СВЕТОПРОЗРАЧНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Полезная модель относится к сфере строительства, а именно к области строительной акустики. Предлагаемая светопрозрачная конструкция применима для широкого спектра задач в жилых, общественных и промышленных зданиях.
Повышение звукоизолирующих свойств светопрозрачных конструкций является одной из приоритетных задач в современном строительстве. Это связано как с увеличением уровней шума от внешних источников (шумы промышленных предприятий, транспортный шум и т.п.) и необходимостью надежной защиты от них помещений жилых и общественных зданий, так и с расширением области и объемов применения светопрозрачных конструкций в качестве внутренних ограждений (прежде всего в общественных зданиях).
В большинстве случаев конструктивные мероприятия, требуемые для увеличения звукоизоляции светопрозрачной конструкции, влекут за собой повышение материалоемкости, увеличение трудоемкости изготовления и существенный рост общей стоимости конструкции. Поэтому при разработке эффективных звукоизолирующих светопрозрачных конструкций следует соотносить полученное увеличение звукоизоляционных свойств с материальными затратами и конструктивными сложностями, возникающими при усложнении конструкции ограждения.
Наиболее близкой к предлагаемой светопрозрачной конструкции является конструкция, описанная в статье (Боголепов И.И. К вопросу о звукоизоляции прозрачных конструкций // Шумоглушение: сб. М: ВЦНИИОТ ВЦСПС. 1976. С. 33-39.). Для повышения звукоизоляции двойной светопрозрачной конструкции из полиметилакрила, предлагается использовать упругий материал, нанесенный изнутри по периметру остекления и служащий для акустического разобщения пластин ограждения и недопущения возникновения звуковых мостиков.
Недостатком предлагаемой в статье конструкции является возможность повышения звукоизоляции только для конструкций из органического стекла (возможность применения для конструкций из силикатного стекла - наиболее распространенный в настоящее время материал для подобных конструкций, не исследована). Также не учтено влияние применяемого материала как демпфирующего и не рассмотрена возможность применения самоклеящихся материалов с наиболее высокими демпфирующими свойствами.
Задачей полезной модели является создание светопрозрачной конструкции, обладающей повышенной звукоизоляцией на широком диапазоне частот, без значительного увеличения массы конструкции и ее стоимости.
Технический результат от использования данной конструкции заключается в повышении звукоизолирующей способности светопрозрачного ограждения без значительного увеличения массы конструкции и ее стоимости.
Светопрозрачная конструкция включает пластину стекла (1), полосу непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала (2), резиновый уплотнитель (3), дистанционную рамку (4), герметизирующую мастику (5), корпус оконного блока (6).
В предлагаемой конструкции полоса непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала (2) наносится на часть слоев или все слои остекления в конструкции с одной или двух сторон по периметру стекол (1), что приводит к повышению звукоизоляции светопрозрачной конструкции. Полоса непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала может быть расположена как непосредственно на светопрозрачной области остекления (при этом уменьшается светопрозрачная площадь), так и быть скрытой в конструкции оконного блока или иной конструкции, служащей для крепления светопрозрачной части ограждения (в этом случае часть остекления должна быть утоплена в раму или иную конструкцию, служащую для крепления, на глубину, необходимую для размещения вибродемпфирующего материала.
Предлагаемая светопрозрачная конструкция работает следующим образом: за счет полосы непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала (2) происходит дополнительное подавление колебаний, возникающих из-за воздействия падающей звуковой волны на пластину стекла (1). Это достигается путем повышения диссипативных потерь (потери колебательной энергии при переходе ее в тепловую энергию частиц материала) не посредственно в самом материале пластине. При увеличении количества поглощенной звуковой энергии, снижается количество звуковой энергии, прошедшей сквозь ограждение, и повышается звукоизоляция конструкции.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой конструкции:
а - вибродемпфирующий материал с двух сторон стекла,
б - вибродемпфирующий материал с одной стороны стекла.
На фиг. 2 - один из примеров схем конструктивных решений для применения предлагаемой конструкции в современных светопрозрачных ограждениях.
w
A.тран
w
A.тран
w
A.тран
На фиг. 3 - сравнение частотных характеристик звукоизоляции однослойных светопрозрачных конструкций из силикатного стекла 4 мм с различной степенью краевого демпфирования непрозрачным самоклеящемся вибродемпфирующим материалом "Бимаст Бомб": кривая 7 - конструкция без краевого демпфирования (R=28 дБ, R=27 дБА); кривая 8 - конструкция с нанесением полосы непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала «БиМаст Бомб» шириной 20 мм по периметру с обеих сторон стекла (R=30 дБ, R=27 дБ А); кривая 9 -конструкция с нанесением полосы непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала «БиМаст Бомб» шириной 40 мм по периметру с обеих сторон стекла (R=31 дБ, R=28 дБА).
w
A.тран
w
A.тран
w
A.тран
На фиг.4 - сравнение частотных характеристик звукоизоляции двойного светопрозрачного ограждения с использованием предлагаемой конструкции и без нее. Сравнение частотных характеристик звукоизоляции двойных светопрозрачных ограждений (стеклопакет из силикатного стекла с формулой остекления 4+24+4 мм) с различной степенью краевого демпфирования непрозрачным самоклеящемся вибродемпфирующим материалом «Бимаст Бомб»: кривая 10 - стеклопакет без краевого демпфирования (R=32 дБ, R=27 дБА); кривая 11 - стеклопакет с демпфированием полосой непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала «Бимаст Бомб» шириной 20 мм по периметру обоих стекол (R=33 дБ, R=28 дБ А); кривая 12 - стеклопакет 4+24+4 мм, демпфирование полосой непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала «Бимаст Бомб» шириной 40 мм по периметру обоих стекол (R=34 дБ, R=28 ДБА).
Следует использовать полосы непрозрачного самоклеящегося вибродемпфирующего материала таким образом, чтобы площадь, занимаемая ими, составляла не более 13% от общей площади пластины стекла. Данное значение эффективной площади получено в ходе эксперимента. При дальнейшей увеличении площади вибродемпфирующего материала значимого повышения звукоизоляции конструкции не происходит.
Для оклейки стекла по периметру следует использовать непрозрачные самоклеящиеся вибродемпфирующие материалы с коэффициентом потерь не менее 0,35.
Применение предлагаемой конструкции не приводит к значительному повышению массы ограждения. Так для однослойной конструкции из силикатного стекла 4 мм при нанесении полосы вибродемпфирующего материала с двух сторон стекла общей площадью 13% от площади остекления прирост массы остекления составит около 16%.
Экспериментальные исследования звукоизоляции предлагаемых светопрозрачных конструкций проведены в лаборатории акустики ННГАСУ по стандартной методике в соответствии с ГОСТ 27296-2012 "Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций".
На основании приведенных данных можно сделать вывод о том, что предлагаемые светопрозрачные конструкции позволяют повысить звукоизоляцию светопрозрачных ограждений в широком диапазоне частот без значительного увеличения массы ограждения и без значительного увеличения его стоимости.
Список использованных документов и патентов:
1. Боголепов И.И. К вопросу о звукоизоляции прозрачных конструкций // Шумоглушение: сб. М: ВЦНИИОТ ВЦСПС. 1976. С. 33-39.).