ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Звукопоглощающие материалы разделяют по разным призна­кам: характеру поглощения звука, виду и технологии изготовления, характеру поверхности изделий. Все эти материалы обычно являют­ся также отделочными, поскольку способствуют созданию внешней архитектурной выразительности помещений.

По характеру поглощения звука материалы разделяют на порис­тые, мембранные и перфорированные. Наиболее распространенны­ми являются пористые. Звуковая энергия поглощается в этих мате­риалах в основном за счет трения частиц воздуха в порах и капиллярах, весьма развитых и различных по диаметру. С повыше­нием пористости увеличивается звукопоглощение, хотя имеется не­который предел пористости (около 80%), выше которого звукопог­лощение не возрастает и даже имеется тенденция к его снижению. Важен также размер диаметра пор. При малых размерах пор про­никновение звуковой энергии в толщу материала затруднено, а зву­копоглощение оказывается незначительным. Оптимаггьным может быть принят диаметр пор до 1 мм. При мембранном типе материала сила звука снижается вследствие затраты энергии на вынужденное колебание достаточно массивных и жестких мембран (плиты, фа­нерные листы, плотный картон, некоторые ткани и др.). Перфори­рованные панели и другие материалы имеют отверстия, в которых задерживается воздух, создающий тормоз на пути воздушного пере­носа звука, что создает лучший эффект звукопоглощения.

С звукопоглощающим материалам, отличающимся между собой внешним видом и технологией изготовления, относятся плитные, рулонные и комбинированные. По характеру поверхности изделий эти материалы разделяются на плиты с естественной фактурой, с по­рами и раковинами, с рифленой поверхностью, с перфорированной поверхностью, т. е. с отверстиями одного или разного диаметра, расположенными симметрично или бессистемно.

Независимо от разновидностей звукопоглощающего материала они имеют, некоторые общие признаки. Их коэффициент звукопоглощения не должен снижаться ниже 0,20 при низких частотах звука и ниже 0,40 при средних частотах. Они должны быть достаточно огнестойкими, противостоять гниению и не должны вьщелять химиче­ских веществ и неприятного запаха. Их средняя плотность не дол­жна быть выше 300—400 кг/м³. Немаловажное значение имеют декоративные свойства и цвет звукопоглощающих материалов, поскольку они, как правило, служат и для архитектурной отделки по­мещений (чем, кстати, существенно отличаются от других пористых материалов — теплоизоляционных). Эти материалы при выполне­нии своей основной функции — поглощение звука — реагируют на частотность его колебания. С увеличением частотности звукопогло­щение пористым материалом увеличивается, а при низких частотах повышенный эффект приносят сплошные воздушные прослойки (за зоры) размером 7—10 см между стенками.

К сравнительно эффективным относятся акустические плиты на основе синтетических связующих и с применением в них волокни­стых заполнителей — стеклянной и минеральной ваты. Эти плиты имеют габариты 500x500x20 мм и среднюю плотность до 140 кг/м³. Они покрыты сверху декоративным покровным слоем и обладают хорошими декоративными качествами. Их используют для обли­цовки потолков, вестибюлей, залов театров, концертных залов, ра­диостудий и помещений с большим шумовыделением. Коэффициент звукопоглощения в интервале частот от 500 до 2000 Гц составляет 0,40—0,47, а предел прочности при разрыве — 0,3—0,4 МПа.

Другой разновидностью акустических изделий служат: плиты из легких бетонов на основе неорганических вяжущих и с применением пемзы, керамзита, вспученного перлита или вермикулита и др.; пли­ты из фибролита средней плотности до 300 кг/м³ особенно при ши­рине стружки 2— 3 мм; древесноволокнистые плиты двухслойные перфорированные при воздушном зазоре в конструкции 5 см и бо­лее; гипсовые плиты (перфорированные и сплошные), армирован­ные стекложгутом или поливинилхлоридным шнуром; древесност­ружечные плиты, изготовленные из мелкой стружки на основе синтетических смол, и некоторые другие. Практическую пользу при­носят акустические звукопоглощающие штукатурки (в 3—4 слоя) на основе белого портландцемента и с заполнителями в виде обожжен­ной каолиновой крошки с размером зерен 1—3 мм, или тонкограну­лированной минеральной ваты с гранулами 2—3 мм, или перлито­вого песка с размером зерен до 5 мм и насыпной плотностью 80—200 кг/м³. Эффективно выполняют функции звукопоглощения конструкции из пористых волокнистых материалов, покрытых раз­личными тонкими перфорированными листами и сетками. Перфо­рация в плитах и листах может быть сквозной и несквозной в зави­симости от типа и назначения конструкций.

