SU931899A1

SU931899A1 - Sound-insulating panel

Info

Publication number: SU931899A1
Application number: SU792773393A
Authority: SU
Inventors: Владимир Исаакович Заборов; Иосиф Изевич Новиков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1982-05-30

Description

(54) ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ(54) SOUND INSULATION PANEL

II

Изобретение относитс к строитель- ,The invention relates to construction,

НЫМ конструкци м и может быть ИСПОЛNEW Designs and MAYBE

зовано при строительстве зданий и сооружений, а также в качестве звукоизолирующих кожухов.It is called for the construction of buildings and structures, as well as soundproof enclosures.

Известна многослойна звукоизол цио на панель, состо ща из нескольких плит, св занных между собой упругими сло ми (l.A multi-layered sound insulating plate is known on a panel consisting of several plates interconnected by elastic layers (l.

Такие конструкции при обеспечении высокой звукоизол ции обладают значительно меньшей жесткостью при изгибе, чем однослойные ограждени той же мао сы. Увеличение жесткости упругих слоев Ш1 повышени обшей жесткости консррукций одновременно снижает ее звукоНзолируюигае свойства.Such structures, while ensuring high sound insulation, have significantly less bending stiffness than single-layer fences of the same motherboard. An increase in the rigidity of elastic layers Ш1 of an increase in the overall rigidity of structures at the same time reduces its sound-insulating properties.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс , звукоизол ционна панель, вклху чающа наружные плиты из плотного и жесткого материала (металл, пластик и т. n.)f, св занные между собой слоем из упругого материала. Звукоизол ци такой панели, получившей названиеClosest to the proposed one is an acoustic insulation panel, inclining the outer plates of dense and rigid material (metal, plastic, etc., n.) F, interconnected by a layer of elastic material. The soundproofing of such a panel, called

сэндвич, определ етс законом массы, как и дл однослойной панели (конструкции ) то и же поверхностной плотности.A sandwich is determined by the law of mass, as for a single-layer panel (construction) of the same surface density.

Закон массы, соблюдаемый в панел х при частотах не более 1, , где f - гранична частота конструкции, характеризует отсутствие резонансных колебаний в диапазоне действи закона. И его использование вл етс одним из наиболее эффективных способов повышэни звукоизол ции панел ми.The law of mass, observed in panels at frequencies of not more than 1, where f is the limiting frequency of the structure, characterizes the absence of resonant oscillations in the range of the law. And its use is one of the most effective ways to increase sound insulation panels.

Выше граничной частоты возникают влени волнового совпадени , при котором звукоизолирующие свойства панели гадают 2.Above the cut-off frequency, phenomena of wave coincidence occur, at which the sound-insulating properties of the panel are guessed 2.

При увеличении толщины плит их мае- .са возрастает, что повышает звукоизол цию на первом участке частотной характеристики (штрихова лини на рисунке ) , но одновременно приводит к снижению граничной частоты и провалу зву-. коизол ции с более,низкой частоты.With an increase in the thickness of the plates, their weight increases, which increases the sound insulation in the first section of the frequency response (dashed line in the figure), but at the same time leads to a decrease in the limiting frequency and the failure of sound. coisolations with more low frequency.

