ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ С ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИМИ СЛОЯМИ

, научный руководитель, канд. техн. наук

Вологодский государственный технический университет

г. Вологда

Актуальность проблемы. Защита от шума — одного из основных неблагоприятных факторов среды обитания че­ловека - стала неотъемлемой частью вопросов проектирования, строительства и реконструкции зданий и сооружений.

В результате исследований разработаны методы расчета эффективной звукоизоляции. Основной целью исследований является создание эффективных многослойных ограждений с вибропоглощающими материалами, пригодных для использования в различных практических условиях. Для этой цели в определенной степени могут использоваться некоторые про­мышленные материалы, характеризующиеся значительными вязкоупругими потерями,— линолеум, рубероид, мастики и пр., а также отдельные сорта ре­зин и резиноподобных материалов.

В настоящее время применяются вибропоглощающие покрытия двух - и многослойные, в которых этот эффект потерь ме­ханических колебаний обусловлен преимущественно сдвиговыми деформациями сравнительно мягких слоев. Простейшая «сандвичевая» конструк­ция — два металлических листа, склеенных слоем вязкого вещества.

В связи с отсутствием исследований об акустической эффективности проектирование таких конструкций является актуальной научной проблемой.

Целью работы является разработка легких звукоизолирующих конструкций с вибродемпфирующими слоями, обеспечивающих высокую звукоизоляцию.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели решаются задачи:

·  разработка теоретического способа расчета конструкции с вибродемпфирующими слоями;

·  проведение экспериментальных исследований параметров конструкции (модуль упругости, коэффициент потерь, модуль сдвига, коэффициент Пуасона);

·  создание экпериментальной установки для исследования звукоизоляции многослойной конструкции с вибродемпфирующими слоями.

Методы исследований. Расчетные зависимости для определения звукоизоляции панели с вибродемпфирующими слоями получены при рассмотрении процесса прохождения звука через ограждение на основании понятия согласования звуковых полей и вибрационного поля конструкции.

Эксперименты проводились в специально разработанных и построенных с этой целью больших реверберационных камерах ВоГТУ с использованием анализатора шума 2260 фирмы «Брюль и Къер» в соответствии с ГОСТом . Обработка экспериментальных данных производилась с использованием существующих статических методов.

Описание экспериментальной установки. Конструктивное решение этих камер показано на рис. 1. Условием создания диффузного звукового поля, является неправильная форма камеры высокого уровня (КВУ) и камеры низкого уровня (КНУ), помещение низкого уровня опирается на грунт через отдельный от здания фундамент через слой виброизоляции, что практически исключает косвенную передачу звука. Ограждающие конструкции камер кирпичные, оштукатурены с железнением поверхности, окрашены масляной краской, покрытие пола – керамическая плитка.

Акустическая аппаратура состоит из двухканального модульного прецизионного анализатора 2260 фирмы «Брюль и Къер» в реальном масштабе времени со встроенным генератором шума, трех усилителей MAKRO 1400 и 8 звуковых колонок QS 152 в камере высокого и 4 звуковых колонок QS 152 в камере низкого уровня. Анализатор 2260 с установленным программным обеспечением становится специализированной звукометрической платформой для измерения звукоизоляции и времени реверберации, он сохраняет в памяти данные и результаты измерений, которые могут передаваться и обрабатываться на компьютере. Все измерения проводили из аппаратной (помещение 3 рис. 1.)

Рис. 1. План реверберационных камер ВГТУ

Расчет звукоизоляции выполняется с использованием комбинаций приведенных выше значений в соответствии с международным стандартом ISO [1].

Изоляции ограждений от воздушного шума (R) вычисляется по формуле:

, (1)

где- средние уровни звукового давления в помещениях высокого и низкого уровней, дБ;

S – площадь испытываемой конструкции, м2;

А2 –общее звукопоглощение в КНУ, м2.

Граничная частота диффузности звукового поля определялась по формуле:

, (2)

где V – объем помещения, м3.

Для КВУ 152 Гц,

КНУ 187 Гц.

С целью определения точек установки микрофонов проводили исследование уровней звукового давления по частотам в обеих камерах в горизонтальной и вертикальной плоскости. По результатам этих замеров выбрали по 6 точек в каждом помещении.

Данный шумомер позволяет измерять уровень звука в КВУ (уровень L1), уровень звука в КНУ (уровень L2), уровень фоновых шумов в КНУ (уровень В2), который используется для коррекции уровня L2 в расчетах воздушной изоляции, а также время реверберации в КНУ. Проводилась серия измерений в 6 точках в помещениях, чтобы сделать поправку на колебания звукового давления. Получающийся усредненный спектр используется в расчете воздушной изоляции. Измерения могут выполняться в любой последовательности и в любое время для нескольких измерительных точек.

На частотах выше , где поле диффузное уровни L1 и L2 измеряются в 6 точках, а на частотах ниже L1 и L2 могут измеряться в любых точках. Мы проводим замеры в 6 точках на всей области частот.

Результаты экспериментальных исследований звукоизоляции слоистых вибродемпфированных ограждений представлены на рисунке 2:

-  1 - два стекла толщиной по 3 мм с вклеенной прокладкой из нафталана, μ = 15,3 кг/м2;

-  2 - стекло силикатное толщиной 6 мм,μ = 15,0 кг/ м2;

-  3 - закон массы

Рис. 2. Частотные характеристики звукоизоляции ограждений

Как видно из рисунка 2 звукоизоляции слоистого ограждения с вибродемпфирующими слоями по сравнению с однослойными ограждениями равной поверхностной массы увеличивается за счет смещения граничной частоты волнового совпадения в область более высоких частот и повышаюшего коэффициента потерь.

Некоторое превышение звукоизоляции слоистого вибродемпфирующего ограждения над «законом массы» в области неполных пространственных резонансов можно объяснить прохождением звуковой энергии с инерционными волнами.

Практическая значимость заключается в следующем:

·  полученные данные в результате исследования позволяют проектировать новые более эффективные звукоизолирующие конструкций;

·  практическое применение звукоизолирующих конструкций с вибродемпфированием на основе основе разработанных рекомендаций.

Литература

1.  , , «Акустические измерения в строительной физике». Москва, Стройиздат, 1978, 212 с.

2.  Об эффективности звукоизоляции многослойных ограждений с промежуточным вибродемпфирующим слоем. В сб. «Защита от шума и акустическое благоустройство зданий и населенных пункотов». Материалы научно-технического семинара. Москва, НИИСФ РААСН, 2003, с. 101-102.