RU2649697C2

RU2649697C2 - Workshop acoustic structure

Info

Publication number: RU2649697C2
Application number: RU2015138220A
Authority: RU
Inventors: Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2018-04-04
Also published as: RU2015138220A; RU2015138220A3

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular to the production rooms acoustic structure, for example of a workshop. Production rooms acoustic structure contains the workshop frame, bearing walls with enclosures in the form of a floor and a ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as single sound absorbers, containing a frame, in which the sound-absorbing material is arranged. Floor is made on elastic base and includes mounting plate, made of concrete reinforced by vibration damping material, which is installed on base plate of inter-floor slab with cavities through the layers of vibration damping material and waterproofing material with clearance relative to bearing walls of production room, wherein cavities of the base plate are filled with a vibration damping material, for example, foamed polymer. Sound-absorbing structure is made in the form of rigid and perforated walls, between which two layers are arranged: sound-reflecting layer, adjacent to rigid wall, and sound-absorbing layer, adjoining perforated wall.

EFFECT: technical result is the noise suppression increased efficiency.

6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.The invention relates to industrial acoustics, in particular to broadband sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy as a means of protection against noise.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустическая конструкция по патенту РФ №2480561, кл. F01N 1/04 [прототип], содержащая каркас на перекрытии здания и стены со звукопоглощающей облицовкой.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is the acoustic design according to the patent of the Russian Federation No. 2480561, class. F01N 1/04 [prototype], comprising a frame on the ceiling of a building and a wall with sound-absorbing lining.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента вибродемпфирования межэтажного перекрытия.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low noise attenuation efficiency due to the relatively low coefficient of vibration damping of the floor.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.The technical result is an increase in the efficiency of noise reduction.

Это достигается тем, что в акустической конструкции цеха, содержащей каркас цеха, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, пол выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером.This is achieved by the fact that in the acoustic structure of the workshop, containing the workshop framework, bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as piece sound absorbers containing a frame in which sound-absorbing material is located, and installed above noisy equipment, the floor is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration-damping material, which is installed on the base plate of the interfloor overlapping cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, the cavities of the base plate being filled with vibration damping material, for example, a foamed polymer.

На фиг. 1 изображен общий вид акустической конструкции цеха, на фиг. 2 - конструкция пола на упругом основании, на фиг. 3 - конструкция подвесного потолка, на фиг. 4 - элемент штучного глушителя шума, на фиг. 5 - схема звукопоглощающей ограждающей конструкции цеха, на фиг. 6, 7, 8 - варианты звукопоглощающей ограждающей конструкции цеха.In FIG. 1 shows a general view of the acoustic structure of the workshop; FIG. 2 - floor structure on an elastic foundation, in FIG. 3 - design of a false ceiling, in FIG. 4 - element of a piece silencer, in FIG. 5 is a diagram of a sound-absorbing building envelope of a workshop; FIG. 6, 7, 8 - variants of the sound-absorbing building envelope.

Акустическая конструкция цеха (фиг. 1) содержит каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 9 и дверные 10 проемы, несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6: пол 6 и подвесной потолок 5 (фиг. 3), причем стены облицованы звукопоглощающими конструкциями (фиг. 5 и 6), а штучные звукопоглотители 7 и 8 (фиг. 4) содержат каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал и установлены они над шумным оборудованием 11. Конструкция пола на упругом основании (фиг. 2) содержит установочную плиту 12, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 15 межэтажного перекрытия с полостями 16 через слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 с зазором 17 относительно несущих стен 1, 2, 3, 4 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 12 по всем направлениям, слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 1, 2, 3, 4 и базовой несущей плите 15 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием, полости 16 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, а стены 1, 2, 3, 4 облицованы звукопоглощающими конструкциями. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (на чертеже не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».The acoustic design of the workshop (Fig. 1) contains the workshop framework (not shown in the drawing), window 9 and door 10 openings, bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6: floor 6 and suspended ceiling 5 (Fig. 3 ), and the walls are lined with sound-absorbing structures (Fig. 5 and 6), and piece sound absorbers 7 and 8 (Fig. 4) contain a frame in which sound-absorbing material is located and they are installed above the noisy equipment 11. The floor structure on an elastic base (Fig. 2) contains a mounting plate 12 made of concrete reinforced with vibration damping material, otorrhea mounted on the base plate 15 intermediate floors with cavities 16 via the vibration damping material layers 14 and 13 of waterproofing material with a gap 17 with respect to bearing walls 1, 2, 3, 4 production premises. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 12 in all directions, the layers of the vibration damping material 14 and the waterproofing material 13 are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting structures of the walls 1, 2, 3, 4 and the base supporting plate 15 of the floor. To increase the efficiency of sound insulation and sound absorption in workshops located under the floor, the cavities 16 are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, and walls 1, 2, 3, 4 are lined with sound-absorbing structures. As sound-absorbing material of sound-absorbing structures, slabs made of rockwool basalt-based mineral wool or URSA-type mineral wool or P-75 basalt wool or glass-wool lining are used, and the sound-absorbing element is acoustically lined over its entire surface transparent material (not shown in the drawing), for example, fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden."

