ШУМОЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ
NOISE-PROTECTIVE PANEL

Изобретение относится к области шумопоглощения и предназначено для обеспечения акустического комфорта в рабочей зоне производственных, офисных или общественных помещений. Шумозащитная панель позволяет снижать уровни звукового давления в рабочей зоне как от источников постоянного, так и непостоянного, в том числе импульсного шума.
Известно изобретение «Пленочный звукопоглотитель» по патенту US №5750944, которое представляет собой конструкцию, состоящую по крайней мере из двух отдельных гладких, воздухонепроницаемых листов пленки, размещенных друг от друга и от опорной стенки на различных расстояниях. Пленка может быть выполнена из пластика, акрилового волокна, металла или композитного материала. Пленочный поглотитель может быть структурирован на отдельные воздушные подушки, которые могут создаваться за счет формирования, например, сотовой структуры внутри конструкции. При этом размер ячейки составляет порядка нескольких сантиметров в диаметре.
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления конструкции в связи с ее герметизацией, заделкой слоев пленки на внешних границах каркаса, обеспечением условия отсутствия касания пленки к внутренним ячейкам, что, в свою очередь, приводит к сложнопредсказуемым свойствам звукопоглощения.
Известно также техническое решение по патенту RU №80895 «Шумопоглощающая панель», содержащее нижнюю и верхнюю пластины, между которыми расположена сотовидная панель, прикрепленная к верхней и нижней пластинам, и внутри которой создают вакуум. Сотовидная панель содержит отверстия на боковых гранях пустотелых ячеек, а все грани шумопоглощающей панели герметично покрыты пленкой. На шумопоглощающей панели установлен клапан. На нижней пластине расположены опорные элементы. Верхняя пластина может быть выполнена перфорированной. Единичным элементом панели являются шестигранные (трехгранные или другие в основании многоугольники) призмы. Сотовидная панель содержит отверстия на боковых гранях пустотелых ячеек, обеспечивающие свободное перетекание воздуха между ними, а все грани шумопоглощающей панели герметично покрыты пленкой. Клапан установлен для создания вакуума, через который может варьироваться степень его глубины. На нижней пластине расположены опорные элементы, позволяющие закрепить шумопоглощающую панель на вертикальной поверхности. Воздушная прослойка, образующаяся между вертикальной поверхностью и шумопоглощающей панелью, увеличивает уровень звукопоглощения.
Недостатками шумопоглощающей панели по патенту RU №80895 является сложность герметизации вакуумированной конструкции и газопроницаемость известных видов пленок.
Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в справочнике Formulas of acoustics (ed. P.P.Mechel. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. - 1282 pp.) на стр.462. Оно представляет собой совокупность резонаторов, выполненных в виде узких и длинных щелей, покрытых фольгой на некотором расстоянии от поверхности резонатора. Высота воздушного зазора может быть различной по обе стороны от оси симметрии щелевого горла резонатора, и ширина зазора у отдельно взятого резонатора также отличается от других.
Недостатки такой конструкции заключаются в сложности изготовления щелевых резонаторов, а также сложности изготовления различных высоты и ширины воздушных зазоров.
Задачей изобретения является технологическое упрощение изготовления панели и расширение частотного диапазона звукопоглощения.
Технический результат достигается созданием дополнительных плоских воздушных прослоек одинаковой толщины и ширины на внешней поверхности по крайней мере одной из пластин.
Поставленная задача решается тем, что шумозащитная панель состоит из двух пластин, между которыми расположена сотовидная панель с отверстиями на боковых гранях пустотелых ячеек. На внешней поверхности, по крайней мере, одной из пластин с отверстиями расположена ячеистая сетка, закрытая пленкой. Геометрические центры каждой ячейки сетки совпадают с геометрическими центрами соответствующих отверстий пластины панели. Ячеистая сетка имеет высоту, создающую воздушную прослойку между поверхностью пластины и пленкой. Между внешней поверхностью, по крайней мере, одной из пластин с отверстиями и ячеистой сеткой установлена дополнительно мелкоячеистая сетка.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид шумозащитной панели с разрезом;
с
п
на фиг.2 изображена часть панели с ячеистой сеткой с указанием ее высоты h, геометрических центров О ячейки сетки и отверстия О в пластине;
на фиг.3 показан общий вид сзади;
на фиг.4 - сдвоенная панель.
