характеристики изделий из каменной ваты остаются очень высокими. Благодаря этому изделия из каменной ваты производства компании ROCKWOOL могут препятствовать не только распространению огня и высоких температур, но и защищать конструкции из горючих материалов.

Негорючесть Каменные волокна материала способны выдерживать, не плавясь, температуру свыше 1000 °С. В то время как связующий компонент испаряется при температуре 250 °С, волокна остаются неповрежденными, связанными между собой, сохраняя свою прочность и обеспечивая защиту от огня. Изделия ROCKWOOL являются негорючим материалом (класс пожарной опасности КМ0). Это их свойство позволяет при пожарах препятствовать распространению пламени, а также на определенное время задерживать процесс разрушения несущих конструкций зданий. Обладая абсолютной пожарной безопасностью, изоляционные материалы ROCKWOOL применяются в конструкциях зданий любых типов и назначений: и в одноэтажных коттеджах, и в высотных строениях, в том числе в детских дошкольных и учебных учреждениях, к которым предъявляются повешенные требования пожарной безопасности.

Устойчивость к деформациям . Это, прежде всего, отсутствие усадки на протяжении всего срока эксплуатации материала. Сопротивляемость механическим воздействиям – это так же очень важная характеристика теплоизоляции. Если материал не способен сохранять необходимую толщину при механических воздействиях, его изоляционные свойства теряются. Часть волокон нашего материала расположена вертикально, в результате чего общая структура не имеет определенного направления, что обеспечивает высокую жесткость теплоизоляционного материала.

Звукоизоляция. Благодаря своему строению – открытой пористой структуре – каменная вата обладает отличными акустическими свойствами: улучшает воздушную звукоизоляцию помещения, звукопоглощающие свойства конструкции, сокращает время реверберации, и, тем самым, снижает звуковой уровень шума в соседних помещениях.

Водоотталкивание и паропроницаемость. Каменная вата ROCKWOOL обладает превосходными водоотталкивающими свойствами, что вместе с отличной паропроницаемостью позволяет легко и эффективно выводить пары из помещений и конструкций на улицу. Эти свойства позволяют создать благоприятный внутренний климат помещений, а так же всей конструкции в целом и теплоизоляции в частности работать в сухом состоянии. Ведь, как известно, влага хорошо проводит тепло. Попадая в теплоизоляционный материал, она заполняет воздушные поры. При этом теплозащитные свойства влажного материала заметно ухудшаются. А влага, попавшая на поверхность материала ROCKWOOL, не проникает в его толщу, благодаря чему он остается сухим, сохраняет свои высокие теплозащитные свойства.

Экологичность. Теплоизоляция – один из немногих промышленных продуктов, позитивно влияющих на окружающую среду. Она значительно снижает потребление энергии, необходимой для промышленного процесса и содержания здания в теплом или холодном состоянии. За время эксплуатации теплоизоляция ROCKWOOL экономит энергии в 100 раз больше, чем затрачено на ее производство, переработку и транспортировку.

6. Звукопоглащающие плиты ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС

Специально для обеспечения акустическогокомфорта в собственном доме, в общественных местах, на рабочем месте компания ROCKWOOL разработала новый продукт - звукопоглощающие плиты из каменной ваты АКУСТИК БАТТС.

В виде плит различной толщины они применяются для звукоизоляции помещений всех типов. Среди них есть универсальные материалы для повышения звукоизоляции стен, пола и потолков. Например, ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС плотностью 40 кг/м3; конструкции с использованием которого обеспечивают индекс звукоизоляции до 60 дБ. Размещённые между стоечными профилями каркаса гипсокартонных стен плиты заметно повышают индекс звукоизоляции межкомнатных перегородок в офисе или квартире. Они также применяются при создании пола на железобетонном или балочном перекрытии. Для звукоизоляции потолка материал может быть смонтирован непосредственно на перекрытие под поверхностью подвесных или натяжных потолков.

