Звукопоглощающие материалы: виды, характеристики и применение

alexxlabРазное
Как работают звукопоглощающие материалы. Какие виды существуют. Основные характеристики и области применения. Как выбрать подходящий звукопоглотитель.

Содержание

Что такое звукопоглощающие материалы

Звукопоглощающие материалы — это специальные материалы, предназначенные для поглощения звуковых волн и снижения уровня шума в помещениях. Они преобразуют звуковую энергию в тепловую, тем самым уменьшая отражение звука от поверхностей.

Основная характеристика звукопоглощающих материалов — коэффициент звукопоглощения. Он показывает, какую долю падающей звуковой энергии поглощает материал. Чем выше коэффициент, тем эффективнее звукопоглощение.

Виды звукопоглощающих материалов

Существует несколько основных видов звукопоглощающих материалов:

  • Пористые материалы (минеральная вата, стекловолокно, пенополиуретан)
  • Мембранные поглотители
  • Резонансные поглотители
  • Комбинированные конструкции

Какой из них выбрать? Это зависит от конкретной задачи по звукопоглощению и условий эксплуатации.


Пористые звукопоглощающие материалы

Самый распространенный вид звукопоглотителей — пористые материалы. Принцип их действия основан на трении воздуха в порах, что приводит к рассеиванию звуковой энергии.

К пористым материалам относятся:

  • Минеральная вата
  • Стекловолокно
  • Базальтовое волокно
  • Пенополиуретан
  • Меламиновая пена

Пористые материалы эффективны в широком диапазоне частот, особенно средних и высоких. Их коэффициент звукопоглощения может достигать 0.9-0.99.

Мембранные звукопоглотители

Мембранные поглотители представляют собой тонкие панели (например, из фанеры), за которыми находится воздушная полость. При попадании звуковой волны панель начинает колебаться, превращая звуковую энергию в механическую.

Мембранные конструкции эффективны на низких частотах. Их часто комбинируют с пористыми материалами для расширения диапазона поглощения.

Резонансные звукопоглотители

Резонансные поглотители работают по принципу резонанса Гельмгольца. Они представляют собой полости с узким горлом. Воздух в горле колеблется как поршень, рассеивая звуковую энергию.


Резонансные конструкции позволяют добиться высокого звукопоглощения на определенных частотах. Их часто применяют для борьбы с низкочастотным шумом.

Характеристики звукопоглощающих материалов

Основные характеристики звукопоглощающих материалов:

  • Коэффициент звукопоглощения
  • Частотная характеристика поглощения
  • Плотность
  • Толщина
  • Пожаробезопасность
  • Экологичность

При выборе звукопоглотителя важно учитывать все эти параметры в комплексе.

Применение звукопоглощающих материалов

Звукопоглощающие материалы широко применяются в различных областях:

  • Акустическая отделка помещений (студии, театры, кинозалы)
  • Шумоизоляция жилых и офисных помещений
  • Звукоизоляция промышленного оборудования
  • Акустическая обработка транспортных средств
  • Снижение шума в вентиляционных системах

Правильно подобранные звукопоглотители позволяют значительно улучшить акустику помещений и снизить уровень шума.

Как выбрать звукопоглощающий материал

При выборе звукопоглощающего материала необходимо учитывать следующие факторы:


  • Спектр шума, который нужно подавить
  • Требуемый уровень звукопоглощения
  • Условия эксплуатации (влажность, температура)
  • Требования пожарной безопасности
  • Экологичность
  • Бюджет

Для сложных задач рекомендуется обратиться к специалистам по акустике для проведения акустических расчетов и подбора оптимального решения.

Монтаж звукопоглощающих материалов

Правильный монтаж звукопоглотителей очень важен для достижения максимального эффекта. Основные способы монтажа:

  • Приклеивание
  • Крепление на каркас
  • Натяжные конструкции
  • Свободная укладка (для рулонных материалов)

При монтаже важно обеспечить плотное прилегание материала к поверхности и отсутствие щелей. Это позволит избежать снижения эффективности звукопоглощения.

