RU2769015C2 - Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации - Google Patents

Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации Download PDF

Info

Publication number
RU2769015C2
RU2769015C2 RU2020118742A RU2020118742A RU2769015C2 RU 2769015 C2 RU2769015 C2 RU 2769015C2 RU 2020118742 A RU2020118742 A RU 2020118742A RU 2020118742 A RU2020118742 A RU 2020118742A RU 2769015 C2 RU2769015 C2 RU 2769015C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
absorbing
sound
rafters
roof
strips
Prior art date
Application number
RU2020118742A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020118742A3 (ru
RU2020118742A (ru
Inventor
Христиан ХОППЕ
Елмар Йоханнес Антон ТОБЕР
Роналд ТСЧИЕРСЧ
Original Assignee
Лиавер Гмбх & Цо.Кг
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 Лиавер Гмбх & Цо.Кг filed Critical Лиавер Гмбх & Цо.Кг
Publication of RU2020118742A publication Critical patent/RU2020118742A/ru
Publication of RU2020118742A3 publication Critical patent/RU2020118742A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2769015C2 publication Critical patent/RU2769015C2/ru

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B1/84—Sound-absorbing elements
    • E04B1/86—Sound-absorbing elements slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/02—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs
    • E04B7/022—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs consisting of a plurality of parallel similar trusses or portal frames
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/02—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs
    • E04B7/04—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs supported by horizontal beams or the equivalent resting on the walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/99—Room acoustics, i.e. forms of, or arrangements in, rooms for influencing or directing sound
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B9/00—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation
    • E04B9/001—Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation characterised by provisions for heat or sound insulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к звукопоглощающей конструкции крыши большого помещения со стенами, несколькими стропилами, опирающимися на стены, по меньшей мере, концами, и звукоотражающей кровлей, опирающейся на стропила. На боковых поверхностях нескольких стропил имеются поглощающие полосы, состоящие из звукопоглощающих секций. Между соседними стропилами с поглощающими полосами имеется звукоотражающая секция кровли, ширина которой по меньшей мере в два раза превышает среднюю высоту стропил. Кроме того, настоящее изобретение относится к звукопоглощающей конструкции из звукопоглощающих секций, расположенных в большом помещении со стенами и крышей, причем конструкция крыши состоит из нескольких стропил и опирающейся на них кровли. Согласно изобретению на обеих боковых поверхностях нескольких стропил имеются поглощающие полосы, состоящие из звукопоглощающих секций, расположенных последовательно. Кроме того, изобретение относится к большому помещению с сокращенным временем реверберации благодаря звукопоглощающей конструкции. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение касается звукопоглощающей конструкции крыши большого помещения и схемы расположения звукопоглощающих секций, а также большого помещения с сокращенным временем реверберации с использованием звукопоглощающих секций и поглощающих полос, состоящих из таких секций.
Известны звукопоглощающие элементы для улучшения акустических характеристик помещения, то есть для улучшения разборчивости речи и защиты органов слуха. Акустические панели из гипсовых или волокнистых пластин улучшают акустические характеристики помещений, подавляют эхо и преобразуют энергию звука в тепло. Кроме того, известны различные варианты акустической обшивки стен, например, из панелей разных размеров — такие панели под разными углами монтируются на стены, которые поглощают низкие звуковые частоты. Для поглощения высоких звуковых частот принято использовать панели с перфорацией, которые крепятся к стене на определенных расстояниях. Между панелями и стеной располагаются шумопоглощающие и звукоизолирующие материалы, например пеноматериалы или войлок.
В патенте DE 10 2011 105 608 A1 описана звукопоглощающая конструкция по типу потолочного поглотителя для низких частот. Конструкция включает корытообразные, предпочтительно квадратные емкости, внутри которых находится волокнистый или пористый поглощающий материал и которые образуют звуконепроницаемую или звукопроницаемую оболочку. Такие емкости размещаются на стене или на потолке помещения в углах или вдоль стыков. Подобная звукопоглощающая конструкция отличается тем, что все ее стороны, обращенные к помещению, имеют звуконепроницаемое исполнение. Только одна сторона, расположенная под углом к стене или потолку (предпочтительно перпендикулярно) и имеющая меньшую площадь, обладает поглощающими свойствами. Для достижения желаемого эффекта используемые емкости должны иметь определенный минимальный размер, а для места их установки должно быть предусмотрено достаточное место. В предпочтительном варианте реализации, например, используется толстый однородный волокнистый поглощающий элемент размером 400 x 500 мм, располагаемый на полу вблизи одной из стен помещения.
В патенте DE 10 2015109808 A1 описан звукопоглощающий конструктивный элемент, предназначенный для наружной установки и состоящий из звукопоглощающего внешнего слоя и вделанных внутрь звукопоглощающих элементов с более высоким коэффициентом поглощения по сравнению с внешним слоем.
