Научная статья на тему 'Проектирование звукоизоляции слоистых вибродемпфированных панелей на основе гипсоволокнистых листов'

Проектирование звукоизоляции слоистых вибродемпфированных панелей на основе гипсоволокнистых листов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
245
97
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
СЛОИСТЫЕ ВИБРОДЕМПФИРОВАННЫЕ ПАНЕЛИ / КОЭФФИЦИЕНТ ПОТЕРЬ / LOSS RATION / ГИПСОВОЛОКНИСТЫЕ ЛИСТЫ / ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ / LAMINATED VIBRODAMPING PANELS / GYPSUM-FIBER BOARDS / SOUND INSULATION

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кочкин А. А.

Рассматривается влияние коэффициента потерь, модуля упругости, толщины вибродемпфирующего слоя и гипсоволокнистых листов на звукоизоляцию слоистых вибродемпфированных панелей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Кочкин А. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DESIGN OF SOUND INSULATION FOR LAMINATED VIBRO-DAMPING PANELS BASED ON GYPSUM-FIBER BOARDS

The article overviews the influence of the loss ratio, modulus of elasticity, thickness of vibro-damping layer and gypsum-fiber boards on the sound insulation of laminated vibrodamping panels.

Текст научной работы на тему «Проектирование звукоизоляции слоистых вибродемпфированных панелей на основе гипсоволокнистых листов»

3/2011_МГСу ТНИК

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ СЛОИСТЫХ ВИБРОДЕМПФИРОВАИИЫХ ПАНЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ гипсоволокнистых ЛИСТОВ

DESIGN OF SOUND INSULATION FOR LAMINATED VIBRO-DAMPING PANELS BASED ON GYPSUM-FIBER BOARDS

A.A. Кочкин A.A. Kochkin

ВоГТУ

Рассматривается влияние коэффициента потерь, модуля упругости, толщины вибродемпфирующего слоя и гипсоволокнистых листов на звукоизоляцию слоистых вибродемпфированных панелей.

The article overviews the influence of the loss ratio, modulus of elasticity, thickness of vibro-damping layer and gypsum-fiber boards on the sound insulation of laminated vibro-damping panels.

Во многих случаях повышение звукоизоляции ограждений является наиболее рациональным способом снижения шума, проникающего в помещения из смежных объемов и из окружающей здание внешней среды.

Как правило, снижение шума за счет звукоизоляции в большинстве случаев приводит к увеличению массы звукоизолирующих конструкций и как следствие происходит удорожание строительства. В этой связи традиционные внутренние и наружные звукоизолирующие ограждения, выполняемые из тяжелых строительных материалов, являются весьма неэффективными с точки зрения экономики. Требуется разработка новых конструкций, обладающих необходимой звукоизоляцией и имеющих при этом меньшую по сравнению с традиционными ограждениями поверхностную плотность. К ним относятся легкие ограждения из слоистых элементов. В настоящее время такие конструкции широко применяются в практике строительства в качестве наружных свегопрозрачных и внутренних, разделяющих помещения, ограждений. Выполненные нами исследования показали, что подобные конструкции при целенаправленном их проектировании и усовершенствовании можно эффективно использовать в качестве звукоизолирующих ограждений [1].

Эффективность слоистых конструкций существенно повышается при использовании в их составе слоев из вибродемпфирующих материалов, повышающих конструкционные коэффициенты потерь в ограждениях. Слоистые вибродемпфированные панели (СВДП) представляют собой два и более жестких листа (стекла, металла, гипсо-картона, гипсоволокна, фанеры, ЦСП, ОСП и др.) соединенных между собой промежуточными вибродемпфирующими материалами.

В отличие от традиционных конструкций, применяемых для целей звукоизоляции, данные ограждения имеют высокий конструктивный коэффициент потерь и повышенную устойчивость.

