RU2649699C2

RU2649699C2 - Low noise production room

Info

Publication number: RU2649699C2
Application number: RU2015118825A
Authority: RU
Inventors: Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2018-04-04
Also published as: RU2015118825A3; RU2015118825A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular to a low-noise production room. Production room contains the workshop frame, bearing walls with enclosures in the form of a floor and a ceiling, lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as single sound absorbers. Sound absorbers include frame, in which the sound-absorbing material is arranged. Floor is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with 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 a clearance relative to the room bearing walls. Cavities of the base plate are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer.

EFFECT: technical result is the increased efficiency of noise suppression.

1 cl, 4 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 №2425196, 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. 2425196, 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, согласно изобретению 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 the noisy equipment, according to the invention, 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 bases a floor slab with cavities through layers of vibration-damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, and the cavities of the base plate are filled with vibration-damping material, for example, foamed polymer.

На фиг. 1 изображен общий вид малошумного производственного помещения, на фиг. 2 - разрез междуэтажного перекрытия здания, на фиг. 3 - конструкция подвесного потолка, на фиг. 4 - конструкция штучного звукопоглотителя.In FIG. 1 shows a general view of a low-noise production room; FIG. 2 is a section through a floor of a building, in FIG. 3 - design of a false ceiling, in FIG. 4 - design of a piece of sound absorber.

Малошумное производственное помещение (фиг. 1) содержит каркас цеха (не показан), оконные 9 и дверные 10 проемы и несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6 (пол и потолок), которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные 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 (не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».The low-noise production room (Fig. 1) contains a workshop frame (not shown), window 9 and door 10 openings and load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6 (floor and ceiling), which are lined with sound-absorbing structures, and piece sound absorbers 7 and 8, containing a frame in which sound-absorbing material is located, and 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, which is installed on the bases 15th floor slab with cavities 16 through layers of vibration damping material 14 and waterproofing material 13 with a gap of 17 relative to the bearing walls 1, 2, 3, 4 of the production room. 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), for example, fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden."

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 (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 of solid vibration-damping materials, for example, elastomer, or polyurethane, or plastic compound can be used, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3–2.5 mm (not shown).

Подвесной акустический потолок (фиг. 3) состоит из жесткого каркаса 19, выполненного по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане В×С, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин В:С=1:1…2:1, подвешиваемого к потолку производственного здания с помощью подвесок 21, имеющих скобы 22 для прокладки проводов электропитания к светильникам 24, установленным в каркасе 19. Крепление каркаса к потолку осуществляется с помощью дюбель-винтов 23. К каркасу прикреплен перфорированный лист 20, на котором через слой акустического прозрачного материала расположен слой звукопоглощающего материала 18. При монтаже акустического потолка должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: D - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и Е-толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: E:D=0,1…0,5. Перфорированный лист 20 имеет следующие параметры перфорации: диаметр перфорации - 3…7 мм, процент перфорации - 10…15%, причем по форме перфорация может быть выполнена в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного сечения (на чертеже показаны квадратные отверстия). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.Suspended acoustic ceiling (Fig. 3) consists of a rigid frame 19, made in the form of a rectangular parallelepiped with dimensions of the sides in the plan B × C, the ratio of which lies in the optimal range of values B: C = 1: 1 ... 2: 1, suspended to the ceiling of the industrial building using hangers 21 having brackets 22 for laying power wires to the fixtures 24 installed in the frame 19. The frame is fixed to the ceiling using dowels-screws 23. A perforated sheet 20 is attached to the frame, through which an acoustical layer a layer of sound-absorbing material is located 18. When installing an acoustic ceiling, the optimum size ratios must be observed: D - from the point of suspension of the frame to either side of it and the E-thickness of the layer of sound-absorbing material, and the ratio of these sizes should be in the optimal range of values: E : D = 0.1 ... 0.5. The perforated sheet 20 has the following perforation parameters: the diameter of the perforation is 3 ... 7 mm, the percentage of perforation is 10 ... 15%, and the shape of the perforation can be made in the form of holes of round, triangular, square, rectangular or diamond-shaped cross-section (square holes are shown in the drawing ) In the case of non-circular holes, the maximum diameter of a circle inscribed in a polygon should be considered as a conditional diameter.