В патенте EP 2868826 A1 описан армированный бетонный элемент, на поверхности которого располагается частично незакрепленный, поглощающий звук материал, как минимум частично состоящий из пеноматериала с открытыми порами. Такая арматура частично вделывается во вспененный материал. Описан также потолочный элемент, включающий несколько поглощающих полос из геополимера. В случае использования бетонного элемента в качестве потолочной плиты используемые поглощающие полосы располагаются в продольном направлении, но не в области стыков между стеной и потолком.
На рынке представлены звукопоглощающие элементы, выполненные из спеченного гранулированного вспененного стекла, и, например, компания Liaver GmbH & Co. KG поставляет такие изделия под торговым наименованием Reapor.
В паспорте продукта компании ABC Akustik GmbH (Берлин) от 2011 года описано решение по дооборудованию помещений площадью до 20 м2 и объемом 60 м3 с целью улучшения их акустических характеристик, причем расстояние между противоположными стенами должно быть не более 5 м. Для этого в области стыков между потолком и стеной монтируются поглощающие элементы в форме потолочного плинтуса, выполненные из пеноматериала с открытыми порами, изготавливаемого на основе меламиновой смолы. Поглощающие элементы вдаются в помещение приблизительно на 14–35 см таким образом, чтобы с обратной стороны между такими элементами и стеной формировалось заполненное воздухом пространство. Поглощающие элементы монтируются на потолке при помощи специальных подвесных элементов.
В патенте DE 20022685 U1 описана акустически поглощающая плита для предотвращения отражения звука в помещениях, которая может представлять собой подвесной потолок или обшивку стены.
В патенте WO 95/30804 A1 описана звукопоглощающая система для внутренних стен и потолков. В этом случае звукопоглощающие секции находятся, например, на потолке и достигают стены. Также показана схема, при которой соответствующие секции находятся как на потолке, так и на стене.
Большинство известных эффективных решений для звукопоглощения или монтируются с нуля в помещении, акустические параметры которого требуется улучшить, или требуют существенных трудозатрат при установке в готовом помещении. При этом часто возникает конфликт между акустическими эффектами и другими характеристиками помещения, касающимися функциональности, строительных технологий или эстетических качеств. Например, полная отделка потолка шумопоглощающими плитами обеспечивает хорошие акустические характеристики, но делает невозможным монтаж потолочных элементов системы кондиционирования. Монтаж звукопоглощающих потолков в существующих помещениях сложен технически и требует больших финансовых затрат, и поэтому редко встречается на практике. Размещение у стыков стен и потолка поглощающих элементов большого размера значительно ухудшает эстетическое восприятие помещения.
В заявке на патент PCT/EP2017/061524, которая еще не была опубликована на начало приоритетного срока, описана конструкция, состоящая из нескольких звукопоглощающих секций. Несколько расположенных в ряд звукопоглощающих секций образуют одну или несколько поглощающих полос, которые проходят как минимум вдоль части стыка между стеной и потолком помещения.
Монтировать звукоизолирующие элементы в (уже существующих) крупных объектах, например, цехах или спортивных залах особенно сложно и затратно. Сейчас к звукоизоляции таких объектов также предъявляются жесткие требования. В этой связи можно привести следующий пример: Рекомендации по защите от шума IFA-LSA 01-234, акустика в промышленных помещениях, август 2014 г.
В связи с большим объемом промышленных помещений поглощающие элементы на их стенах обычно мало влияют на звукопоглощение в них. Кроме того, на стенах можно разместить лишь небольшое количество поглощающих секций (либо это вообще невозможно), так как эти поверхности используются в других целях. Именно в цехах часто имеются очень твердые полы и практически отсутствуют звукопоглощающие устройства, поэтому при эксплуатации машин и обработке твердых материалов уровень шума очень быстро достигает уровня, вредного для органов слуха. В большинстве случаев можно использовать только средства индивидуальной защиты - неудобные и затрудняющие коммуникацию. При применении соответствующих стандартов защиты от шума современные поглощающие системы занимают очень большие площади, которые либо нереализуемы, либо очень дороги.
Например, в патенте DE 2 347 136 A описан самонесущий элемент крыши для здания, оба конца которого опираются на стену и используется преимущественно в больших помещениях. У данного элемента крыши имеются горизонтальные продольные профильные пояса, расположенные симметрично и попарно относительно вертикальной плоскости симметрии. Эти пояса соединены ферменной конструкцией. Для обеспечения тепло- или звукоизоляции на внутренние поверхности, расположенные между фермами, можно наносить специальные покрытия. Так как поверхности, на которые требуется наносить изоляционный материал, расположены под тупым углом к горизонтальной внешней кровле, результирующая площадь изолированной поверхности намного больше проекции площади кровли. Это соответствует обычному предположению, согласно которому для эффективной изоляции необходимо покрывать изоляционным материалом поверхности большой площади, что приводит к большим издержкам.