Потолок 5 выполнен акустическим подвесным (фиг. 3) и состоит из жесткого каркаса 18, выполненного по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане a×b, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин а:b=1:1…2:1, подвешиваемого к потолку производственного здания с помощью подвесок 21, закрепленных на штанге 19, жестко связанной посредством скоб 20 с каркасом 18. Крепление каркаса к потолку осуществляется с помощью дюбель-винтов (на чертеже не показаны). К каркасу прикреплен перфорированный лист 24, на котором через слой акустического прозрачного материала 23 расположен слой звукопоглощающего материала 22, при этом в каркасе установлены светильники 26. При монтаже акустического потолка должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: d - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и с - толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: c:d=0,1…0,5. Перфорированный лист 24 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 25 - 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля (на чертеже показаны круглые отверстия). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.The ceiling 5 is made of acoustic suspended (Fig. 3) and consists of a rigid frame 18, made in the form of a rectangular parallelepiped with the dimensions of the parties in the plan a × b, the ratio of which lies in the optimal range of values a: b = 1: 1 ... 2: 1, suspended from the ceiling of an industrial building by means of suspensions 21 fixed to a rod 19, rigidly connected by means of brackets 20 to a frame 18. The frame is fixed to the ceiling using dowels (not shown). A perforated sheet 24 is attached to the frame, on which a layer of sound-absorbing material 22 is located through the layer of transparent acoustic material 23, and fixtures 26 are installed in the frame. When installing an acoustic ceiling, the optimum size ratios must be observed: d - from the point of suspension of the frame to any of its sides and c is the thickness of the layer of sound-absorbing material, and the ratio of these sizes should be in the optimal range of values: c: d = 0.1 ... 0.5. Perforated sheet 24 has the following perforation parameters: hole diameter 25 - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and the shape of the hole can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or diamond-shaped profile (shown in the drawing holes). In the case of non-circular holes, the maximum diameter of a circle inscribed in a polygon should be considered as a conditional diameter.

Элемент штучного глушителя шума (фиг. 4) состоит из корпуса 27 с откидной крышкой 30, заполненного звукопоглотителем (звукопоглощающим материалом) 28, помещенным в защитную оболочку 29. Стенки корпуса 27 каждого штучного звукопоглотителя образованы звукопоглощающей конструкцией, выполненной в виде цилиндрических перфорированных коаксиальных оболочек внешней и внутренней, между которыми расположен звукопоглотитель, в качестве звукопоглощающего материала 28 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом 29 (защитной оболочкой), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала звукопоглотителя также может быть использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).The piece silencer element (Fig. 4) consists of a body 27 with a hinged cover 30 filled with a sound absorber (sound-absorbing material) 28 placed in a protective shell 29. The walls of the body 27 of each piece sound absorber are formed by a sound-absorbing structure made in the form of cylindrical perforated coaxial outer shells and the internal, between which the sound absorber is located, as sound-absorbing material 28, mineral wool slabs based on rockalt basalt type Rockwool, or mineral “URSA” type cotton wool, or P-75 type basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, the sound-absorbing element over its entire surface lining with an acoustically transparent material 29 (protective sheath), for example fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden." As the sound-absorbing material of the sound-absorbing material, a porous sound-absorbing material, for example, foam aluminum or cermet, or metal foam, or in the form of compressed crumbs from solid vibration-damping materials, such as elastomer, polyurethane, or plastic compound like “Agate”, “Anti-vibration”, “Shvim”, can also be used. moreover, the size of the fractions of the crumbs lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm (not shown in the drawing).