При создании АКУСТИК БАТТС учитывались российские строительные нормы, отечественные и зарубежные научные разработки в области борьбы с шумом, а также международный опыт компании-производителя ROCKWOOL.

Область применения звукопоглощаюших плит АКУСТИК БАТТС

Плиты АКУСТИК БАТТС устанавливаются между стоечными профилями каркаса.Материал АКУСТИК БАТТС отвечает всем требованиям к звукопоглощающим материалами, применение АКУСТИК БАТТС в конструкциях каркасно-обшивных перегородок позволяет значительно улучшить их звукоизоляционные характеристики.

1. Гипсокартонный лист

2. Профиль направляющий

3. Профиль стоечный

4. Шуруп самонарезающий

6. Лента армирующая

8. Лента уплотнительная

10. Акустик Баттс

Облицовки из гипсокартонных листов на металлическом каркасе.

Плиты АКУСТИК БАТТС устанавливаются между стеной и гипсокартонным листом.

1. Гипсокартонный лист

2. Профиль потолочный

3. Профиль направляющий

4. Подвес прямой

5. Лента уплотнительная

7. Шуруп самонарезающий

8. Шуруп самонарезающий

9. Акустик Баттс

Дополнительная изоляция от воздушного шума межэтажных перекрытий по железобетонной плите.

Плиты АКУСТИК БАТТС укладываются

между лагами на плиту перекрытия

3. Акустик Баттс

4. Плита перекрытия

Изоляция от воздушного шума балочного межэтажного перекрытия.

Плиты АКУСТИК БАТТС укладываются между

балками перекрытия

1. Покрытие пола из досок или паркетных щитов

2. Деревянные балки

3. Акустик Баттс

4. Гипсокартонный лист

Подвесные, акустические потолки.

Плиты АКУСТИК БАТТС монтируются в пространстве между подвесным потолком и плитой перекрытия. Плиты закладываются за подвесной потолок, либо монтируются к плитам перекрытия с помощью крепежных дюбелей.

1. гипсокартонный лист

2. профиль потолочный

4. Акустик Баттс

Основные технические характеристики звукопоглощающих плит из каменной ваты АКУСТИК БАТТС:

Плотность 40 кг/м3

Размер плит 1000х600

Толщина от 50 то 200 мм

Сжимаемость – не более 12%

Водопоглощение – не более 1,5 % по объему(в соответствии с BS 2972-75)

Группа горючести – НГ в соответствии с ГОСТ 30244-94.

- Теплопроводность в сухом состоянии, λ Вт/(м·К), не более (ГОСТ 7076)

Расчётные значения (протокол НИИСФ №51)

Частотные характеристики реверберационных коэффициентов звукопоглощенияплит АКУСТИК БАТТСтм

Значения среднеарифметического коэффициента звукопоглощения, присвоенный класс звукопоглощающего материала (НСВ) плит Акустик Баттс

Файлы: 1 файл

Denis_tsoy_referat_stroymat.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента

Акустические строительные материалы

270800 000000 019

ассистент _______________________ И.В. Фомина

гр. МТ-211601 ________________________ Д.В. Цой

Акустические строительные материалы призваны поглощать звуковую волну и внешние звуковые эффекты. Шумоизоляция - важная составляющая комфорта и уюта в доме. Акустические материалы применяются в производственных, учебных, общественных и жилых помещениях, а также везде, где присутствует высокий порог слышимости. Правильная планировка конструкций и разумный подход к выбору материалов является главным условием хорошей производительности. Материалы имеют разное предназначение и возможности. Акустические материалы являются препятствием на пути звуковой волны, что является идеальным решением для устройства межквартирных перегородок. Намного сложнее установить звукоизоляцию при устройстве междуэтажных перекрытий. Для этого требуется устанавливать либо очень тяжелые ограждения, либо двухслойные стенки с воздушными прослойками. Различают звукопоглощающие и звукоизоляционные акустические материалы. Первые поглощают звук, а вторые снижают уровень шума. Акустические материалы изготавливаются в виде матов, плит, блоков, ваты или сыпучих веществ (керамзит, вспученный перлит).