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы на основании известного уровня техники предложить улучшенную звукопоглощающую конструкцию крыши, а также звукопоглощающую конструкцию для больших помещений (объемом 500–50 000 м3), в частности для цехов. Используемая звукопоглощающая конструкция не должна препятствовать использованию помещения в требуемой цели, в частности она должна занимать небольшую площадь стен или не занимать ее вообще. При этом необходимо добиться эффективного поглощения с использованием небольшого количества материалов, чтобы расходы, в частности на монтаж звукоизоляции в существующем помещении были невелики несмотря на большую площадь и объем помещения. Требуется существенное улучшение акустических характеристик большого помещения в широком диапазоне частот. При этом звукопоглощающая конструкция крыши должна обеспечивать требуемые характеристики звукоизоляции практически без ограничения площади фундамента помещения.
Для решения этой задачи используется звукопоглощающая конструкция крыши согласно прилагаемому пункту формулы изобретения 1 и звукопоглощающая конструкция согласно п. 13. Кроме того, задача решается благодаря помещению с сокращенным временем реверберации по п. 14.
Звукопоглощающая конструкция крыши в соответствии с настоящим изобретением представляет собой часть большого помещения со стенами, несколькими стропилами, опирающимися на стены, по меньшей мере, концами, и звукоотражающей кровлей, опирающейся на стропила. На боковых поверхностях нескольких или всех стропил имеются поглощающие полосы, состоящие из звукопоглощающих секций. Между соседними стропилами с поглощающими полосами имеется звукоотражающая секция кровли, ширина которой, по меньшей мере, в два раза превышает среднюю высоту стропил.
Предлагаемая звукопоглощающая конструкция состоит из нескольких звукопоглощающих секций, располагаемых в большом помещении со стенами и примыкающей к ним сверху конструкцией крыши. Конструкция крыши включает несколько опирающихся на стены стропил и опирающуюся на стропила кровлю. Согласно изобретению на обеих боковых поверхностях нескольких или всех стропил имеются поглощающие полосы, состоящие из звукопоглощающих секций, расположенных последовательно. При этом промежутки между стропилами превышают среднюю высоту стропил более чем в два раза (предпочтительно более чем в четыре раза), так что площадь, занимаемая поглощающими полосами, в любом случае меньше проекции площади кровли. Для обеспечения эффективности звукоизолирующей конструкции ключевое значение имеет то, чтобы между боковыми поверхностями стропил с поглощающими полосами имелась отражающая поверхность, расположенная под углом (предпочтительно под прямым углом) к поглощающим полосам и образованная кровлей без поглощающих секций.
Удивительным образом выяснилось, что поглощающие секции, расположенные только на боковых поверхностях стропил, обеспечивают значительное поглощение звука, добиться которого в ином случае можно было бы только с использованием существенно большей площади. Обычно боковые поверхности стропил в цехах не используются для монтажа оборудования, поэтому на них можно размещать поглощающие секции. Кроме того, в большинстве случаев пространство внутри конструкции крыши цеха также не используется.
Согласно изобретению, как правило, акустически жесткая и, следовательно, сильно отражающая звук внутренняя поверхность кровли отражает звук, возникающий в большом помещении, к поглощающим секциям, которые глушат или полностью поглощают звук.
Конструкция стропил может быть разной. С точки зрения изобретения важно лишь то, чтобы они имели две боковые поверхности, на которых можно разместить поглощающие полосы. Обычно соседние стропила располагаются на расстоянии несколько метров друг от друга, предпочтительно 4–8 м, в частности около 5–6 м. Внутреннее пространство конструкции крыши простирается от нижней кромки стропила, обычно образованного нижним поясом, до внутренней стороны кровли, прилегающей к верхнему поясу стропила. Обычно нижний и верхний пояс располагаются под углом друг к другу, так что боковые поверхности стропила обладают трапециевидной или треугольной формой. В случаях, релевантных для данного изобретения, высота стропил составляет от 300 до 1500 мм. Стропила с параллельными или приблизительно параллельными верхними и нижними поясами также называются балками или фермами. Пространство между верхним и нижним поясом может быть заполнено элементами в форме балок или плоскими элементами. Концы стропила опираются на стены, при большом пролете может использоваться дополнительная опора.
В предпочтительном варианте реализации звукопоглощающей конструкции крыши или звукопоглощающей конструкции поглощающие полосы в основном закрывают боковые стороны стропил полностью, возможно, они не закрывают верхний и нижний пояс. Предпочтительно, чтобы ширина поглощающих полос составляла от 400 до 1500 мм, соответствуя высоте стропил. В качестве поглощающих полос на верхних и нижних поясах можно крепить, например, обычные металлические профили. Кроме того, звукопоглощающие плиты можно приклеивать или крепить аналогичным образом.
В другом варианте осуществления звукопоглощающей конструкции крыши или звукопоглощающей конструкции используются дополнительные поглощающие полосы, которые располагаются вдоль верхней кромки стен и/или между соседними стропилами перпендикулярно боковым поверхностям стропил в конструкции крыши. Эти дополнительные поглощающие полосы закрывают лишь небольшую часть кровли между стропилами, в частности менее четверти площади кровли.
