АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ • Большая российская энциклопедия

Авторы: Г. П. Сахаров

АКУСТИ́ЧЕСКИЕ МАТЕРИА́ЛЫ, ми­не­раль­ные и ор­га­но­ми­не­раль­ные ма­те­риа­лы и из­де­лия из них, ис­поль­зуе­мые для за­щи­ты от шу­ма по­ме­ще­ний и тер­ри­то­рий, пред­на­зна­чен­ных для гор. за­строй­ки. Осн. ис­точ­ни­ка­ми шу­ма внут­ри и вне зда­ний яв­ля­ют­ся бы­то­вые ма­ши­ны, тех­но­ло­гич. обо­ру­до­ва­ние, об­ще­ст­вен­но-зре­лищ­ные ме­ро­прия­тия, на­зем­ный и воз­душ­ный транс­порт и др. За­щит­ные свой­ст­ва А. м. за­ви­сят от при­ро­ды ма­те­риа­ла, его струк­ту­ры (в т. ч. по­рис­то­сти), от час­то­ты и уров­ня зву­ко­вых ко­ле­ба­ний и др. В за­ви­си­мо­сти от ме­сто­рас­по­ло­же­ния ис­точ­ни­ка шу­ма и его ха­рак­те­ра А. м. раз­де­ля­ют на зву­ко­по­гло­щаю­щие, зву­ко­изо­ли­рую­щие и виб­ро­пог­лощаю­щие.

Зву­ко­по­гло­щаю­щие ма­те­риа­лы при­ме­ня­ют при ис­точ­ни­ке шу­ма, рас­по­ло­жен­ном внут­ри по­ме­ще­ния (напр., куз­неч­но-прес­со­вые це­ха пром. зда­ний, зву­ко­за­пи­сывающие студии и т.  п.). Они сни­жа­ют уро­вень зву­ко­во­го дав­ле­ния, вос­при­ни­мае­мо­го че­ло­ве­че­ским ухом, до до­пус­ти­мо­го по нор­мам. Из­го­тов­ля­ют­ся на ос­но­ве во­лок­ни­стых (ми­не­раль­ной и стек­лян­ной ва­ты), зер­ни­стых (вспу­чен­но­го пер­ли­та и вер­ми­ку­ли­та), ячеи­стых (га­зо­бе­то­на, га­зо­си­ли­ка­та) и др. ма­те­риа­лов и свя­зую­щих ве­ществ (гип­со­вых, по­ли­мер­ных, крах­ма­ла, бен­то­ни­та, кар­бок­си­ме­тил­цел­лю­ло­зы и др.). Зву­ко­по­гло­щаю­щие ма­те­риа­лы вы­пус­ка­ют пре­им. в ви­де плит, а так­же ру­ло­нов, ма­тов, рых­лых и сы­пу­чих ма­те­риа­лов, рас­творов на ос­но­ве по­ри­сто­го за­пол­ните­ля (т. н. аку­стич. ра­ство­ров). Сред­няя плот­ность плит­ных ма­те­риа­лов 130–400 кг/м³, проч­ность на из­гиб 0,1–0,4 МПа. Что­бы уве­ли­чить зву­ко­по­гло­ще­ние, пли­ты из­го­тов­ля­ют с по­верх­но­ст­ной или сквоз­ной пер­фо­ра­ци­ей. Эф­фек­тив­ность зву­ко­по­гло­щаю­щих ма­те­риа­лов ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ко­эф. зву­ко­по­гло­ще­ния $α = E_{погл}/E_{пад}$ (где $E_{погл}$ и $E_{пад}$ – со­от­вет­ст­вен­но по­гло­щён­ная и па­даю­щая зву­ко­вая энер­гия).

