Spuma - un material acustic sau nu

Spuma - un material acustic sau nu?

dispută dificilă, cu proiectanții și constructorii de pe unul din obiectele din Almaty pe materialul de umplere fanta de aer în construcția de partiții cadru-obshivnyh ma împins la ideea de a organiza un mini-cercetare pe tema - ce materiale oferă experți constructori pentru a îmbunătăți designul original al partiții-cadru obshivnyh și se confruntă cu capacitatea de absorbție a sunetului. Poate părea ciudat, dar următoarele materiale sunt recomandate mai des - cutii de ambalaj pentru ouă, pardoseli plută, tapet „speciale“,, materialele fibroase vopsea izolatoare (se pare că sunt), desigur, de sunet, dar liderul de necontestat al studiului sa dovedit a fi spuma. Iar faptul că spuma - „un excelent izolator de sunet,“ gândit aproape toate dintre respondenți. Asta este, o mulțime de oameni au format un stereotip că este cu ajutorul materialului, dacă este necesar, este posibil să se rezolve toate problemele de izolație insuficientă.

Să încercăm să se ocupe de problema - dacă spuma (sau orice alt tip de polistiren), izolate fonic (sau absorbție acustică) proprietăți. Poate acustica ingineri, care se ocupă profesional cu structuri solide de îngrădire de izolare și afirmă absența proprietăților acustice practic importante de polistiren expandat, fără speranță în spatele, iar spuma este într-adevăr „izolator de sunet frumos“, și el lucrează pentru, probabil, nu au fost încă deschise legile fizicii constructiilor?

În primul rând, trebuie să decideți imediat cu privire la conceptul de „material izolant de sunet.“ Materiale de izolare sonora nu se întâmplă. deoarece Izolat fonic - un element de design, nu materiale. Ie putem vorbi despre un anumit nivel de pierdere de transmitere a sunetului, de exemplu, un zid de cărămidă, dar nu o singură cărămidă sau lut din care este făcută.

În al doilea rând, materialele poroase (care, într-o anumită măsură, de asemenea, aplica spuma) fac parte din structurile multistrat având un anumit nivel de capacitate de izolare fonica, ca un strat intermediar între absorbant materiale solide dense elastice ale cochilii exterioare. Modelul fizic al structurilor multistrat este descris ca o „masă - resort - masa“.

Figura 1 - zidărie, constând dintr-o grosime a peretelui de beton 125 mm, și o placare suplimentară (ipsos) la un strat elastic (spumă) de 35 mm grosime.

Figura 2 - Deteriorarea izolației din structura partitie zgomot de aer este prezentată în figura 1

a. Linia linie-punct - w / w perete 125 mm fără. cu care se confruntă (dB);

b. Linia solidă - a) + ext. Acoperire - tencuiala de spumă (dB);.

Așa cum arată numeroase teste acustice efectuate atât în ​​laborator și pe obiecte, bariere antifonice care includ polistiren, nu va crește, iar în cele mai multe cazuri, chiar și scade la anumite frecvențe (vezi. Figura 2). Pentru a face față acestei rândul său, aparent paradoxal înapoi la elementele de bază ale fizicii constructiilor.

Faptul că deteriorarea pierdere a sunetului de transmisie a unei structuri multistrat formată dintr-un perete solid (sau podea) și gips-carton cu care se confruntă sau ipsos utilizând, ca un spațiu de aer agregat de material acustic rigid, ceea ce este un polistiren expandat (styrofoam), este legat cu fenomene de rezonanță. Ca orice sistem oscilant realizat conform schemei clasice de „masa - resort - masa“, acest design are o frecvență de rezonanță. Este vorba de o frecvență de rezonanță și eșec izolație acustică observată (Figura 2), care se poate ajunge la o valoare de 15 dB la 10!

Ce parametri (sau caracteristici) același se determină frecvența de rezonanță a Fațade? Referindu-se la anumite reglementări.