Панель типа сэндвич проектируетс таким образом, чтобы область действи 3 9 закона массы охватывала весь заданный диапазон частот (дл жштых и обществе ных зданий до 5ООО Гц), Гранична частота; сэндвича практически совпадает с граничной частотой плиты и равна -pl. где Cg - скорость звука в воздухе, Ср - скорость продольной волны в Y - толщина плиты. Поэтому дл обеспечени услови действи закона массы в заданном диапазоне частот 0,5 f.p 50ОО Гц - толщина наружных плит. сэндвича не долж на превышать некоторую заданную вел ЧИНу . Так , примером сэндвича может служить панель из двух остальных плит толщиной 1 мм кажда , св занных между со бой слоем жесткого пенопласта с модулем упругости при сдвиге Па, то/ьщиной 9 мм. Така панель имеет граничную частоту f f-p 10000 Гц и обеспечивает изол цию шума в соответствии с законом массы на всех частотах ниж 0,5f гр 5000 Гц. Таким образрм, повышение звукоизолирующих свойств панели типа сэндвич по закону массы путем утолщени наружных плит приводит к снижению граничной частоты панели и, следовательно, к ухудшению звукоизол ции с более ниэких частот. Цель изобретени - повышение звукоизол ции панели без снижени величины ее граничной частоты. Поставленна цель достигаетс тем, что в звукоизол ционной панели включающей наружные плиты и промежуточный слой из упругого материала по ее средин ной плоскости помещена дополнительна плита с цилиндрической жесткостью, соотавл юшей не более цилиндрической жест кости каждой из наружных плит панели или непрерывно распределенные отдельны элементы, размеры которых меньше чет вертой длины изгибной волны в заданном диапазоне частот. Кроме того, плотность материала дополнительной плиты больше плотности материала наружных плит. На фиг. 1 изображена панель с дополнительным с:лоем из свинца, разрез; на фга. 2 - то же, с дополнительным слоем из ста ли г на фиг. 3 - то же. 99 с дополнительным слоем из камн ; на фиг. 4 - то же, с дополнительным слоем из непрерывно распределенных элементов из стальных обрезков. Звукоизол ционна панель включает наружные плиты 1 и промежуточный слой из упругого материала 2. По срединной плоскости панели могут быть помещены плиты из свинца 3, стали 4 или непреры но распределенные элементы из камн (гравий, щебень) 5 или .стальных обрезков 6, Установка по срединной плоскости панели дополнительной плиты практически не измен ет граничную частоту панели, поэтому така панель изолирует шум по закону массы в том же, что и без дополнительной плиты, диапазоне частот, без резонансных провалов звукоизол ции. Увеличение же массы панели снижает ее колебательную скорость и благодар этому повышает ее звукоизол цию соглаоно закону массы (1) на AR-20egm /m,(2) гдеГЛ -- поверхностна плотность сэндвича с дополнительной плитой, m - поверхностна плотность сэндвича без дополнительной плиты. Поэтому при установке по срединной плоскости сэндвича сплошной плиты её рекомендуетс выполн ть из материала, обладающего максимально возможной плотностью и минимально возможной жесткостью , например, из свинца. Так как панели (фиг. 1) наружные плиты которой выполнены из стали, а дополнительный слой из свинца, толщина наружной плиты должна быть в два раза меньше толщины дополнительной плиты. Дл панели (фиг. 2), наружные плиты которой выполнены из алюмини , а дополнительный слой из стали, толщины должны быть равными. При этом следует исходить из услови , что цилиндричес жесткость (котора зависит от м.о JQ толщины плиты) дополнительного сло не должна превышать цилиндрической жесткости каждой из наружных плит. Толщина наружных плит задаетс в зависимости от назначени панелей. В частности, установка по срединной плоскости панели дополнительной плиты из свинца толщиной 2 мм повышает звукоизол цию такой панелью согласно форьмуле (2) на .02--И300 0.00 7вОО-2 0.001-rSOO-2 The sandwich panel is designed so that the scope of the 3 9 law of mass covers the entire specified frequency range (for residential and public buildings up to 5OOO Hz), Boundary frequency; sandwich almost coincides with the boundary frequency of the plate and is equal to-pl. where Cg is the speed of sound in the air, Cf is the speed of the longitudinal wave in Y is the thickness of the plate. Therefore, to ensure the condition of the law of mass in a given frequency range 0.5 f.p 50OO Hz is the thickness of the outer plates. sandwich should not exceed some given led CHIN. Thus, an example of a sandwich can be a panel of two remaining plates 1 mm thick each, which are connected between each other by a layer of rigid foam plastic with a modulus of elasticity in shear of Pa, then / thickness of 9 mm. Such a panel has a cut-off frequency f f-p of 10,000 Hz and provides noise isolation in accordance with the law of mass at all frequencies below 0.5 f g 5000 Hz. Thus, an increase in the soundproofing properties of a sandwich panel according to the law of mass by thickening the outer plates leads to a decrease in the boundary frequency of the panel and, consequently, to a deterioration of sound insulation from lower frequencies. The purpose of the invention is to increase the sound insulation of the panel without reducing the value of its cut-off frequency. This goal is achieved by placing an additional plate with cylindrical rigidity in its soundproofing panel that includes outer plates and an intermediate layer of elastic material along its middle plane, corresponding to no more than a cylindrical stiffness of each of the outer plates of the panel or continuously distributed individual elements, dimensions which is less than four times the length of the flexural wave in a given frequency range. In addition, the density of the material of the additional plate is greater than the density of the material of the outer plates. FIG. 1 shows a panel with an additional one with: lead lead, section; on fga. 2 - the same, with an additional layer of steel st of FIG. 3 - the same. 99 with an additional layer of stone; in fig. 4 - the same, with an additional layer of continuously distributed elements from steel scraps. The soundproofing panel includes outer plates 1 and an intermediate layer of elastic material 2. Plates of lead 3, steel 4 or permanently distributed stone elements (gravel, crushed stone) 5 or steel scraps 6 can be placed in the middle plane of the panel. The middle plane of the additional slab panel practically does not change the boundary frequency of the panel, therefore such a panel isolates noise according to the law of mass in the same range as without an additional plate, frequency range, without resonant sound insulation dips. An increase in the mass of the panel reduces its oscillatory speed and thereby increases its sound insulation according to the law of mass (1) by AR-20egm / m, (2) where GL is the surface density of the sandwich with the additional plate, m is the surface density of the sandwich without the additional plate. Therefore, when installing a solid slab on the middle plane of a sandwich, it is recommended to make it from a material that has the highest possible density and the lowest possible rigidity, for example, from lead. Since the panels (Fig. 1) of the outer plates are made of steel, and an additional layer of lead, the thickness of the outer plate should be half the thickness of the additional plate. For the panel (Fig. 2), the outer plates of which are made of aluminum, and an additional layer of steel, the thickness should be equal. It should be assumed that the cylindrical stiffness (which depends on m.o JQ of the slab thickness) of the additional layer should not exceed the cylindrical stiffness of each of the outer plates. The thickness of the outer plates is set depending on the purpose of the panels. In particular, installation of an additional 2 mm thick slab on the middle plane of the panel increases the sound insulation of such a panel according to the formula (2) on .02 - И300 0.00 7вОО-2 0.001-rSOO-2