Зву­ко­изо­ли­рую­щие ма­те­риа­лы обес­пе­чи­ва­ют не­об­хо­ди­мую зву­ко­изо­ля­цию от ис­точ­ни­ков шу­ма, рас­по­ло­жен­ных вне по­ме­ще­ний и зда­ний (напр., меж­квар­тир­ная изо­ля­ция, зву­ко­изо­ля­ция пе­ре­кры­тий зда­ний и т. п.). Они слу­жат для от­ра­же­ния зву­ко­вых волн от по­верх­ности ог­ра­ж­даю­щих кон­ст­рук­ций (пе­ре­го­ро­док, стен, пе­ре­кры­тий) и час­тич­но­го по­гло­ще­ния зву­ка. Для это­го кон­ст­рук­ции де­ла­ют мно­го­слой­ны­ми, с воз­душ­ной или по­рис­той про­слой­кой из зер­нистых и ячеи­стых ма­те­риа­лов. Зву­ко­изо­ли­рую­щие ма­те­риа­лы из­го­тов­ля­ют в ви­де лен­точ­ных и штуч­ных про­кла­док, ма­тов и плит из ми­не­раль­ной или стек­лян­ной ва­ты, по­рис­той ре­зи­ны и пе­но­пла­стов сред­ней плот­но­сти 40–175 кг/м³. Эф­фек­тив­ность зву­ко­изо­ля­ции в ог­ра­ж­де­ни­ях оце­ни­ва­ют ко­эф. зву­ко­про­вод­но­сти $τ = E_{прош}/E_{пад}$ (где $E_{прош}$ и $E_{пад}$ – со­от­вет­ст­вен­но про­шед­шая сквозь пре­гра­ду и па­даю­щая зву­ко­вая энер­гия). См. так­же Зву­ко­изо­ля­ция, Шу­мо­за­щит­ный эк­ран.

Виб­ро­пог­ло­щаю­щие ма­те­риа­лы ос­лаб­ля­ют шу­мо­вое воз­дей­ст­вие виб­ри­рую­щих кон­ст­рук­ций и ус­та­но­вок. Эф­фек­тив­но га­сят шу­мы по­рис­тая ре­зи­на и эла­стич­ные во­лок­ни­стые про­клад­ки, вы­би­рае­мые с учё­том час­то­ты зву­ка.

Акустические материалы Общие сведения

Звуки, вызываемые случайными причинами, не несущие полезной информации и мешающие тому или иному жизненному процессу, принято называть шумами. Ухо человека воспринимает колебания частотой 16-2000 Гц.

Воздушный шум возникает и распространяется в воздушной среде. Звуковые волны воздействуют на ограждающие конструкции, приводят их в колебательное движение и тем самым передают звук в соседние помещения, ограждаются и частично поглощаются ограждениями, а также проникают через них.

Ударный шум возникает и распространяется в ограждающих конструкциях при ударных, вибрационных и других воздействиях непосредственно на конструкцию.

Предельные значения уровня шума: для производственных помещений с речевой связью 80-85 дБ, административных помещений 38-71 дБ, больниц 13-51 дБ

Материалы и изделия характеризуются среднеарифметическим коэффициентом звукопоглощения в каждом из трех диапазонов частот.

 

Классификация частот

Наименование диапазона	Обозначение диапазона	Среднеарифметические     частоты, Гц
Низкочастотный	Н	63; 125; 250
Среднечастотный	С	500; 1000
Высокочастотный	В	2000; 4000; 8000

 

Акустические материалы могут быть несгораемыми, трудносгораемыми и сгораемыми, должны быть влагостойкими, биостойкими, удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и сохранять свои свойства в процессе длительной эксплуатации.

Акустические материалы принято подразделять в зависимости от назначения от назначения, структуры и свойств на звукопоглощающие, звукоизоляционные или прокладные и вибропоглощающие.

 

Звукопоглощающие материалы

Звукопоглощающие материалы и изделия предназначаются для применения в звукопоглощающих конструкциях с целью снижения уровня звукового давления в помещениях производственных и общественных зданий.

Звукопоглощение материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения а — отношение неотражаемой энергии, поглощенной поверхностью, к падающей энергии в единицу времени.

Классификация звукопоглощающих материалов производится по классам в зависимости от величины коэффициента звукопоглощение в диапазонах частот: первый класс — свыше 0,8, второй — от 0,8 до 0,4, третий класс — от 0,4 до 0,2 включительно.

Примером эффективных звукопоглощающих материалов являются минераловатные плиты на различных связующих, гипсовые и другие материалы.

Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, расположения по отношению к источнику звука и других факторов. Для усиления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно перфорируют.

 

Свойства звукопоглощающих материалов

Наименование материала и его плотность кг/см3	Предел прочности при изгибе, МПа	Габариты изделия, мм	Коэффициент перфорации,%	Коэффициент размягчения	Допустимая относительная влажность воздуха в помещении,%
Минераловатные акустические плиты, до 130	—	500х500х20	—	0,8	—
«Акмигран», «Акминит», 350-400	0,11	300х300х20	12- 13	0-0,5	70
Газосиликат, газобетон, «Силакопор», 150-300	0,15-0,2	450х350х45-25	—	0,2-0,6	70
Новые гидрофобизированные материалы, 150-300	Не менее 0,1	различные	—	0,9	100
Акустические экраны из сухой гипсовой штукатурки	Не менее 0,1-0,11	500х500х8 1000х500х8	10- 15	—	70
Акустические гипсовые плиты с минеральным звукопоглотителем, 500	0,12	600х600х8,5	12- 16	0,7	65
Перлитовые звукопоглощающие плит, 250-500	0,4-0,12	300х300х30	—	0,7	—
«Траверон» (США)	—	—	—	0,9	70
«Рокфон» (Швеция)	—	1000х600х80	—	—	70