Штучный звукопоглотитель резонансного типа (фиг. 4) содержит жесткий каркас из верхней, активной части, 25, и нижней, реактивной, части 28, выполненной в виде по крайней мере трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров 32, 33 и 35, полости которых снабжены отверстиями 31, 34, 36 разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца. Опорные диски 37 и 38, расположенные по торцам цилиндров, жестко и герметично соединяют их между собой, образуя реактивную часть 28 жесткого каркаса звукопоглотителя.The resonant-type piece sound absorber (Fig. 4) contains a rigid frame of the upper, active part, 25, and the lower, reactive part 28, made in the form of at least three resonant cylinders 32, 33 and 35 coaxially and axisymmetrically located, the cavities of which are provided holes 31, 34, 36 of different diameters, performing the functions of the necks of the Helmholtz resonator. The supporting disks 37 and 38, located at the ends of the cylinders, rigidly and hermetically connect them together, forming the reactive part 28 of the rigid frame of the sound absorber.

Верхняя, активная, часть 25 выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки 26 с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом. Соединение верхней 25 и нижней 28 частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента 29, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки 26 шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку помещения.The upper, active part 25 is made in the form of a rigid perforated cylindrical shell 26 with a perforated cover and a solid base, and the cavity of the cylindrical shell is filled with sound-absorbing material. The connection of the upper 25 and lower 28 parts is made by means of an elastic damping element 29, which allows damping high-frequency vibrations, while an element is pivotally fixed to the perforated cover of the perforated cylindrical shell 26, by which the frame is attached to the desired object, for example, the ceiling of the room.

Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки 26 расположен по крайней мере один винтовой звукопоглощающий элемент 27, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку 26 и опирающейся в опорный диск 30, соединенный с реактивной частью 28 звукопоглотителя.Around the perforated cylindrical shell 26 is located at least one screw sound-absorbing element 27, made in the form of a cylindrical helical spring, covering the shell 26 and resting on a support disk 30 connected to the reactive part 28 of the sound absorber.

Винтовой звукопоглощающий элемент 27 выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость (не показано), при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом (не показано) с плотностью, меньшей, чем у винтового звукопоглощающего элемента 27.The screw sound-absorbing element 27 is made in the form of a hollow screw sound-absorbing element formed by the external and internal helical surfaces forming a cavity (not shown), while the space formed by the external and internal helical surfaces is filled with sound-absorbing material (not shown) with a density lower than the screw sound-absorbing element 27.

Резонансный звукопоглотитель работает следующим образом.The resonant sound absorber operates as follows.

Звуковые волны, распространяясь на промышленном или транспортном объектах, взаимодействуют со звукопоглощающим материалом винтового звукопоглощающего элемента 27, расположенным в верхней активной части 25 каркаса, а также в перфорированной цилиндрической обечайке 26, при этом происходит снижение шума на низких, средних и высоких частотах соответственно.Sound waves propagating at an industrial or transport facility interact with the sound-absorbing material of a screw sound-absorbing element 27 located in the upper active part 25 of the frame, as well as in the perforated cylindrical shell 26, while noise is reduced at low, medium and high frequencies, respectively.

Соединение верхней 25 и нижней 28 частей каркаса посредством упругодемпфирующего элемента 29, позволяет демпфировать высокочастотные колебания, которые могут излучаться жестким каркасом, что позволяет его использовать для снижения шума на транспортных объектах. Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями резонансных цилиндров 32, 33 и 35, полости которых снабжены отверстиями 31, 34, 36 разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, для гашения шума в заданной полосе частот, при этом для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило, большие объемы полостей резонансных цилиндров 32, 33 и 35 выбирают для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот. Взаимодействие звуковых волн с винтовым звукопоглощающим элементом 27 приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.The connection of the upper 25 and lower 28 parts of the frame by means of an elastic damping element 29, allows you to damp high-frequency vibrations that can be emitted by a rigid frame, which allows it to be used to reduce noise on transport objects. Sound absorption at medium and high frequencies occurs due to the acoustic effect, built on the principle of Helmholtz resonators, formed by the air cavities of resonant cylinders 32, 33 and 35, the cavities of which are provided with openings 31, 34, 36 of different diameters, which serve as the neck of the Helmholtz resonator, to suppress noise in a given frequency band, while in order to suppress sound vibrations in the desired sound frequency range, as a rule, large volumes of cavities of resonant cylinders 32, 33 and 35 are chosen to suppress noise in the low frequency range and small - in the medium and high frequencies. The interaction of sound waves with a screw sound-absorbing element 27 leads to noise attenuation in the high frequency range, and the implementation of a sound absorber from non-combustible materials makes the design fireproof.

