Звукопоглинання: коефіцієнти звукопоглинання. Звукопоглинання матеріалів: таблиця

У приміщеннях, де велику частку поверхонь становлять відкритий цегла, штукатурка, кахель, бетон, скло або метал, завжди чується тривалий луна. При наявності в такому приміщенні декількох джерел сигналу: музичного супроводу, виробничих шумів, бесіди людей - відбувається накладення прямого звуку на його відображення від стін.

Це тягне за собою нерозбірливість мови і збільшення рівня шумів в приміщенні. У більшій частині ситуацій цей ефект є небажаним. Наприклад, зали вокзалів і аеропортів, а також великі супермаркети і вестибюлі метро проектуються таким чином, щоб мінімізувати час послезвучія (інакше його називають часом реверберації), так як в іншому випадку просто неможливо зрозуміти зміст оголошень. Також в заданих межах повинна знаходитися реверберація в театральних, концертних і лекційних приміщеннях. Збільшений час реверберації спотворює сприйняття музики і мови. Навпаки, малий час тягне за собою "сухість" залу і відсутність глибини звуку. Для зменшення або зміни часу реверберації в обробці приміщень використовують поглинаючі звук матеріали і конструкції.

Щоб оберегти приміщення від шуму, застосовуються різноманітні матеріали, які здатні створити перешкоду на його шляху. Вибір їх визначається поставленим завданням. У завдання можуть входити і звукоізоляція, і звукопоглинання. Про них і поговоримо.

Звукоізоляція

Мета, яка стоїть перед звукоізоляцією, - відображення шумових хвиль, з тим щоб не дати їм проникнути через стіну приміщення. Спеціальна структура матеріалів шумоізоляції споруджує перешкоду на шляху просування хвиль, яка відображає їх. Здатність конструкції до звукоізоляції залежить в першу чергу від маси. Чим більш масивною і товстої є стіна, тим важче звукам проникнути в приміщення. Для оцінки здатності огороджувальних будівельних конструкцій до шумоізоляції користуються такою величиною, як індекс звукоізоляції. Цей параметр вимірюється в Дб і повинен знаходитися в межах 52-60 Дб. Шумоізолюючими вважаються щільні матеріали. У їх числі гіпсокартон, цегла, бетон.

Звукопоглинання

Мета звукопоглинання - поглинути шум, не давши йому відбитися від поверхні назад в приміщення. Воно вимірюється таким параметром, як коефіцієнт звукопоглинання матеріалів, мінливих в діапазоні від 0 до 1. Якщо значення цього коефіцієнта дорівнює нулю, сигнал відбивається від стін в повному обсязі. Коли весь шум повністю поглинається, коефіцієнт дорівнює одиниці. До матеріалів з розглянутими властивостями зараховують ті, що мають певного рівня звукопоглинання. Коефіцієнти звукопоглинання у них повинні бути більш 0,4.

Шумопоглотители бувають наступних груп:

• шаруваті конструкції;
• об`ємні;
• пористі (включаючи волокнисті);
• пористі з наявністю перфорованих екранів;
• резонансні.

Чим вище значення коефіцієнта, тим вищий клас звукопоглинання.

Пористі звукопоглотители

Звукопоглотители пористого типу виробляють у формі плит з пористих легких матеріалів, що закріплюються безпосередньо на огороджувальних поверхнях або на відстані від них. Ці матеріали виробляють на основі каоліну, пемзи, шлаків, вермикуліту, використовуючи в якості в`яжучого речовини цемент, вапно або гіпс. Ці матеріали мають достатню міцність, і їх можна застосувати для зменшення рівня шуму в фойє, вестибюлях, коридорах і на сходових маршах громадських будівель і промислових споруд.

Волокнисті звукопоглотители

У тих приміщеннях, де зовнішній вигляд звукопоглотителей повинен бути більш естетичним, застосовуються матеріали з волокон, оброблені особливим способом. В якості сировини для їх виготовлення використовуються мінеральна вата, скловата, а також деревні і синтетичні волокна. Такі звукопоглотители мають вигляд стельових і стінових панелей або елементів криволінійної і об`ємної форми. На поверхню звукопоглотителей наносяться особливі пористі фарби, які можуть пропускати повітря, або вони покриваються спеціальними матеріалами або тканинами, також володіють властивістю повітропроникності.

У сучасному будівництві волокнисті звукопоглинальні панелі найбільш затребувані. Вони довели свою ефективність з точки зору акустики і задовольняють збільшеним вимогам, які пред`являються до обробці приміщень.