 

Акустические, поглощающие, звуковые и звукоизоляционные материалы

16 июнь

Категория: Учебное пособие по акустике, экология, профессионал, без категорий

Что такое акустический материал?

Акустический материал — это материал, который позволяет:

1. Либо улучшить время реверберации в помещении (RT60): это называется акустической обработкой .
2. Либо для предотвращения распространения шума из одной комнаты в другую : это известно как звукоизоляция

В заключение, акустический материал — это материал, позволяющий лучше контролировать шум.

Характеристика акустического материала

Материал характеризуется двумя способами с акустической точки зрения:

1. По его альфа-сабину : между 0 и 1 Альфа-сабин, близкий к 1, означает, что материал полностью впитывает, а при 0 вообще не впитывает.
2. По его DL_alpha : который будет выражен в децибелах (дБ)

Итак, вы поняли, alpha sabine будет вызываться в контексте акустической обработки . DL_alpha будет использоваться в контексте звукоизоляции .

Лучшее понимание характеристик звукопоглощающих материалов: акустические характеристики

Частоты (герц)

Как мы объясняем в нашем руководстве по акустической обработке, один альфа-сабин мало что значит.

Вы должны посмотрите на 2 очень важных параметра :

1. Частоты на которых этот общий альфа-сабин работает хорошо
2. Методы испытаний

Напоминаем, что во многих ситуациях голосовых частот (от 500 до 2000 герц) будут наиболее важными для лечения . Таким образом, как мы говорим в нашем руководстве по качеству акустического продукта, необходимо смотреть на акустическое поведение рассматриваемого продукта во всем частотном спектре.

Аналогично убедитесь, что сравните кривые с тем же индикатором . Они в той же форме, но не похоже, что они имеют одинаковую производительность. Поэтому не путайте кривые:

1. В альфа-сабине : максимальный коэффициент обязательно будет близок к 1
2. В зоне эквивалентного поглощения : максимальный коэффициент может достигать более 4

По сути это, грубо говоря, конвертация. Коэффициент альфа-сабина, равный 1, на определенной частоте будет иметь эквивалентную площадь поглощения с более высоким числом (например, 3). В этом конкретном случае вы можете подумать, что произведение, выраженное в эквивалентной площади поглощения, в 3 раза лучше на этой частоте, чем произведение, выраженное в альфа-сабине. Имейте в виду, что это совсем не так.

Как вы можете видеть в отчете об испытаниях справа, частотный спектр колеблется от 0 до 10000 герц, потому что это частоты, слышимые человеком. Следует отметить, что эти слышимые частоты идут еще дальше. Ведь в реальности он останавливается скорее между 15000 и 18000 герц в зависимости от различных параметров.

Как вы уже поняли, в зависимости от возраста и «уха», то есть от того, перенесло ли оно травму, которая снижает его работоспособность, каждый человек не будет слышать одни и те же частоты. Вот почему некоторые ультразвуки, излучающие определенные частоты, слышны не всем.

Что касается методов тестирования, то можно оптимизировать производительность «на бумаге» с помощью определенных процедур . Некоторые производители играют с этими параметрами. Поэтому важно смотреть на них внимательно. Это то, что мы объясняем в нашей статье об акустических панелях.

Отношение материалов к частотам и звукопоглощению

В действительности большинство материалов являются абсорбирующими . Вот почему одна и та же комната будет меньше резонировать, когда она меблирована. Однако не все материалы имеют одинаковые акустические характеристики.

По этой причине большая часть мебели не классифицируется как акустическая . Следует даже отметить, что стол будет поглощать в 20-40 раз меньше, чем акустическая панель . Последние специально разработаны для этого использования и используют материалы, предназначенные для этой цели.

Аналогично, чем больше помещение, тем хуже будет акустика. Тем более акустические панели будут незаменимы для получения респектабельной акустики. То же самое будет и для помещений с аудиторией.

Децибелы (дБ)

Мы уже касались этой темы в другой статье о шуме на работе.

