Акустические материалы

Дата добавления: 21 Января 2011 в 12:48
Автор: Пользователь скрыл имя
Тип работы: реферат
Скачать полностью (20.79 Кб)
Работа содержит 1 файл
Скачать  Открыть 

Общие сведения.doc

  —  86.00 Кб

Содержание

     Введение                                                                                       3

  1. Классификация акустических материалов                                  5
  2. Звукоизоляционные материалы                                                    9
  3. Звукопоглощающие материалы                                             11
  4. Заключение                                                                              13

     Список используемой литературы                                             14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Акустическими называются материалы, способные уменьшать, энергию звуковой волны, снижать  уровень громкости внутреннего  или внешнего звука.

Звук  — это восприятие ухом упругих  механических колебаний и волн, возникающих  в среде под влиянием принудительных воздействий.

Человеческое  ухо воспринимает звук лишь при его  силе не ниже некоторой минимальной  величины, называемой порогом слышимости. Порог слышимости различен для низких, средних и высоких частот. Наиболее чувствительно человеческое ухо к колебаниям с частотами в области 1000...3000 Гц, когда порог слышимости достигает интенсивности звука.

За реальный уровень громкости полагают величину, пропорциональную логарифму отношения  силы данного звука к силе звука  на нулевом уровне, выражаемую в белах (Б) или децибелах (дБ). Например, шопот— 10 дБ, тихий разговор — 40 дБ, улица с нормальным движением— 60, а с шумным — 70 дБ, грузовой автомобиль — 90 дБ, авиационный мотор— 120 дБ, болевой порог— 140 дБ. Э

Для большинства  зданий задача акустики, акустического благоустройства заключается в снижении уровней внешних шумов до допустимого при относительном режиме тишины в помещениях производственных, учебных, жилых, культурно-бытовых и других зданий. Для зданий общественного назначения важно также обеспечить в основных помещениях хорошую слышимость и разборчивость, а в музыкальных помещениях — еще и естественность звучания инструментов и голоса. Решение этих задач осуществляется комплексом конструктивных, планировочных и предупредительных мероприятий. Главным из них служит правильное назначение строительных материалов в конструкциях, особенно в ограждающих (стены, перегородки), междуэтажных перекрытиях и кровельных покрытиях. Выбор материалов основан на их различной способности к задержанию (поглощению) звуковой волны, которая может распространяться как в воздухе, так и в твердых телах и жидкостях. Скорость звука в воздухе приблизительно равна 340 м/с, в воде— 1450 м/с, а в твердых телах еще выше: в кирпичной кладке — 2000 м/с, бетоне — 4000 м/с, металле — свыше 5000 м/с. На пути воздушного переноса звука устанавливаются преграды из звукопоглощающих материалов и конструкций. Сложнее преграды установить на пути материального (ударного), переноса звука, например при устройстве междуэтажных перекрытий. Чаще всего воздушные и ударные переносы шумов совмещаются, особенно в современных зданиях, выполняемых из сборного железобетона, обладающего малым звукопоглощением, и имеющих щели, неплотности и отверстия, а при тонких конструкциях — способные еще и к изгибным колебаниям. С увеличением массы ограждения улучшается поглощение звука, так как массивное ограждение труднее перевести в изгибное колебание под влиянием волнового звукового давления. Но с увеличением массы ограждения прирост звуковой изоляции происходит медленно. Так, например, если при массе перегородки 100 кг звукоизоляция составляет 40 дБ, то при массе 200 кг —44 дБ, при 300 кг —48 дБ. Для дальнейшего снижения шума потребуется устраивать либо очень тяжелые однородные ограждения, либо заменять их ограждениями из двух стенок со сплошными воздушными прослойками (без жестких связей между стенками), переходить к слоистым конструкциям.

Для борьбы с шумом и переносом звука  используют звукопоглощающие (активно  поглощающие звук) и звукоизоляционные (снижающие уровень шума) материалы. Ниже рассмотрены основные разновидности этих материалов. Они могут быть отделочными и прокладочными.

