ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для снижения уровня шума на рабочих местах в общественных и промышленных зданиях.
В настоящее время в условиях городской застройки актуальной является защита населения от шума. Данная задача важна при строительстве новых и реконструкции существующих зданий. Рабочие места в общественных и, особенно, в промышленных зданиях подвержены воздействию повышенных уровней шума (технологическое оборудование, инженерно-техническое оборудование, людские потоки и др.). Повышенные уровни шума наносят большой вред здоровью людей, приводят к возникновению и развитию тяжелых заболеваний. Поэтому создание новых типов звукоизолирующих ограждений (акустических экранов, звукоизолирующих выгородок шумных участков, стенок звукоизолирующих кожухов для шумного технологического и инженерного оборудования), обеспечивающих требуемое снижение шума на рабочих местах в общественных и промышленных зданиях, является актуальной и важной задачей для строительного комплекса России.
Наиболее близкой к заявляемому устройству, выбранной в качестве прототипа, является звукоизолирующая каркасно-обшивная облицовка с перфорированными стоечными профилями каркаса изогнутой формы, с обшивкой из двух листов (патент на изобретение №2556592, МПК Е04В 2/76, опубл. 10.07.2015 г.).
Недостатками известной каркасно-обшивной облицовки являются
1) повышенная трудоемкость изготовления перфорированных стоечных профилей каркаса изогнутой формы;
2) недостаточная звукоизоляция в случае применения ограждения в качестве отдельно-стоящих шумозащитных конструкций в помещениях общественных и промышленных зданий (акустический экран, звукоизолирующая выгородка шумных участков, стенки звукоизолирующих кожухов для шумного технологического и инженерного оборудования).
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, усовершенствование звукоизолирующего ограждения для его применения в виде отдельно стоящих шумозащитных конструкций в помещениях общественных и промышленных зданий.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении звукоизоляции звукоизолирующего ограждения без значительного увеличения его массы, усложнения конструкции и увеличения количества номенклатуры элементов, необходимых для его монтажа.
Указанный результат достигается тем, что в звукоизолирующем ограждении, выполненном из листовых обшивок, закрепленных на каркасе из направляющих металлических профилей и стоечных металлических профилей, между стоечными металлическими профилями каркаса, через слой упругого материала закреплены элементы прямоугольной формы, выполненные из листового материала. Данные прямоугольные элементы выполняют роль присоединенных масс на упругом основании, что обеспечивает снижение энергии звуковых колебаний в листовых обшивках при воздействии падающих звуковых волн и, соответственно, повышение звукоизоляции ограждающей конструкции.
На фиг. 1 изображен горизонтальный разрез фрагмента звукоизолирующего ограждения; на фиг. 2 показана схема установки звукоизолирующего ограждения в помещении общественного или промышленного здания, в качестве акустического экрана или звукоизолирующей выгородки шумного участка; на фиг. 3 и фиг. 4 приведены экспериментальные частотные характеристики звукоизоляции, показывающие повышение звукоизоляции патентуемого ограждения по сравнению с конструкцией-аналогом.
а
h
Звукоизолирующее ограждение выполнено из листовых обшивок 1, закрепленных на каркасе из направляющих металлических профилей 2 и стоечных металлических профилей 3. В качестве стоечных профилей каркаса могут применяться профили коробчатого сечения. Размеры поперечного сечения профилей каркаса могут быть различными, в зависимости от требований прочности и устойчивости ограждения. Шаг установки стоечных профилей каркаса также может быть различным, в зависимости от требований прочности и устойчивости ограждения (=0,5÷1,0 м). Между стоечными профилями каркаса 2 к листовым обшивкам 1 закреплены элементы прямоугольной формы 4. При этом между элементами 4 и листовыми обшивками 1 расположен слой упругого материала 5. Высота звукоизолирующего ограждения может быть различной и назначается эксплуатирующей организацией по результатам акустического расчета, с учетом спектра изолируемого шума и геометрических параметров помещения =1,0÷3,0 м).
а
h
Порядок монтажа звукоизолирующего ограждения: проводят разметку на полу шумного помещения для точного позиционирования звукоизолирующего ограждения. На полу монтируют направляющие профили каркаса 2. Затем монтируют стоечные профили каркаса 3 с требуемыми по условиям прочности и устойчивости ограждения шагом  и высотой . Каркас обшивают листовыми обшивками 1 (например, гипсоволокнистые листы (ГВЛ), гипсокартонные листы (ГКЛ), цементно-стружечные плиты (ЦСП) и др.). Между стоечными профилями каркаса 2 при помощи стальных саморезов или при помощи клея закрепляют элементы прямоугольной формы 4. При этом между элементами 4 и листовыми обшивками 1 располагают слой упругого материала 5. Стыки между листовыми обшивками 1 заполняют шпатлевкой и выравнивают. Дальнейшая отделка ограждения (окраска, оклейка декоративными материалами) производится по желанию эксплуатирующей организации.
