Звукопоглощение: коэффициенты звукопоглощения. Звукопоглощение материалов: таблица

В помещениях, где большую долю поверхностей составляют открытый кирпич, штукатурка, кафель, бетон, стекло или металл, всегда слышится длительное эхо. При наличии в таком помещении нескольких источников сигнала: музыкального сопровождения, производственных шумов, беседы людей - происходит наложение прямого звука на его отражение от стен.

Это влечет за собой неразборчивость речи и увеличение уровня шумов в помещении. В большей части ситуаций этот эффект является нежелательным. Например, залы вокзалов и аэропортов, а также большие супермаркеты и вестибюли метро проектируются таким образом, чтобы минимизировать время послезвучия (иначе его называют временем реверберации), так как в противном случае просто невозможно понять содержание объявлений. Также в заданных пределах должна находиться реверберация в театральных, концертных и лекционных помещениях. Увеличенное время реверберации искажает восприятие музыки и речи. Напротив, малое время влечет за собой "сухость" зала и отсутствие глубины звука. Для уменьшения или изменения времени реверберации в отделке помещений используют поглощающие звук материалы и конструкции.

Чтобы предохранить помещение от шума, применяются разнообразные материалы, которые способны создать препятствие на его пути. Выбор их определяется поставленной задачей. В задачу могут входить и звукоизоляция, и звукопоглощение. О них и поговорим.

Звукоизоляция

Цель, которая стоит перед звукоизоляцией, – отражение шумовых волн, с тем чтобы не дать им проникнуть через стену помещения. Специальная структура материалов шумоизоляции воздвигает преграду на пути продвижения волн, которая отражает их. Способность конструкции к звукоизоляции зависит в первую очередь от массы. Чем более массивной и толстой является стена, тем труднее звукам проникнуть в помещение. Для оценки способности ограждающих строительных конструкций к шумоизоляции пользуются такой величиной, как индекс звукоизоляции. Этот параметр измеряется в Дб и должен находиться в пределах 52-60 Дб. Шумоизолирующими считаются плотные материалы. В их числе гипсокартон, кирпич, бетон.

Звукопоглощение

Цель звукопоглощения – поглотить шум, не дав ему отразиться от поверхности обратно в помещение. Оно измеряется таким параметром, как коэффициент звукопоглощения материалов, меняющимся в диапазоне от 0 до 1. Если значение этого коэффициента равно нулю, сигнал отражается от стен в полном объеме. Когда весь шум полностью поглощается, коэффициент равен единице. К материалам с рассматриваемыми свойствами причисляют те, что имеют определенного уровня звукопоглощение. Коэффициенты звукопоглощения у них должны быть более 0,4.

Шумопоглотители бывают следующих групп:

• слоистые конструкции;
• объемные;
• пористые (включая волокнистые);
• пористые с наличием перфорированных экранов;
• резонансные.

Чем выше значение коэффициента, тем выше класс звукопоглощения.

Пористые звукопоглотители

Звукопоглотители пористого типа производят в форме плит из пористых легких материалов, закрепляемых непосредственно на ограждающих поверхностях или на расстоянии от них. Эти материалы производят на основе каолина, пемзы, шлаков, вермикулита, используя в качестве вяжущего вещества цемент, известь или гипс. Эти материалы обладают достаточной прочностью, и их можно применить для уменьшения уровня шума в фойе, вестибюлях, коридорах и на лестничных маршах общественных зданий и промышленных построек.

Волокнистые звукопоглотители

В тех помещениях, где внешний вид звукопоглотителей должен быть более эстетичным, применяются материалы из волокон, обработанные особым способом. В качестве сырья для их изготовления используются минеральная вата, стекловата, а также древесные и синтетические волокна. Такие звукопоглотители имеют вид потолочных и стеновых панелей или элементов криволинейной и объемной формы. На поверхность звукопоглотителей наносятся особые пористые краски, которые могут пропускать воздух, или они покрываются специальными материалами или тканями, также обладающими свойством воздухопроницаемости.

В современном строительстве волокнистые звукопоглощающие панели наиболее востребованы. Они доказали свою эффективность с точки зрения акустики и удовлетворяют возросшим требованиям, которые предъявляются к отделке помещений.

Природа звукопоглощения

Рассеивание энергии акустических колебаний в поглотителях волокнистого типа с выделением тепла (звукопоглощение материалов) имеет несколько причин. Во-первых, из-за вязкости воздуха, которого в межволоконных промежутках содержится достаточно много, колебание воздушных частиц во внутреннем объеме поглотителя сопровождается трением. Во-вторых, присутствует трение воздуха о волокна, имеющие также существенную суммарную площадь поверхности. Далее происходит трение волокон друг о друга, и рассеивается энергия вследствие трения кристаллов волокон между собой. Поэтому на средних и высоких частотах происходит особенно эффективное звукопоглощение. Коэффициенты звукопоглощения материалов находятся в пределах 0,4 …1,0. На низких частотах добиться его труднее.