Особенно предпочтительный вариант реализации звукопоглощающей конструкции крыши или звукопоглощающей конструкции отличается тем, что между противоположными поглощающими полосами на одном стропиле имеется отражающая поверхность, расположенная между верхним и нижним поясом стропила. Эта отражающая поверхность может представлять собой неотъемлемую или отдельную часть стропила. Звуковые волны проходят сначала через звукопоглощающую секцию, гасятся, выходят с обратной стороны, затем — предпочтительно после воздушного зазора — попадают на отражающую поверхность и отражаются обратно к звукопоглощающей секции, где гасятся повторно.
Предпочтительно, чтобы толщина звукопоглощающих элементов составляла 20–65 мм, особенно предпочтительно — около 25 мм. Кроме того, предпочтительно, чтобы зависящее от длины аэродинамическое сопротивление звукопоглощающих секций находилось в пределах от 7 до 15, предпочтительно от 8 до 12, особенно предпочтительно около 10 кПа·с/м4.
В предпочтительных вариантах реализации звукопоглощающие секции состоят из негибкого пеноматериала, в частности из акустически эффективного и дышащего пеноматериала на базе стекла, включающего гранулированное вспененное стекло. Предпочтительно, чтобы звукопоглощающие секции состояли из гранулированного вспененного стекла с величиной гранул в диапазоне от 0,25 до 4 мм, причем гранулы должны быть спечены в форме пластин или связаны путем добавления связующего материала и причем зависящее от длины аэродинамическое сопротивление составляло от 9 до 11 кПа·с/м4. Достичь предпочтительного зависящего от длины аэродинамического сопротивления звукопоглощающей секции проще всего за счет определенного размера частиц материала и фракционного состава звукопоглощающих секций, предпочтительно изготавливаемых в форме пластин, и/или за счет доли связующего вещества, добавляемого к гранулам вспененного стекла при производстве.
Целесообразно, чтобы материал поглощающих полос был пригодным к использованию в помещениях с высокой влажностью, стойким к низким температурам, негорючим и очень легким. Причем такой материал должен легко поддаваться резке. Благодаря небольшой массе статическая нагрузка на стропила невелика, так как они обычно рассчитаны на дополнительные нагрузки около 25–30 кг/м2.
Для обеспечения функциональности изобретения предпочтительно, чтобы звукопоглощающие секции имели зависящее от длины аэродинамическое сопротивление в диапазоне 7–15 кПа·с/м4, предпочтительно — 9–11 кПа·с/м4, причем аэродинамическое сопротивление в звукопоглощающих секциях должно быть по возможности равномерным.
Помещение с сокращенным временем реверберации в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в разных целях, в частности как цех, спортивный зал или бассейн. Оно имеет стены и конструкцию крыши, которая включает несколько опирающихся на стены стропил и опирающуюся на стропила кровлю. На нескольких или всех стропилах имеется вышеописанная звукопоглощающая конструкция.
Существенным преимуществом помещения с сокращенным временем реверберации, реализованного в соответствии с изобретением, является то, что размещение поглощающей полосы на стропилах обеспечивает особенно эффективное поглощение звука. Такое эффективное поглощение обеспечивается, в том числе благодаря отражению звуковых волн от кровли в этой части помещения. Звукопоглощающую конструкцию можно без особенных затрат смонтировать в существующих больших помещениях, кроме того, для нее требуется небольшой объем в обычно неиспользуемом пространстве кровли. Расположение поглощающей полосы на стропилах обеспечивает минимальное влияние (или полное отсутствие влияния) на использование площади и пространства большого помещения для других целей.
Применение в соответствии с настоящим изобретением звукопоглощающих секций на боковых поверхностях стропил впервые позволяет обеспечить очень эффективное звукопоглощение в широком диапазоне частот при небольшом объеме звукопоглощающего материала с помощью звукопоглощающей конструкции, которая не занимает помещении много места. В частности, можно использовать относительно тонкие звукоизолирующие секции в непосредственной близости от сильно отражающей звук кровли. Для такого высокоэффективного поглощения целесообразно, чтобы зависящее от длины аэродинамическое сопротивление оставалось в упомянутом диапазоне, например, за счет выбора соответствующего размера частиц и состава материала для звукопоглощающих секций. Наиболее предпочтительным материалом для звукопоглощающих секций является гранулированное вспененное стекло с величиной гранул в диапазоне от 0,25 до 4 мм, причем гранулы должны быть спечены в форме пластин или связаны путем добавления связующего материала.
Таким образом, изобретение опирается на сочетание упомянутых свойств звукопоглощающих секций и указанного расположения этих секций в большом помещении.
В наиболее предпочтительном варианте реализации еще одна поглощающая полоса проходит по верхним концам стен большого помещения.
Специальные ограничения размеров помещения с сокращенным временем реверберации отсутствуют, так как звукоизолирующую конструкцию можно масштабировать при соответствующем увеличении количества стропил.
