Многослойная акустическая панель

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для звукопоглощения в закрытых помещениях как составляющая часть конструкции подвесного потолка, так и в качестве свободно подвешиваемых звукопоглощающих кулис. Многослойная акустическая панель содержит каркас и расположенную в его внутренней полости шумопоглощающую вставку. Каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму. На передней стенке имеется щелевая перфорация. Стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками. Коэффициент перфорации передней стенки принимается равным или более 0,25. Шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из, по крайней мере, двух слоев звукопоглощающих плит из звукопоглощающего материала, в каждой из которых под углом α=50-80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия. Оси перфорационных отверстий смежных плит расположены под углом 1,5 α относительно друг друга. Передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм. Отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=l,0-2,0. Отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1-0,15. Отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4-1,0. Технический результат - улучшение звукопоглощающих свойств панели. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для звукопоглощения в закрытых помещениях как составляющая часть конструкции подвесного потолка, так и в качестве свободно подвешиваемых звукопоглощающих кулис.

Известна многослойная акустическая панель по а.с. СССР №600271, Е04В 1/74, 1972 г.(прототип), включающая звукопоглощающие плиты с отверстиями, расположенными под углом к их поверхности, причем плиты расположены с совмещением осей отверстий, образующих непрерывную ломаную линию.

Недостаток данного технического решения являются сравнительно низкие звукопоглощающие свойства.

Технический результат - повышение звукопоглощающих и эксплуатационных свойств панели.

Это достигается тем, что в многослойной акустической панели, содержащей каркас и расположенную в его внутренней полости шумопоглощающую вставку, каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из, по крайней мере, двух слоев звукопоглощающих плит, в каждой из которых под углом α=50÷80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия, причем оси перфорационных отверстий смежных плит расположены под углом 1,5 α относительно друг друга, а передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1÷0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4-1,0.

На фиг.1 схематически показана предлагаемая многослойная акустическая панель, в разобранном виде, на фиг.2 - сечение шумопоглощающей вставки.

Многослойная акустическая панель состоит из каркаса, который выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 1 и задней 2 стенками каркаса панели, каждая из которых имеет П-образную форму, с боковыми ребрами 6, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация 7 и 8, выполненная в виде прямоугольников и расположенная рядами с шириной рядов b₁ и b₂, и расстоянием между ними h₁ и h₂, причем смежные ряды расположены со смещением, а количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное. Коэффициент перфорации принимается равным или более 0,25. Стенки панели 1 и 2 фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками 4 и 5, которые могут быть выполнены с ячейками 9 и иметь П-образную форму.

Между передней 1 и задней 2 стенками каркаса панели расположена шумопоглощающая вставка 3 толщиной «s», которая может быть выполнена цельной из звукопоглощающего материала (не показано) или состоящей из соединенных в пакет звукопоглощающих плит 10, т.е. многослойной (фиг.2).

Шумопоглощающая вставка 3 состоит, по крайней мере, из двух слоев звукопоглощающих плит 10. В каждой из плит под углом α=50÷80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия 11. Оси перфорационных отверстий смежных плит 10 расположены под углом 1,5 α относительно друг друга.

В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих плит 10 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (не показано), например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5÷0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5÷10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10÷20 МПа.

Передняя 1 и задняя 2 стенки каркаса многослойной акустической панели выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1÷0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4-1,0.

Передняя и задняя стенки каркаса многослойной акустической панели могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенной на их поверхностях с одной или двух сторон облицовкой в виде слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики, при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5-3,5).

В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 могут быть использованы плиты из минеральной ваты на базальтовой основе, причем звукопоглощающие плиты 10 по всей своей поверхности облицованы акустически прозрачным материалом, например стеклотканью.

В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30-45%.

В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован материал в виде элементов с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглощающей вставки 3 может быть использован материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3-2,5 мм (не показано).

Многослойная акустическая панель работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 1 и шумопоглощающую вставку 3, падает на стенку 2. Частично отраженные звуковые волны от стенки 2 попадают снова на шумопоглощающую вставку 3. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор шумопоглощающего материала. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа Э3-100, расположенная между шумопоглощающей вставкой 3 и стенками 1 и 2.

Звуковые волны, распространяясь по перфорационным каналам 11 по направлению ломаной линии, многократно изменяют свое направление, увеличивая активную поверхность звукопоглощающего материала звукопоглощающих плит 10 и эффективность работы акустической панели в целом.

Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах различных отраслей народного хозяйства, а также мобильных транспортных средств и средством защиты окружающей среды от шумов.

1. Многослойная акустическая панель, содержащая каркас и расположенную в его внутренней полости шумопоглощающую вставку, каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация, стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, отличающаяся тем, что коэффициент перфорации передней стенки принимается равным или более 0,25, шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из, по крайней мере, двух слоев звукопоглощающих плит из звукопоглощающего материала, в каждой из которых под углом α=50-80° к их поверхности выполнены перфорационные отверстия, причем оси перфорационных отверстий смежных плит расположены под углом 1,5 α относительно друг друга, а передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или толщиной 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0-2,0, отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1-0,15, отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4-1,0.

2. Многослойная акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что передняя и задняя стенки каркаса выполнены с нанесенной на их поверхностях с одной или двух сторон облицовкой в виде слоя мягкого вибродемпфирующего материала - мастики, при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5-3,5).

3. Многослойная акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что звукопоглощающий материал - плита из минеральной ваты на базальтовой основе, по всей поверхности облицованная акустически прозрачным материалом - стеклотканью.

4. Многослойная акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что звукопоглощающий материал выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала - пеноалюминия или камня ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30-45%.

5. Многослойная акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал в виде элемента с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас - проволочный каркас.

6. Многослойная акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал в виде крошки из твердого вибродемпфирующего материала - полиуретана, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3-2,5 мм.