Результат интеллектуальной деятельности: ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является устройство по патенту РФ №2442861, кл. Е04В 1/84, [прототип], содержащее каркас на перекрытии здания и стены со звукопоглощающей облицовкой.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения.

Это достигается тем, что в звукопоглощающих элементах помещения, содержащих профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, причем одна из стенок выполнена гладкой, а звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя, звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, сложного профиля, состоящего из наклонных граней, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями, в которых выполнены резонансные отверстия, а другой - мягкий, выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя, причем сплошной профилированный слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения.

На фиг.1 изображена схема помещения, на фиг.2 - конструкция звукопоглощающего акустического ограждения помещения, на фиг.3 - конструкция элемента звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием, на фиг.4 - схема межэтажного перекрытия на упругом основании, на фнг.5 - вариант конструкции звукопоглощающего акустического ограждения.

Звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 2 и 8, дверные 9 проемы, проемы 5 для размещения светильников и акустические ограждения 1, 3, 4, 10, 12 (фиг.1). Акустические ограждения (фиг.2), выполненные в виде жестких 13 и перфорированных стенок 14, между которыми расположен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий 20, выполнен сплошным и профилированным, сложного профиля, состоящего из наклонных граней 15 и 17, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями 18, в которых выполнены резонансные отверстия 19, а другой - мягкий 16, выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя 20. Сплошной профилированный слой 20 звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения.

Элементы 6 и 7 звукопоглотителя (фиг.3) над наиболее шумным технологическим оборудованием 11 содержат каркас 21, подвешиваемый за крючья 22, например, на тросах (на чертеже не показано) либо непосредственно крепящийся к жесткой стенке или потолку производственного помещения. Каркас 21 покрыт с наружной стороны фольгой, препятствующей осаждению пыли. К днищу 23 каркаса с внутренней стороны жестко крепится реактивная резонансная вставка 24, разделенная перегородками 25 и 27, с отверстиями 26 и 28, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных в данном случае последовательно. Активная часть элементов звукопоглотителя представляет собой заполненную звукопоглощающим материалом 29 полость между каркасом 21 и вставкой 24. Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем 30 из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглощающего материала. Форма каркаса 21 и вставки 24 может быть любой (например, круглой или многогранной формы), а сам каркас 21 может быть выполнен перфорированным для увеличения поверхности звукопоглощения. Оборудование 11 установлено на виброизолирующие опоры (на чертеже не показано), оконные проемы 2, 8 содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, а в качестве звукопоглощающего материала акустических ограждений помещения и элементов звукопоглотителей используется металлокерамика со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45%, или используется элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (на чертеже не показано), или элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника (на чертеже не показано).

Конструкция пола на упругом основании (фиг.4) содержит установочную плиту 31, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 34 межэтажного перекрытия с полостями 35 через слои вибродемпфирующего материала 33 и гидроизоляционного материала 32 с зазором 36 относительно несущих стен производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 31 по всем направлениям слои вибродемпфирующего материала 33 и гидроизоляционного материала 32 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен и базовой несущей плите 34 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием, полости 35 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, а стены облицованы звукопоглощающими конструкциями.

Акустические ограждения (фиг.5) могут быть выполнены в виде жестких 37 и перфорированных 42 стенок, между которыми расположены слои звукоотражающего 38, 41, а также звукопоглощающего 39, 40 материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у жесткой 37 и перфорированной 42 стенок.

Слои звукоотражающего материала могут быть выполнены из теплоизоляционного материала, способного поддерживать заданный микроклимат в помещении за счет того, что задерживают потери тепла, идущего из помещения через перфорированные 42 стенки, а также не пропускают потоки холодного воздуха снаружи через жесткие стенки 37.

Звукопоглощающие элементы помещений работают следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 14 акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12, попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала 16 (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна), который выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя 20. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.

Элементы 6 и 7 звукопоглотителя с реактивными и активными элементами работают следующим образом. Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 29, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет выполнения этих полостей наклонными увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения. Резонансные полости также могут полностью или частично заполняться звукопоглотителем в зависимости от требуемого частотного диапазона шумоподавления.

При установке виброактивного оборудования на плиту 31 происходит двухкаскадная виброзащита за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 31, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 33, в качестве которого могут быть использованы иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60-80 кг/м³.