Используемая в соответствии с настоящим изобретением звукопоглощающая конструкция позволяет достичь в больших помещениях времени реверберации от 0,6 до 1,3 с, что отвечает требованиям к помещениям, где происходит общение людей. Звукопоглощающая конструкция служит, в частности, для приглушения звуков в диапазоне частот от 250 Гц до 4 кГц.
Дополнительные преимущества изобретенной звукопоглощающей конструкции и сведения о ней, а также об оборудованных таким способом больших помещениях, поясняются в следующем ниже описании предпочтительного варианта исполнения со ссылкой на чертеж. Представлены:
Фиг. 1 - вид снизу на потолок помещения с сокращенным временем реверберации в соответствии с настоящим изобретением (не в масштабе);
Фиг. 2 - принципиальная схема прохождения звуковой волны через кровлю и поглощающую полосу, закрепленную на стропиле;
Фиг. 3 - вид снизу на потолок помещения с сокращенным временем реверберации в соответствии со вторым вариантом изобретения (не в масштабе);
Фиг. 4 - подробный вид расположения поглощающей полосы на стропиле в двух вариантах, смонтированных впоследствии;
Фиг. 5 - подробный вид расположения поглощающей полосы на стропиле в двух интегрированных вариантах;
Фиг. 6 - график с несколькими кривыми замеров времени реверберации для широкого диапазона частот в больших помещениях различной конфигурации.
На фиг. 1 показан вид снизу на потолок большого помещения (01) с сокращенным временем реверберации в соответствии с настоящим изобретением (не в масштабе). Площадь фундамента помещения в данном примере составляет 21,5 м x 17,5 м. В помещении установлена звукопоглощающая конструкция в соответствии с настоящим изобретением, представляющая собой звукопоглощающую конструкцию крыши. У большого помещения (01) имеются стены (02) и три внутренние стропила (03), на которые опирается кровля (06) (фиг. 2). На боковых сторонах стропил (03) имеются поглощающие полосы (04), которые в основном покрывают боковые стороны полностью. Расстояние между стропилами, покрытыми поглощающими полосами, в данном примере составляет около 5,4 м. Примерно такое же расстояние имеется между торцами и следующим стропилом. Между стропилами (03) имеются секции кровли (06), которые отличаются акустической жесткостью и ширина которых более чем в два раза превышает среднюю высоту стропил.
Каждая поглощающая полоса (04) состоит из одной или предпочтительно нескольких звукопоглощающих секций из негибкого пеноматериала, предпочтительно пеноматериала на основе стекла, в состав которого входят гранулы вспененного стекла. Этот материал обеспечивает эффективное шупомоглощение и является удобным в обработке. Коэффициент поглощения звукопоглощающих секций составляет, например, α = 0,4.
Ширина поглощающих полос соответствует высоте стропил, а толщина, к примеру, 25 мм. Предпочтительно, чтобы поглощающая полоса (04) была выполнена в виде панелей. Для получения поглощающей полосы несколько звукопоглощающих секций стыкуются без промежутков или с небольшими промежутками. Небольшие промежутки между звукопоглощающими секциями практически не влияют на эффективность поглощения звука.
На фиг. 2 в упрощенном виде показана поглощающая полоса (04), расположенная на стропиле (03). Здесь видно, что кровля (06) опирается на стропило (03), а поглощающая полоса закрывает боковую поверхность стропила практически на всю высоту. Отражения рассеянных звуковых волн от кровли (06) показаны стрелками в сильно упрощенном виде. Звуковые волны отражаются от кровли и попадают на поглощающие полосы, что обеспечивает очень высокую эффективность поглощения звука полосами (04).
На фиг. 3 показан вид снизу на потолок большого помещения (01) с сокращенным временем реверберации в соответствии со вторым вариантом изобретения (не в масштабе). Площадь фундамента помещения в данном примере также составляет 21,5 м x 17,5 м. Помимо трех внутренних стропил (03) дополнительные поглощающие полосы (07) находятся на верхних концах торцевых стенок, а также на боковых стенках между стропилами.
На фиг. 4 упрощенно показано поперечное сечение стропила (03), имеющего верхний пояс (08), нижний пояс (09) и решетчатую конструкцию (10) для придания жесткости. В данном случае для крепления поглощающих полос (04) на стропилах устанавливаются крепежные профили (11). На левой стороне фигуры показана поглощающая полоса между верхним и нижним крепежным профилем (11), которые закреплены, соответственно, на верхнем и нижнем поясе. Как показано на правой стороне фигуры, можно также использовать крепежный профиль (11), который крепится только на верхнем поясе (08) и все же охватывает и верхнюю, и нижнюю кромки поглощающей полосы. В этом случае звук свободно проникает через заднюю сторону (13) крепежного профиля (11). В предпочтительном варианте реализации между двумя противоположными поглощающими полосами (04) на стропиле, через заднюю сторону которых звук проникает свободно, находится звукоотражающая стенка (12), которая расположена между боковой поверхностью стропила и поглощающей полосой и отражает проникающие через поглощающую полосу звуковые волны обратно к полосе. Предпочтительно, чтобы между поглощающей полосой и отражающей стенкой (12) находился воздушный зазор для дальнейшего отклонения звуковых волн и, следовательно, повышения эффективности поглощения благодаря интерференциям и сопротивлению.