В данном реферате, показывается, насколько разнообразны виды акустических строительных материалов, какое применение, строение, использование, в быту и в повседневной жизни имеют акустические строительные материалы. Также показывается важность использования различных акустических строительных материалов, в той или иной ситуации, описаны параметры, по которым можно ориентироваться при выборе акустических материалов, их особенности, различия в составе, различные качественные и другие характеристики.

1 КЛАССИФИКАЦИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ

1.1 Классификация по функциональному назначению

Звукопоглощающие материалы предназначены для применения в конструкциях звукопоглощающих облицовок внутренних помещений и для отдельных звукопоглотителей для снижения звукового давления в помещениях производственных и общественных зданий. 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, 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/м 3 , 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 с объёмной массой от 80 до 130 кг/м 3 при содержании синтетического связующего от 10 до 15 % по массе, а также древесноволокнистые плиты с объёмной массой 180-300 кг/м 3 [3]. 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.).

Звукоизоляционные материалы применяются в качестве прокладок (прослоек) в многослойных ограждающих конструкциях для улучшения изоляции ограждений от ударного и воздушного звуков. 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/м 2 (12 кгс/см 2 ), при нагрузке 20 Мн/м 2 (200 кгс/см 2 ). 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 30-20 кг/м 3 ), а также из эластичных газонаполненных пластмасс (латексы синтетических каучуков, пенополиуретан, пенополивинилхлорид), выпускаемых в виде плит толщиной от 5 до 30 мм; объёмная масса эластичного пенополиуретана 40-70 кг/м 3 , пенополивинилхлор ида 70-270 кг/м 3 . В ряде случаев для целей звукоизоляции применяются штучные прокладки из литой или губчатой резины.

Вибропоглощающие материалы предназначены для ослабления изгибных колебаний, распространяющихся по жестким конструкциям (преимущественно тонким) для снижения излучаемого ими звука, для поглощения вибрации и вызываемых шумов при работе инженерного и санитарно-технического оборудования. Вибропоглощающие материалы изготавливают как на основе натурального волокна (базальтовая вата, каолиновая вата, вспученный перлит, вспененное стекло, шамот) так и на основе синтетической субстанции (пенополиэстр, пенополиуратен, пенополиэтилен, пенополипропилен). Наиболее долговечна минеральная вата из горных пород, в большинстве случаев - базальтовая. Среди её дополнительных преимуществ выделяют гидрофобность, огнестойкость, паропроницаемость и экологическую безопасность.

Эффективными звукоизоляционными изделиями с волокнистой структурой являются маты и плиты полужесткие минераловатные и стекловатные на синтетическом связующем, маты и рулоны прошивные стекловатные, древесноволокнистые изоляционные плиты, пористая резина, поливинилхлоридные и полиуретановые пенопласты. Изготавливают ленточные и полосовые прокладки длиной от 1000 до 3000 мм и шириной 100, 150, 200 мм, штучные прокладки - длиной и шириной 100, 150, 200 мм. Изделия из волокнистых материалов применяются только в оболочке из водостойкой бумаги, пленки, фольги.

Вибропоглощающими материалами служат некоторые сорта резины и мастики, фольгоизол, листовые пластмассы. Вибропоглощающие материалы наносятся на тонкие металлические поверхности, при этом создается эффективная вибропоглощающая конструкция с высокой энергией на трение.

1.2 Классификация акустических материалов по основным признакам

1 По форме звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на штучные (блоки, плиты); рулонные (маты, полосовые прокладки, холсты); рыхлые и сыпучие (вата минеральная и стеклянная, керамзит, вспученный перлит и другие пористые зернистые материалы).

2 По жесткости звукопоглощающие материалы подразделяют на мягкие, полужесткие, жесткие и твердые.