Заключение

Звукопоглощающие материалы — эффективное средство для улучшения акустики помещений и борьбы с шумом. Правильный выбор и грамотное применение звукопоглотителей позволяет создать комфортную акустическую среду в любом помещении.

При необходимости решения сложных акустических задач рекомендуется обращаться к профессионалам для проведения акустических расчетов и подбора оптимальных материалов.



Звукопоглощающие материалы — Словарь терминов | ПластЭксперт

Звукопоглощающие материалы

Понятие и общие сведения

Группа полимерных и прочих материалов, которые преобразуют колебательную энергию звуковых волн в тепловую энергию называются звукопоглощающими материалами. Условно такие материалы по типу их применения подразделяют на:

1. Непосредственно звукопоглощающие.

2. Звукоизоляционные.

3. Вибропоглощающие.

Непосредственно звукопоглощающий материал применяется в качестве поглотителей звуков при отделке внутренних стен, пола и потолков комнат и других полостей, в частности воздуховодов.

Характеристикой звукопоглощения такого материала является акустическое или волновое сопротивление, обозначаемое Z0. Оно является отношением показателя звукового давления бегущей волны звука к величине скорости колебаний в любом месте среды. Импеданс или акустическое сопротивление слоя материала, другую важную характеристику звукопоглощения для слоя заданной толщины находят по формуле:

Za = Z0*cth(g0)*d,

здесь Za – указанное акустическое сопротивление слоя, g0 – постоянная, зависящая от плотности и объемной пористости вещества, d – толщина слоя.

Исходя из значения импеданса находят коэффициент звукопоглощения (КЗП) данного вещества:

a = (Za-1)/(Za + 1)

Этот коэффициент равен отношению количества энергии, которую поглотил данный материал, к сумме всей энергии, поступившей на поверхность материала. 

Технические характеристики

Наиболее распространенными на сегодняшний день в строительстве и индустрии являются пористо-волокнистые материалы из стекловолокна и минеральных волокон на основе базальта, гранита, диабаза и других природных минералов. Плотность таких материалов, как правило, не превышает 70 кг/куб. м, а коэффициент звукопоглощения при частотах от 500 до 1000 Гц равен величине от 0,7 до 0,85.

 


Рис.1. Современная многослойная звукоизоляция

Стекло- и минераловолокнистый материал используются также в комплексе с перфорированным листовым покрытием или экраном. В этом случае минеральные или стеклянные волокна укладываются слоями, пропитываются полимерным связующим и уплотняются. Таким образом изготавливают волокнистые плиты. Их плотность составляет от 80 до 130 кг/куб.м, акоэффициент звукопоглощения находится в интервале от 0,65 до 0,75.

Самые большие коэффициенты звукопоглощения имеют волокнистые материалы, волокна которых имеют диаметр от 2 до 8 микрон. 

Применение звукопоглощающих материалов

Непосредственно или собственно звукопоглощающие

Различие между собственно звукопоглощающим материалом и, например, звукоизоляционным в современной практике почти нет. Как правило, и тот и другой термин применяется для одних и тех же областей применения, причем «звукоизоляционный материал» используется чаще.

Собственно звукопоглощающие материалы применяются для облицовки помещений, труб, коробов и т.д. Обычно такая изоляция состоит из слоя однородного закрыто- или открыто пористого материала, монтирующегося либо прямо на изолируемой поверхности, либо через небольшое расстояние от нее с целью создания дополнительного воздушного зазора. В качестве звукопоглощающих материалов применяют как листовые, чаще всего экструдированные полимерные изделия (листы, рулоны и пленки), так и штучные изделия, например отформованные плиты, собранные панели, блоки и т.д.

