Исследование шумопоглощающих свойств стеновых материалов для помещений машиностроительных производств

Ижевский государственный технический университет:

Тюрин А.П., кандидат технических наук, доцент

Севастьянов Б.В., доктор технических наук, профессор кафедры "Безопасность жизнедеятельности"

Рис. 1 - Лабораторная установка по измерению шумозащитных свойств материалов

Одной из важнейшей характеристик стенового строительного материала является определяемый расчетным способом индекс изоляции воздушного шума –  Rw. Данная величина является нормируемым параметром для внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий. Как правило, исследования по измерению характеристик звукопоглощения проводят в специальных помещениях объемом от нескольких десятков кубических метров – реверберационных камерах.

Для предварительной оценки альтернативным вариантом является камера по измерению шумозащитных свойств материалов (рис. 1).

Для исследования усредненных защитных свойств материалов и конструкций был использован классический однофакторный эксперимент, варьируемым параметром в котором являлся начальный уровень звукового давления L₀.

По результатам измерений снижения уровня L звукового давления на четырех изначальных уровнях (70, 80, 90 и 100 дБ А на частоте 1000 Гц) вычислены среднеарифметические значения шумопоглощения ряда материалов для восьми октавных полос.

В ходе экспериментов были исследованы однослойные преграды из следующих материалов:
- пенопласт толщиной 28 мм;
- изолон толщиной 8 мм;
- минеральная вата на основе стекловолокна изовер (Isover) толщиной 50 мм;
- органическое стекло толщиной 5 мм;
- фанера трехслойная толщиной 4 мм,
а также многослойные конструкции, выполненных сочетанием данных материалов:
- конструкция №1: органическое стекло – пенопласт – органическое стекло;
- конструкция №2: органическое стекло – изовер – органическое стекло;
- конструкция №3: фанера – изовер – фанера.

Вычисленные по результатам опытов средние показатели снижения воздушного шума для различных исследованных в экспериментальной лабораторной установке материалов и конструкций представлены в табл. 1.

Графическое представление эффективности шумоглушения различными материалами представлено на рис. 2, 3, 4.

Анализ полученных данных табл. 1 позволяет сделать следующие выводы:
- снижение уровня звукового давления в камере при установке преграды зависит от свойств устанавливаемого материала или конструкции;
- снижение уровня звукового давления в камере различно для разных частот, наибольшее снижение уровня звукового давления происходит на средних частотах;
- при установке одной тонкой преграды возможно увеличение уровня звукового давления на низких частотах, связанное, вероятно, с колебательными движениями преграды;
- применение многослойной конструкции позволяет несколько увеличить защитные свойства преграды на всех частотах, а также выровнять провалы, связанные с резонансными явлениями (конструкция №2 и №3);
- наилучшими защитными свойствами из исследованных поглощающих материалов обладает пенопласт, с учетом толщины материала наилучшими относительными свойствами обладает изолон;
- наилучшими защитными свойствами из исследованных изолирующих  материалов обладает и органическое стекло, но разница с показателями трехслойной фанеры невелика, с учетом толщины материала наилучшими относительными свойствами обладает фанера;
- изолирующие свойства всех многослойных конструкций практически равны по средней эффективности и лишь немногим отличаются по отдельным частотам;
- геометрические отношения снижения уровней звукового давления имеют похожую картину для всех исследованных материалов и конструкций, пик снижения приходится на частоту 1000 Гц.

Следует отметить неожиданно слабые показатели относительно имеющихся априорных данных, полученные при исследовании минеральной ваты на основе стекловолокна. Данный результат, вероятно, является следствием малых габаритов камеры установки, что не характерно для возможных мест использования материала.

Таблица 1. Показатели снижения воздушного шума для различных материалов и конструкций, дБ А

Рис. 2. - Снижение уровня звука: изолон, изовер, пенопласт

Рис. 3. - Снижение уровня звука: оргстекло, трехслойная фанера

Рис.4. - Снижение уровня звука многослойными преградами