Широкой гаммой цветов обладают плиты «Силакпор», что вно­сит разнообразие в интерьеры помещений. Эти плиты изготовляют из легковесного ячеистого бетона (газо- и пенобетона) специальной структуры. Они могут быть с продольной щелевой перфорацией и без перфорации. Их средняя плотность 300—500 кг/м³, а коэффици­ент звукопоглощения в диапазоне 200—400 Гц составляет от 0,3 до 0,8. Хорошими эксплуатационными и архитектурными свойствами обладают плиты из газосиликата размером 750x350x25 мм. При их изготовлении компоненты (известь, песок, вода и красители) смеши­вают, раствор заливают в формы, изделия запаривают в автоклавах, после чего их фрезеруют и калибруют. Следует отметить, что эффек­тивность звукопоглощающих материалов становится высокой, если коэффициент звукопоглощения больше 0,6, и средней, если этот ко­эффициент находится в пределах 0,4—0,6.

Высокой эффективностью отличаются акустические плиты «Акмигран» и «Акминит» средней плотностью 350—400 кг/м³, а также гипсовые перфорированные плиты (с несквозной перфорацией) для подвесных потолков.

Плиты «Акмигран» изготовляют из минеральной или стеклян­ной ваты (гранулированной) на связке из смеси крахмала, бентони­та и карбоксилметилцеллюлозы. После формования и сушки поверхности плит отделывают.

Плиты «Акминит» имеют тот же состав, что и плиты «Акмиг­ран», но вместо бентонита используют каолин, литопон (смесь сер­нокислого бария и сернокислого цинка как пигментирующая добав­ка) и поливинилацетатную эмульсию. Плиты изготовляют методом отливки смеси в формы, в которой имеются гранулированная мине­ральная вата и раствор крахмального связующего. Формы высуши­вают в сочетании с вакуумированием, механически обрабатывают и окрашивают.

Плиты «Акмигран» и «Акминит» имеют коэффициент звукопог­лощения от 0,4 до 0,8 в интервале 200—2000 Гц. Перфорация плит увеличивает звукопоглощаемость на 10—20% при частотах 200—1000 Гц. Следует отметить, что применение плит «Акмигран» и «Акминит» возможно только при влажности до 70%, иначе крах­мальное связующее набухает. Полимерные добавки повышают во­доустойчивость, но не делают его водостойким. Увлажнение этих материалов снижает показатели звукопоглощающих свойств. Габа­риты плит — 300x300x20 мм. Лицевая (окрашенная) сторона плит имеет фактуру, т. е. отделку в виде неправильных трещин или ка­верн, которые имитируют поверхность выветрившегося известняка. Плиты крепят с помощью металлических профилей или специаль­ной мастики.

 

Рис. 14.1. График звукопоглощающей способности асфальтобетона

 

Большой звукопоглощающий способностью обладают асбестоцементные акустические экраны, перфорированные круглыми или щелевыми сквозными отверстиями, для подвесных потолков или

стен в шумных помещениях. Они обладают высокой механической прочностью, огнестой­костью, долговечно­стью, гигиеничностью, экономичностью.

При особой форме пустот в виде резо­наторов (полостей с уз­кой горловиной) роль звукопоглощающего и вместе с тем конструк­тивного материала мо­жет выполнять пустоте­лый глиняный кирпич, коэффициент звукопог­лощения которого мо­жет составлять до 0,8. Из других материалов следует отметить хоро­шие звукопоглощаю­щие свойства асфаль­тобетона (рис. 14.1), особенно с пористой структурой, что важно учитывать при борьбе с городским шумом, в цехах заводов и т. п.