На фиг. 5 показаны еще два варианта размещения поглощающих полос (04) на стропиле (03). Эти варианты подходят лучше всего, если поглощающие полосы наносятся на стропила не после завершения строительства помещения, а во время строительства, предпочтительно еще на этапе производства стропил. Предпочтительно, чтобы поглощающие полосы (04) интегрировались в стропила (03). На левой стороне фиг. 5 показана поглощающая полоса между верхним поясом (08) и нижним поясом (09), благодаря чему от крепежного профиля можно отказаться. Поглощающая полоса может крепиться либо на несущей конструкции (10), либо на верхнем и/или нижнем поясе. На правой стороне фигуры первая секция поглощающей полосы (04) также находится между верхним и нижним поясом, а следующая секция расположена в двойных Т-образных профилях верхнего и нижнего пояса. Это позволяет увеличить полезную площадь поглощения и улучшить внешний вид.
На фиг. 6 представлен график с несколькими кривыми замеров времени реверберации для широкого диапазона частот. Отдельные графики были записаны в одном помещении с площадью фундамента 21,5 м x 17,5 м и высотой 4,9 м.
График 1) - линия из тире и точек без отметок - показывает изменение времени реверберации в изначальном помещении, т. е. без звукопоглощающей конструкции. Время реверберации составляет в среднем 1,52 с, то есть значительно превышает установленное в стандарте DIN 18041 значение 1,1 с для помещений, в которых осуществляется устная коммуникация (пунктирная линия).
График 2) - сплошная линия с квадратной отметкой - показывает время реверберации после установки поглощающих полос согласно фиг. 1 на трех внутренних стропилах. В этом случае ширина поглощающих полос составляет 630 мм. Время реверберации равномерно уменьшается до 0,93 с в среднем во всех частотах.
График 3) - пунктирная линия с решетчатой отметкой - показывает время реверберации в большом помещении, в котором в дополнение к поглощающим полосам на стропилах установлены поглощающие полосы шириной 630 мм по периметру боковых и торцевых стен в соответствии с фиг. 3. Эффективность поглощения звука в этом случае увеличивается незначительно. Время реверберации составляет 0,86 с.
График 4) - сплошная линия с треугольной отметкой - показывает время реверберации в большом помещении в соответствии с фиг. 1. Поглощающие полосы находятся только на трех внутренних стропилах. В любом случае, ширина поглощающих полос увеличена вдвое (до 1240 мм) при той же толщине. Таким способом можно еще раз значительно сократить время реверберации до 0,66 с.
Эффект, достижимый благодаря звукопоглощающей конструкции в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируется особенно наглядно, если сравнить требуемую площадь поглощения с расчетной площадью (по формуле Сабина), которая потребовалась бы, если бы та же эффективность поглощения должна была бы достигаться за счет закрытой поверхности поглощения, параллельной полу. Значения указаны в следующей таблице:
Площадь поглощения (a = 0,40) и время реверберации
Figure 00000001
Значения из таблиц показывают, что упомянутая конструкция в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить площадь поглощения до <30 % площади, рассчитанной согласно известному уровню техники.
Список обозначений
01 - Помещение с сокращенным временем реверберации
02 - Стены
03 - Стропила
04 - Поглощающая полоса
05 - --
06 - Кровля
07 - Другие поглощающие полосы на боковых стенах
08 - Верхний пояс
09 - Нижний пояс
10 - Решетчатый элемент жесткости
11 - Крепежный профиль
12 - Отражающая стенка
13 - Задняя сторона крепежного профиля, проницаемая для звука.

Claims (14)

1. Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения (01) со стенами (02), несколькими стропилами (03), опирающимися на стены (02), и звукоотражающей кровлей (06), опирающейся на стропила (03), отличающаяся тем, что на боковых поверхностях нескольких стропил (03) имеются поглощающие полосы (04), состоящие из звукопоглощающих секций, причем между двумя соседними стропилами (03) с поглощающими полосами (04) имеется звукоотражающая секция кровли (06), ширина которой по меньшей мере в два раза превышает среднюю высоту стропил (03).
2. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 1, отличающаяся тем, что поглощающие полосы (04) в основном полностью покрывают боковые поверхности всех стропил (03) внутри большого помещения (01).
3. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что другие поглощающие полосы (04) расположены вдоль верхней кромки стен (02) и/или между соседними стропилами (03) в конструкции крыши.