Отметим, что коэффициент звукопоглощения вычисляется как отношение не поглощенной поверхностью и прошедшей сквозь нее энергии сигнала к полной энергии, которая оказывает действие на поверхность. Для получения справочных данных о шумопоглощении основных строительных материалов служит таблица коэффициентов звукопоглощения. Она приведена ниже.

Таблица. Звукопоглощение, коэффициенты звукопоглощения

Материал	Коэффициент шумопоглощения при 1000 Гц
Плита ДВП	0,40-0,80
Лист перфорированный акустический	0,4-0,9
Фибролит	0,45-0,50
Пеностекло	0,3-0,5
Стена бетонная	0,015
Стекловолокно	0,76-0,81
Стена деревянная	0,06-0,1
Стена кирпичная	0,032
Базальтовое волокно	0,94-0,95

Звукопоглощающие конструкции

Звукопоглощающие материалы волокнистого и пористого типа применяют чаще всего, чтобы улучшить акустические свойства помещений театров, кинотеатров, концертных залов, записывающих студий. Их также применяют, чтобы сделать меньше шум в детсадах, больницах, школах.

Чтобы увеличить шумопоглощение в диапазоне низких частот, должна быть увеличена толщина материалов или запланирован промежуток из воздуха между поглотителем и звукоотражающей конструкцией.

Если на волокнистые звукопоглотители не нанесена краска и на них отсутствует наружный слой ткани, их можно использовать с защитой от повреждений на основе перфорированного материала.

В промежутке между экраном и материалом из волокна помещают воздухопроницаемый холст, чтобы избежать попадания в воздух волокнистых частиц. Звукопоглощающие конструкции, оборудованные перфорированным покрытием, дают возможность получать шумопоглощение неплохого качества на всех частотах. Регулировка частотной характеристики звукопоглощения происходит путем подбора материалов. А также варьированием их толщины, размера и формы, расстоянием между отверстиями. Звукопоглощающие конструкции, оснащенные перфорированным экраном из металла, широко используются как антивандальные покрытия. Одним из современных подобных материалов является "Шуманет Эко".

Лучшие шумопоглощающие материалы. Стекловата

Материал, изготавливаемый на базе стекловолокна, обладающий высокой прочностью и упругостью. Стекловату также выделяет высокая вибростойкость. Поглощение звука стекловатой происходит вследствие наличия в промежутках между волокнами большого количества пустот, заполненных воздухом. Достоинствами стекловаты являются пожаробезопасность, небольшой вес, высокая эластичность, отсутствие гигроскопичности, паропроницаемость, химическая пассивность. Стекловата служит элементом акустических перегородок из рулонов или плит, в качестве одного из слоев многослойных звукопоглощающих конструкций.

Минеральная вата

Минеральная вата является волокнистым материалом, сырьем для которого служат силикатные расплавы горных пород, металлургические шлаки и их смеси.

Достоинства материала: негорючесть, химическая пассивность и, как следствие, отсутствие коррозии на металлах, находящихся в контакте с минеральной ватой. Качество звукопоглощения реализуется за счет хаотичного расположения волокон.

Чтобы получить высокий коэффициент звукопоглощения (от 0,7 до 0,9) во всей полосе частот, используют многослойные конструкции резонансного типа, которые состоят из нескольких параллельных экранов, имеющих различную перфорацию с воздушными промежутками различной толщины.

Материалы "Шуманет Эко"

Представляют собой звукоизоляционный слой, предназначенный для применения в каркасных перегородках, обшивках из листов гипсокартона или конструкциях подвесных потолков. Изготавливаются в виде гидрофобизированных плит из стекловолокна, которое кашируется стеклохолстом. В материале применено инертное связующее вещество на основе акрила, делающее звукопоглощающие панели негорючими.

Особенности помещений большого объема

Нужно учесть, что в помещениях, которые имеют большой объем, эффект уменьшения времени реверберации за счет конструкций добавочного звукопоглощения не столь велик. Такие помещения регулируют время реверберации за счет формы потолков и стен. Например, использование не плоских, а округлых потолков и пилястр разнообразной формы или балконов на стенах делает большим звукопоглощение. Такая форма архитектурных деталей дает возможность получить акустическое поле большей диффузности, что положительно влияет на акустический климат в помещении.

Нужно также отметить, что общее шумопоглощение зала увеличивается при наличии декораций, мягких кресел, занавесей. Это следует принимать во внимание, выбирая отделочные материалы, для того чтобы подобрать звукопоглощение. Коэффициенты звукопоглощения в этом случае будут повышаться.