Малошумное производственное помещение работает следующим образом.Low-noise production room works 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.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 a model of Helmholtz resonators, where and 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, which has 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, of the EZ-100 type, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем полостями.Sound waves propagating in the production room interact with cavities filled with sound absorber.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities, the sound absorption surface increases, and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

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 пластикат, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60-80 кг/м.When installing vibroactive equipment on plate 12, two-stage vibration protection occurs due to vibration damping inclusions in the mass of plate 12 itself, as well as due to a layer of vibration damping material 14, which can be used as: Vibrosil needle-punched mats 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.

Подвесной акустический потолок работает следующим образом.False acoustic ceiling works as follows.

Подвешивание подвесного акустического потолка осуществляют на подвесках 21, которые крепятся к потолку с помощью дюбель-винтов 23, а другим концом закреплены на каркасе 19. Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем полостями. Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.Suspension of a suspended acoustic ceiling is carried out on suspensions 21, which are attached to the ceiling using dowels-screws 23, and the other end is fixed to the frame 19. Sound waves propagating in the production room interact with the cavities filled with the sound absorber. The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities, the sound absorption surface increases and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки характеристик на требуемый частотный диапазон шумоподавления за счет изменения длины подвеса.An advantage of the invention is its versatility of application for various production facilities having a wide variety of noise characteristics. It should be noted the relative ease of tuning the characteristics to the required frequency range of noise reduction by changing the length of the suspension.

Claims

A low-noise production room containing a workshop frame, 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, characterized in that 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 overlapping with 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 are filled with vibration-damping material, for example, foamed polymer, and the ceiling is acoustic suspended, consisting of a rigid frame suspended from the ceiling of the industrial building located inside the frame with sound-absorbing material wrapped in an acoustically transparent material, and perforated attached to the frame a sheet, and the frame is made in the form of a rectangular parallelepiped with side dimensions in the plan B × C, the ratio of which lies in the optimal range of values B: C = 1: 1 ... 2: 1, and the optimal size ratios must also be observed: D - from suspension points of the frame to any of its sides and E is the thickness of the layer of sound-absorbing material, and the ratio of these sizes should be in the optimal range of values: E: D = 0.1 ... 0.5, and fixtures are installed in the frame, and the perforated sheet of the suspended ceiling has the following parameters perforations: the diameter of the perforation is 3 ... 7 mm, the percentage of perforation is 10 ... 15%, and each piece of sound absorber is made of a resonant sound absorber containing a rigid frame of the upper, active, part and lower, reactive part, while the reactive part is made in the form of at least three coaxially and axisymmetrically located resonant cylinders, the cavities of which are provided with holes of different diameters, which serve as the necks of the Helmholtz resonator, and the supporting disks located at the ends of the cylinders, rigidly and hermetically connecting t them together, forming the reactive part of the rigid frame of the sound absorber, while the upper, active part is made in the form of a rigid perforated cylindrical shell with a perforated cover and a solid base, and the cavity of the cylindrical shell is filled with sound-absorbing material, and the connection of the upper and lower parts is made by means of elastic damping an element that allows damping high-frequency vibrations, while to the perforated cover of the perforated cylindrical shell hinge o an element is fixed by means of which the frame is attached to the desired object, and at least one screw sound-absorbing element is arranged around the perforated cylindrical shell, made in the form of a cylindrical helical spring, covering the shell and resting on a support disk connected to the reactive part of the sound absorber, and the screw sound-absorbing element is made in the form of a hollow screw sound-absorbing element formed by the external and internal helical surfaces forming a cavity, the space formed by the external and internal helical surfaces is filled with sound-absorbing material with a density lower than that of a screw sound-absorbing element.