Слоистые вибродемпфирующие конструкции на основе металла и специально разработанных вязкоупругих вибропоглощающих материалов широко используется в

ВЕСТМГСУ 3/2011

практике борьбы с шумом и вибрациями в судо-, авиа- и автомобилестроении. Созданы высокоэффективные вибропоглощающие материалы (ВПМ) и конструкции: «Агат», «Антивибрит-1», «Антивибрит - 3», «Виброизол», ВМЛ-25, «Випонит», стекло «триплекс» и другие. Вибродемпфирующие свойства данных материалов достаточно подробно исследованы Б.Д. Тартаковским, Н.И. Наумкиной, Г.М. Авиловой и др.

В данной работе исследуются слоистые вибродемпфированные панели и конструкции на основе этих панелей в качестве звукоизолирующих устройств. В качестве ВПМ используются широко выпускаемые наплавляемые гидроизоляционные материалы, смолы ультрафиолетового отвердения (для светопрозрачных конструкций), различные герметики, материалы на основе переработанных отходов полимеров. В отличие от конструкций для снижения вибрации, где ВПМ должен иметь высокий коэффициент потерь, для звукоизоляции СВДП используются обычные материалы с меньшим коэффициентом потерь. Это связано с тем, что в области неполных пространственных резонансов и простых пространственных резонансов существует предельная величина эффективного коэффициента потерь СВДП, дальнейшее повышение которой не ведет к увеличению звукоизоляции [2].

У СВДП с поверхностной плотностью менее 100 кг/м2 (легкие ограждения) граничная частота волнового совпадения /гр находится в нормируемом диапазоне частот. Поэтому для повышения звукоизоляции конструкций из СВДП необходимо смещать граничную частоту в область более высоких частот, как правило, за пределы нормируемого частотного диапазона.

Оптимальной считается конструкция из СВДП, удовлетворяющая требуемой звукоизоляции в требуемом диапазоне частот при минимальной поверхностной плотности. Поэтому требуется целенаправленное проектирование таких конструкций. При таком проектировании необходимы надежные методы оценки влияния различных параметров отдельных слоев и элементов слоистых панелей на их звукоизоляцию, так и оценка этого влияния в составе ограждающих конструкций.

Ниже рассмотрено влияние различных параметров на звукоизоляцию СВДП из двух слоев ГВЛ толщиной по 10 мм с промежуточным слоем из техноэласта толщиной от 3 до 12 мм.

Коэффициенты потерь и динамические модули упругости ГВЛ толщиной 10 мм и техноэласта толщинами 3; 6; 9 и 12 мм исследованы в соответствии с ГОСТ 16297-80 [3] на образцах размером от 10x10 см до 1,23x1,11 м на вибростенде в подвешенном состоянии [4] и в проеме реверберационных камер с гипсовой заделкой по контуру, то есть в качестве конструкции. Некоторые результаты исследований коэффициента потерь техноэласта представлены на рис. 1.

Рис.1. Экспериментальные значения коэффициента потерь техноэласта толщиной 3, 6, 9, 12мм

3/2011

ВЕСТНИК _МГСУ

На рис. 2 представлены экспериментальная (1) и расчетная (2) частотные характеристики звукоизоляции слоистого ограждения, состоящего из двух слоев ГВЛ толщиной по 10 мм, склеенных одним слоем техноэласта толщиной 3 мм. Для сравнения на рис.2 приведена также частотная характеристика этого ограждения со слоем из эпоксидной смолы (3). Видно, что в последнем случае при малом коэффициенте потерь смолы звукоизоляция резко снижается. Звукоизоляция ограждения при техноэласте повышается за счет более высокого коэффициента потерь и, соответственно, за счет смещения граничной частоты волнового совпадения в область более высоких частот.

КдЁ

н

у г

1 /

,4 /

у* 1 А У г-

2

\ к ¡4 (Н

{ л 1 >11

и" 1« и

* > ■ ■ $ II Н 1 Я ! I 11 н Н 8 I I I в

11[Ш1 Гп

Рис.2 Частотные характеристики звукоизоляции слоистого ограждения: 1 и 2 - экспериментальная и расчетная характеристики для ограждения, состоящего из двух слоев ГВЛ толщиной по 10 мм, склеенных 1 слоем техноэласта, толщиной 3 мм;; 3- расчетная характеристика для ограждения, состоящего из двух листов ГВЛ, толщиной по 10мм, склеенных эпоксидной смолой; 4- закон массы

