LT7084B - Sound absorbing composite panel - Google Patents

Sound absorbing composite panel Download PDF

Info

Publication number
LT7084B
LT7084B LT2023011A LT2023011A LT7084B LT 7084 B LT7084 B LT 7084B LT 2023011 A LT2023011 A LT 2023011A LT 2023011 A LT2023011 A LT 2023011A LT 7084 B LT7084 B LT 7084B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
composite
sound
panel
absorbing
textile fiber
Prior art date
Application number
LT2023011A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2023011A (en
Inventor
Robert RUŽICKIJ
Raimondas GRUBLIAUSKAS
Original Assignee
VšĮ Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VšĮ Vilniaus Gedimino technikos universitetas filed Critical VšĮ Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Priority to LT2023011A priority Critical patent/LT7084B/en
Publication of LT2023011A publication Critical patent/LT2023011A/en
Publication of LT7084B publication Critical patent/LT7084B/en

Links

Landscapes

  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Composite sound absorbing panel - designed for indoor use to reduce reverberation time and improve speech intelligibility index (STI). For the production of a composite panel, the main raw material - tire textile fiber - can be used, binding the particles with a binder. The composite panel has no worse sound-absorbing properties (α reaches 0.99 at some frequencies) than the widely used mineral wool, has good thermal conductivity properties (λ up to 0.045 W/m∙K), low bulk density of tire textile fiber, which provides lower loads in the structure. When comparing the material's CO2 emissions, they are lower than rock wool during production.

Description

TECHNIKOS SRITISTECHNICAL FIELD

Išradimas priklauso garsą sugeriančioms medžiagoms, kurios taikomos patalpose, kabinant ant lubų.The invention relates to sound-absorbing materials that are applied indoors by hanging on the ceiling.

TECHNIKOS LYGISSTATE OF THE ART

Patalpų akustikos sritis pastatų projektavime yra neatsiejama dalis, kuri prisideda prie akustinio komforto patalpose gerinimo. Nuo akustinio komforto lygio priklauso svarbus parametras - kalbos suprantamumo indeksas, kuris nusako, kaip gerai perduodama kalba patalpose nuo šaltinio iki priėmėjo. Esant blogai garso sugerčiai patalpoje bus girdima didelė aidėjimo trukmė, kuri blogins suprantamumą, o esant atvirkščiai - gerins. Dažniausiai aidėjimo trukmė patalpose valdoma panaudojant garsą sugeriančias medžiagas, t. y. mineralines vatas, garsą sugeriančias plokštes ir pan. Tačiau tokios priemonės turi trūkumų: jos gaminamos iš neatsinaujinančių šaltinių, eikvojami dideli energijos kiekiai, kas lemia didelę aplinkos taršą.The area of room acoustics in building design is an integral part that contributes to the improvement of acoustic comfort in rooms. An important parameter depends on the level of acoustic comfort - the speech intelligibility index, which determines how well speech is transmitted indoors from the source to the receiver. In the case of bad sound absorption, a long reverberation time will be heard in the room, which will worsen intelligibility, and in the opposite case, it will improve. Most often, the reverberation time indoors is controlled by using sound-absorbing materials, i.e. i.e. mineral wool, sound-absorbing panels, etc. However, such tools have drawbacks: they are produced from non-renewable sources, waste large amounts of energy, which leads to significant environmental pollution.

Pateikiamo išradimo artimiausi analogai - Kompozitinė garsą sugerianti medžiaga (angl. Composite Sound-Absorbing Material), aprašyta Jungtinių Amerikos Valstijų patente Nr. US20230147834A1, paskelbtame 2023 metais; Reguliuojamas porėtas garso absorberis, aprašytas Lietuvos Respublikos patente 2021 m. Nr. LT6879B bei Akustinės lubų plokštės (angl. Acoustical ceiling panels), aprašytos Jungtinių Amerikos Valstijų patente 2005 metais Nr. US7798287B1.The closest analogues of the presented invention are Composite Sound-Absorbing Material, described in United States Patent No. US20230147834A1 published in 2023; Adjustable porous sound absorber, described in the patent of the Republic of Lithuania in 2021. No. LT6879B and Acoustical ceiling panels, described in the United States patent in 2005 no. US7798287B1.