Un fragment din documentul „Manualul pentru MGSN 2.04-97“ Design de izolare fonică a clădirilor rezidențiale și publice "

... La umplerea un gol în scheletul multistrat incorporare structura obshivnoy material poros cu un schelet rigid (spumă, spumă de polistiren, fibrolemnoase, etc.) a frecvenței de rezonanță care urmează să fie determinată prin formula

Revenind la Figura 1, în funcție de grosimea de ipsos și spumă, frecvența de rezonanță a acestui model este cuprinsă în intervalul de frecvențe 200 ÷ 500 Hz (și rezultatele testelor acustice vezi. Figura 2, iar la calculul conform formulei 1), adică Ea devine în gama de frecvențe normalizat, și mai precis în mijlocul benzii de vorbire. Este la această frecvență, și există un „eșec“ al transmisiei sunetului a gardului.

Vom înțelege cu o structură similară, foarte frecvente, situația care implică ajutor, din nou, fizica construirea (practica ar trebui să se bazeze întotdeauna pe teorie, iar teoria este confirmată de practica - dialectica de dezvoltare).

Pentru a începe pentru a defini ceea ce este o absorbție a sunetului și dacă acesta este diferit (în cazul în care, la toate diferite) de izolație.

Absorbția - capacitatea materialului de a transforma energia acustică a mișcare molecule de aer (energie cinetică) pentru a încălzi energie în structura materialului.

Una dintre principalele caracteristici ale materialului absorbant de sunete este un indice de absorbție (raportul dintre cantitatea de material energie absorbită la incidentul de energie pe suprafața materialului), care este evaluată prin media normability în gama de frecvențe de 100 3150 Hz. Acest indice poate fi orice valoare de la 0 la 1.

material eficient fonoabsorbant - un material specializat pentru care sunet de absorbție - funcția principală, trebuie să aibă un indice mediu de absorbție a sunetului de aproximativ 0,7. Dacă materialul absorbant este utilizat pentru a umple golul de aer în construcția pereților despărțitori și a paramentelor-cadru obshivnyh, acesta trebuie să aibă caracteristici optime elastice - principalul fiind modulul acumulării (sau modulul lui Young), a cărei valoare nu trebuie să depășească 1,5 MPa.

Astfel, indicele de absorbție mai sunet și modulul de stocare mai mică, adică, mai mult material plastic, cu atât mai mare eficienta sa ca un sunet acustic multistrat izolare element structură incorporare.

caracteristică fizică de material absorbant de sunet este porozitatea, și, în consecință, produvaemost. Ie moleculele de aer - purtătoare de energie a sunetului care intră în labirintul de pori interconectați și fibre ale unui astfel de material, consuma undele sonore de energie la frecarea cu fiecare alte fibre, coliziune între ele și cu pereții labirint de pe balansoar toate fibre „schelet“ material.

Prin urmare, o concluzie importantă - să se asigure că materialul este bine absorbit energia sunetului este necesar pentru ca acesta să fie deschis-poros, de exemplu, vozduhoproduvaemym.

Polistirenul expandat este un material windproof structură celulară, în principal închisă (cu bule de aer în interior). strat de spumă montat pe o suprafață rigidă a unui perete sau tavan, are un mic coeficient de absorbție. În plus, modulul dinamic de elasticitate al spumei. un ordin de mărime mai mare decât cea a materialelor din fibre deschise poros (vezi. Tabelul 1), ceea ce face ca utilizarea sa ca stratul elastic, chiar și în construcțiile de pardoseli flotante și ineficiente.

Este din cauza valorii mari a spumei, este adesea observat acest fenomen, mai ales după dispozitivele de podea plutitoare, cum ar fi podea „apel“. Acest lucru se datorează lipsei de „încărcare“ stratul elastic de spuma lianti de ciment cu nisip. Pentru a obține revendicat reducere producător de spumă 23 dB zgomot de impact construcție podea plutind pe spuma trebuie sa „stabili“ c / n șapa de aproximativ 100 mm și o greutate pe metru pătrat de q / p șapa cel puțin 120 kg. Și dacă adăugăm mărimea și grosimea pardoselii finisaj spuma, apoi înălțimea camerei, putem „fura“ de la ei înșiși nu mai puțin de 150 mm. Nu toate se poate merge gândi, având în vedere că înălțimea medie a plafonului apartamentelor de 2,75 m (gama de înălțimea tavanului apartament este în intervalul de 2,5 -. 3.2 m Mai ales că obține rezultate similare, și de multe ori mai mult, efectul acustic este posibilă prin intermediul altor materiale, de exemplu, țesătură de sticlă laminată (vezi. Figura 3).