Отделочные  материалы частично поглощают звук внутри помещений, например промышленных цехов или технических устройств, например вентиляционных воздуховодов. Отделочные звукопоглощающие материалы также оптимизируют условия слышимости в помещениях, например в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях. Большая или меньшая часть звуковых волн обычно отражается от конструкций, выполненных из отделочных звукопоглощающих материалов. В результате в помещении сохраняется звучание даже после прекращения действия источника звука. Такое явление называется реверберацией.

Прокладочные  материалы используют под упругими полами междуэтажных перекрытий, предохраняя тем самым помещения от распространения материального (ударного) переноса звука. Нередко эти материалы комбинируют с отделочными.

 
 
  1. Классификация акустических материалов

Акустические  материалы и изделия по назначению подразделяются на:

  • звукопоглощающие, предназначенные для внутренней облицовки помещений и устройств с целью создания в них требуемого звукопоглощения
  • звукоизоляционные материалы, предназначенные для изоляции от структурного (ударного) шума
  • звукоизоляционные материалы, предназначенные для изоляции от воздушных масс

Звуковая  энергия, падающая на ограждение, частично отражается от него, частично поглощается, переходя в тепловую и частично переходит через него. Материалы, обладающие способностью в основном поглощать звуковую энергию, называются звукопоглощающими.

Звуковое  поле, создаваемое каким-либо источником шума в помещении, слагается от наложения прямых и отражённых от ограждения звуковых волн. Отражение значительно увеличивает интенсивность звука и изменяет характер его звучания в худшую сторону. Звукопоглощающие материалы, снижая энергию отражённых звуковых волн, благоприятно изменяют характеристику звукового поля.

Эти материалы  должны быть высокопористыми. Если в  теплоизоляционных материалах желательно иметь замкнутые поры, то в звукоизоляционных - сообщающиеся и возможно меньшие по размеру. Такие требования к строению звукоизоляционных материалов вызваны тем, что при прохождении звуковой волны через толщу материала она приводит воздух, заключённый в его порах, в колебательное движение, мелкие поры создают большее сопротивление потоку воздуха, чем крупные. Движение воздуха в них тормозится, и в результате трения часть механической энергии превращается в тепловую.

На звукопоглощающие свойства материалов оказывает влияние и их упругость. В изделиях с гибким деформирующимся каркасом имеют место дополнительные потери звуковой энергии вследствие активного сопротивления материала вынужденным колебаниям под действием падающих звуковых волн. 
 
В ряде случаев облицовка поверхности строительных конструкций осуществляется перфорированными листами из сравнительно плотных материалов (гипсокартон, асбестоцемент, металлические, пластмассовые листы и др.), которые обеспечивают изделиям, наряду со звукопоглощением, повышенную механическую прочность и декоративность.

Звукопоглощающее  свойство материала характеризуется  коэффициентом поглощения, который представляет собой отношение поглощённой звуковой энергии ко всей энергии, падающей на материал. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м2 открытого окна. К звукопоглощающим материалам относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 гц ("Защита от шума" СНиП II - 12 - 77). Коэффициент звукопоглощения определяется в так называемой акустической трубе и подсчитывается по формуле:          

 А(зв)=Е(погл)/Е(пад),

где А(зв) - коэффициент звукопоглощения; Е(погл) - поглощённая звуковая волна; Е(пад) - падающая звуковая волна; E(отр) - отраженная звуковая волна; Е(рас) - звуковая волна, рассеянная в материале; Е(прош) - звуковая волна, прошедшая через материал.          

 Е(погл) = Е(рас) + Е(прош). 
  