Б ТОМ же диапазоне частот. При этом цилиндрическа жесткость свиниовсхК югаты в 1,5 раза меньше цилиндрической жест кости наружной плиты.B TOM the same frequency range. At the same time, the cylindrical stiffness of swine and yugat is 1.5 times less than the cylindrical stiffness of the outer plate.

Увеличение звукоизол ции на такую же величину за счет только утолщени наружных плит имело бы своим результатом снижение граничной частоты в 2,4 раза, что привело бы к провалу звукоизол ции на .частоте пор дка 5ООО:2, Гц.An increase in sound insulation by the same amount due to only a thickening of the outer plates would result in a reduction in the cutoff frequency by a factor of 2.4, which would lead to a failure of sound insulation at a frequency of about 5OOO: 2, Hz.

Требование к линейным размерам oi дельных элементов (фиг. 4) св зано с необходимостью их работы как отдельиых масс, деформаци ми которых можно . пренебречь. В случае применени камн (гравий, шебень) (фиг. 3) ограничений на размеры практически нет, поскольку в них изгибные волны не возникают. Толщина . дополнительного сло устанавливаетс в соответствии с требовани ми к общей прочности панелей. Рекомендуемые размеры отдельных элементов до 15 мм в один слой.The requirement for the linear dimensions oi of individual elements (Fig. 4) is connected with the necessity of their work as separate masses, the deformations of which are possible. neglected. In the case of the use of stone (gravel, gravel) (Fig. 3), there are practically no restrictions on dimensions, since they do not have bending waves. Thickness an additional layer is installed in accordance with the requirements for the overall strength of the panels. Recommended sizes of individual elements up to 15 mm in one layer.

Кроме того, использование изобрет ни позвол ет примен ть в сэндвичах некондиционные материалы и отходы в виде металлических обрезков.In addition, the use of the invention does not allow for the use of substandard materials and scrap in the form of metal cuts in sandwiches.

Claims

1. Sound insulation panel, including outer plates and intermediate plate

a layer of elastic material, characterized in that in order to increase the sound insulation without reducing the cut-off frequency, an additional

a plate with a cylindrical stiffness constituting not more than the cylindrical hardness of each of the outer plates, or continuously distributed individual elements, the dimensions of which are less than four times the length of the bending wave in the frame (frequency range.

2. The panel according to claim 1, about tl and h a, y - y and sch & l, that the density of the material of the additional slab is more pliable

material of external plates.

Sources of information taken into account in the examination

1.Zabehov V. I. Theory of sound recording of enclosing structures. M., Stroh Publishing, 1979.

2.Zaborov V.I., Lalaev E.M. and others. Sound insulation in residential and public buildings. M., stroiizdat, 1979.

t / gz

i / f. four