Вопрос 43

Акустическими называются материалы, способные уменьшать, энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего звука.Человеческое ухо воспринимает звук лишь при его силе не ниже некоторой минимальной величины, называемой порогом слышимости.

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.

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.

Звукопоглощающие материалы разделяют по разным признакам. Чаще других признаков принимают характер поглощения звука, вид и технологию изготовления, характер поверхности изделий. Все эти материалы обычно являются также отделочными, поскольку способствуют созданию внешней архитектурной выразительности помещений.

По характеру поглощения звука материалы разделяют на пористые, мембранные и перфорированные. Наиболее распространенными являются пористые. Звуковая энергия поглощается в этих материалах в основном за счет трения частиц воздуха в порах и капиллярах, весьма развитых и различных по диаметру. С повышением пористости увеличивается звукопоглощение, хотя имеется некоторый предел пористости (около 80%), выше которого звукопоглощение не возрастает и даже имеется тенденция к его снижению. При мембранном типе материала сила звука снижается вследствие затраты энергии на вынужденное колебание достаточно массивных и жестких мембран плиты, фанерные листы, плотный картон, некоторые ткани). Перфорированные панели и другие материалы имеют отверстия, в которых задерживается воздух, создающий тормоз на пути воздушного переноса звука, что создает лучший эффект звукопоглощения.

Звукоизоляционные материалы применяют для изоляции помещений от распространения материального (ударного) переноса звука. В отличие от звукопоглощающих эти материалы остаются практически в скрытом от взора состоянии в виде прокладочных слоев в конструкциях. Их помещают обычно в конструкциях внутренних стен (перегородок) и междуэтажных перекрытий зданий. Они располагаются между наружными оболочками (панелей, щитов и др.). находясь в свободном (не сжатом) или даже подвешенном состоянии (например, подвешенные маты). Возможно и некоторое обжатие звукоизолирующей прослойки, например, между несущими панелями потолка и конструкцией пола на упругом основании.

Звукоизоляция всегда связана с характером конструкции, а не только со структурой и свойством материала, как в случае звукопоглощения. Она не остается постоянной при изменении структуры конструкции, ее размеров и массы, жесткости связей в конструкции, характера контакта и опирания элементов конструкции. Если конструкции однородные, например в виде сплошной плиты, способной под влиянием звукового давления и колебаний звука совершать колебательные движения всей своей массой, то, как отмечалось выше, звуковая изоляция возрастает с увеличением массы однородной конструкции. Это возрастание происходит медленно, пропорционально десятичному логарифму ее массы. Если конструкции неоднородны, состоят из двух или большего числа оболочек, с инородными прослойками между ними, то колебания каждой оболочки под влиянием звуковой волны отличаются и они постепенно «гасятся» в конструкции.