Звукопоглощающие материалы и изделия
Звукопоглощающими называют материалы, применяемые для внутренней отделки помещений с целью улучшения акустических свойств последних. Основной целью применения звукопоглощающих материалов является снижение слышимых шумов в промышленных и общественных зданиях.
Звукопоглощающие материалы способны обеспечивать требуемую продолжительность реверберации в помещениях различного назначения, причем коэффициент звукопоглощения, измеренный в диффузном поле (в реверберационной камере при непосредственном размещении материала или изделия на жестком основании) в частотных полосах 125–500, 500—2000 и 2000–8000 соответственно не ниже 0,2; 0,4 и 0,6. Под реверберациейпонимают наличие постепенно затухающего в закрытом помещении звука вследствие повторных отражений после прекращения звучания. Время реверберации в зависимости от вида помещений и частот составляет 0,2–2 секунды.
Звукопоглощающие материалы применяют для равномерного распределения уровней полезного сигнала по площади в данном помещении, а также для предотвращения распространения звука вдоль длинных помещений. По характеру поглощения звуказвукопоглощающие материалы делят на пористые с твердым скелетом,в которых звук поглощается в результате вязкого трения в порах, при этом звуковая энергия переходит в тепло (пеностекло, газобетон и другие пористые материалы с твердым скелетом); пористые с гибким скелетом, в которых, кроме резкого трения в порах, возникают релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (минеральная, скелетная, базальтовая и хлопковая ваты, древесноволокнистые плиты и другие аналогичные по характеру материалы); панельные материалы и конструкции, звукопоглощение которых обусловлено активным сопротивлением системы, совершающей вынужденные колебания под действием падающей звуковой волны (тонкие панели из фанеры, жесткие древесноволокнистые плиты, звуконепроницаемые ткани и т. п.). Звукопоглощение пористых материалов можно также увеличить посредством устройства воздушного слоя между ними и ограждающей конструкцией.
По структуреразличают звукопоглощающие материалы: пористо-зернистые, пористо-волокнистыеи пористо-губчатые,а по степени твердости скелетаих делят на мягкие, полужесткие, жесткиеи твердые.В зависимости от вида звукопоглощающие материалы выпускаются в виде плит, рулонов и сыпучих материалов; их используют также в виде штукатурки, имеющей гладкопористую, перфорированную и бороздчатую структуру.
В ограждающих конструкциях звукопоглощающие материалы применяют в виде однослойного однородного материала с офактуренной поверхностью, многослойного пористо-волокнистого с жестким перфорированным покрытием, а также в виде штучных материалов разнообразных размеров и формы, однослойных и многослойных.
Из конструкций без защитной оболочкинаиболее распространены минераловатные акустические плиты на синтетическом связующем типа ПА/С, ПА/О и ПА/Д; плиты из гранулированной минеральной ваты на крахмальном связующем; плиты из штапельного стеклянного волокна типа ПС и ПЖС; базальтовые звукопоглощающие маты марки БЗМ; древесноволокнистые плиты с перфорацией; гипсовые плиты, армированные стекловолокном со сквозной перфорацией; плиты из ячеистого бетона типа «Силак-пор» с пористой структурой и перфорацией лицевого слоя; плиты из газосиликата и др.
Звукопоглощающие материалы с защитными оболочкамиприменяют в ограждающих конструкциях. Это минераловатные полужесткие плиты марок ПП, ППМ на синтетическом связующем; мине-раловатные маты прошивные на металлической сетке; маты из штапельного стеклянного волокна на синтетическом связующем; маты из супертонких стеклянных волокон, а также холсты и маты из перепутанных супертонких базальтовых волокон. В строительстве общественных зданий успешно используют защитные оболочки и экраны, которые изготовляют из стеклянного или капронового волокна, гипсовых перфорированных плит, с тыльной стороны оклеенных технической бязью.
Толщина защитных перфорированных покрытий для звукопоглощающих материалов и изделий I класса в диапазоне средних и высоких частот не должна превышать 1,5 мм, а для изделий всех классов в диапазоне низких частот – не более 10 мм. В ряде случаев в качестве звукопоглощающих материалов применяют древесностружечные плиты, акустическую штукатурку с заполнителем из обожженной каолиновой корки или перлитового песка.