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован также жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%. В качестве звукопоглощающего материала может быть использован материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3÷2,5 мм (на чертеже не показано).As a sound-absorbing material, a rigid porous material can also be used, for example, foam aluminum or cermets, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30–45%. As a sound-absorbing material, a material in the form of crumbs from solid vibration-damping materials, for example, elastomer, or polyurethane, or plastic compound can be used, moreover, the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ÷ 2.5 mm (not shown in the drawing).

Звукопоглощающая ограждающая конструкция (фиг. 5) выполнена в виде жесткой 31 и перфорированной 34 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 32, прилегающий к жесткой стенке 31, и звукопоглощающий слой 3, прилегающий к перфорированной стенке 34. При этом слой звукоотражающего материала выполнен сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности. В качестве звукопоглощающего материала слоя 33 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух (например, «Acutex Т») или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».The sound-absorbing enclosing structure (Fig. 5) is made in the form of a rigid 31 and perforated 34 walls, between which two layers are located: a sound-reflecting layer 32 adjacent to the rigid wall 31, and a sound-absorbing layer 3 adjacent to the perforated wall 34. The layer of sound-reflecting material A complex profile is made, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, which allow reflecting sound waves incident in all directions, and the perforated wall has the following perforation parameters: opening diameter second - 3 ÷ 7 mm, perforation percentage 10% ÷ 15%, and according to the shape of the hole can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while in the case of non-circular holes, the maximum diameter should be considered as a conditional diameter circle inscribed in a polygon. As the sound-absorbing material of layer 33, rockwool-type mineral wool or URSA-type mineral wool, or P-75-type basalt wool or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene can be used. The surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through (for example, Acutex T) or coated with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий, или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа «Acutex Т» или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например «Лутрасилом».As a sound-absorbing material, a porous sound-absorbing material can be used, for example, foam aluminum, or cermets, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30–45%, or metal foam, or a material in the form of pressed crumbs from solid vibration-damping materials, for example, elastomer, polyurethane, or plastic compound such as “Agate”, “Anti-Vibrate”, “Shvim”, moreover, the size of the fractions of the crumbs lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm, and poros can also be used mineral piece materials, such as pumice, vermiculite, kaolin, slag with cement or other binder, or synthetic fibers, while the surface of the fibrous sound absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through, for example, such as Acutex T or coated with breathable fabrics or non-woven materials , for example, Lutrasil.

Перфорированная стенка 34 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).The perforated wall 34 can be made of structural materials with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material deposited on one or two sides of the surface, and the ratio between the thicknesses of the material and the vibration-damping coating lies in optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5).

Перфорированная стенка 34 может быть выполнена из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», или неткаными материалами, например «Лутрасилом».The perforated wall 34 may be made of solid decorative vibration-damping materials, for example, Agate, Anti-Vibrate, Shvim plastic compounds, the inner surface of the perforated surface facing the sound-absorbing structure, lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or “Poviden” type polymer, or non-woven materials, such as “Lutrasil”.

Перфорированная стенка 34 может быть выполнена из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.The perforated wall 34 may be made of stainless steel or a galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating such as Pural 50 μm thick or Polyester 25 μm thick, or an aluminum sheet 1.0 mm thick and a coating thickness of 25 microns. The perforation coefficient of perforated sheets is taken to be equal to or more than 0.25.

В качестве материала звукоотражающего слоя 32 может быть применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминия.As the material of the sound-reflecting layer 32, a material based on aluminum-containing alloys can be used, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength within 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum.

В качестве материала звукоотражающего слоя 32 могут быть применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.As the material of the sound-reflecting layer 32, sound-insulating boards based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ can be used.

Звукопоглощающая ограждающая конструкция работает следующим образом.Sound-absorbing enclosing structure operates as follows.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированную стенку 34, попадает на слой 33 из мягкого звукопоглощающего материала, где происходит ее поглощение, а затем на слой 32 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, снова направляя их на звукопоглощающий материал для вторичного поглощения и рассеяния звуковой энергии. В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.Sound energy from equipment located in the room, or another object that emits intense noise, passing through the perforated wall 34, enters the layer 33 of soft sound-absorbing material, where it is absorbed, and then to the layer 32 of the sound-reflecting material of a complex profile, consisting from uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, again directing them to sound-absorbing material for secondary absorption and dissipation of sound energy. In fibrous absorbers, the dissipation of the energy of air vibrations and its transformation into heat occurs at several physical levels. Firstly, due to the viscosity of the air, and there is a lot of it in the interfiber space, the oscillation of air particles inside the absorber leads to friction. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the wall of the neck itself, which has the form branched network of pore sound absorbers. In addition, there is air friction on the fibers, the surface of which is also large. Thirdly, the fibers rub against each other and, finally, energy dissipation occurs due to the friction of the crystals of the fibers themselves. This explains that at medium and high frequencies the sound absorption coefficient of fibrous materials is in the range of 0.4 ... 1.0.

