Поглощение звука. Звукопоглощающие материалы и конструкции

Энергия звуковых волн, падающих на поверхность, в общем случае частично отражается, частично поглощается и частично проходит через ограждающую конструкцию. Чтобы учесть ту часть энергии, которая не отражается, а поглощается (и отчасти, возможно, проходит через ограждение), вводится коэффициент звукопоглощенияданной поверхности α.

Коэффициент звукопоглощения может меняться в пределах: 0 < a ≤ 1. Например, если a = 0,6, это означает, что 60 % падающей на поверхность звуковой энергии поглощается.

Обычные строительные материалы – бетон, штукатурка и т.п. - имеют ничтожно малые коэффициенты звукопоглощения (обычно в диапазоне 0,01 – 0,05), то есть практически полностью отражают падающие звуковые волны. При необходимости существенно снизить энергию отраженных звуков применяются специальные материалы или конструкции, обладающие значительно более высокими коэффициентами звукопоглощения и получившие название звукопоглощающих.

Звукопоглотители могут служить для обеспечения оптимальных акустических условий в залах разного назначения (оптимальное время реверберации, отсутствие эха и фокусировки звука в зале), а также для снижения уровней шума в данном помещении.

С акустической точки зрения звукопоглотители можно разделить на следующие группы: пористые, мембранные (резонансные) поглотители звука и пористые звукопоглотители с перфорированными экранами (комбинированные).

Пористые звукопоглотители эффективны в области высоких и средних частот. Такие поглотители звука обычно изготавливают в виде плит или панелей, которые крепят непосредственно к поверхности или на относе (рис.13). Используемые материалы – минеральная вата, стеклянное, капроновое или древесное волокно, пенопласт и т.д. Лицевая поверхность данных материалов может быть обработана специальными красками (пористыми), пропускающими воздух, покрыта акустически прозрачными тканями или неткаными материалами, а в случае отсутствия окрасочного или тканевого

слоя может быть защищена, например, декоративными решетками– экранами.

Лист пористого материала, помещенный на некотором расстоянии от поверхности стены, будет оказывать такое же действие, как и более толстый слой звукопоглотителя. Кроме того, в этом случае увеличится поглощение звука на низких частотах.

К пористым материалам относятся также драпировки и ковры, применяемые для увеличения общего звукопоглощения залов на средних и высоких частотах.

Для акустической обработки поверхностей различной конфигурации: криволинейных стен и потолков, круглых колонн, дугообразных сводов и т.д. – можно использовать акустические обои или напыляемые акустические покрытия.

Мембранныепоглотители звука представляют собой гибкие листы, растянутые на опорах, либо жесткие панели, установленные на некотором расстоянии перед твердой поверхностью (рис.14). Такие поглотители наиболее эффективны на резонансной частоте, которая зависит от их поверхностной плотности и ширины ограниченной ими полости.

Примеры мембранных поглотителей звука: гипсокартонные листы, деревянные панели, жесткие древесноволокнистые плиты – с воздушной прослойкой. Большинство таких звукопоглотителей эффективно в низкочастотном диапазоне.

Конструкции с перфорированным покрытием материала позволяют получать достаточно большое звукопоглощение в любой области частот (рис.15). Такие поглотители представляют собой слой пористого материала, укрепленный на поверхности и закрытый перфорированным экраном. Частотная характеристика регулируется подбором материала, его толщиной, толщиной экрана, размером и формой отверстий, процентом перфорации. Преимущество перфорированных конструкций заключается в простоте их монтажа, широком спектре звукопоглощения, а также – в хороших возможностях архитектурно-декоративного решения интерьеров помещения.

Коэффициенты звукопоглощения некоторых материалов представлены в таблице А Приложения.

Вопросы для самопроверки

1. Какие параметры помещения влияют на время реверберации?

2. Возможно ли явление реверберации на открытой площадке?

3. При расчете времени реверберации на каких частотах следует учитывать поглощение звука в воздухе?

4. Что общего и какие отличия в явлениях реверберации и эха?

5. Какие факторы определяют оптимальное время реверберации?

6. Зависит ли время реверберации в зале от мощности источника звука?

7. Какие поверхности в зале следует облицевать звукопоглощающими материалами, если для оптимизации времени реверберации требуется дополнительное звукопоглощение?

8. Чему равна ЭПЗ поверхности площадью S, поглощающая 50% падающей звуковой энергии?

9. Стены в помещении облицованы деревянными панелями на относе 10 см от поверхности. Является ли такая отделка звукопоглощающей? Если – да, то для каких частот?

10. Что учитывает коэффициент добавочного звукопоглощения?

II. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

(расчетная часть)

Цель данной части – обеспечить нормативное время реверберации в зале. Она решается правильным выбором отделочных материалов.

Исходными данными для расчета являются: назначение и объем зала, количество зрительских мест, площади поверхностей зала.

По окончании расчета следует сделать вывод об обеспечении оптимального времени реверберации в пределах допустимых отклонений.