Помните, что для его измерения вам понадобится шумомер. Точно так же за пределами 80/85 дБ в помещении целесообразно действовать . В контексте работы, помимо этого порога, работодатель даже обязан принять меры для защиты здоровья своих работников.

Отношение материалов к децибелам

В этом случае мебель никак не повлияет на вашу акустику.

Структура стен и потолков должна быть пересмотрена с использованием акустических материалов, которые мы вскоре обсудим. Только звуковые шторы могут улучшить ситуацию при определенных условиях.

Коэффициент звукоизоляции, затухания шума, звукопоглощения и коэффициент Сабина альфа w

Свойства и коэффициент акустики материалов: коэффициент альфа W и Сабина

Как упоминалось ранее, необходимо различать звукоизоляцию и акустическую обработку. Говоря об акустической обработке, мы будем использовать следующие показатели:

• Альфа W
• Коэффициент Сабина

Чтобы узнать больше, вы можете прочитать наш учебник по акустическим характеристикам.

Звуковой коэффициент материалов: DL_alpha и звукопоглощение

С другой стороны, поскольку мы говорим о звуковом коэффициенте, мы будем использовать следующие термины:

• DL_alpha
• Акустическое затухание (в дБ)

Шумопоглощающие материалы для акустической обработки: список

Для акустической обработки часто используются различные материалы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Вот основные из них:

1. Акустические пены
2. Минеральная вата
3. Шерсть из полиэфирного волокна (вата) / ПЭТ
4. Гигроскопическая вата

Акустические пены

Акустические пены, появившиеся в нефтехимической промышленности, представляют собой акустический материал, который используется уже много лет. Их большой интерес заключается в их цене (даже с учетом клея, если хочется хороших результатов, этот аргумент сомнительный). Тем не менее, у них есть много недостатков (огнестойкость, акустические характеристики, эстетика и монтаж).

Вкратце:

• Недорого
• Изготовлен из нефти
• Крепежи, которые не касаются стен (оставляют следы, когда их нужно удалить) и вполне могут увеличить счет
• Очень низкое качество поглощения, необходимо поставить максимальное значение, чтобы получить правильный результат
• Неприглядный
• Лишь немногие являются огнестойкими
• Производительность не выдержала испытания временем

Для получения дополнительной информации вы можете прочитать нашу статью об акустических пенах.

Минеральная вата: стекловата и минеральная вата

Минеральная вата, безусловно, является наиболее широко используемым материалом для акустической обработки. Это семейство материалов состоит из 3 материалов:

1. Стекловата
2. Минеральная вата
3. Вата шлаковая

Это первые два, которые используются для акустической обработки.

Вкратце:

• Хорошее соотношение цены и качества
• Легко режется
• Загрязняющее производство: эти шерсти обвиняют в разрушении экосистем (для борьбы с ними создано множество ассоциаций граждан по всему миру).
• Требуют соблюдения важных мер предосторожности при их использовании
• Раздражает
• Небольшой ретроспективный взгляд на их канцерогенность
• Срок службы неизвестен

Для получения дополнительной информации вы можете прочитать нашу статью о минеральной вате.

Вата из полиэфирного волокна (вата) / ПЭТ (полиэтилентерефталат)

Вата из полиэфирного волокна представляет собой материал, частично полученный путем переработки пластиковых бутылок. Это также эффективный материал с точки зрения эффективности. Имеет различные преимущества:

• Привлекательное соотношение цены и качества
• Нераздражающий продукт
• Хорошая износостойкость

Несмотря на то, что этот материал получен путем вторичной переработки, его нельзя считать полностью экологически чистым. Вот почему:

• Пластик является производным нефти, ископаемого топлива.
• Во многих странах процесс вторичной переработки не очень хорошо освоен, поэтому ПЭТФ часто отправляют обратно в Азию для переработки (в частности, для изготовления акустических изделий).
• Этот материал можно переработать только один раз, поэтому он очень быстро попадает на свалку.
• Редко содержит только переработанное волокно (скорее около 2/3)

Ознакомьтесь с нашим руководством по акустическим панелям из ПЭТ.

Вата

Шерсть Хлопок также является интересным акустическим материалом. Вот что о нем можно сказать:

• Чуть дороже
• Сложнее резать
• Более экологичный
• Нераздражающий продукт
• Хорошая износостойкость

Материалы звукоизоляционные для звукоизоляции список

Большинство этих материалов также используются для звукоизоляции (в основном минеральная вата). Однако есть и другие материалы, которые на сегодняшний день используются только в звукоизоляции:

1. Солома
2. Конопля
3. Целлюлозная вата
4. Древесные волокна

Характеристики и свойства акустических и звуковых материалов

Важно указать, что применение акустических и звуковых материалов повлияет на их характеристики повлияет на их эффективность.