Акустическая конструкция цеха работает следующим образом.The acoustic design of the workshop is as follows.

Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, попадает на слои звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций, которыми облицованы несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5,6 (пол 6 и потолок 5), а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал и которые установлены над шумным оборудованием 11. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою 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.The sound energy from the equipment 11 located in the room falls on the layers of sound-absorbing material of sound-absorbing structures, which are lined with load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5.6 (floor 6 and ceiling 5), as well as piece sound absorbers 7 and 8, containing a frame in which sound-absorbing material is located and which are installed above noisy equipment 11. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where the losses energies occur due to friction oscillating with the frequency of excitation of the mass of air located in the neck of the resonator against the walls of the neck itself, having the form of a branched network of pores of a sound absorber. The perforation coefficient of the perforated wall is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Подвешивание подвесного акустического потолка осуществляют на подвесках 21, которые крепятся к потолку с помощью дюбель-винтов, а другим концом закреплены на каркасе 18 через штангу 19 и скобы 20.Suspension of the suspended acoustic ceiling is carried out on the suspensions 21, which are attached to the ceiling using dowels, and the other end is fixed to the frame 18 through the rod 19 and the brackets 20.

При установке виброактивного оборудования на плиту 12 происходит двухкаскадная виброзащита, за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 12, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 14, 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.When installing vibroactive equipment on the plate 12, two-stage vibration protection occurs, due to vibration damping inclusions in the mass of the plate 12, as well as due to the layer of vibration damping material 14, which can be used: needle-punched mats of the type "Vibrosil" based on silica or aluminoborosilicate fiber, material from solid vibration-damping materials, for example plastic compound, from soundproof plates based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Возможен вариант звукопоглощающих конструкций (фиг. 6, 7), которыми облицованы несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5,6 (пол 6 и потолок 5), выполненных в виде акустического триплекса типа «САУНДЛАЙН-dB» - специализированный трехслойный материал (толщина 12,5 мм) для устройства звукоизолирующей обшивки каркасных перегородок, облицовок и подвесных потолков в совокупности с перфорированной декоративной облицовкой типа "звездное небо". Коэффициент звукопоглощения - 0,45. Перфорация: круглая нерегулярная ("звездное небо"). Диаметр отверстий: 8, 15 и 20 мм. Степень перфорации: 10%. Размер: 1200×1960×12,5 мм.A variant of sound-absorbing structures is possible (Fig. 6, 7), which are lined with load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5.6 (floor 6 and ceiling 5), made in the form of an acoustic triplex of the “SAUNDLINE-dB” type - a specialized three-layer material (thickness 12.5 mm) for the device of sound-insulating sheathing of frame partitions, claddings and false ceilings in conjunction with perforated decorative claddings of the "starry sky" type. The sound absorption coefficient is 0.45. Perforation: round irregular ("starry sky"). Diameter of holes: 8, 15 and 20 mm. Perforation: 10%. Size: 1200 × 1960 × 12.5 mm.

Звукопоглощающий элемент (фиг. 8) выполнен в виде внешней 35 и внутренней 36 перфорированных поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 37, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности 35, второй слой 38, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 37.The sound-absorbing element (Fig. 8) is made in the form of an external 35 and an internal 36 perforated surfaces, between which is placed a sound absorber consisting of three layers of sound-absorbing material, while the first layer 37, more rigid, is solid and shaped and fixed on the outer surface 35, the second layer 38, softer than the first, is intermittent and located in the focus of the sound-reflecting surfaces of the first layer 37.

