Применение большого числа слоев в двустенных и комбинированных конструкциях обусловлено требованиями увеличения звукоизоляции.

Влияние на звукоизоляцию проемов, отверстий и щелей

Наличие отверстий, щелей и проемов существенно снижает эффективность звукоизоляции. При равной площади проем влияет сильнее, чем щель, а щель сильнее, чем отверстие (рисунок 1.18).

Рисунок 1.18 – К определению звукопроводности отверстий различного диаметра

Когда поперечный размер проема а сравним с длиной звуковой волны λ или превышает ее (а ≥ λ), фронт проникающих волн будет плоским, то есть вся звуковая энергия пройдет через проем. Если же размер а существенно меньше, чем λ (например, в случае щели), то прошедшая волна будет цилиндрической или сферической, часть энергии отразится, не пройдя через щель.

Снижение звукоизоляции при наличии проема (щели, отверстия) зависит от его площади и, если размер а сравним с длиной звуковой волны, определяется по формуле:

29

1+ Sпр

Sогр

где Sпр – площадь проема;

Sогр – площадь ограждения;

ЗИогр – звукоизоляция ограждения.

В практике бывают случаи, когда проем закрыт конструкцией, звукоизоляция которой меньше, чем звукоизоляция ограждения (это характерно для незвукоизолированных окон и дверей). Снижение звукоизоляции ограждения определяется по формуле

где Sо – площадь окна или двери;

ЗИо – звукоизоляция окна или двери.

Заметим, что если разница звукоизоляции будет равна20 дБ, то снижение звукоизоляции составит10 дБ. В таблице 1.4 приведены сравнительные значения звукоизоляции с отверстиями и щелями, полученные экспериментально.

Таблица 1.4 – Экспериментальные значения звукоизоляции ограждающих конструкций (с отверстиями, щелями и проемами)

30

Классификация звукопоглощающих покрытий

Звукопоглощение используется для снижения отраженного шума. Чем выше коэффициент звукопоглощения (α), тем меньшая часть энергии отражается от поверхности. Коэффициент звукопоглощения зависит как от отражающих свойств поверхности, так и от свойств материала, который ее покрывает. Виды и типы отражающих и поглощающих конструкций, а также свойства их звукопоглощения приведены в таблице 1.5.

При падении звуковых волн на открытый проем, звуковая энергия проходит через него, не отражаясь. Проем – идеальный поглотитель, коэффициент звукопоглощения его составляет α= 1. Для жесткой, гладкой и лишенной пор поверхности значение коэффициента звукопоглощение лежит в диапазоне α= 0,01–0,02, то есть очень мало. Звукопоглощающая облицовка, как правило, представляет собой слой (слои) волокнистого или пористого материала с мягким или податливым скелетом. Звуковые волны, падающие на материал, приводят в движение воздух в порах. Вследствие трения воздуха о стенки пор и процессов теплообмена между воздухом и скелетом происходит переход энергии колебаний воздуха в тепловую энергию. Коэффициент звукопоглощения материала, расположенного на отражающей поверхности, уменьшается на низких частотах и имеет максимум на высоких. Величина этого максимума определяется толщиной звукопоглощающего слоя.

Таблица 1.5 – Виды и типы отражающих и звукопоглощающих конструкций и их элементов

31

Для увеличения звукопоглощения на низких частотах между пористым слоем и стеной устраивается воздушный промежуток. С целью повышения прочности и предохранения от высыпания звукопоглощающие конструкции покрываются слоем перфорированного твердого материала (алюминия, пластика, дерева, стали и др.). Наличие этого покрытия несколько меняет характер звукопоглощения: на низких частотах оно повышается, а на высоких падает. Перфорация выполняется в виде круглых отверстий или щелей и может занимать от 15 до 75% площади.

Резонансные поглотители (типа резонатора Гельмгольца) состоят из воздушной полости, соединенной отверстием (горлом) с окружающим про-

32