Pirmasis paminėtas išradimo analogas yra taikomas akustinio komforto gerinimui automobiliuose, panaudojant kaip garsą sugeriančią medžiagą kėbulo dalyse. Šią kompozitinę medžiagą sudaro du arba daugiau sluoksnių, pagamintų iš neaustinių audinių su lydytu pūstu ypač smulkaus pluošto sluoksnio ir sintetiniu ilgo pluošto sluoksniu, kurie yra sujungti naudojant termopresą. Tokio tipo medžiaga parodė gerą garso sugertį vidutiniuose ir aukštuose dažniuose, tačiau žemuose dažniuose garso sugertis yra ganėtinai maža. Šios medžiagos, kaip ir bet kokios kitos kompozitinės garsą sugeriančios medžiagos, pasižymi mechaninės energijos virsmu šilumine.The first mentioned analogue of the invention is applied to the improvement of acoustic comfort in cars by using it as a sound-absorbing material in body parts. This composite material consists of two or more layers made of non-woven fabrics with a melt-blown ultra-fine fiber layer and a synthetic long fiber layer, which are bonded together using a thermopress. This type of material has shown good sound absorption at medium and high frequencies, but at low frequencies the sound absorption is quite low. These materials, like any other composite sound-absorbing materials, are characterized by the conversion of mechanical energy into heat.

Antroji paminėta konstrukcija yra reguliuojamas porėtas garso absorberis, kurio kompozitinė plokštė pagaminta iš popieriaus gamybos dumblo. Ši konstrukcija nuo prieš tai paminėtos skiriasi tuo, kad pagaminta iš atliekos bei konstrukcija naudojama patalpose, siekiant sumažinti aidėjimo trukmę, tačiau konstrukcijos diegimo galimybės yra ribotos, kadangi galima įrengti tik ant sienos dėl didelio kompozitinės plokštės tankio. Taip pat, jeigu reikia sumažinti aidėjimo trukmę, ypač žemuose dažniuose, bus labai sumažintas naudingas patalpos plotas, kadangi reikės padidinti konstrukcijos plotį. Šios medžiagos veikimo principas paremtas tokiu pat būdu: dalis energijos sugeriama plokštės, dalis atspindima ir dalis pereina per medžiagą, kur vėliau vyksta bangos rezonansas.The second design mentioned is an adjustable porous sound absorber with a composite panel made from papermaking sludge. This structure differs from the previous one in that it is made from waste and the structure is used indoors to reduce the reverberation time, but the installation possibilities of the structure are limited as it can only be installed on the wall due to the high density of the composite board. Also, if it is necessary to reduce the reverberation time, especially at low frequencies, the useful area of the room will be greatly reduced, since it will be necessary to increase the width of the structure. The principle of operation of this material is based on the same way: part of the energy is absorbed by the plate, part is reflected and part passes through the material, where later the wave resonance takes place.

Trečiasis paminėtas išradimo analogas, kuris aprašytas JAV patente Nr. US7798287B1 yra akustinės lubų plokštės. Šios plokštės pasižymi ir skiriasi nuo kitų analogiškų medžiagų tuo, kad yra sumažinta galimybė garso bangai atsispindėti nuo medžiagos. Šios plokštės yra pagamintos kompleksiškai panaudojant skirtingus sluoksnius, kas apsunkina jų gamybą. Nors išradime teigiama, kad pasiekiama gan didelė garso sugertis (α^. = 0,70), tačiau kaip sugeriantis medžiagos sluoksnis naudojamos mineralinės vatos, įvairūs porolonai, kurių gamyba prisideda prie aplinkos taršos.The third mentioned analogue of the invention, which is described in US patent no. US7798287B1 is acoustic ceiling panels. These panels are characterized and differ from other similar materials in that the possibility of sound wave reflection from the material is reduced. These panels are made by complex use of different layers, which complicates their production. Although the invention claims that quite high sound absorption (α^. = 0.70) is achieved, mineral wool and various foams are used as an absorbing material layer, the production of which contributes to environmental pollution.

IŠRADIMO ESMĖESSENCE OF THE INVENTION

Išradimo tikslas - kompozitinė garsą sugerianti plokštė, pagaminta iš perdirbtų medžiagų ir rišiklio. Kompozitinę plokštę pritaikius patalpoje būtų efektyviai sugertas garsas ir būtų mažinama aidėjimo trukmė, pagerinamas kalbos perdavimo indeksas (2 pav. pateikiama pritaikymo patalpoje vizualizacija). Kompozitinės garsą sugeriančios plokštės pasižymės mažu tankiu (padangų tekstilės pluošto piltinis tankis - 40 kg/m3), vidutinių dažnių diapazone pasiekiamas iki 0,99 garso sugerties koeficientas. Kompozitinės plokštės pasižymės paprastu diegimu konstrukcijoje. Kaip sugeriančią porėtą medžiagą siūloma naudoti padangų tekstilės pluoštą (išvalytą nuo gumos priemaišų). Kompozitinės plokštės yra pagamintos padangų tekstilės pluošto pagrindu, kuris neturi antrinio panaudojimo galimybės ir laikomas atlieka.The object of the invention is a composite sound-absorbing panel made from recycled materials and a binder. After applying the composite panel in the room, the sound would be effectively absorbed and the reverberation time would be reduced, the speech transmission index would be improved (Fig. 2 presents a visualization of the application in the room). Composite sound-absorbing panels will have a low density (bulk density of tire textile fibers - 40 kg/m 3 ), a sound absorption coefficient of up to 0.99 is achieved in the medium frequency range. Composite panels will be characterized by simple installation in the structure. It is suggested to use tire textile fiber (cleaned from rubber impurities) as absorbent porous material. Composite panels are made on the basis of tire textile fiber, which has no possibility of secondary use and is considered waste.