Природа звукопоглинання

Розсіювання енергії акустичних коливань в поглотителях волокнистого типу з виділенням тепла (звукопоглинання матеріалів) має кілька причин. По-перше, через в`язкості повітря, якого в межволоконних проміжках міститься досить багато, коливання повітряних частинок у внутрішньому обсязі поглинача супроводжується тертям. По-друге, присутній тертя повітря об волокна, що мають також істотну сумарну площу поверхні. Далі відбувається тертя волокон один про одного, і розсіюється енергія внаслідок тертя кристалів волокон між собою. Тому на середніх і високих частотах відбувається особливо ефективне звукопоглинання. Коефіцієнти звукопоглинання матеріалів знаходяться в межах 0,4 ... 1,0. На низьких частотах домогтися його важче.

Відзначимо, що коефіцієнт звукопоглинання обчислюється як стосунок не поглиненої поверхнею і пройшла крізь неї енергії сигналу до повної енергії, яка надає дію на поверхню. Для отримання довідкових даних про шумопоглощению основних будівельних матеріалів служить таблиця коефіцієнтів звукопоглинання. Вона наведена нижче.

Таблиця. Звукопоглинання, коефіцієнти звукопоглинання

Звуковбирні конструкції

Звукопоглинальні матеріали волокнистого і пористого типу застосовують найчастіше, щоб поліпшити акустичні властивості приміщень театрів, кінотеатрів, концертних залів, записуючих студій. Їх також застосовують, щоб зробити менше шум у дитсадках, лікарнях, школах.

Щоб збільшити шумопоглинання в діапазоні низьких частот, повинна бути збільшена товщина матеріалів або запланований проміжок з повітря між поглиначем і звукоотражающей конструкцією.

Якщо на волокнисті звукопоглотители не нанесений фарба і на них відсутній зовнішній шар тканини, їх можна використовувати з захистом від пошкоджень на основі перфорованого матеріалу.

У проміжку між екраном і матеріалом з волокна поміщають повітропроникний полотно, щоб уникнути попадання в повітря волокнистих часток. Звуковбирні конструкції, обладнані перфорованим покриттям, дають можливість отримувати шумопоглинання непоганої якості на всіх частотах. Регулювання частотної характеристики звукопоглинання відбувається шляхом підбору матеріалів. А також варіюванням їх товщини, розміру і форми, відстанню між отворами. Звуковбирні конструкції, оснащені перфорованим екраном з металу, широко використовуються як антивандальні покриття. Одним із сучасних подібних матеріалів є "Шуманет Еко".

Кращі шумопоглинаючі матеріали. Скловата

Матеріал, що виготовляється на базі скловолокна, володіє високою міцністю і пружністю. Скловату також виділяє висока вібростійкість. Поглинання звуку скловатою відбувається внаслідок наявності в проміжках між волокнами великої кількості пустот, заповнених повітрям. Достоїнствами скловати є пожежобезпечність, невелика вага, висока еластичність, відсутність гігроскопічності, паропроникність, хімічна пасивність. Скловата служить елементом акустичних перегородок з рулонів або плит, в якості одного з шарів багатошарових звукопоглинальних конструкцій.

Мінеральна вата

Мінеральна вата є волокнистим матеріалом, сировиною для якого служать силікатні розплави гірських порід, металургійні шлаки та їх суміші.

Гідності матеріалу: негорючість, хімічна пасивність і, як наслідок, відсутність корозії на металах, що перебувають у контакті з мінеральною ватою. Якість звукопоглинання реалізується за рахунок хаотичного розташування волокон.

Щоб отримати високий коефіцієнт звукопоглинання (від 0,7 до 0,9) у всій смузі частот, використовують багатошарові конструкції резонансного типу, які складаються з декількох паралельних екранів, що мають різну перфорацію з повітряними проміжками різної товщини.

Матеріали "Шуманет Еко"

Представляють собою звукоізоляційний шар, призначений для застосування в каркасних перегородках, обшивках з листів гіпсокартону чи конструкціях підвісних стель. Виготовляються у вигляді гідрофобізованих плит зі скловолокна, яке кашируется стеклохолстом. У матеріалі застосоване інертне сполучна речовина на основі акрилу, що робить звукопоглинальні панелі негорючими.

Особливості приміщень великого об`єму

Потрібно врахувати, що в приміщеннях, які мають великий обсяг, ефект зменшення часу реверберації за рахунок конструкцій додаткового звукопоглинання не настільки великий. Такі приміщення регулюють час реверберації за рахунок форми стель і стін. Наприклад, використання не плоских, а округлих стель і пілястр різноманітної форми або балконів на стінах робить великим звукопоглинання. Така форма архітектурних деталей дає можливість отримати акустичне поле більшої диффузности, що позитивно впливає на акустичний клімат в приміщенні.

Потрібно також відзначити, що загальна шумопоглинання залу збільшується за наявності декорацій, м`яких крісел, завіс. Це слід брати до уваги, вибираючи оздоблювальні матеріали, для того щоб підібрати звукопоглинання. Коефіцієнти звукопоглинання в цьому випадку будуть підвищуватися.