3 По структурным признакам звукопоглощающие материалы и изделия подразделяют на пористо-зернистые, пористо-волокнистые, пористо-ячеистые (из ячеистого бетона и перлита) и пористо-губчатые (пенопласты, резины).

4 По возгораемости акустические материалы и изделия подразделяют на три группы: сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.
2 СВОЙСТВА АКУСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Совокупность многочисленных звуков, быстро меняющихся по частоте и силе, принято называть шумом. Шум в помещениях относится к категории санитарно-гигиенических вредностей, так как длительное его воздействие вредно для здоровья человека и понижает его работоспособность. Различают шумы воздушные и ударные. Воздушный шум возникает и распространяется в воздушной среде. Звуковые волны воздействуют на ограждающие конструкции зданий, приводят их в колебательное движение и тем самым передают звук в соседние помещения, отражаются и частично поглощаются ограждениями. Ударный шум возникает и передается в ограждающих конструкциях при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию.

Вредное действие шумов стремятся уменьшить путем разработки рациональных планировочных и конструктивных решений зданий, осуществляемых с применением акустических материалов и изделий.

Акустическими называют материалы, способные поглощать звуковую энергию, а также снижать уровень силы и громкости, проходящих через них звуков, возникших как в воздухе, так и в материале ограждения.

Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материалов и звука. Наиболее значимыми акустическими свойствами материала являются звукопроводность, звукопоглощение и звукоизоляция.

Звукопроводность – это свойство материала пропускать через свою толщину звук. Для изоляции помещений от шумов важно, чтобы строительные конструкции имели низкую звукопроводность. Она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые материалы плохо проводят звук.

Звукопоглощение – это свойство материала поглощать и отражать падающий на него звук. Оно зависит от пористости материала, его толщины, состояния поверхности, а также частоты звукового тона, измеряемого количеством колебаний в секунду.

Основной акустической характеристикой звукопоглощающих материалов является коэффициент звукопоглощения а равный отношению количества энергии звуковых колебаний, поглощенной материалом или конструкцией, к общему количеству звуковой энергии, падающей на изолируемую поверхность в единицу времени.

Звукопоглощающие материалы отличаются декоративностью и способствуют формированию выразительного и эстетичного вида помещения.

Под звукоизоляцией подразумевают комплекс мероприятий, направленных на снижение интенсивности проникновения звука (шума) до допустимых величин при прохождении его через ограждающие конструкции. Критерием звукоизоляции является разность уровней силы звука до и после прохождения его через ограждающую конструкцию. Разность уровней силы звука в жилых домах для стеновых материалов и материалов междуэтажных перекрытий должна составлять 50 дБ, для перегородок – 40 дБ.

Главное свойство звукоизоляционных материалов - это ослабление ударного шума. Звукоизоляционная способность материала в ограждении оценивается по разности уровней звука с обеих сторон ограждения и выражается в децибелах. Предельные (максимально допустимые) уровни шума устанавливаются в зависимости от назначения помещения и частотной характеристики звука. Нормальное ухо человека воспринимает звуковые колебания частотой 16. 20000 Гц, причем особо чувствительными являются частоты 1500. 3000 Гц. Звукоизоляционная способность ограждения прямо пропорциональна десятичному логарифму его массы. Однако увеличение массы конструкций делает их слишком тяжелыми, громоздкими и дорогими. Гораздо эффективнее конструкции, изготовленные из пористых материалов, или многослойные конструкции, имеющие воздушные прослойки. В этом случае используются упругие свойства воздуха, которые гасят звуковые колебания и прерывают распространение звука. По этой же причине и звукопоглощающие материалы стремятся изготовлять высокопористыми (пористость 40. 90 %), т. е. как и теплоизоляционные материалы. Однако в отличие от теплоизоляционных материалов, где выгодны замкнутые воздушные поры, эффективность звукопоглощающих материалов возрастает при наличии сквозных пор или специально предусмотренной перфорации.