4. Звукопоглощающая конструкция крыши по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что между противоположными поглощающими полосами (04), находящимися на одном стропиле (03), имеется жесткая с акустической точки зрения отражающая стенка (12), расположенная между верхним поясом (08) и нижним поясом (09) стропила (03).
5. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 4, отличающаяся тем, что между поглощающими полосами (04) и отражающей стенкой (12) имеется воздушный зазор.
6. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 1, отличающаяся тем, что звукопоглощающие секции поглощающих полос (04) имеют ширину 20-65 мм, предпочтительно 25 мм.
7. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 1, отличающаяся тем, что звукопоглощающие секции поглощающих полос (04) имеют зависящее от длины аэродинамическое сопротивление 7-15 кПа⋅с/м4.
8. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что звукопоглощающие секции изготовлены из негибкого пеноматериала, а именно из пеноматериала на основе стекла, в состав которого входит гранулированное вспененное стекло.
9. Звукопоглощающая конструкция крыши по п. 8, отличающаяся тем, что звукопоглощающие секции состоят из гранулированного вспененного стекла с величиной гранул в диапазоне от 0,25 до 4 мм, причем гранулы спечены в форме пластин или связаны путем добавления связующего материала и причем зависящее от длины аэродинамическое сопротивление составляет от 9 до 11 кПа⋅с/м4.
10. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что промежутки между стропилами (03) более чем в четыре раза превышают их среднюю высоту.
11. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что площадь, занимаемая поглощающими полосами (04) на боковых поверхностях стропил (03), меньше проекции площади кровли (06).
12. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что кровля (06), расположенная между боковыми поверхностями стропил (03) с поглощающими полосами (04), не покрыта звукопоглощающим материалом.
13. Звукопоглощающая конструкция, состоящая из нескольких звукопоглощающих секций, расположенных в большом помещении (01) со стенами (02) и конструкцией крыши, причем конструкция крыши состоит из нескольких опирающихся на стены стропил (03) и опирающейся на стропила (03) кровли (06), отличающаяся тем, что на обеих боковых поверхностях нескольких стропил (03) имеются поглощающие полосы (04), состоящие из звукопоглощающих секций, причем между стропилами (03) с поглощающими полосами (04) имеется участок кровли (06), ширина которого более чем два раза превышает высоту поглощающих полос.
14. Большое помещение (01) сокращенным временем реверберации, отличающееся тем, что в нем имеется звукопоглощающая конструкция крыши по одному из п. 1-12.
RU2020118742A 2017-11-11 2018-11-08 Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации RU2769015C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017126506.6 2017-11-11
DE102017126506.6A DE102017126506A1 (de) 2017-11-11 2017-11-11 Schallabsorberanordnung und Halle mit reduzierter Nachhallzeit
PCT/EP2018/080632 WO2019092115A1 (de) 2017-11-11 2018-11-08 Schallabsorbierende dachkonstruktion einer halle mit reduzierter nachhallzeit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020118742A RU2020118742A (ru) 2021-12-13
RU2020118742A3 RU2020118742A3 (ru) 2022-01-26
RU2769015C2 true RU2769015C2 (ru) 2022-03-28

Family

ID=64456932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118742A RU2769015C2 (ru) 2017-11-11 2018-11-08 Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200270860A1 (ru)
EP (1) EP3707318B1 (ru)
JP (1) JP2021502502A (ru)
CN (1) CN111615575A (ru)
AU (1) AU2018363745B2 (ru)
DE (1) DE102017126506A1 (ru)
RU (1) RU2769015C2 (ru)
WO (1) WO2019092115A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29500435U1 (de) * 1995-01-12 1995-03-02 Construmat Ag, Hegnau-Volketswil Dachkonstruktion sowie Dämmelement für eine solche Dachkonstruktion
JP2004251002A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Masakatsu Uchida 重量鉄骨造による軽量建築物
RU40637U1 (ru) * 2004-04-20 2004-09-20 Осипенков Александр Александрович Устройство для защиты от акустических шумов жилых домов
EP2130985B1 (de) * 2008-06-04 2013-12-18 Lahnau Akustik GmbH Schallabsorbierende Platte