Звукоизоляционные

Назначение звукоизоляционного материала заключается в изоляции зданий и конструкций от звуковых волн различного происхождения. Нежелательные звуки могут появляться от внешних воздействий, перемещения воздушных масс, ударов и колебательных явлений. Звукоизоляционные материалы применяют для заполнения пустот и полостей, а также перегородок в различных слойных композитных конструкциях. Характеристики подобных композитов находятся в зависимости от упругости его«скелета» и количества воздуха в порах материала. Такие конструкции имеют небольшие значения динамического модуля упругости, обозначаемого Ед. По значению этого модуля материалы делят на три типа:

1.Пористо-волокнистые композиты, которые в свою очередь подразделяют на полужесткие и жесткие. Их значение плотности находится в диапазоне от 75 до 175 кг/куб.м, а модуль упругости Ед менее 1 МПа.

Такие материалы производят с использованием минеральных, стеклянных волокон и волокон из другого сырья. Они выпускаются в форме плит, рулонов, матов как в виде сплошных покрытий, так и многослойных покрытий для полов, потолков и перегородок.

2.Пористо-губчатые материалы с Ед равным от 1 до 5 МПа.

Эти звукоизоляционные материалы выпускают из различных пористо-губчатых вспененных полимеров, пористой резины. Они используются для таких же назначений, как и пористо-волокнистые композиты. Выпускается пористо-губчатый материал в форме полос и отдельных прокладок для звукоизоляции конструкций, перегородок и перекрытий.

3.Сыпучие звукоизоляционные материалы с Ед равным от 5 до 15 МПа.

Подобные материалы производят с применением цементного или металлургического шлака в качестве сырья. Так же используется керамзит и даже песок.

Сыпучий звукоизоляционный материал применяют для засыпания в полости многослойных конструкций, таких как межэтажные перекрытия, полые перегородки.

Вибропоглощающие

Такие звукопоглощающие материалы характеризуются высокой демпфирующей способностью. Эксплуатационные свойства таких поглотителей определяются потерями энергии, которая рассеивается при наложении динамической деформации, т.н. релаксационные потери. Вибропоглощающие материалы имеют высокие значения динамического модуля упругости Ед, а также коэффициентом звуковых потерь, составляющим от 0,5 до 0,7. Такие материалы производят главным образом из модифицированных полимерных смол (эпоксидных или поливинилхлоридных). Эти смолы наполняют пластифицированным ПВХ или поливинилацетатными эмульсиями и резинами.

Модифицированные эпоксидные смолы в случае невысоких температур эксплуатации имеют значения динамического модуля упругости до 103 МПа. В данном случае смолы находятся в стеклообразном состоянии. В случае высоких значений температур и в высокоэластичном состоянии значение Ед падает до 0,1-1,0 МПа. При этом коэффициент звуковых потерь находится в зависимости от частоты звуковых волн и рабочей температуры. Он достигает наивысшего показателя в точке фазового перехода полимерной смолы из стеклообразного в высокоэластичное состояние. Для того, чтобы расширить область температур применения таких вибропоглощающих материалов в полимерную матрицудобавляют пластификаторы и прочие аддитивы. 

Современные виды популярных звукопоглощающих материалов

Для качественного подбора звукопоглощающего материала нужно сформулировать четкое техническое задание, учитывающее от каких именно видов звуковых волн необходимо защитить поверхность, важны также качество и структура самой защищаемой поверхности.

Для стенок небольшой толщины, имеющие некоторую упругость хорошо подходят звукоизоляционные мембраны, обладающие достаточно высокой способность к звукопоглощению. Как правило, такие материалы выпускаются в рулонах. Мембранные звукоизолирующие материалы имеют композитную основу в виде арагонита с эластомерным связующим. Достоинствами такого материала являются хорошая растяжимость, экологическая безопасность, термостойкость и долговечность.

Широко распространены звукоизолирующие панели, которые состоят из набора слоев разных материалов, в сумме дающие повышенный звукопоглощающий эффект. Такие материалы появились относительно недавно, но быстро освоились на рынке из-за простоты установки и хорошей эффективности. Такая панель может состоять, например из гофрокартонаи минерального наполнителя, а также из многих других материалов, в том числе полимерных.