Figura 3 - Nivelurile de reducere a zgomotului de impact sub structura podelei pardoseli flotante

Tabelul 1 - Caracteristicile acustice și elastice ale anumitor materiale

Izolat fonic - reducerea nivelului sunetului pe măsură ce trece prin structura de protectie (perete, podea).

Sunetul Eficiența izolației structurii de închidere, în conformitate cu reglementările, este estimat indicele de izolare a sunetului aeropurtat (unele medii structură solidă indice capacitatea de absorbție în domeniul de frecvență de locuințe cel mai tipic - 100-3150 Hz)

Dacă o uniformă acustic proiectează totul este destul de clar - mai grele și mai gros decât placarea, mai mare capacitatea sa de izolare fonica (această afirmație se bazează pe legea fundamentală a acusticii - masa legii), cu mai multe straturi structuri (de exemplu acustic heterogene) nu este atât de simplu .

Eficace în ceea ce privește izolarea fonică, sunt acelea Fațade multistrat, care au în compoziția lor de grele, continuă (fără fisuri și găuri) membrane și o largă, nu sunt separate prin orice straturi suplimentare, întrefierul dintre cochilii grele umplute cu sunet absorbant, material elastic, cu un înalt și joasă. Ie materiale eficiente fonoabsorbant - este o parte integrantă a construcției insonorizate multistrat, fie că este vorba pereți cadru obshivnye sau tavane sau căptușeală suplimentară de izolare.

În rezumat, observăm că, pentru a fi placarea eficientă, din punct de vedere al capacității de izolare fonică, este necesar, cel puțin, pentru a aduce frecvența de rezonanță a vibrațiilor (formula 1), în afara domeniului de frecvență nominală (100 Hz 3150). În practică, pentru structuri stratificate dispoziției menționate pot fi realizate datorită variației valorilor cojilor de masă, este posibil într-o foarte mică măsură datorită modificărilor rigiditatea dinamică a stratului elastic, și o valoare dată a modulului de elasticitate dinamic ca în cazul spumei - singura grosime intermediară (elastice ) strat.

Având în vedere că modulul de spumă dinamic de 6 până la 10 ori mai mare decât grosimea calculată a materialelor fibroase, de exemplu, încadrarea pereților cu o umplutură de spumă întrefierului la capacitatea sa izolată fonic egală cu partiția care conține materialul de umplutură fibros să fie de aproximativ 2,5 3.3 ori mai mult.

Astfel, cu aceeași grosime a stratului elastic de izolare fonica perete despărțitor cadru obshivnoy aeropurtat folosind spuma va fi întotdeauna mai mic decât utilizarea unei materiale poroase deschise fibros. Această concluzie este confirmată, de asemenea, prin intermediul mijloacelor de eliminare acustică partitii noastre protocoale de testare schelet obshivnyh cu diferite materiale de umplere fanta de aer.

Spuma - este un material de mare izolare termică, dar aplicarea ei pentru a crește izolația fonică a desenelor și modelelor de protecție, așa cum, de altfel, și de a crește suprafața de absorbție, mai mult nu sunt justificate. astfel că nu poate fi considerat nu numai un element de design eficient fonoizolante, dar, de asemenea, un material absorbant de sunete.

În cele din urmă, ca o concluzie - nu există materiale rele, este utilizarea lor greșită, inclusiv în practica de construcție.

Eu nu sunt în nici un fel nu doresc să denigreze în nici un fel de material. Spuma ocupă și va ocupa un loc demn în rezolvarea problemelor de izolare termica, dar, încă o dată sublinia aplicarea acesteia în rezolvarea problemelor acustice nepromițător.