звукопоглощающая ячеистая конструкция

Формула изобретения

1. Звукопоглощающая ячеистая конструкция, содержащая многоячеистый каркас с ребрами и поперечинами, отличающаяся тем, что каждая ячейка каркаса изготовлена в виде прямоугольного параллелепипеда, фронтальная проекция которого выполнена в виде квадрата с одинаковой толщиной ребер и поперечин, ячейки в шахматном порядке заполнены звукопоглощающим материалом на глубину, не превышающую половины толщины каркаса, заподлицо только с одной поверхностью каркаса поочередно с лицевой и тыльной.

2. Звукопоглощающая ячеистая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что размеры ячейки каркаса удовлетворяют условиям:

где Н - толщина каркаса, т.е. глубина ячейки;

L - поперечный размер ячеек каркаса;

h - глубина заполнения ячейки звукопоглощающим материалом;

- толщина ребер и поперечин каркаса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства строительных изделий и предназначено для использования при строительстве промышленных и гражданских зданий с внутренними источниками шума и для внесения добавочного звукопоглощения в помещения с повышенными требованиями по акустике. Изобретение также может быть использовано в каналах, воздуховодах, шахтах для снижения шума, распространяющегося по ним.

Известная звукопоглощающая панель из пористого материала преимущественно для обшивки внутренней поверхности ограждающих конструкций не обладает необходимыми звукопоглощающими свойствами в области низких частот (авторское свидетельство СССР № 344087, МПК Е 04 С 2/46, опублик. 1972, бюл. № 21).

Известны конструкции на основе волокнистых звукопоглощающих материалов (И.И. Боголепов. Промышленная звукоизоляция. Л.: Судостроение, 1986, с. 301-303; Справочник по технической акустике. Л.: Судостроение 1980, с. 320).

Недостатком таких звукопоглощающих конструкций является необходимость их расположения на некотором расстоянии от акустически жесткой стенки, что требует дополнительных крепежных элементов, а также оптимального подбора этого расстояния.

Вторым существенным недостатком таких звукопоглощающих конструкций при их расположении непосредственно на стенке является необходимость исполнения панели из нескольких слоев с разной плотностью набивки.

Известна звукопоглощающая панель, поверхность которой выполнена в виде клиньев (треугольных призм) из звукопоглощающих материалов (И.И. Боголепов. Промышленная изоляция. Л.: Судостроение, 1986, с. 336, рис.9.14).

Недостатком данной звукопоглощающей панели является сложность изготовления поверхности в виде клиньев и большая толщина конструкции.

Известна звукопоглощающая конструкция, содержащая многоячеистую раму с ребрами и поперечинами (Авторское свидетельство СССР № 787589, МПК Е 04 В 1/82, опублик. 1980, бюл. № 46, прототип).

Недостатком этой конструкции является ее громоздкость и узость применения, т.к. она предназначена для использования только при известном направлении шума и практически не пригодна для промышленных и гражданских зданий.

Данное изобретение устраняет указанные недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента звукопоглощения в области низких частот, технологичность изготовления, возможность звукопоглощения при любом направлении потока звуковой энергии, снижение амплитуды отраженной звуковой волны.

Технический результат достигается тем, что звукопоглощающая конструкция содержит многоячеистый каркас с ребрами и поперечинами, каждая ячейка каркаса изготовлена в виде прямоугольного параллелепипеда, фронтальная проекция которого выполнена в виде квадрата с одинаковой толщиной ребер и поперечин, ячейки в шахматном порядке заполнены звукопоглощающим материалом на глубину, не превышающую половины толщины каркаса, заподлицо только с одной поверхностью каркаса (лицевой или тыльной). Размеры ячейки каркаса удовлетворяют условиям:

где Н - толщина каркаса,

L - поперечный размер ячеек каркаса,

h - глубина заполнения ячейки звукопоглощающим материалом,

- толщина ребер и поперечин каркаса.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-3.

На фиг.1 представлена фронтальная поверхность звукопоглощающей ячеистой конструкции, где: 1 - ячейка, заполненная звукопоглощающим материалом заподлицо с тыльной стороной каркаса, 2 - ячейка, заполненная звукопоглощающим материалом заподлицо с лицевой стороной, 3 - ребра и поперечины каркаса одинаковой толщины (обозначение на фиг.1 не приведено, т.к. поперечины и ребра изображены в виде линий), L - поперечный размер ячеек (сторона квадрата).

На фиг.2 представлен разрез каркаса звукопоглощающей ячеистой конструкции, где 1, 2, 3 - те же элементы, что и на фиг.1, 4 - слой звукопоглощающего материала, h - глубина заполнения ячейки звукопоглощающим материалом, Н - толщина каркаса (глубина ячейки).

На фиг.3 представлена зависимость коэффициента звукопоглощения ячеистой конструкции от частоты при различном заполнении ячеек звукопоглощающим материалом.

Вариант 1, кривая 5 - изменение коэффициента звукопоглощения при заполнении ячеек звукопоглощающим материалом только с тыльной стороны каркаса.

Вариант 2, кривая 6 - изменение коэффициента звукопоглощения при заполнении ячеек только с лицевой стороны каркаса.

Кривая 7 - изменение коэффициента звукопоглощения при заполнении ячеек в шахматном порядке (поочередно заподлицо с тыльной и лицевой сторонами звукопоглощающим материалом) на глубину h, не превышающую половины толщины каркаса (глубины ячейки H).

Звукопоглощающая конструкция толщиной H состоит из ячеек 1, 2, образующих каркас, и заполняющего эти ячейки звукопоглощающего материала 4 толщиной h<H/2. Каждая ячейка заполняется звукопоглощающим материалом 4 только с одной стороны заподлицо с поверхностью конструкции. Лицевая 2 и тыльная 1 сторона каркаса заполняются звукопоглощающим материалом в шахматном порядке таким образом, что в смежных ячейках 1, 2 звукопоглощающий материал 4 находится с разных сторон конструкции (лицевой и тыльной). Благодаря этому имеет место разность фаз коэффициента отражения от смежных ячеек конструкции и при условии, что данная разность фаз заключена в интервале от /2 до 3/2, эффект звукопоглощения дополняется пассивной взаимной компенсацией амплитуды отраженной звуковой волны, что эквивалентно увеличению звукопоглощения.

Поперечный размер ячеек L должен быть порядка толщины конструкции Н.

Толщина каркаса (глубина ячейки) Н для звукового диапазона частот составляет 10-15 см.

Толщина стенок каркаса 3 составляет от 1 до 5% поперечника ячейки L.

Изменение толщины стенок каркаса и изменение (глубины ячейки) толщины каркаса Н сверх пределов, указанных выше, приводит к уменьшению коэффициента звукопоглощения ячеистой конструкции.