Прерывистый звукопоглощающий слой 38, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 37, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 40 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 40), параллельных перфорированным поверхностям 35 и 36, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин 41, один конец которых жестко закреплен на внешней поверхности 35, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 40, и стягивающего его винта (на чертеже не показано).The intermittent sound-absorbing layer 38, located at the focus of the continuous profiled layer 37, is made in the form of bodies of revolution, for example in the form of balls, ellipsoids of revolution, and is fastened using rods 40 (a section with one rod 40 is shown in the drawing) parallel to the perforated surfaces 35 and 36 which are rigidly interconnected by means of vertical fastening elements perpendicular to them, for example in the form of plates 41, one end of which is rigidly fixed to the outer surface 35, and the second is made in the form of a clamp covering rod 40, and its tightening screw (not shown in the drawing).

Сплошной профилированный слой 37 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 39 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 39 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 38.The continuous profiled layer 37 of the sound-absorbing element is made of a more rigid sound-absorbing material, in which the sound reflection coefficient is greater than the sound-absorption coefficient, and the profiles 39 are formed by spherical surfaces interconnected in such a way that, in general, each of the profiles 39 forms an integral dome-shaped focusing profile reflected sound onto the same soft intermittent sound-absorbing layer 38.

Третий слой 42 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом, за счет заполнения пустот, образованных слоями 35 и 36, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 42 расположен между первым, более жестким слоем 37, и перфорированной поверхностью 36 звукопоглощающего элемента.The third layer 42 of the sound-absorbing element is made of foamed sound-absorbing material, for example, construction sealing foam, which increases the sound-insulating properties of the structure as a whole by filling the voids formed by layers 35 and 36, and also increases the reliability of the structure as a whole when installed on equipment operating in conditions with increased shock and vibration loads. The third layer 42 is located between the first, more rigid layer 37, and the perforated surface 36 of the sound-absorbing element.

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 37 применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 Мпа, например пеноалюминия.As a sound-absorbing material of the first, more rigid layer 37, a material based on aluminum-containing alloys was used, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.As a sound-absorbing material of the second, softer layer, rockwool-type mineral wool or URSA-type mineral wool, or P-75-type basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, for example, can be used. polyethylene or polypropylene.

Материал перфорированных поверхностей 35 и 36 может быть выполнен из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 40, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».The material of the perforated surfaces 35 and 36 can be made of solid decorative vibration-damping materials, such as plastic compounds such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the inner surface of the perforated surface 40, facing the sound-absorbing structure, is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden."

Звукопоглощающий элемент (фиг. 8) работает следующим образом.Sound-absorbing element (Fig. 8) works as follows.

Звуковая энергия, пройдя через слой внешней перфорированной поверхности 35 и третий слой 38 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 37, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 37 из звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, и фокусирующий отраженный звук на мягкий звукопоглотитель. Здесь осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя.Sound energy, passing through the layer of the outer perforated surface 35 and the third layer 38 of the sound-absorbing element made of foamed sound-absorbing material, falls on the intermittent sound-absorbing layer located at the focus of the continuous profiled layer 37, where the primary dissipation of sound energy occurs. Then, sound energy enters the continuous profiled layer 37 of sound-absorbing material formed by spherical surfaces forming a solid dome-shaped profile, and focusing the reflected sound onto a soft sound absorber. Here, the transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation), i.e. in the pores of the sound absorber, representing the Helmholtz resonator model, there are energy losses due to friction, which fluctuates with the excitation frequency of the mass of air in the mouth of the resonator, against the wall of the neck itself, which has the form of a branched network of micropores of the sound absorber.