Уровень шума зависит от времени реверберации (времени звучания отражённого сигнала). Например, в помещении объёмом 100 куб.м с жёсткими поверхностями, время реверберации может составить от 5 до 8 секунд. Если поверхность покрыта хорошо поглощающим акустическим материалом, время реверберации составляет менее 1 секунды, т.е. как в хорошо меблированной жилой комнате. Снижение времени реверберации до вышеупомянутого уровня увеличивает звуковой комфорт помещений, создаёт оптимальную рабочую атмосферу в лекционном или спортивном зале, офисе, кинотеатре, студии и т.п.

Коэффициент звукопоглощения некоторых материалов

Наименование Коэффициент звукопоглащения при 1000Гц
Открытое  окно
Акустические  материалы:  
Акустические  минераловатные плиты  0,7-0,9 
Акустический  фибролит  0,45-0,50 
Акустические  древесноволокнитсые плиты 0,40-0,80 
Акустические  перфорированные листы  0,4-0,9 
Теплоизоляционные материалы, используемые для звукопоглощения:   
Минеральные плиты  0,25-0,4 
Пеностекло  с сообщающимися порами  0,3-0,5 
Пеноасбест  0,6-0,8
Деревянная  стена  0,06-0,1 
Кирпичная стена  0,032 
Бетонная  стена  0,015 
 

  

Звукоизоляционные материалы, предназначенные для защиты от ударного шума, представляют собой пористые прокладочные материалы с малым модулем упругости. Их звукоизоляционная способность от ударного шума обусловлена тем, что скорость распространения звука в них значительно меньше, чем в плотных материалах с высоким модулем упругости. Так, скорость распространения звуковых волн стали составляет 5050, в железобетоне - 4100, в древесине - 1500, в пробке - 50, а в поризованной резине - 30 метров в секунду.

Упругие прокладки укладываются между несущей  плитой перекрытия и чистым полом.

Значения  модулей упругости некоторых  звукоизоляционных прокладок

Наименования Средняя плотность кг/м  Модуль  упругости
Статический, Мпа Динамический, Мпа
Стекловолокнистые и минераловатные плиты и маты на синтетической связке 30-150 0,02-0,05  0,25-0,45
Мягкие  древесноволокнитсые плиты  200  0,3  1,4 
Вспученный вермикулит в полиэтиеновых матах 150  0,15  1,8 
Листы пенополиуритана 50 0,05  0,25 
Листы пеноплиэтилена  30  0,03  0,20 
 

  

Такие конструкции полов называются "плавающими". Для устранения передачи ударного звука  необходимо конструкцию пола отделять от стен по периметру помещения упругими прокладками.

Звукоизоляционные материалы, предназначенные для  изоляции от воздушного шума. 
Уменьшение уровня воздушного шума осуществляется устройством стен, перегородок, перекрытий. Звукоизоляционная способность ограждений  пропорциональна логарифму массы конструкции. Поэтому массивные конструкции обладают большей звукоизоляционной способностью от воздушного шума, чем лёгкие. Поскольку устройство тяжёлых ограждений экономически нецелесообразно, надлежащую звукоизоляцию обеспечивают устройством двух- или трёхслойных ограждений, часто с воздушными зазорами, которые рекомендуется наполнять пористыми звукопоглощающими материалами. Желательно, чтобы конструктивные слои имели различную жёсткость и герметичность, так как последние повышают степень звукоизоляции.

Кроме классификации по назначению, акустические материалы подразделяются и по другим признакам, имеющим много общего с теплоизоляционными материалами.

По внешнему виду (форме) акустические материалы бывают

  • сыпучие
  • штучные (плиточные, рулонные, маты)
 

  
По строению и виду пористости их делят на три группы:

  • материалы с волокнистым каркасом (минераловатные, асбестовые, фибролит, древесноволокнистые, древесностружечные, войлок)
  • ячеистые материалы, полученные способом вспучивания или пеновым способом (ячеистые бетоны, пеностекло)
  • смешанной структуры, например, акустические штукатурки, изготавливаемые с применением пористых заполнителей (вспученный перлит, вспученный вермикулит).