Для акустической панели вся ее композиция будет особенно важна. Если для придания формы вашей панели используются неакустические ткани или отражающие материалы, характеристики вашей изоляции могут быть полностью сведены на нет . Расположение и количество панелей также будут играть роль. Кроме того, в зависимости от вашего использования (дом, офис, музыкальная комната и т. д.) у вас могут быть разные потребности.

Для звукоизоляции будет то же самое. Выбор перегородки и количество изоляционных материалов будут влиять на производительность. Осуществление работы также не для всех является легким делом.

Таким образом, обращение к профессионалу является гарантией качества и результата. Это касается как акустической обработки, так и звукоизоляции.

Акустические материалы – Строительная акустика ТУ/э

Акустические материалы в антропогенной среде

Акустические свойства материалов, которые расположены внутри или снаружи зданий, определяют акустическое восприятие антропогенной среды. Чтобы спроектировать внутреннюю и внешнюю среду с желаемыми акустическими характеристиками, важно правильно разместить акустические материалы, такие как звукопоглощающие или изоляционные панели, ковры, шторы и даже зеленые растения. Успешный дизайн акустического ландшафта возможен, когда мы точно знаем акустические свойства материалов и то, как звук распространяется внутри и сквозь материалы. Кроме того, разработка высокофункциональных акустических материалов необходима для улучшения качества звука в искусственной среде. Что касается этих аспектов, группа по строительной акустике работает над следующими темами.

Дизайн акустических материалов

Звукопоглощающие или изоляционные материалы, например, пористые слои и панели с микроперфорацией, широко используются во всей застроенной среде для снижения шума. Однако их производительность часто ограничена доступным пространством, поскольку обычно требуется использовать материалы нереально большой массы или объема для снижения шума, особенно в низкочастотном диапазоне. Чтобы преодолеть эти ограничения, разрабатываются конструкции акустических материалов, направленные на снижение шума в низких и широких частотных диапазонах, при этом занимая гораздо меньший объем по сравнению с обычными материалами.

Демпферные системы для уменьшения низкочастотной передачи через LWFMМножественные поры в микроперфорированной панели для поглощения широкополосного звука акустика. В частности, большое внимание уделяется методам измерения in situ из-за их способности определять акустические свойства материалов независимо от условий монтажа. Включение подходящей подгонки модели, выбранной с учетом поведения акустических волн в материалах, в результаты измерений на месте позволяет получить надежные результаты в широком диапазоне частот.

In situ характеристика акустического импеданса крыш с растительностью In situ измерительная установка для пористого слоя (слева) и подгонка модели акустических свойств (справа) численное приближение реальных волновых явлений, таких как отражение, пропускание, дифракция и интерференция. Эти высокоточные методы можно использовать для определения волнового поведения через различные акустические среды, например, воздушный звук, проходящий через конструкционную плиту, а затем повторно излучаемый в другую комнату, или передачу звука через экраны для уединения в открытой офисной среде.

Акустическое излучение вибрирующей пластины (слева) и передача шума в здании (справа)

Исследователи

• Проф. Маартен Хорниккс, профессор
• Седрик Ван Хорикс, доцент
• Брэм Боттерман, исследователь
• Сюейн Гуань, аспирант
• Бальтазар Бриер де Ла Хоссерай, выпускник (защитил докторскую диссертацию в 2023 г. )
• Индра Сихар, выпускник (защитил докторскую диссертацию в 2022 г.)
• И Цинь, выпускник (доктор философии в 2022 г.)
• Чанг Лю, выпускник (защитил докторскую диссертацию в 2019 г.)

Сопутствующие проекты

• Acoutect: Прочный фундамент для наших будущих зданий , 2017-2021, h3020 ИТН проект
• Шумозащитные экраны из метаматериалов для наружной среды , 2019-2020, программа EuroTech Postdoc
• Изоляция ударного шума легких напольных систем на низких частотах , 2015-2019, Китайский стипендиальный совет (CSC) Стипендия
• Численное моделирование распространения звука в зданиях , 2015-2019, LPDP Индонезия
• Прогноз акустических преимуществ зеленых крыш и деревьев для городских конфигураций , 2014–2018, Стипендия Китайского стипендиального совета (CSC)

Связанные статьи

29 июня 2023 г.

No related posts.