МНОГОСЛОЙНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ КОЧЕТОВА
MULTI-LAYER ACOUSTIC PANEL BY KOCHETOV

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для звукопоглощения в закрытых помещениях как составляющая часть конструкции подвесного потолка, так и в качестве свободно подвешиваемых звукопоглощающих кулис.
Известна многослойная акустическая панель по патенту РФ №2360080, E04B 1/74, (прототип), включающая звукопоглощающие плиты, размещенные в каркасе.
Недостатком данного технического решения являются сравнительно низкие звукопоглощающие и звукоотражающие свойства.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается это тем, что в многослойной акустической панели, содержащей каркас и расположенную в его внутренней полости звукопоглощающую плиту, каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками, каждая из которых имеет П-образную форму, с боковыми ребрами, а между передней и задней стенками каркаса размещена звукопоглощающая плита, а стенки панели фиксируются между собой сверху и снизу вибродемпфирующими крышками, которые могут быть выполнены с ячейками и иметь П-образную форму, при этом передняя и задняя стенки каркаса могут быть выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0; причем звукопоглощающая плита состоит двух перфорированных поверхностей, между которыми размещены два слоя звукопоглощающего материала, прилегающих к перфорированным поверхностям и выполненных из мягкого, сплошного и профилированного звукопоглотителя, у которого коэффициент отражения звука меньше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили слоев образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук, а прерывистые звукопоглощающие слои, расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев, выполнены в форме тел вращения, например в виде шаров, и крепятся с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны с ними посредством вертикальных, перпендикулярных к ним крепежных элементов, выполненных, например, в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на перфорированных поверхностях, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и притягивающего его винтом к соответствующему стержню.
На фиг.1 схематически показана предлагаемая многослойная акустическая панель, в разобранном виде, на фиг.2 - схема звукопоглощающей плиты.
1
2
1
2
Многослойная акустическая панель состоит из каркаса, который выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 1 и задней 2 стенками, каждая из которых имеет П-образную форму, с боковыми ребрами 6, причем на стенках имеется щелевая перфорация 7 и 8, выполненная в виде прямоугольников и расположенная рядами с шириной рядов b и b и расстоянием между ними h и h, причем смежные ряды расположены со смещением, а количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное. Коэффициент перфорации принимается равным или более 0,25. Между передней 1 и задней 2 стенками панели размещена звукопоглощающая плита 3, вписанная в каркас панели и расположенная в его внутренней полости. Стенки панели 1 и 2 фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками 4 и 5, которые могут быть выполнены с ячейками 9 и иметь П-образную форму. Вибродемпфирующие крышки 4 и 5 скрепляют каркас соответственно сверху и снизу, делая его единым целым, т.е. каркас с звукопоглощающей плитой 3 внутри представляет собой многослойную акустическую панель как сборочную единицу (на чертеже не показано).
Передняя 1 и задняя 2 стенки каркаса могут быть выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм. Причем отношение высоты h каркаса к его ширине b (в сборе, на чертеже не показано) находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0; а отношение толщины s′ каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s′/b=0,1÷0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s′ каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s′=0,4÷1,0.
Звукопоглощающая плита 3 (фиг.2) выполнена в виде двух перфорированных поверхностей 10 и 11, между которыми размещена звукопоглощающая конструкция, состоящая из двух слоев 12 и 13 звукопоглощающего материала, прилегающих к перфорированным поверхностям 10 и 11 и выполненных из мягкого, сплошного и профилированного звукопоглотителя, у которого коэффициент отражения звука меньше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили слоев 18 и 19 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук, например выполненных из минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден».
Прерывистые звукопоглощающие слои 14 и 15, расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев 12 и 13, выполнены в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепятся с помощью стержней 16 и 17, параллельных перфорированным поверхностям 10 и 11, которые жестко связаны с ними посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов 20 и 21, выполненных, например, в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на перфорированных поверхностях 10 и 11, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и притягивающего его винтом к соответствующему стержню 16 или 17.
3
Прерывистые звукопоглощающие слои 14 и 15 выполнены из жесткого звукопоглотителя, например на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминия.
Материалом перфорированных поверхностей 10 и 11 может служить пластмассовая или металлическая сетка с мелкой ячейкой.
Многослойная акустическая панель работает следующим образом.
Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированные стенки 1 и 2 каркаса и перфорированные поверхности 10 и 11 звукопоглощающей плиты 3, а также слои 12 и 13 мягкого звукопоглощающего материала, прилегающие к перфорированным поверхностям 1 и 2, попадает на прерывистые звукопоглощающие слои 14 и 15, выполненные из жесткого звукопоглощающего материала и расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев 12 и 13, где происходит многократное отражение звука на мягкий звукопоглотитель. Здесь осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. А также волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.