Строительно-эксплуатационные свойства акустических материалов оценивают по механической прочности, деформации при колебаниях температуры и влажности, стойкости при воздействии влаги, высокой температуры, огня, микроорганизмов, соответствию санитарно-гигиеническим нормам и способности сохранять свои свойства в процессе длительной эксплуатации.

3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Всем приятно находится в помещении с хорошей акустикой. Но не каждый знает, что же это такое, а тем более как этого достичь. Представив разговор в пустой комнате можно понять, что такое отсутствие акустики, ведь все твердые поверхности, такие как пол, потолок будут отражать возникающие звуки. Мягкая мебель может помочь в улучшении звуковой среды, но ее будет недостаточно при создании идеала. Для обеспечения нужного звучания, без каких – либо помех, необходимо использовать акустические материалы. Подобрать нужный вариант не составит большого труда – на ваш выбор представлен широкий спектр материалов различных видов и цветов. С каждым днем спрос на акустические материалы становится больше, следовательно, растет и ассортимент продукции.

При строительстве жилых, промышленных и офисных помещений для возведения стен, перегородок, плоских и скатных крыш с небольшим углом наклона может применяться строительный материал фибролит. Он производится из древесного или синтетического волокна и цемента, обладает плотностью от 208 до 570 кг на м 3 . Фибролит служит материалом для производства несъёмной опалубки, применяемой для каркасного домостроения. Один из его видов - акустический фибролит используется для создания акустических потолков.

Благодаря высокому коэффициенту звукопоглощения, большое распространение получили материалы из каменной ваты. В виде плит различной толщины они применяются для звукоизоляции помещений всех типов. Среди них есть универсальные материалы для повышения звукоизоляции стен, пола и потолков.

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.

Содержание работы

Введение 3
1. Классификация акустических материалов 5
2. Звукоизоляционные материалы 9
3. Звукопоглощающие материалы 11
4. Заключение 13
Список используемой литературы 14

Содержимое работы - 1 файл

акустические материалы.doc

Классификация акустических материалов 5
Звукоизоляционные материалы 9
Звукопоглощающие материалы 11
Заключение 13

Список используемой литературы 14

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

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.

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, шопот— 10 дБ, тихий разговор — 40 дБ, улица с нормальным движением— 60, а с шумным — 70 дБ, грузовой автомобиль — 90 дБ, авиационный мотор— 120 дБ, болевой порог— 140 дБ. Э

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, 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 заменять их ограждениями из двух стенок со сплошными воздушными прослойками (без жестких связей между стенками), переходить к слоистым конструкциям.

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 или технических устройств, например вентиляционных воздуховодов. Отделочные звукопоглощающие материалы также оптимизируют условия слышимости в помещениях, например в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях. 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.

Акустические материалы и изделия по назначению подразделяются 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.

Звуковое поле, создаваемое каким-либо источником шума в помещении, слагается от наложения прямых и отражённых от ограждения звуковых волн. Отражение значительно увеличивает интенсивность звука и изменяет характер его звучания в худшую сторону. Звукопоглощающие материалы, снижая энергию отражённых звуковых волн, благоприятно изменяют характеристику звукового поля.

Эти материалы должны быть высокопористыми. Если в теплоизоляционных материалах желательно иметь замкнутые поры, то в звукоизоляционных - сообщающиеся и возможно меньшие по размеру. Такие требования к строению звукоизоляционных материалов вызваны тем, что при прохождении звуковой волны через толщу материала она приводит воздух, заключённый в его порах, в колебательное движение, мелкие поры создают большее сопротивление потоку воздуха, чем крупные. Движение воздуха в них тормозится, и в результате трения часть механической энергии превращается в тепловую.

На звукопоглощающие свойства материалов оказывает влияние и их упругость. В изделиях с гибким деформирующимся каркасом имеют место дополнительные потери звуковой энергии вследствие активного сопротивления материала вынужденным колебаниям под действием падающих звуковых волн.