К звукопоглощающим материалам предъявляют повышенные по сравнению с теплоизоляционными материалами требования по механической прочности и декоративности, поскольку их применяют для облицовки стен внутри помещения. Так же, как и теплоизоляционные, они должны обладать:

  • низким водопоглощением
  • малой гигроскопичностью
  • быть огне- и биостойкими 
 
 
 
 
 
  1. Звукоизоляционные материалы
Звукоизоляционные материалы применяют для изоляции помещений от распространения материального (ударного) переноса звука. В отличие  от звукопоглощающих эти материалы  остаются практически в скрытом от взора состоянии в виде прокладочных слоев в конструкциях. Их помещают обычно в конструкциях внутренних стен (перегородок) и междуэтажных перекрытий зданий. Они располагаются между наружными оболочками (панелей, щитов и др.). находясь в свободном (не сжатом) или даже подвешенном состоянии (например, подвешенные маты). Возможно и некоторое обжатие звукоизолирующей прослойки, например, между несущими панелями потолка и конструкцией пола на упругом основании.

Звукоизоляция всегда связана с характером конструкции, а не только со структурой и свойством материала, как в случае звукопоглощения. Она не остается постоянной при изменении структуры конструкции, ее размеров и массы, жесткости связей в конструкции, характера контакта и опирания элементов конструкции. Если конструкции однородные, например в виде сплошной плиты, способной под влиянием звукового давления и колебаний звука совершать колебательные движения всей своей массой, то, как отмечалось выше, звуковая изоляция возрастает с увеличением массы однородной конструкции. Это возрастание происходит медленно, пропорционально десятичному логарифму ее массы. Если конструкции неоднородны, состоят из двух или большего числа оболочек, с инородными прослойками между ними, то колебания каждой оболочки под влиянием звуковой волны отличаются и они постепенно «гасятся» в конструкции. Гашению звука и шума способствуют прослойки из инородного материала в виде зернистых засыпок, волокнистых и пористых плит или в виде воздушных сплошных прослоек. Важно также, чтобы отсутствовали жесткие связи между стенками, разделенными прослойками, так как они тогда колеблются как одно целое и эффекта гашения звука не произойдет. Именно поэтому применение ограждений из плит или блоков с обычными пустотами (а не в форме резонаторов) не увеличивает звукоизоляции, которая, как и в других жестких конструкциях, определяется только массой ограждения. Хороший эффект звукоизоляции дают слоистые конструкции, формируемые из нескольких слоев различных материалов, значительно отличающихся между собой плотностью и жесткостью. Важной характеристикой качества прокладочного материала является его жесткость, которая, во-первых, призвана компенсировать отсутствие жестких связей между стенками в неоднородных конструкциях, а во-вторых, больше погасить ударных звуковых колебаний.

Другой  характеристикой звукоизоляционного материала является деформативность  — способность материала сжиматься  под определенной нагрузкой.

Звукоизоляционными  акустическими материалами служат: полужесткие минераловатные и стекловатные маты и плиты на синтетической связке древесно-волокнистые изоляционные и асбестоцементные изоляционные плиты (последние используют в местах опирания конструктивных элементов перекрытий на стены зданий).

Страницы:12следующая →
Описание работы
Отделочные материалы частично поглощают звук внутри помещений, например промышленных цехов или технических устройств, например вентиляционных воздуховодов. Отделочные звукопоглощающие материалы также оптимизируют условия слышимости в помещениях, например в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях. Большая или меньшая часть звуковых волн обычно отражается от конструкций, выполненных из отделочных звукопоглощающих материалов. В результате в помещении сохраняется звучание даже после прекращения действия источника звука. Такое явление называется реверберацией.
Содержание
Введение 3

Классификация акустических материалов 5
Звукоизоляционные материалы 9
Звукопоглощающие материалы 11
Заключение 13
Список используемой литературы