Claims

1. The acoustic structure of the workshop, comprising the workshop framework, bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as piece sound absorbers containing a frame in which sound-absorbing material is located and installed above noisy equipment, moreover, the floor is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate of the floor with the floor through layers of vibration-damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, and piece sound absorbers are made in the form of a body with a hinged lid filled with sound-absorbing material placed in a protective shell, while the walls of the body are formed by a sound-absorbing structure made in the form of cylindrical perforated coaxial shells - external and internal, between which a sound absorber is located, as sound-absorbing material which uses slabs of mineral wool on a basalt base, or mineral wool, or basalt wool, or glass wool, the sound-absorbing element over its entire surface lining with acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer like Poviden, and the ceiling is made of acoustic suspended, consisting of a rigid frame suspended from the ceiling of an industrial building with a sound-absorbing structure inside the frame made of sound-absorbing material wrapped acoustically and transparent material, moreover, a perforated sheet is attached to the frame, and the frame is made in the form of a rectangular parallelepiped with side dimensions in the a × b plan, the ratio of which lies in the optimal range of values a: b = 1: 1 ... 2: 1, and optimal aspect ratios c: d = 0.1 ... 0.5; where d is the distance from the suspension point of the frame to any of its sides; c is the thickness of the layer of sound-absorbing material, while the frame elements are fastened together by brackets rigidly connected to the bar to which the suspensions are attached, and the perforated sheet has the following perforation parameters: perforation diameter - 3 ... 7 mm, perforation percentage 10% ... 15% moreover, fixtures are installed in the frame, characterized in that the sound-absorbing structure, which is lined with the walls of the workshop, is made in the form of rigid and perforated walls, between which two layers are located: a sound-reflecting layer adjacent to the rigid the wall, and a sound-absorbing layer adjacent to the perforated wall, while the layer of sound-reflecting material is made of a complex profile, consisting of evenly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting sound waves incident in all directions, and the perforated wall has the following perforation parameters: hole diameter - 3 ÷ 7 mm, the percentage of perforation 10% ÷ 15%, and the shape of the holes can be made in the form of holes of a round, triangular, square, rectangular or rhomboid profile, while In the case of non-circular holes, the maximum diameter of the circle inscribed in the polygon should be considered as a conditional diameter, and rockwool type mineral wool, or URSA type mineral wool, or P-75 type basalt wool, or glass wool should be used as sound-absorbing material. lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, while the surface of the fibrous absorbers is treated with special porous air-permeable paints (for example Mer, “Acutex T”) or coated with breathable fabrics or nonwovens, such as Lutrasil.

2. The acoustic design of the workshop according to claim 1, characterized in that a porous noise-absorbing material, for example foam aluminum, or cermet, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30 ÷ 45%, is used as a sound-absorbing material for a sound-absorbing structure. or metal roll, or material in the form of compressed crumbs from solid vibration-damping materials, for example elastomer, polyurethane, or plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the size of the fractions of the crumbs lie in the optimal range of values: 0.3 ... 2.5 mm, and also porous mineral piece materials, such as pumice, vermiculite, kaolin, slag with cement or other binder, or synthetic fibers can be used, while the surface of the fibrous absorbers is treated with special porous paints that allow air to pass through, such as Acutex T, or are coated with breathable fabrics or non-woven materials, such as Lutrasil.

3. The acoustic design of the workshop according to claim 1, characterized in that a material based on aluminum-containing alloys is used as a sound-reflecting material of a sound-absorbing structure, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ s the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foamed aluminum, or soundproof boards based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

4. The acoustic design of the workshop according to claim 1, characterized in that the perforated wall of the sound-absorbing structure is made of structural materials with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or Gerlen-D type material, deposited on their surface from one or two sides ”, The ratio between the thicknesses of the material and the vibration damping coating lies in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 3.5), or stainless steel, or a galvanized sheet 0.7 mm thick with a polymer protective and decorative coating Pural type with a thickness of 50 microns, or Polyester with a thickness of 25 microns, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 microns, or from solid decorative vibration-damping materials, such as plastic compound like Agate, Anti-Vibrate, Shvim ".

5. The acoustic design of the workshop according to claim 1, characterized in that the bearing walls with fences are faced with an acoustic triplex of the SAUNDLINE-dB type, representing a specialized three-layer material (12.5 mm thick) in conjunction with a perforated decorative panel like the starry sky .

6. The acoustic structure of the workshop according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing structure is made in the form of external and internal perforated walls, between which layers of sound-absorbing material are placed, while the more rigid first layer is solid, profiled and fixed to the external perforated wall, the second layer, softer than the first, is intermittent, located at the focus of the sound-reflecting surfaces of the first layer and has the shape of bodies of revolution in the form of balls and ellipsoids of revolution, while the first layer is made of a material with a sound reflection coefficient greater than its sound absorption coefficient, in the form of profiles of spherical surfaces interconnected to form an integral dome-shaped profile focusing the reflected sound onto a second layer, the second layer being fixed with rods parallel to the perforated walls, contains the third sound-absorbing layer made of foamed sound-absorbing material in the form of building sealing foam and located in the voids formed between the first and the second layer, the outer perforated wall is rigidly connected to the second layer by means of vertical fasteners perpendicular to it in the form of plates, one end of which is rigidly fixed to the external perforated wall, and the second end is made in the form of a clamp covering the rod and its tightening screw .