Минераловатные акустические плитыПА/С, ПА/О и ПА/Д изготовляют из минерального волокна путем пропитки его синтетическим связующим с последующей тепловлажностной обработкой в специальных камерах. Полученные заготовки подвергают механической обработке, после чего на них наносят декоративный покровный слой. Указанные плиты выпускают размером 500x500x20 мм, плотностью 130–140 кг/м 3и пределом прочности на разрыв до 0,4 МПа, коэффициентом звукопоглощения 0,4–0,87 в интервале частот от 500 до 2000 Гц. Хорошие декоративные качества минераловатных акустических плит позволяют широко использовать их для облицовки потолков, вестибюлей театров, концертных залов, радиостудий и помещений со значительным шумовыделением.
Плиты, изготовляемые на основе гранулированной минеральной ваты и композиций крахмального связующего с добавками,выпускают размером 300x300x20 мм, плотностью 350–400 кг/м 3и пределом прочности при изгибе 0,7–1,0 МПа, с высоким коэффициентом звукопоглощения – до 0,8. Эти плиты предназначены для звукопоглощающей отделки потолков и верхней части стен помещений общественных и административных зданий, эксплуатируемых с относительной влажностью воздуха не более 70 %. Лицевая поверхность плит имеет фактуру в виде направленных трещин (каверн), подобно фактуре поверхности выветрившегося известняка. Крепление плит к перекрытию осуществляется с помощью металлических профилей, их можно также приклеивать специальными мастиками непосредственно к жесткой поверхности.
Плиты из газосиликатаобладают хорошими эксплуатационными и архитектурно-строительными свойствами и представляют особую группу звукопоглощающих материалов, в том числе с макропористой структурой. Из газосиликата изготовляют плиты размером 750x350x25 мм, плотностью 500–600 кг/м 3и пределом прочности при сжатии 1,5–2,0 МПа, коэффициентом звукопоглощения в диапазоне частот от 500 до 4000 Гц для микропористых плит 0,2–0,3, а для макропористых – 0,6–0,9. Технологический процесс производства плит состоит из смешения сырьевых материалов – извести, песка и красителя, заливки приготовленного раствора в формы и автоклавной обработки, после чего изделия фрезеруют и калибруют. Хорошим внешним видом, достаточной огнестойкостью и высокими звукопоглощающими свойствами обладают акустические перфорированные плиты из сухой штукатурки и гипсовые перфорированные плиты с минераловатным звукопоглотителем. Их широко используют для внутренней отделки стен и потолков в культурно-бытовых и общественных зданиях.
Акустические экраны из сухой гипсовой штукатуркиполучают методом штамповки. Сухую гипсовую штукатурку, разрезанную на плиты размером 1000x500x8 мм, направляют на пресс-штамп, на котором проделываются отверстия диаметром 6 и 10 мм. После штамповки экраны подают на шлифовальные станки для снятия шероховатостей, далее на конвейер для приклейки подстилающего слоя из ткани с одновременной подсушкой клея. Для облицовки стен и потолков помещений с относительной влажностью воздуха не более 70 % экраны выпускают с минераловатным или стекловолокнистым звукопоглотителем.
Акустические гипсовые перфорированные плитыс минераловатным звукопоглотителем состоят из гипсовой скорлупы, армированной стекложгутом и стальной проволокой диаметром 0,8—
1.2 мм, минеральной ваты ПП-80, вкладываемой в свободные секции гипсовой плиты, и алюминиевой фольги, которая защищает вату от увлажнения. Плиты имеют коэффициент звукопоглощения до 0,7 при частотах звука 400—1500 Гц.
Асбестоцементные акустические экраныотличаются высокой механической прочностью (до 10 МПа), огнестойкостью, они долговечны и гигиеничны, обладают хорошими декоративными качествами и высоким коэффициентом звукопоглощения – 0,6–0,9. Асбестоцементные акустические плиты производят двух видов: перфорированные с круглыми или щелевыми сквозными отверстиями и с перфорированными экранами из асбестоцемента с минерал оватным звукопоглотителем.
Перлитовые звукопоглощающие плитыизготовляют на основе вспученного перлита на вяжущем из жидкого стекла или синтетических смол с добавкой пигментов для придания различной цветовой окраски. Перлитовые плиты производят размером 300x300x30 мм, плотностью 250–500 кг/м 3, пределом прочности при изгибе 0,4—
1.2 МПа, коэффициентом звукопоглощения до 0,7 в интервале частот от 500 до 2000 Гц. Применяют их для снижения уровня шума и создания хороших акустических условий в помещении.