В ряде случаев облицовка поверхности строительных конструкций осуществляется перфорированными листами из сравнительно плотных материалов (гипсокартон, асбестоцемент, металлические, пластмассовые листы и др.), которые обеспечивают изделиям, наряду со звукопоглощением, повышенную механическую прочность и декоративность.

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 м 2 открытого окна. К звукопоглощающим материалам относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 гц ("Защита от шума" СНиП II - 12 - 77). Коэффициент звукопоглощения определяется в так называемой акустической трубе и подсчитывается по формуле:

где А(зв) - коэффициент звукопоглощения; Е(погл) - поглощённая звуковая волна; Е(пад) - падающая звуковая волна; E(отр) - отраженная звуковая волна; Е(рас) - звуковая волна, рассеянная в материале; Е(прош) - звуковая волна, прошедшая через материал.

Е(погл) = Е(рас) + Е(прош).

Уровень шума зависит от времени реверберации (времени звучания отражённого сигнала). Например, в помещении объёмом 100 куб.м с жёсткими поверхностями, время реверберации может составить от 5 до 8 секунд. Если поверхность покрыта хорошо поглощающим акустическим материалом, время реверберации составляет менее 1 секунды, т.е. как в хорошо меблированной жилой комнате. Снижение времени реверберации до вышеупомянутого уровня увеличивает звуковой комфорт помещений, создаёт оптимальную рабочую атмосферу в лекционном или спортивном зале, офисе, кинотеатре, студии и т.п.

Коэффициент звукопоглощения некоторых материалов

Наименование	Коэффициент звукопоглащения при 1000Гц
Открытое окно	1
Акустические материалы:
Акустические минераловатные плиты	0,7-0,9
Акустический фибролит	0,45-0,50
Акустические древесноволокнитсые 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

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. Так, скорость распространения звуковых волн стали составляет 5050, в железобетоне - 4100, в древесине - 1500, в пробке - 50, а в поризованной резине - 30 метров в секунду.

Упругие прокладки укладываются между несущей плитой перекрытия и чистым полом.

Значения модулей упругости некоторых звукоизоляционных прокладок

Наименования	Средняя плотность кг/м 3	Модуль упругости
Наименования	Средняя плотность кг/м 3	Статический, Мпа	Динамический, Мпа
Стекловолокнистые и минераловатные плиты и маты на синтетической связке	30-150	0,02-0,05	0,25-0,45
Мягкие древесноволокнитсые плиты	200	0,3	1,4
Вспученный вермикулит в полиэтиеновых матах	150	0,15	1,8
Листы пенополиуритана	50	0,05	0,25
Листы пеноплиэтилена	30	0,03	0,20

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. Звукоизоляционная способность ограждений пропорциональна логарифму массы конструкции. Поэтому 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.

Кроме классификации по назначению, акустические материалы подразделяются и по другим признакам, имеющим много общего с теплоизоляционными материалами.

По внешнему виду (форме) акустические материалы бывают

сыпучие
штучные (плиточные, рулонные, маты)

По строению и виду пористости их делят на три группы:

материалы с волокнистым каркасом (минераловатные, асбестовые, фибролит, древесноволокнистые, древесностружечные, войлок)
ячеистые материалы, полученные способом вспучивания или пеновым способом (ячеистые бетоны, пеностекло)
смешанной структуры, например, акустические штукатурки, изготавливаемые с применением пористых заполнителей (вспученный перлит, вспученный вермикулит).

К звукопоглощающим материалам предъявляют повышенные по сравнению с теплоизоляционными материалами 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

Другой характеристикой звукоизоляционного материала является деформативность — способность материала сжиматься под определенной нагрузкой.

Звукоизоляционными акустическими материалами служат: полужесткие минераловатные и стекловатные маты и плиты на синтетической связке древесно-волокнистые изоляционные и асбестоцементные изоляционные плиты (последние используют в местах опирания конструктивных элементов перекрытий на стены зданий).

Читайте также: