Звукопоглощающие материалы

Акустическими называют материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости звуков, возникших ккак в воздухе, так и в материале.

Звук – восприятие ухом упругих механических колебаний и волн, возникающих в среде под влиянием принудительных воздействий.

Частоты колебаний звука могут быть:

- низкими – 16-500 Гц;

-средними – 500-2000 Гц;

- высокими – 2000-15000 Гц.

Звуковое давление измеряется в децибелах (дБ) на различных частотах.

Материалы и изделия характеризуются коэффициентом звукопогло-щения. Коэффициент звукопоглощения есть отношение количества энергии звуковых колебаний, поглощенной материалом, к общему количеству звуковой энергии, падающей на поверхность материала в единицу времени.

Чем больше величина коэффициента звукопоглощения, тем эффективнее материал.

Звукопоглощающие материалы классифицируют:

1. По характеру поглощения звука материалы разделяют:

- пористые материалы (звуковая энергия в этих материалах поглощается за счет трения частиц воздуха в порах и капиллярах). Наиболее эффективно поглощается звук в материалах с пористостью около 80 % и при диаметре до 1 %.

- мембранные материалы (сила звука снижается за счет затрат энергии на вынужденные колебания мембран (плиты, фанерные листы, плотный картон)).

- перфорированные материалы имеют отверстия, воздух которых тормозит звук и создает лучший эффект звукопоглощения.

2. По виду и технологии изготовления звукопоглощающие материалы бывают:

- плитные;

- рулонные;

- комбинированные.

3. По характеру поверхности изделия разделяют:

- изделия с естественной фактурой;

- порами и раковинами;

- рифленой или перфорированной поверхностью.

Коэффициент звукопоглощения можно определить в специальной камере или при помощи специального прибора – акустического интерферометра.

Коэффициент звукопоглощения зависит от частоты и угла падения звука.

Чем большую пористость имеет материал, чем больше развита поверхность пор и больше пор сообщается между собой, тем больше его звукопоглощение. Поэтому звукопоглощающие материалы должны обладать большой открытой, сквозной пористостью преимущественно сообщающегося и разветвленного характера. Оптимальные размеры пор желательно иметь от 0, 01 до 0, 1 см.

Звукопоглощение на низких частотах происходит в более крупных порах. Увеличение влажности материала резко снижает коэффициент звукопоглощения по всему диапазону частот.

Коэффициент звукопоглощения не должен быть ниже 0, 20 при низких частотах и ниже 0, 40 при средних частотах. Средняя плотность материала должна быть не более 400 кг/м³, материалы должны быть огнестойкими, не подвергаться гниению, иметь хорошие декоративные свойства и цвет, так как служат архитектурной отделкой помещений.

К звукопоглощающим материалам относят плиты на основе органических связующих веществ и волокнистых заполнителей из стеклянной и минеральной ваты. Например плиты акмигран изготовлены из минеральной и стеклянной ваты (гранулированной) на связке из крахмала, бентонита, карбоксометилцеллюлозы, и акминит – из поливинилацетатной дисперсии, каолина.

Размеры плит – 300× 300× 20 мм. Лицевая сторона имеет фактуру, то есть отделку в виде неправильных трещин. Коэффициент звукопоглощения: 0, 4-0, 8 в интервале 200-2000 Гц, средняя плотность 350-400 кг/м³Они применяются в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях.

Другим примеров звукопоглощающего материала являются плиты из легких бетонов на основе неорганических вяжущих веществ с применением пемзы, керамзита, вспученного перлита или вермикулита, плиты из фибролита средней плотности до 300 кг/м³, древесно-волокнистые и древесно-стружечные, гипсовые плиты (сплошные и перфорированные, армированные стекловолокном или синтетическими волокнами).

Практическое значение имеет звукопоглощающие штукатурки (в 3-4 слоя) на основе белого портландцемента и заполнителей в виде обожженной каолиновой крошки или тонкогранулированной минеральной ваты.

Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, расположения по отношению к источнику звука. Для усиления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно перфорируют (до 30 %). Размер и форма отверстий в изделиях, их наклон, глубина, а также процент перфорации, то есть отношение площади, занимаемой отверстиями, к общей площади плиты, влияют на коэффициент звукопоглощения. При этом обычно перфорация плит увеличивает коэффициент звукопоглощения более чем на 10-12 %.

Звукопоглощающие плиты можно располагать в конструкции с различным воздушным зазором. Используют для звукопоглощения в конструкциях резонаторы, то есть щиты или пластины, расположенные на некотором расстоянии от поверхности ограждения; кроме того применяют резонаторные перфорирофанные экраны, располагаемые вдали от ограждений и имеющие отделку с обратной стороны тканевым покрытием.

Звукопоглощающие отделочные материалы выпускают в основном в виде плит, имеющих хороший декоративный внешний вид.

Плиты при выполнении потолков крепятся в стык по деревянному каркасу. Возможно использование плит в конструкции подвесного потолка.Большинство звукопоглощающих материалов обладает повышенной гигроскопичностью.

При эксплуатации во влажной среде более 70 % (названные изделия с высокой пористостью (60-98 %) могут быстро сорбировать влагуиз воздуха или увлажняться при соприкосновении с водой. При насыщении водяными парами и водой звукопоглощение материала уменьшается. Напримеракмигран, акминит, на основе водостойкого связующего возможно по техническим условиям применять внутри помещений с относительной влажностью не более 70 %.