Элементы 4 изготавливают из листовых материалов (например, гипсоволокнистые листы (ГВЛ), гипсокартонные листы (ГКЛ), цементно-стружечные плиты (ЦСП) и др.) и могут иметь различную толщину. Влияние толщины элементов 4 на звукоизоляцию ограждения показано на фиг. 3.
Слой упругого материала 5 может выполняться из различных материалов (например, маты полиэфирного волокна, маты из минеральной ваты, маты из стекловолокна и др.) и может иметь различную толщину. Влияние толщины слоя упругого материала 5 на звукоизоляцию ограждения показано на фиг. 4.
На фиг. 3 и фиг. 4 приведены частотные характеристики звукоизоляции, которые были получены путем экспериментальных измерений в реверберационных камерах лаборатории акустики ННГАСУ, в соответствии с требованиями ГОСТ 27296-2012.
На фиг. 3 график под номером 6 показывает звукоизоляцию конструкции-аналога. График под номером 7 показывает звукоизоляцию патентуемого звукоизолирующего ограждения с элементами 4, имеющими толщину 12,5 мм (ГВЛ) и слоем упругого материала 5, имеющим толщину 4 мм (мат из полиэфирного волокна). График под номером 8 показывает звукоизоляцию патентуемого звукоизолирующего ограждения с элементами 4, имеющими толщину 25 мм (ГВЛ) и слоем упругого материала 5, имеющим толщину 4 мм (мат из полиэфирного волокна).
На фиг. 4 график под номером 9 показывает звукоизоляцию конструкции-аналога (ГВЛ толщиной 12,5 мм, закрепленный на каркасе). График под номером 10 показывает звукоизоляцию патентуемого звукоизолирующего ограждения с элементами 4, имеющими толщину 12,5 мм (ГВЛ) и слоем упругого материала 5, имеющим толщину 4 мм (мат из полиэфирного волокна). График под номером 11 показывает звукоизоляцию патентуемого звукоизолирующего ограждения с элементами прямоугольной формы 4, имеющими толщину 12,5 мм (ГВЛ) и слоем упругого материала 5, имеющим толщину 20 мм (мат из стекловолокна).
Как видно из сравнения графиков на фиг. 3, звукоизоляция патентуемого ограждения превышает звукоизоляцию конструкции-аналога на величину от 1 до 8 дБ во всем нормируемом диапазоне частот. Увеличение толщины элементов 4 в 2 раза (с 12,5 мм до 25 мм) привело к дополнительному повышению звукоизоляции ограждения на 1÷5 дБ. Наибольший эффект повышения звукоизоляции ограждения отмечается в диапазоне низких частот (ƒ=100÷250 Гц), что особенно важно для снижения шума технологического оборудования в промышленных зданиях.
Как видно из сравнения графиков на фиг. 4, звукоизоляция патентуемого ограждения превышает звукоизоляцию конструкции-аналога на величину от 1 до 8 дБ во всем нормируемом диапазоне частот. Увеличение толщины слоя упругого материала 5 в 5 раз (с 4 мм до 20 мм) привело к дополнительному повышению звукоизоляции ограждения на 1÷4 дБ. Повышение звукоизоляции ограждения отмечается в диапазоне низких частот (ƒ=100÷250 Гц), а также в диапазонах средних и высоких частот (ƒ=400÷5000 Гц).
Анализируя результаты экспериментальных измерений, представленных на фиг. 3 и фиг. 4, можно видеть, что путем изменения толщины элементов 4 и толщины слоя упругого материала 5, можно регулировать повышение звукоизоляции ограждения в различных диапазонах частот, в зависимости от спектра изолируемого шума. Наиболее эффективное по звукоизоляции конструктивное решение звукоизолирующего ограждения должно приниматься по результатам акустического расчета.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить звукоизоляцию ограждения без значительного увеличения массы, усложнения конструкции и увеличения количества номенклатуры элементов, необходимых для его монтажа. Простая схема разработанного звукоизолирующего ограждения позволяет его применять в качестве эффективных шумозащитных конструкций (акустический экран, звукоизолирующая выгородка шумных участков, стенки звукоизолирующих кожухов для шумного технологического и инженерного оборудования) для снижения шума на рабочих местах в помещениях общественных и промышленных зданий.