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3157251A (en) * 1960-05-02 1964-11-17 Nat Steel Corp Building construction
FR2199571B1 (ru) * 1972-09-19 1975-01-03 Theault Yves
JPS5444317A (en) * 1977-09-13 1979-04-07 Toyo Kankiyou Gijiyutsu Sentaa Sound insulation building
JPS59112632U (ja) * 1983-01-21 1984-07-30 日本鋼管株式会社 膜構造用吸音膜
JP3105122B2 (ja) * 1993-11-24 2000-10-30 セントラル硝子株式会社 吸音性複合成形体およびその製法
SE507187C2 (sv) 1994-05-10 1998-04-20 John Fellert Ljudabsorptionssystem för innerväggar, innertak etc i byggnader samt förfarande för framställning av sådant ljudabsorptionssystem
US5623130A (en) * 1995-11-20 1997-04-22 Noxon; Arthur M. System for enhancing room acoustics
JPH1046699A (ja) * 1996-08-05 1998-02-17 Taisei Corp 大空間における構造架構を利用した吸音構造
JPH116201A (ja) * 1997-04-23 1999-01-12 Yasuyuki Okazaki ドーム状構造物および排気ダクト
JPH10311105A (ja) * 1997-05-12 1998-11-24 Jutaku Toshi Seibi Kodan 防音天井構造
DE20022685U1 (de) 2000-11-29 2002-01-17 STO AG, 79780 Stühlingen Akustisch absorptives Plattenelement
US8733461B2 (en) * 2006-06-27 2014-05-27 Jeffrey Pigeon Fire sprinkler system and method of installation
US20080163565A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Murray Toas Insulation batt with integral air vent
JP5069919B2 (ja) * 2007-02-07 2012-11-07 エムケー精工株式会社 消音装置
JP5501959B2 (ja) * 2008-04-10 2014-05-28 ブリヂストンケービージー株式会社 複合吸音構造体
KR100916352B1 (ko) * 2008-04-14 2009-09-11 주식회사 동진이엔지 발포콘크리트를 이용한 방음벽
JP5581010B2 (ja) * 2009-06-05 2014-08-27 ブリヂストンケービージー株式会社 吸音パネル
DE102011105608B4 (de) 2011-06-27 2020-02-27 Forschungsgesellschaft für Systemsicherheit und Arbeitsmedizin e.V. (FSA e.V.) Schall-Absorberanordnung für einen breiten Frequenzbereich mit einem Kanten-Absorber
EP2868826A1 (de) 2013-10-31 2015-05-06 Basf Se Betonelement umfassend einen Schallabsorber
CN104343206B (zh) * 2014-11-04 2016-10-05 沈阿宝 一种消音龙骨
DE102015109808A1 (de) 2015-06-19 2016-12-22 Liaver Gmbh & Co. Kg Schallabsorbierendes Bauelement und Schallschutzwand mit einem solchen
CN206418644U (zh) * 2017-01-06 2017-08-18 山东飞越钢结构工程有限公司 一种建筑设备屋顶

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29500435U1 (de) * 1995-01-12 1995-03-02 Construmat Ag, Hegnau-Volketswil Dachkonstruktion sowie Dämmelement für eine solche Dachkonstruktion
JP2004251002A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Masakatsu Uchida 重量鉄骨造による軽量建築物
RU40637U1 (ru) * 2004-04-20 2004-09-20 Осипенков Александр Александрович Устройство для защиты от акустических шумов жилых домов
EP2130985B1 (de) * 2008-06-04 2013-12-18 Lahnau Akustik GmbH Schallabsorbierende Platte

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018363745A1 (en) 2020-06-04
EP3707318C0 (de) 2024-07-17
EP3707318A1 (de) 2020-09-16
RU2020118742A3 (ru) 2022-01-26
WO2019092115A1 (de) 2019-05-16
AU2018363745B2 (en) 2024-05-02
CN111615575A (zh) 2020-09-01
EP3707318B1 (de) 2024-07-17
US20200270860A1 (en) 2020-08-27
RU2020118742A (ru) 2021-12-13
JP2021502502A (ja) 2021-01-28
DE102017126506A1 (de) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4184512B2 (ja) 防音建築構造
Hongisto et al. Sound insulation of double walls–An experimental parametric study
RU2324795C2 (ru) Акустический экран кочетова
US20190249425A1 (en) Multifunctional ceiling structure
RU2721615C1 (ru) Звукопоглощающая конструкция и звукоизолированное помещение
US20130264145A1 (en) Panel
US6371240B1 (en) Anechoic chamber
RU2528357C1 (ru) Акустический экран кочетова
US9567742B2 (en) Acoustic damping building material
JP2014037671A (ja) ブース装置及びその天井部ユニット
JP2018537604A (ja) 防音乾式壁パネル
RU2547524C1 (ru) Комплекс кочетова для акустической защиты оператора
RU2769015C2 (ru) Звукопоглощающая конструкция крыши большого помещения с сокращенным временем реверберации
RU2726747C2 (ru) Способ монтажа потолочной системы
JP3658645B2 (ja) 両面吸音板
KR102133435B1 (ko) 바닥충격음 저감용 천장 및 벽체 패널과 이의 시공방법
RU2347041C1 (ru) Устройство для снижения энергии акустических колебаний
KR101643457B1 (ko) 고흡음 성능을 갖는 건축용 인테리어 마감재
RU2646996C1 (ru) Комплекс для акустической защиты оператора
RU2643205C1 (ru) Устройство для акустической защиты оператора
CZ306868B6 (cs) Dvouvrstvý akustický obklad
AU2014100051A4 (en) Wall structure and method
NO321715B1 (no) Lyddempende skillevegg eller veggkledning for rom, saerlig for bruk ved skipsbygning
JPS6223095A (ja) 遮音構造体
Harris Systems for Noise Control