МНОГОСЛОЙНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ
MULTILAYER ACOUSTIC PANEL

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 а.с. СССР №600271, Е04В 1/74, 1972 г.(прототип), включающая звукопоглощающие плиты с отверстиями, расположенными под углом к их поверхности, причем плиты расположены с совмещением осей отверстий, образующих непрерывную ломаную линию.
Недостаток данного технического решения являются сравнительно низкие звукопоглощающие свойства.
Технический результат - повышение звукопоглощающих и эксплуатационных свойств панели.
Это достигается тем, что в многослойной акустической панели, содержащей каркас и расположенную в его внутренней полости шумопоглощающую вставку, каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из, по крайней мере, двух слоев звукопоглощающих плит, в каждой из которых под углом α=50÷80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия, причем оси перфорационных отверстий смежных плит расположены под углом 1,5 α относительно друг друга, а передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов 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; 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.
На фиг.1 схематически показана предлагаемая многослойная акустическая панель, в разобранном виде, на фиг.2 - сечение шумопоглощающей вставки.
1
2
1
2
Многослойная акустическая панель состоит из каркаса, который выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 1 и задней 2 стенками каркаса панели, каждая из которых имеет П-образную форму, с боковыми ребрами 6, причем на передней стенке 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. 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.
Между передней 1 и задней 2 стенками каркаса панели расположена шумопоглощающая вставка 3 толщиной «s», которая может быть выполнена цельной из звукопоглощающего материала (не показано) или состоящей из соединенных в пакет звукопоглощающих плит 10, т.е. многослойной (фиг.2).
Шумопоглощающая вставка 3 состоит, по крайней мере, из двух слоев звукопоглощающих плит 10. В каждой из плит под углом α=50÷80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия 11. Оси перфорационных отверстий смежных плит 10 расположены под углом 1,5 α относительно друг друга.
В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих плит 10 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (не показано), например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».
3
В качестве звукопоглощающего материала используются плиты 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.
Передняя 1 и задняя 2 стенки каркаса многослойной акустической панели 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; 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.
Передняя и задняя стенки каркаса многослойной акустической панели могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенной на их поверхностях с одной или двух сторон облицовкой в виде слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики, при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5-3,5).
В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 могут быть использованы плиты из минеральной ваты на базальтовой основе, причем звукопоглощающие плиты 10 по всей своей поверхности облицованы акустически прозрачным материалом, например стеклотканью.
В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30-45%.
В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован материал в виде элементов с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3-2,5 мм (не показано).
Многослойная акустическая панель работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 1 и шумопоглощающую вставку 3, падает на стенку 2. Частично отраженные звуковые волны от стенки 2 попадают снова на шумопоглощающую вставку 3. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор шумопоглощающего материала. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа Э3-100, расположенная между шумопоглощающей вставкой 3 и стенками 1 и 2.
Звуковые волны, распространяясь по перфорационным каналам 11 по направлению ломаной линии, многократно изменяют свое направление, увеличивая активную поверхность звукопоглощающего материала звукопоглощающих плит 10 и эффективность работы акустической панели в целом.
Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах различных отраслей народного хозяйства, а также мобильных транспортных средств и средством защиты окружающей среды от шумов.