 


Рис.2. Простейшая изоляция минеральной ватой

По-прежнему актуальны минераловатные звукопоглощающие материалы, в частности минераловатные плиты на основе стекловолокна, базальтового и др. волокна и полимерных связующих. Кроме того, на рынке постоянно появляются новые типы звукоизоляции, некоторые из которых завоевывают свои ниши, другие со временем исчезают.


Звукопоглощение материалов, виды шумов и звукоизоляция

Вы решили улучшить акустический климат в своем жилье и первый вопрос, который возникает: что Вам необходимо, звукоизоляция или звукопоглощение? Как оказалось многие путают эти два понятия. Итак, давайте разберемся в этих двух совершенно разных понятиях.

ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЕ

Как мы помним из курса физики звуковые волны исходя от источника звука, часть проходит сквозь поверхность, а часть отражается от различных поверхностей. В итоге отраженный звук накладывается на прямой звук, в результате чего получается отзвук или ревибрация. И вот чтобы не возникало отзвука и чтобы добиться чистоты звука и нужно звукопоглощение.

Звукопоглощение – это отделка помещения звукопоглощающими материалами, для поглощения звуковых волн.

Основным измерением звукопоглощения является коэффициент звукопоглощения поверхностей. Коэффициент звукопоглощения показывает долю звуковой энергии, которая осталась в звукопоглощающем материале, по отношению к общей энергии звуковой волны. Звупоглощающие материалы имеют коэффициент близкий к 1.


Звукопоглощение очень актуально для звукозаписываемых студий, когда источник звука находится в том же помещении.

Со звукопоглощением мы разобрались, давайте теперь разберемся со звукоизоляцией.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ

Если звукопоглощение актуально для помещения внутри, то задачей звукоизоляции является снижение уровня шума извне или для того чтобы звук из Вашего помещения не приносил дискомфорта другим. От внешнего шума нас отделяют стены, перекрытия, окна, двери и для усиления этих конструкций используются звукоизолирующие материалы (минеральные плиты, резины и др.). Для звукоизоляции окружающих от Вашего шума необходимо использовать не только звукоизоляционные материалы, но и звукопоглощающие, для уменьшения силы звука.

Таким образом, звукоизоляция – некий барьер, который мешает распространению шуму.

Итак, что такое звукоизоляция мы выяснили, давайте теперь разберемся, что такое шум и какие виды шума есть.

ШУМ И ЕГО ВИДЫ

Шум — сочетание звуковых волн различных по силе и частоте, которые оказывают воздействия на организм.

Шум подразделяется на несколько видов шума:

— Ударный шум – шум, возникающий при ударах. В результате удара возникают колебания, которые передаются на стены и перекрытия. Данный вид шума передается на далекие расстояния, так как колебания распространяются по смежным стенам и перекрытиям.

Примеры ударного шума: стук молотка, перфораторные работы, перемещение мебели.

— Воздушный шум – шум, который распространяется по воздуху. Звуковые колебания передаются по воздуху и, сталкиваясь со стенами и перекрытиями, частично гасятся и то какие звукоизоляционные материалы применяются, зависит громкость шума, который доходит до Вас.

Примеры воздушного шума: лай собаки, громкий голос.

Структурный шум – шум, возникающий при передаче вибраций.

Примеры структурного шума: трубы, вентиляция.

Акустический шум, чаще всего под видом этого шума понимается эхо, возникающее в необустроенных помещениях.

Для улучшения качества жизни и были придуманы звукоизоляционные материалы и целые конструкции звукоизоляции.

ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛА И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Звукоизоляционные материалы – материалы, которые отражают звуковые волны, мешая дальнейшему их распространению. Примеры звукоизоляционных материалов: кирпич, бетон, резина, минеральные плиты, пенополиуретан, пенополистерол.