BRĖŽINIŲ APRAŠYMASDESCRIPTION OF DRAWINGS

Paveiksluose pateikiamos kompozitinės plokštės vaizdai, kur:The images show images of a composite panel where:

pav. Kompozitinės plokštės brėžinys: 1 - perdangos plokštė; 2 kompozitinė garsą sugerianti plokštė; 3 - krentanti garso banga į medžiagą; 4 sugerta garso bangos energija medžiagoje; 5 - atsispindėjusi garso bangos energija nuo medžiagos; 6 - garso bangos energija pereinanti pro medžiagą; d kompozitinės garsą sugeriančios plokštės storis.Fig. Composite panel drawing: 1 - cover panel; 2 composite sound absorbing panel; 3 - falling sound wave into the material; 4 absorbed sound wave energy in the material; 5 - reflected sound wave energy from the material; 6 - sound wave energy passing through the material; d the thickness of the composite sound-absorbing panel.

pav. Kompozitinių plokščių pritaikymo patalpoje vizualizacija.Fig. Visualization of indoor application of composite panels.

Kompozitinę garsą sugeriančią plokštę sudaro šie komponentai:A composite sound absorbing panel consists of the following components:

1. Padangų tekstilės pluošto atliekos;1. Tire textile fiber waste;

2. Rišančioji medžiaga (poliuretano derva arba polivinilo acetatas, arba krakmolas).2. Binding material (polyurethane resin or polyvinyl acetate or starch).

IŠRADIMO ĮGYVENDINIMO APRAŠYMASDESCRIPTION OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Išradimo pritaikymo sritis - panaudojimas pastatų (patalpų) vidaus aplinkoje. Numatyta kompozitinė garsą sugerianti plokštė gali būti tvirtinama ant pastato vidaus elementų (perdangos plokštės arba stogo konstrukcijos). Įvertinus pastato patalpos aidėjimo trukmę ir nustačius neatitikimą galiojančiuose normatyviniuose dokumentuose pateiktoms ribinėms vertėms, kompozitinė garsą sugerianti plokštė montuojama patalpoje ant pastato elemento. Taip pat, panaudojus kompozitines plokštes, gali būti sukurtos pakabinamos lubos, kurios gali uždengti pastato inžinerines sistemas, neapsunkindamos pastato elemento.The field of application of the invention is use in the indoor environment of buildings (premises). The intended composite sound-absorbing panel can be fixed to the internal elements of the building (overlay panels or roof structure). After assessing the reverberation time of the building room and determining non-compliance with the limit values given in the valid normative documents, the composite sound-absorbing panel is installed in the room on the building element. Also, with the use of composite panels, suspended ceilings can be created that can cover the engineering systems of the building without encumbering the building element.

KOMPOZITINĖS GARSĄ SUGERIANČIOS PLOKŠTĖS VEIKIMO PRINCIPASPRINCIPLE OF OPERATION OF COMPOSITE SOUND ABSORBING PLATE

Kompozitinės garsą sugeriančios plokštės veikimas paremtas difuzinio lauko porėtų medžiagų garso sugerties ir atspindžio principu. Garsui sklindant patalpoje, garso banga krenta į pakabintą ant lubų (1) kompozitinę plokštę (2). Garso bangai susidūrus su elementu (3), įvyksta mechaninės energijos virsmas šilumine energija dalis energijos yra sugeriama medžiagoje (4), dalis energijos yra atspindima nuo medžiagos paviršiaus atgal į patalpą (5) ir dalis energijos pereina pro medžiagą (6) (įvyksta perdavimas). Kadangi akustinių medžiagų garso sugertis priklauso nuo medžiagos storio (d), garso sugerties pikas pasiekiamas ¼ dominančio dažnio bangos ilgio, todėl plokštės storis turi būti parenkamas pagal dominantį dažnių diapazoną, kurį siekiama pagerinti.The operation of the composite sound-absorbing panel is based on the principle of sound absorption and reflection of the porous materials of the diffuse field. As the sound propagates in the room, the sound wave falls on the composite panel (2) suspended from the ceiling (1). When the sound wave collides with the element (3), mechanical energy is transformed into thermal energy, part of the energy is absorbed in the material (4), part of the energy is reflected from the surface of the material back into the room (5) and part of the energy passes through the material (6) (transmission occurs). . Since the sound absorption of acoustic materials depends on the thickness of the material (d), the sound absorption peak is reached at ¼ wavelength of the frequency of interest, so the thickness of the panel must be chosen according to the frequency range of interest to improve.

