ШУМОПОГЛОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ

Полезная модель относится к строительству и предназначена для облицовки стен и других конструкций внутри производственных помещений и спортивных сооружений, в частности, стрелковых тиров, с целью снижения уровня шума, повышения звуко- и теплоизоляции.
Из уровня техники известны шумопоглощающие покрытия.
Так, из описания к заявке РФ №2005122468 (МПК: E04D 3/35 (2006.01), опубликована 20.01.2006) известна панель для звукоизоляции стен. Известная панель содержит первичный элемент и облицовочное покрытие, обладающее способностью к сгибанию. При этом первичный элемент выполнен из минераловатного или асбестового мата в форме параллелепипеда, содержащего множество волокон, пропитанных связующим веществом. Первичный элемент содержит рельефную зону, выполненную с возможностью укладки на ней загнутой части облицовочного покрытия, плотно прилегающего к ее поверхности.
Известна также стеновая панель, состоящая из двух боковых строганных брусков и расположенной между ними плиты пенополиуретана плотностью 25-70 кг/м3, при этом лицевая и задняя стороны плиты пенополиуретана закрыты защитным материалом, закрепленным за счет адгезивных свойств пенополиуретана (патент РФ №65919, МПК: Е04С 2/10 (2006.01), опубликован 27.08.2007)
Недостатками всех вышеназванных панелей являются вредные испарения фенолов в помещение, невозможность влажной уборки, а также низкие коэффициенты звукопоглощения.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного решения, заключается в увеличении прочности и изностойкости панели, экологичности, возможности влажной уборки, увеличении коэффициента звукопоглощения, ремонтопригодности.
Технический результат достигается за счет использования шумопоглощающего покрытия, включающего внешний слой из перфорированного листа, прикрепленный к стене с образованием между ними полости, при этом, перфорированный лист прикреплен к стене посредством, по меньшей мере, одного металлического профиля, разделяющего полость на ячейки, в каждой из которых размещен, по меньшей мере, один слой прошивного базальтового мата, а под внешним слоем расположен слой базальтовой ткани.
В качестве металлического профиля может использоваться швеллер.
Шаг перфорации на листе может составлять 6-8 мм, а размер отверстий перфорированного листа - 4-5 мм, т.е. общая площадь перфорации перфорированного листа составляет более 30%. Как показали проведенные испытания, выбранные параметры позволяют увеличить коэффициент звукопоглощения до 1,0 в диапазоне частот 600-1600 Гц.
Базальтовые прошивные маты изготавливают из горной породы - базальта. Они состоят из базальтового супертонкого волокна штапельного плетения, прошитого базальтовыми жгутами или стеклонитями. Такие маты обладают высокой температуростойкостью (до +700°С) и экологичностью, поскольку не имеют в своем составе связующего, которое испаряется в окружающую среду в виде токсичных газов, вредных для организма человека. Благодаря своей экологичности, ремонтопригодности и возможности влажной уборки, данное покрытие особенно важно при облицовке стен тиров, спортзалов, где длительное время находятся спортсмены.
Благодаря внешнему слою, выполненному из перфорированного листа, звук полностью проходит через перфорацию и поглощается сначала слоем базальтовой ткани, а потом базальтовым матом. Кроме этого, изготовление внешнего слоя из металлического листа позволит проводить влажную уборку стен.
Расположение базальтовой ткани между перфорированным листом и базальтовым матом, в частности ТБК-100, позволит избежать попадание мелкодисперсной пыли в помещение.
Базальтовая ткань состоит из базальтового супертонкого штапельного волокна, прошитого базальтовыми жгутами или стеклонитями и применяется для защиты горячих поверхностей (защита перекрытий от горячих труб, огнезащита стен около печей и каминов), а также для изготовления огнезащитной одежды, в качестве оболочки для теплоизоляционных материалов и т.п.
Далее решение поясняется ссылками на фигуру 1, на которой изображено смонтированное на стене покрытие.
Покрытие монтируется на металлических профилях непосредственно на месте производства работ. Сначала к стене 1 крепятся посредством крепежных элементов, например, дюбелей и саморезов, металлические профили в виде швеллеров 2, в образовавшиеся ячейки укладывается прошивной базальтовый мат 4, натягивается и закрепляется на швеллерах, поверх которого, в свою очередь, закрепляется слой базальтовой ткани 3 и перфорированный лист 5. После сборки одного модуля процесс сборки повторяется.
