3.8.2. Краткая характеристика акустических материалов

Акустические свойства материала проявляются в результате его взаимодействия со звуком.

Звук – это упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. Человек слышит звуки с частотами от 16 до 20000 Гц. Звук с частотами до 16 Гц называется инфразвуком; звук с частотами от 2·10⁴ до 1·10⁹ Гц называется ультразвуком.

Совокупность многочисленных звуков, быстро меняющихся по частоте и силе, принято называть шумом. Шум в помещениях относится к категории санитарно-гигиенических вредностей, поскольку его длительное воздействие вредно для здоровья человека и понижает его работоспособность. Различают воздушные и ударные шумы.

Воздушный шум возникает и распространяется в воздушной среде.

Ударный шум возникает и передается в ограждающих конструкциях, устройствах и машинах при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию или отдельные части машин.

Вредное воздействие шумов стремятся уменьшить путем разработки рациональных планировочных и конструкционных решений зданий и конструкций, 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 конструкции. По назначению акустические материалы подразделяют на звукопоглощающие и звукоизоляционные.

• Звукопоглощающие материалы обладают свойством поглощать энергию падающих на них звуковых волн (т.е. уменьшать воздушные шумы).

• Звукоизоляционными называют материалы, применяемые в основном для ослабления ударного шума.

А. Звукопоглощающие материалы (зпм) и изделия

Основной акустической характеристикой ЗПМ является коэффициент звукопоглощения α, равный отношению количества энергии звуковых колебаний, поглощенной материалом или конструкцией, к общему количеству звуковой энергии, падающей на изолируемую поверхность в единицу времени: α= Е_погл/Е_пад.

К ЗПМ принято относить только те материалы, которые на средних частотах звука имеют α>0,2. Эти материалы характеризуются высокой, преимущественно открытой, пористостью. Для усиления поглощения звуковой энергии ЗПМ часто дополнительно перфорируют. Перфорация облегчает доступ звуковых волн к материалу и при рациональном её использовании увеличивает α на 10 – 20% (а иногда и больше). Для этой же цели фактуру поверхности звукопоглощающих изделий (плит) делают трещиноватой, бороздчатой или рельефной и окрашивают эмульсионными или клеевыми красками, дающими пористое покрытие.

ЗПМ применяют в одном из следующих вариантов:

• в виде однослойного однородного пористого материала с офактуренной поверхностью;

• в виде двух- и многослойных пористых материалов с жестким перфорированным покрытием;

• в виде штучных двух- и многослойных изделий разнообразных размеров и форм.

Однослойные пористые ЗПМ и изделия могут иметь волокнистую, конгломератную или ячеистую структуру. Из ЗПМ с волокнистой структурой наиболее часто применяются минераловатные и древесно-волокнистые плиты. Пористые (мягкие) древесно-волокнистые плиты (ДВП) имеют плотность 200 – 300 кг/м³. Такие ДВП перфорируют на 2/3 толщины и окрашивают клеевой краской.

К материалам с конгломератной структурой относят акустические бетоны и растворы в виде плит и блоков, изготавливаемых на пористых заполнителях (вспученные перлит и вермикулит, легкие виды природной или шлаковой пемзы, керамзиты) и белом, цветном или обычном портландцементах.

Среди материалов с ячеистой структурой наиболее распространены плиты и блоки из ячеистых бетонов, пеностекла и поропластов (газонаполненных пластмасс с сообщающимися между собой порами).

Высокого звукопоглощения при низких частотах достигают применением резонирующих панелей. Такие панели состоят из каркаса, на котором крепится мембрана из листа фанеры, жесткой ДВП или плотной ткани типа клеенки. Панели монтируют на потолке и стенах с определенным относом от ограждающей конструкции.