I*1 1 5 V ■

Ш

1 1

У г* \ ч ■

У н \ /

-1 >11 Гн

г? Гп 1/ V1 ЗА ■а г и

5 ' ч » п к п н | и и П И Н

1|1с№1 Гй"

Рис.3. Частотная характеристика звукоизоляции ограждения: 1- 2 листа ГВЛ, толщиной по 10мм; 2- слоистая конструкция, состоящая из двух листов ГВЛ, толщиной по 10мм, и вибропоглощающего слоя , толщиной 3мм; 3- слоистая конструкция, состоящая из

двух листов ГВЛ, толщиной по 10мм, и вибропоглощающего слоя , толщиной 6мм; 4- слоистая конструкция, состоящая из двух листов ГВЛ, толщиной по 10мм, и вибропоглощающего слоя , толщиной 9мм; 5- слоистая конструкция, состоящая из двух листов ГВЛ, толщиной по 10мм, и вибропоглощающего слоя , толщиной 12мм; 6- закон массы

ВЕСТНИК 3/2011

Результаты исследования влияния толщины вибропоглощающего слоя из техно-эласта на звукоизоляцию СВДП представлены на рис. 3. Видно, что увеличение толщины вибропоглощающего материала от 3 до 12 мм: обеспечивает рост звукоизоляции в зоне до граничной частоты волнового совпадения до значений по закону массы; граничная частота волнового совпадения смещается в область более высоких частот от 3255 Гц до 4135 Гц; выше граничной частоты волнового совпадения рост звукоизоляции составляет 6-9 дБ.

Таким образом, для проектирования эффективных звукоизолирующих конструкций из СВДП необходимо иметь механизм регулирования характеристиками вибро-поглощающих слоев. Это дает возможность получать оптимальные звукоизолирующие панели, и, разрабатывать конструкции с заданными заранее параметрами.

Литература

1. Кочкин, А.А. Проектирование звукоизоляции легких ограждений из слоистых панелей с промежуточным вибродемпфирующим слоем / А.А. Кочкин // Энергосбережение и экология в строительстве и ЖКХ, транспортная и промышленная экология: материалы междунар. науч.-практ. конф. / НИИСФ РААСН. - Москва - Будва, 2010. - С. 142-150.

2. Седов, М.С. О звукоизоляции слоистых вибродемпфированных панелей ограниченных размеров / М.С. Седов, А.А. Кочкин //Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1987. -Вып.8. - С. 55-58.

3. ГОСТ 16297-80. Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие. Методы испытаний. - М.: Издательство стандартов,1981. - 10 с.

4. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция.- Л., Судостроение,1986.-368 е.,ил.

Bibliography

1. Kochkin A.A. Design of sound insulation of lightweight enclosing structures made from the laminated panels with an intermediate vibro-damping layer / AA Kochkin / / Energy saving and ecology in civil engineering and public utilities, transport and industrial ecology: proceedings of the international research and practice conference. / NIISF RAASN. - Moscow - Budva, 2010. - pp. 142-150.

2. Sedov M.S. On the sound insulation of laminated vibro-damping panels of limited size / M.S. Sedov, A.A Kochkin //Izvetsiya vuzov. Civil engineering and architecture. -1987. - 8th edition. - pp. 55-58.

3. GOST 16297-80. Soundproofing and sound insulation materials. Test methods. - M.: Standards Publishing House, 1981. - p.10.

4. Bogolepov I.I. Industrial soundproofing. - L., Shipbuilding, 1986. vol 368, illustrations.

Ключевые слова: слоистые вибродемпфированные панели, коэффициент потерь, гипсоволокнистые листы, звукоизоляция.

Keywords: laminated vibro- damping panels, loss ration, gypsum-fiber boards, sound insulation.

e-mail:pgs@mh.vstu.edu.ru, vol.nikit@inbox.ru

Рецензент Леденев Владимир Иванович, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Городское строительство и автомобильные дороги» ГОУВПО «Тамбовский государственный технический

университет»

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.