Длина и ширина покрытия определяются размерами перфорированного листа и обычно составляют: длина - до 3000 мм, ширина - до 1500 мм, толщина - 5 мм.
Толщина базальтовой ткани - 0,9-1,5 мм.
Для покрытий применяются металлические листы с перфорацией. Отверстия перфорации могут быть расположены либо в шахматном порядке, либо в виде прямых рядов. Размер отверстий выбирается равным 4-5 мм, а шаг между отверстиями составляет 6-8 мм.
Сущность работы панели заключается в том, что звук проходит сначала через перфорацию, слой ткани и поглощается высокоразвитой пористой структурой базальтового мата.
Благодаря использованию в качестве шумопоглощающего слоя базальтовых матов, которые имеют высокоразвитую пористую структуру, коэффициент шумопоглощения патентуемого покрытия, по сравнению с используемыми на сегодняшний день, значительно увеличивается.
Данное утверждение поясняется результатами проведенных испытаний.
Были проведены измерения коэффициентов звукопоглощения конструкции акустического патентуемого покрытия. Измерения были выполнены методом акустического интерферометра о ГОСТ 16297 и методом реверберационной камеры по ГОСТ (СТ СЭВ) 1929.
Первоначально были определены нормальные (при нормальном падении звука на поверхность образца) коэффициенты звукопоглощения. Для этого образец покрытия устанавливали в стакане интерферометра непосредственно на жестком дне. Измерения были выполнены в октавных полосах частот в диапазоне 125-4000 Гц. Для определения коэффициентов звукопоглощения на более низких частотах 63,80 и 100 Гц по результатам измерений был вычислен импеданс (комплексное сопротивление) исследуемой конструкции материала. По известным значениям импеданса были определены коэффициенты звукопоглощения материала в диапазоне указанных низких частот. Результаты измерений и вычислений представлены в таблице 1.
Таблица 1
Частотные характеристики нормального коэффициента звукопоглощения α (f) шумопоглощающего покрытия
Среднегеометрические частоты 1-3 октавных и октавных полос, Гц
Нормальный коэффициент звукопоглощения α (f) шумопоглощающего покрытия
63
0,04
80
0,05
100
0,08
125
0,13
250
0,29
500
0,62
1000
0,82
2000
0,82
4000
0,78
Как следует из представленных в таблице 1 результатов, патентуемое покрытие характеризуется достаточно высокими коэффициентами звукопоглощения. По результатам дальнейших испытаний в реверберационной камере образца в условиях всестороннего падения звука на поверхность образца материала можно ожидать получения максимальных коэффициентов звукопоглощения материала в диапазоне 500-2000 Гц.
Далее испытания проводились в реверберационной камере в соответствии с ГОСТ (СТ СЭВ) в диапазоне частот от 63 до 5000 Гц.
Образцы покрытия размещались на жестком основании пола камеры. В момент проведения измерений температура воздуха в камере составляла 18 градусов Цельсия, относительная влажность воздуха - 65%. Время реверберации в камере при отсутствии в ней испытуемых образцов материалов на частоте 1000 Гц составляло 6,4 с. Результаты измерений представлены в таблице 2, а частотные характеристики коэффициентов звукопоглощения на фиг.2.
Таблица 2
Частотные характеристики реверберационного коэффициента звукопоглощения α<sub>s</sub>(f) шумопоглощающего покрытия
Среднегеометрические частоты 1/3 октавных полос
Коэффициент звукопоглощения α<sub>s</sub>(f) экрана на жестком основании
63
0,09
60
0,13
100
0,17
125
0,16
160
0,18
200
0,50
250
0,58
315
0,70
400
0,94
500
1,0
630
1,0
800
1,0
1000
1,0
1250
1,0
1600
0,93
2000
0,92
2500
0,90
3150
0,81
4000
0,63
5000
0,58
s
s
s
Результаты проведенных испытаний показали, что при размещении шумопоглощающего покрытия на жестком основании, наиболее эффективной областью звукопоглощения является диапазон частот 315-3150 Гц. В соответствии с ГОСТ 23499 «Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования» шумопоглощающее покрытие по значениям коэффициентов звукопоглощения может быть отнесен к классу звукопоглощения НСВ-312, то есть соответствует требованиям 3-го класса на низких частотах (α(f)=0,2-0,4), 1-го класса на средних (С) частотах (α(f)>0,8) и 2-го класса на высоких (В) частотах (α(f)=0,4-0,8).