8.5. Акустические материалы.

Звуки в воздухе распространяются в виде звуковой волны (перио­дического сгущения и разрежения воздуха). Силу звука в акустике принято характеризовать уровнем силы звука в децибелах. Допустимые уровни силы шумов в различных помещениях нор­мируются в СНиПе.

Ограждающая конструкция взаимодействует с энергией падающего на нее звука (Е_пад) след. обр.: часть энергии отражается от поверхно­сти конструкции (Е_отр), часть энергии поглощается конструкцией (Е_пог) и часть проходит сквозь нее (Е_пр). С точки зрения улучшения акустиче­ского климата помещения и внешней среды желательно, чтобы максимум зву­ковой энергии поглощался ограждаю­щей конструкцией, а не отражался и не проходил через нее.

Акустическими материалами называют материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего шума. Акустические материалы делят на звукопоглощающие (активно поглощающие звук, снижающие силу отраженного звука) и звукоизоляционные (снижающие уровень шума, препятствующие передаче звука по конструкции).

Звукопоглощающие материалы имеют большое количество откры­тых, сообщающихся друг с другом пор, максимальный диаметр которых не превышает обычно 2мм (общая пористость таких материалов бо­лее 75 %). Строение звукопоглощающих материалов может быть волокнистое, зернистое или ячеистое. Их плотность, как правило, не превышает 500 кг/м³. Звук попадает в поры материала и, проходя по ним, передает свою энергию материалу. Происходит преобразование звуковой энергии в тепловую в результате потерь на внутреннее тре­ние в стенках пор или волокон материала.

Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается коэффициентом звукопоглощения а, вычисляемым как отношение по­глощенной энергии к общей энергии, падающих на материал звуко­вых волн

α=Е_пог/_Епад

К звукопоглощающим относят материалы с α> 0,4 (α = 1 для от­крытого окна).

Используются минераловатные плиты, специ­ально формуемые для акустических целей (из гранул минеральной ваты, склеенной связующим раствором). Такие плиты размером 300х300х20мм под названием «Акмигран» используют для уст­ройства звукопоглощающих потолков в общественных и производст­венных зданиях. Коэффициент звукопоглощения таких плит 0,6...0,7. Производят также плиты из газосиликата «Силакпор».

Пер­форированные гипсовые плиты обычно размером 600х600х8,5мм. С обратной стороны гипсовые плиты имеют звукопоглощающий слой из нетканого полотна, гофрированной бумаги, минеральной ваты .

Для улучшения акустических свойств помещений применяются специальные штукатурки на пористых заполните­лях; коэффициент звукопоглоще­ния у них 0,25...0,4.

Звукопоглощающие плиты можно располагать в конструкции с различным воздушным зазором - «на относе». Используют для звукопоглощения в конструкциях резонаторы, т.е. щиты или пластины, расположенные на некотором расстоянии от поверхности огражде­ния.

Звукопоглощающие отделочные материалы выпускают в основ­ном в виде плит, имеющих хороший декоративный внешний вид, различные размеры. Фактура этих плит может быть щелевидной, трещиноватой, бороздчатой, круглой, иметь рельефы и быть окра­шенной.

Используют пустотелый звукопоглощающий керамический кир­пич, имеющий форму акустического резонатора - полости с узкой горловиной. В объеме полости звукопоглощение составляет около 0,8. Керамический звукопоглощающий материал является не только отделкой, но и несущим элементом.

Следует отметить, что боль­шинство звукопоглощающих материалов в силу своего строения гигроскопичны и не водостойки, по­этому их необходимо предохранять от увлажнения.

Звукоизоляционные материалы и изделия применяют для снижения уровня ударных и вибрационных шумов, передающихся через строительные конструкции. Они представляют собой упругие материалы волокни­стого строения (например, минераловатные плиты), эластичные га­зонаполненные пластмассы и резиновые прокладки. Ме­ханизм действия таких материалов также заключается в переводе энергии звуковых колебаний в тепловую энергию в результате внут­реннего трения деформируемых элементов материала (например, во­локон) или упругих деформаций самого материала (резиновые про­кладки). Для эффективной работы динамический модуль упругости звукоизоляционных материалов не должен превышать 1,0...2,0 МПа (для сравнения модуль упругости бетона и кирпича около 10^-4 МПа).

Специальным видом звукоизоляционных материалов являются звукоотражающие экраны. Их ставят вдоль транспортных (автомо­бильных и железнодорожных) трасс, проходящих через жилые рай­оны. Звукоотражающие экраны выполняют из полимерных прозрач­ных листов, реже металлических. Благодаря гладкой поверхности листов такие экраны отражают падающие на них звуковые волны, также как зеркало отражают световые волны. Экранирующим эффек­том обладают и современные стеклопакеты.