ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИОННАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительных конструкций и сооружений.
В настоящее время в качестве заполнителей теплозвукоизоляционных панелей широко используются пористые звукопоглощающие материалы. В качестве таких материалов применяются пробка, базальтовое и стеклянное волокно, минераловатные плиты, различные пенопласты и т.д. Применение этих материалов в качестве заполнителя теплозвукоизоляционной панели обеспечивает широкий диапазон звукопоглощения (Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. - Л.: Судостроение. 1986. - 368 с.).
Однако конструкции, состоящие из двух металлических листов и располагающегося между ними заполнителя на основе пористых звукопоглощающих материалов обладают рядом технологических и эксплуатационных недостатков. Они чувствительны к пыли, копоти и влаги, плохо очищаются; со временем слеживаются; имеют относительно большой вес, часто небезопасны по экологии. Конструкции на основе пористых звукопоглощающих материалов имеют низкую прочность и жесткость, а потому не являются силовыми элементами. Многие базальтовые и стекловолокна вредны для здоровья человека. Большим недостатком таких конструкций является их низкая вибростойкость и небольшой ресурс.
Известна конструкция на основе сотового заполнителя, выбранная в качестве прототипа. Сотовые теплозвукоизоляционные конструкции представляют собой трехслойные конструкции, состоящие из двух металлических листов и расположенного между ними сотового заполнителя (Патент №610956, МПК Е 04 В 1/74, опубликовано 15.06.1978, Бюллетень №22). С точки зрения акустики, применение сотовых конструкций обеспечивает значительно большую эффективность звукоизоляции и
звукопоглощения в ограниченном диапазоне частот, чем в случае применения звукопоглощающих материалов.
Недостатком прототипа является его высокая стоимость, обусловленная сложной технологией изготовления, а также малая технологическая гибкость к изменениям для параметров теплозвукоизоляции свойств материала и геометрических параметров сотовых теплозвукоизоляционных панелей. Практически для каждого типа материала заполнителя (металл: сталь, алюминий, латунь, медь, титан и т.д.; бумага: простая, ламинированная; пластик: стеклопластик, углепластик и прочее) требуется своя технология и свое уникальное технологическое оборудование, практически невозможно изготовление сотовых теплозвукоизоляционных панелей из комбинации материалов, например, алюминий - сталь, титан - сталь, алюминий - композиционный материал. Существуют большие проблемы, связанные с удалением конденсата из сотовых теплозвукоизоляционных панелей. В настоящее время сотовые конструкции применяются преимущественно в авиации и космонавтике (из металлической фольги и стекло - углепластика, где стоимость не имеет решающего значения). Использование сотовых теплозвукоизоляционных панелей в других областях весьма скромно - применяются только бумажные сотовые конструкции как самые дешевые по технологии, однако и они имеют существенные ограничения по геометрии.
С точки зрения акустики, применение сотовых конструкций ограничено еще и тем, что они имеют относительно узкий диапазон эффективной звукоизоляции, поэтому для снижения шума, имеющего широкополосный характер, их использование неэффективно.
В основу полезной модели поставлена задача повысить эффективность теплозвукоизоляционной панели при уменьшении ее стоимости.
Задача решается за счет того, что теплозвукоизоляционная многослойная панель состоит из нескольких слоев, каждый из которых содержит
металлические листы и расположенный между ними заполнитель, согласно полезной модели, что заполнитель выполнен в виде гофрированного листа, представляющего собой ряд зигзагов с чередующимися впадинами и вершинами. С целью повышения эффективности теплозвукоизоляционной панели в ней может использоваться набор материалов с резким отличием в импедансе.
Данная теплозвукоизоляционная панель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена конструкция двухслойной теплозвукоизоляционной панели.
На фиг.2 изображена конструкция двухслойной теплозвукоизоляционной панели с использованием материалов, резко отличающихся импедансом для увеличения эффективности панели.
Панель включает металлические листы 1, 2, 3 и заполнитель в виде пространственно-складчатой структуры 4, 5. В качестве материала, отличающегося импедансом может быть использован изолон 6, 7, 8, 9 (фиг.2).
Предлагаемая конструкция сохраняет практически все достоинства сотового заполнителя (легкий вес, прочность, жесткость и т.д.), но резко снижает стоимость теплозвукоизоляционных панелей, особенно металлических, ввиду более простой технологии изготовления. При использовании вместо сот пространственно-складчатого заполнителя расширяется диапазон эффективной звукоизоляции, поскольку в отличие от случая сот здесь нет резонаторов с фиксированной высотой полости, а переменность высоты резонаторов (и в поперечном, и в продольном направлении) должна сгладить острый пик затухания шума на резонансной частоте, поэтому по диапазону эффективной звукоизоляции заявляемая теплозвукоизоляционная панель не уступает панелям на основе пористых звукопоглощающих материалов.
Одним из самых важных преимуществ заполнителя в виде пространственно-складчатой структуры является высокая гибкость характеристик теплозвукоизоляции за счет изменения геометрических параметров конструкции на основе этого заполнителя, которые намного легче, дешевле и быстрее менять в виду простой и дешевой оснастки. Второе преимущество - широкий выбор используемых материалов.
2
При создании двух и трехслойной конструкции с использованием листового материала данная конструкция приобретает жесткость. Если же прикрепить не менее 30% вершинок гофра к листовому материалу с одной или двух сторон то полученная жесткость позволяет использовать конструкцию в качестве конструкционного материала способного нести распределенные нагрузки до 0,5 кг/см Таким образом, заявляемая конструкция из-за высокой жесткости заполнителя пространственно-складчатой структуры может быть использована в качестве силовой конструкции, то есть быть частью здания или сооружения (стены, потолка, пола и т.д.).
Конструкция обладает неизменностью характеристик и устойчивостью к атмосферным воздействиям, что обеспечивает высокий ресурс конструкции. Она обладает стойкостью к загрязнениям, влаге, копоти и т.д. Пространственно-складчатая структура заполнителя имеет естественные каналы, которые обеспечивают удаление конденсата. Использование металлических материалов позволяет использовать панели в широком диапазоне температур и высокоагрессивных средах. Это свойство важно для применения панелей в выхлопных устройствах газотурбинных установок. Для увеличения эффективности теплозвукоизоляции панели площадь контакта пространственно-складчатой структуры с металлическим листами составляет не более 2% от общей площади. Пространственно-складчатая структура высокотехнологична, что позволяет обеспечивать гибкость в выборе геометрических параметров, а также намного расширяет диапазон
используемых материалов. Все это помогает обеспечивать необходимые теплозвукоизоляционные характеристики при низкой себестоимости. Важно, что заявляемая теплозвукоизоляционная панель обладает высокой экологией производства и эксплуатации.
Многослойность панелей позволяет увеличивать теплозвукоизоляционные характеристики за счет использования множества переходов между материалами разной плотности (разного импеданса). Также она позволяет создавать комбинированные акустические панели, первый слой является звукопоглощающим, второй -звукоизолирующим.
Заявляемая теплозвукоизоляционная панель имеет следующие характеристики:
- Индекс звукоизоляции - 36...42 дБ
- Ресурс - не менее 30 лет
- Диапазон эффективной звукоизоляции - 100...10000 Гц
- Стоимость заполнителя - в 5 раз дешевле, чем сотовые конструкции, на 25% дешевле, чем пористые звукопоглощающие материалы.