с
п
Шумозащитная панель представляет собой сотообразную панель 1, сверху к которой крепится на клеевой основе верхняя перфорированная пластина 2, а снизу - сплошная пластина 3. Диаметры отверстий 4 пластины 2 могут быть различными. На внешнюю сторону верхней пластины 2 крепится, например, на клеевой основе ячеистая сетка 5, изготовленная из эластичного материала. Расположенные на оси OO' геометрические центры каждой ячейки сетки O совпадают с геометрическими центрами О соответствующих отверстий 4 пластины панели 1. Поверх ячеистой сетки 5 крепится, например, на клеевой основе тонкая пленка 6 с произвольной заделкой по краям конструкции. На нижней пластине 3 расположены опорные элементы 7. Каждая из граней пустотелых ячеек сотообразной панели 1 имеет отверстия 8.
Шумозащитная панель работает следующим образом.
При воздействии звуковых волн на панель 1 и прохождении их через пленку 6 за счет резонансных свойств и диссипативных потерь в системах сотовых ячеек и воздушных прослоек происходит максимальное поглощение волновой энергии. Во время звуковых колебаний пленка 6 не касается краев отверстий 4, расположенных на верхней пластине 2. Отверстия в боковых гранях отдельных ячеек 8 способствуют равномерному распределению сил инерции, упругости и трения воздушных масс во внутреннем пространстве шумозащитной панели. В зависимости от настройки системы в воздушных прослойках происходит высокочастотное затухание, а в системах резонаторов (сотовых ячеек) - низкочастотное затухание, поэтому с учетом звукопоглощения каркасом всей панели достигается максимально широкая полоса шумопоглощения. Часть волновой энергии поглощается также и при прохождении звука через пленку 6.
В случае крепления шумозащитной панели на стену для создания воздушного слоя между поверхностью стены и нижней перфорированной пластиной 3 и повышения эффективности шумоглушения прикрепляются на клеевой основе опорные элементы 7, изготовленные из материала с малым коэффициентом шумопоглощения.
Диаметры отверстий 4 на верхней пластине 2 определяют расчетным путем. Диаметры отверстий 4 зависят от толщины панели, размера ячеек, упругих свойств материала панели и в совокупности с параметрами сотовой ячейки определяют ее резонансную частоту. Сотообразная панель 1, а также пластины 2 и 3 могут изготавливаться из любого листового материала, обладающего звукопоглощающими, пожаробезопасными и водоотталкивающими свойствами. Если исходный материал не обладает подобными свойствами, то они придаются ему путем обработки соответствующими составами.
2
Материалом для изготовления шумозащитной панели может быть, например, картон плотностью 170 г/м, пропитанный огнезащитным составом «Пирилакс» и влагоотталкивающим составом «ISOWAXX».
Опорные элементы шумозащитной панели позволяют использовать ее как в горизонтальном, так и вертикальном положении.
Для повышения эффективности звукопоглощения два устройства с различными конструктивными размерами ячеек могут быть сдвоены между собой нижними сторонами, так что верхняя конструкция настроена на одну резонансную частоту или полосу за счет определенного диаметра перфораций, высоты крупноячеистой сетки, наличия/отсутствия мелкоячеистой сетки, поверхностной плотности пленки, а нижняя конструкция - на другую за счет других параметров.
В случае вертикального расположения панель будет работать как акустический экран. В этом случае для увеличения звукопоглощения панели обе стороны панели покрываются крупноячеистой сеткой с пленкой.
Дополнительный положительный эффект от использования шумозащитной панели заключается в удобстве гигиенического ухода, эстетичности при использовании пленок различных цветов и оттенков.