Claims (3)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF THE INVENTION 1. Kompozitinė garsą sugerianti plokštė, kurią sudaro pluoštinė arba granulinė, arba ląstelinė medžiaga tarpusavyje surišta naudojant rišančiąją medžiagą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad kompozitinė medžiaga susideda iš antrinio panaudojimo tekstilės pluošto atliekų (80-90 %), kurios gaunamos perdirbant nebetinkamas naudoti padangas.1. Composite sound-absorbing panel, which consists of fibrous or granular or cellular material bound together using a binding material, but differs in that the composite material consists of secondary use of textile fiber waste (80-90%), which is obtained by recycling end-of-life tires. 2. Kompozitinė garsą sugerianti plokštė, susidedanti iš dviejų ar daugiau tarpusavyje surištų komponentų, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad rišančioji medžiaga sudaro 20-10 % plokštės bendros masės, o rišikliai gali būti poliuretano derva arba polivinilo acetatas, arba krakmolas.2. A composite sound-absorbing board, consisting of two or more interconnected components, differs in that the binding material makes up 20-10% of the total mass of the board, and the binders can be polyurethane resin or polyvinyl acetate or starch. 3. Kompozitinė plokštė, kurią sudaro garsą sugerianti ir rišančioji medžiagos, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad kompozitinės padangų tekstilės pluošto plokštės garso sugerties koeficiento pikas vidutinių dažnių diapazone (500-2000 Hz) siekia iki 0,99.3. The composite panel, which consists of sound-absorbing and binding materials, differs in that the peak of the sound absorption coefficient of the composite tire textile fiber panel in the medium frequency range (500-2000 Hz) reaches up to 0.99.
LT2023011A 2023-06-02 2023-06-02 Sound absorbing composite panel LT7084B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2023011A LT7084B (en) 2023-06-02 2023-06-02 Sound absorbing composite panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2023011A LT7084B (en) 2023-06-02 2023-06-02 Sound absorbing composite panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2023011A LT2023011A (en) 2024-07-10
LT7084B true LT7084B (en) 2024-08-12

Family

ID=91802096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2023011A LT7084B (en) 2023-06-02 2023-06-02 Sound absorbing composite panel

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT7084B (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7798287B1 (en) 2005-01-20 2010-09-21 Serious Materials, Inc. Acoustical ceiling panels
LT6879B (en) 2020-05-18 2022-01-10 Vilniaus Gedimino technikos universitetas Adjustable porous sound absorber
US20230147834A1 (en) 2020-05-19 2023-05-11 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Composite Sound-Absorbing Material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7798287B1 (en) 2005-01-20 2010-09-21 Serious Materials, Inc. Acoustical ceiling panels
LT6879B (en) 2020-05-18 2022-01-10 Vilniaus Gedimino technikos universitetas Adjustable porous sound absorber
US20230147834A1 (en) 2020-05-19 2023-05-11 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Composite Sound-Absorbing Material

Also Published As

Publication number Publication date
LT2023011A (en) 2024-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kalauni et al. A review on the taxonomy, factors associated with sound absorption and theoretical modeling of porous sound absorbing materials
CA2313921C (en) Sound and thermal insulating non-woven synthetic sheet material
US5975238A (en) Plate resonator
RU2583463C1 (en) Sound-absorbing coating
US4094380A (en) Multi layer sound-proofing structure
CN108995329B (en) Sound absorption felt
Hongisto et al. Acoustic properties of commercially available thermal insulators− an experimental study
CN114991329A (en) Acoustic dry wall board
Soltani et al. Sound absorption characteristics of aluminosilicate fibers
JP2019516890A (en) Sound absorption equipment and soundproof room
EP0978602A2 (en) Reinforced ceiling panels
LT7084B (en) Sound absorbing composite panel
RU2649681C2 (en) Kochetov sound-absorbing lining
RU2671261C1 (en) Complex for acoustical protection of the operator
Iannace et al. Development and characterization of sound-absorbing materials produced from agricultural wastes in Saudi Arabia
RU2646252C1 (en) Sound-absorbing lining
LT6879B (en) Adjustable porous sound absorber
RU2716043C1 (en) Low-noise technical room
RU2583438C1 (en) Kochetov sound-absorbing element
RU2646238C1 (en) Acoustic device
JPH10219868A (en) Sound insulation panel
RU2656438C1 (en) Sound-absorbing structure for manufacturing buildings
RU2655639C2 (en) Soundproofing enclosure
RU2530434C1 (en) Kochetov's acoustic panel
Chmelík et al. The use of textile membranes in architectural acoustics. An overview

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20240710

FG9A Patent granted

Effective date: 20240812