Звукоизолирующая способность материалов оценивается значением индекса звукоизоляции и измеряется в децибелах. Оптимальный диапазон индекса звукоизоляции находится в пределах 52-65 Дб. Так, например, у минеральной плиты коэффициент звукоизоляции 54-62 Дб, а у пенополистерола 39-41 Дб. Также для звукоизоляционных материалов рассчитываются индекс снижения шума. Ниже приведена сравнительная таблица по материалам и индексу снижения шума.

Материал

Индекс снижения по воздушному шуму, Дб

Индекс снижения по ударному шуму

Минеральная плита

23

34

Пенополистирол

11

25

Пенополиуретан

13

21

Пробка

—

20

Изолон

14

18

Из вышеприведенной таблицы видно, что самым лучшим звукоизолирующим материалом является минеральная плита.

Каждый из материалов по-разному справляется с тем или иным видом шума. Давайте подробнее рассмотрим какой звукоизоляционный материал с каким видом шума лучше справляется.

Матерал

Воздушный шум

Ударный шум

Структурный шум

Акустический шум

Минеральная плита

хорошо

отлично

удовлетворительно

отлично

Пенополиуретан

плохо

хорошо

удовлетворительно

удовлетворительно

Пенополистерол

плохо

хорошо

плохо

плохо

Пробка

плохо

хорошо

плохо

удовлетворительно

Изолон

удовлетворительно

отлично

удовлетворительно

хорошо

Анализируюя вышесказанное, мы видим, что минеральная плита является самым оптимальным звукоизолирующим материалом. Вторым по звукоизоляционным свойствам идет изолон и пенополиуретан. А вот если дополнить пенополиуретан другим звукоизоляционным материалом, то он сможет составить конкуренцию минеральной плите, а может и превысить ее показатели. Одним из самых худших звукоизоляционных материалов получился пенополистирол. В качестве звукоизолятора его необходимо использовать в комбинации с другими материалами. Учитывая все эти показатели, производители входных дверей, где используются различные наполнители отличные от минеральной ваты, увеличивают толщину материалов, для более эффективной звукоизоляции. Более подробно ознакомиться с каждым видом материала можно в нашей стать: Наполнители для входных стальных дверей.

И чтобы улучшить показатели отдельных видов звукоизоляционных материалов начали применять различные звукоизоляционные конструкции.

Данные конструкции разрабатываются из нескольких материалов разной плотности и структуры и рассчитаны на более широкий частотный диапазон звуковых волн. Если соблюдается герметичность и жесткие связи с иными ограждающими конструкциями, эффективность звукоизоляционной конструкции будет значительно выше, чем у звукоизоляционного материала при этом сама звукоизоляционные конструкция будет обладать меньшей толщиной.

Примером звукоизоляционных конструкций служат стальных дверях Торекс в серии Ultimatum. Благодаря тому, что в качестве наполнителя используются комбинировнные наполнители в разы повышается индекс звукоизоляции. Так, например, в серии Ultimatum применяется многослойная система заполнения полотна двери. Основным наполнителем является минеральная вата высокой плотности и несколько слоем изолона, что значительно увеличило показатели звукоизоляции и теплоизоляции. С вопросами теплоизоляции Вы можете ознакомиться в нашей статье: Теплоизоляция и теплоизоляционные материалы.

Благодаря этим конструкциям происходит снижение уровня различного шума из подъезда. Однако стоит отметить, что 100% звукоизоляции не будет, так как большая часть шума передается по стенам и перекрытиям.

Приходите к нам в салоны и наши профессиональные менеджеры подберут для Вас самую оптимальную модель входной, которая защитит от лишнего шума.

Двери Вивальди

Рекомендуемые статьи

Конструкция двери противопожарной металлической (ДПМ)

Основные особенности конструкции противопожарной металлической двери Для выполнения своего прямого назначения противопожарная дверь должна обладать определенными…

Читать