7. 5.1.3 Шумовиброзащитные конструкции

В основу дей­ствия всех средств защиты от шума положены три основных принципа: отражение, поглощение звука (вибрации) или их комбинация (Прил. 4).

По принципу действия средств шумовиброзащиты выделяют:

• звукоизоляцию, которая основана на отражении звуковых волн от плоской массивной протяженной преграды. Основные звукоизолирующие конструкции – звукоизолирующие капоты (кожухи), перегородки, кабины;

• звукопоглощение, основанное на поглощении звуко­вых волн при их падении на плоскую, мягкую, пористую или во­локнистую поверхность. Основная конструкция – звукопогло­щающая облицовка в замкнутых объемах (помещениях, капотах и т.д.);

• виброизоляцию (англ. vibration–isolation) – это способность препятствия изолировать конструкцию (оборудование, механизм и т. п.) путем отражения и поглощения волн колебательной энергии, распространяющихся от работающего механизма. Численно виброизоляция оценивается ослаблением колебаний в защищаемом объекте после установки препятствия между точкой приема и районом расположения источника;

• вибродемпфирование, основанное на поглощении вибрации в вибродемпфирующих покрытиях, которые снижают как амплиту­ду колебания демпфируемой пластины, так и ее звукоизлучение. Вибродемпфирующие покрытия бывают мягкими, жесткими и комбинированными.

Эффективное использование перечисленных средств защиты от шума возможно только в комплексе. Например, для снижения наружного шума автомобиля применяются глу­шители на выхлопе и всасывании двигателя внутреннего сгорания (ДВС), звукоизолирующий капот на ДВС, установка АЭ на эле­ментах капота и на шумящих агрегатах, установка двигателя на резинометаллических виброизоляторах, демпфирование металлических конструкций и пр. Такой комплекс защитных уст­ройств позволяет ослабить шум на 20-25 дБА. В то же время опыт использования супершумозаглушенных передвижных компрес­сорных станций (ПКС) (именно к этим агрегатам предъявляются особенно строгие требования по шумоглушению) показывает, что в них внешний шум удается снизить до 30-35 дБА за счет допол­нительных затрат, которые могут достигать 40% стоимости ПКС.

По назначению звукоизолирующие конструкции условно мож­но разделить на легкие и тяжелые. Легкие конструкции изготавли­ваются из стали, пластмасс, дерева и предназначены для ограж­дающих конструкций транспортных средств, строительных машин и установок, а также внутренних ограждений в зданиях. Тяжелые конструкции изготавливаются из кирпича, бетона и используются для сооружения зданий. Расчет каждого из перечисленных видов конструкций имеет свои особенности.

По закону масс звукоизоляция возраста­ет на 6 дБ с каждым удвоением массы ограждающей поверхно­сти или частоты. Отступление от закона масс наблю­дается на низких частотах и в области высоких частот в результате имеющих место резонансов (рис. 7.19).

Звукоизоляцию (ЗИ) легкой одностенной конструкции можно рас­считать по приближенной формуле

ЗИ = 201gGf - 60,

где G – поверхностная масса, кг/м², G = ρh; f – среднегеометрическая частота; ρ – удельная масса ограждения, кг/м³; h – толщина ограждения, м.

Рис. 7.19 Теоретическая (по закону масс, 1) и экспериментально измеренная (2)

частотные характеристики звукоизоляции одностенного ограждения

Расчет тяжелых ограждающих конструкций, звукоизоляция которых в меньшей степени следует закону масс, выполняется графоаналитическим методом. Для практического использования в табл. 7.16 приведены частотные характеристики звукоизоляции некоторых распространенных одностенных конструкций.

Таблица7.15. Звукоизоляция одностенных конструкций

Материал	Толщина, мм	ЗИ, дБ, в октавных полосах частот, Гц
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Алюминиевый лист	1	8	11	10	10	18	23	25	30
Стальной лист	1.5	9	14	21	27	32	37	43	42
Древесно-стружечная плита	20	14	17	18	25	30	26	32	38
Кирпичная кладка, оштукатуренная с двух сторон	125	30	36	37	40	46	54	57	59
Стекло	6	17	11	24	28	32	27	35	39
Плита железобетонная	100	32	37	36	45	52	59	62	63

Звукоизоляция увеличивается при создании двустенных кон­струкций, введении звукопоглощения в воздушный промежуток, вибродемпфировании металлических ограждающих конструкций.

Звукоизоляция ухудшается при наличии в ограждающей кон­струкции щелей, отверстий и проемов, которые следует закрывать или герметизировать. Нельзя допускать соприкосновения звуко­изолирующей конструкции с вибрирующими деталями, что резко снижает эффективность звукоизолирующих ограждений.

Звукопоглощение применяется для снижения отраженной звуковой энергии в замкнутых помещениях и объемах. Эта мера направлена на снижение внутреннего шума, излучаемого ограж­дающими конструкциями в окру­жающую среду. Элемент звукопо­глощающей конструкции показан на рис. 7.20.

Обычно звукопоглощающее по­крытие располагается на потолке или стенах помещения. В качестве звукопоглощающего материала при­меняются поролон, различные во­локнистые материалы. Перфориро­ванный лист обычно имеет площадь перфорации 25-50%. Площадь звукопоглощения колеблется от 10 до 70% в зависимости от назначения помещения и требуемых акустических характеристик.

Рис. 7.20. Элемент звукопоглощающей облицовки: 1 – потолок (стена);

2 – звукопоглощающий материал; 3 – тонкая пленка; 4 – перфорированный лист

Эффективность звукопоглощения зависит от двух основных факторов: площади звукопоглощающих конструкций и эффектив­ности звукопоглощающего материала.

Звукопоглощение особенно эффективно на высоких частотах и тем больше, чем больше площадь помещения, облицованного звукопоглощающим материалом, и ближе коэффициент звукопоглощения последнего к единице.