W pomieszczeniach, w których większość powierzchni to odsłonięta cegła, tynk, płytki, beton, szkło lub metal, zawsze słychać długie echo. Jeśli w takim pomieszczeniu jest kilka źródeł sygnału: akompaniament muzyczny, hałas industrialny, rozmowy ludzi, dźwięk bezpośredni nakłada się na jego odbicie od ścian.
Powoduje to niezrozumiałą mowę i zwiększony poziom hałasu w pomieszczeniu. W większości sytuacji efekt ten jest niepożądany. Na przykład hale kolejowe i lotniskowe, a także duże supermarkety i hole metra zaprojektowane są w taki sposób, aby zminimalizować czas podźwiękowy (inaczej zwany czasem pogłosu), w przeciwnym razie zrozumienie treści komunikatów jest po prostu niemożliwe. Również pogłos w salach teatralnych, koncertowych i wykładowych powinien mieścić się w określonych granicach. Zwiększony czas pogłosu zniekształca percepcję muzyki i mowy. Przeciwko,krótki czas pociąga za sobą „suchość” sali i brak głębi dźwięku. Materiały i konstrukcje dźwiękochłonne są używane do dekoracji pomieszczeń, aby skrócić lub zmienić czas pogłosu.
Aby chronić pomieszczenie przed hałasem, stosuje się różne materiały, które mogą stanowić przeszkodę na jego drodze. O ich wyborze decyduje zadanie. Zadanie może obejmować zarówno wygłuszanie, jak i pochłanianie dźwięku. Porozmawiajmy o nich.
Wyciszenie
Celem izolacji akustycznej jest odbijanie fal dźwiękowych, aby zapobiec ich przenikaniu przez ścianę pomieszczenia. Specjalna struktura materiałów wygłuszających tworzy barierę dla ruchu fal, która je odbija. Zdolność konstrukcji do wygłuszenia zależy przede wszystkim od masy. Im masywniejsza i grubsza jest ściana, tym trudniej dźwiękom przeniknąć do pomieszczenia. Do oceny zdolności osłaniania konstrukcji budowlanych do izolacyjności akustycznej stosuje się wartość taką jak wskaźnik izolacyjności akustycznej. Ten parametr jest mierzony w dB i powinien mieścić się w zakresie 52-60 dB. Materiały gęste są uważane za dźwiękoszczelne. Należą do nich płyty gipsowo-kartonowe, cegła, beton.
Pochłanianie dźwięku
Celem pochłaniania dźwięku jest pochłanianie hałasu bez odbijania się od powierzchni z powrotem do pomieszczenia. Mierzy się go takim parametrem jak współczynnik pochłaniania dźwięku materiałów, który waha się w zakresie od 0 do 1. Jeżeli wartośćtego współczynnika jest równe zeru, sygnał odbija się w całości od ścian. Gdy cały hałas jest całkowicie pochłonięty, współczynnik jest równy jeden. Wśród materiałów o rozważanych właściwościach znajdują się takie, które mają określony poziom pochłaniania dźwięku. Ich współczynniki pochłaniania dźwięku muszą być większe niż 0,4.
Pochłaniacze hałasu dzielą się na następujące grupy:
- struktury warstwowe;
- obszerny;
- porowaty (w tym włóknisty);
- porowate z perforowanymi ekranami;
- rezonans.
Im wyższa wartość współczynnika, tym wyższa klasa pochłaniania dźwięku.
Porowate pochłaniacze dźwięku
Pochłaniacze dźwięku typu porowatego produkowane są w postaci płyt z porowatych lekkich materiałów mocowanych bezpośrednio na powierzchniach otaczających lub w pewnej odległości od nich. Materiały te produkowane są na bazie kaolinu, pumeksu, żużla, wermikulitu, z zastosowaniem cementu, wapna lub gipsu jako spoiwa. Materiały te są wystarczająco trwałe, aby można je było stosować do zmniejszania poziomu hałasu w foyer, lobby, korytarzach i klatkach schodowych w budynkach publicznych i przemysłowych.
Włóknane pochłaniacze dźwięku
W tych pomieszczeniach, w których wygląd elementów dźwiękochłonnych powinien być bardziej estetyczny, stosuje się materiały ze specjalnie przetworzonych włókien. Jako surowce do ich produkcji wykorzystuje się wełnę mineralną, wełnę szklaną, a także drewno i włókna syntetyczne. Takipochłaniacze dźwięku występują w postaci paneli sufitowych i ściennych lub elementów zakrzywionych i trójwymiarowych. Pochłaniacze dźwięków są powlekane specjalnymi porowatymi farbami, które mogą przepuszczać powietrze lub są pokryte specjalnymi materiałami lub tkaninami, które mają również właściwości oddychające.
W nowoczesnym budownictwie najbardziej poszukiwane są włókniste panele dźwiękochłonne. Sprawdzają się akustycznie i spełniają rosnące wymagania stawiane dekoracji wnętrz.
Charakter pochłaniania dźwięku
Rozpraszanie energii drgań akustycznych w absorberach włóknistych z wydzielaniem ciepła (pochłanianie dźwięku przez materiały) ma kilka przyczyn. Po pierwsze, ze względu na lepkość powietrza, dość obfitego w przestrzeniach międzywłóknowych, oscylacji cząstek powietrza w wewnętrznej objętości absorbera towarzyszy tarcie. Po drugie, na włóknach występuje tarcie powietrza, które również mają znaczną całkowitą powierzchnię. Następnie włókna ocierają się o siebie, a energia jest rozpraszana w wyniku tarcia o siebie kryształów włókien. Dlatego szczególnie skuteczne pochłanianie dźwięku występuje przy średnich i wysokich częstotliwościach. Współczynniki pochłaniania dźwięku przez materiały mieszczą się w zakresie 0,4…1,0. Jest to trudniejsze do osiągnięcia przy niskich częstotliwościach.
Zauważ, że współczynnik pochłaniania dźwięku jest obliczany jako stosunek niezaabsorbowanej powierzchni i przesyłanej przez nią energii sygnału do całkowitej energii, która wpływapowierzchnia. Aby uzyskać dane referencyjne dotyczące pochłaniania dźwięku głównych materiałów budowlanych, stosuje się tabelę współczynników pochłaniania dźwięku. Jest to pokazane poniżej.
Tabela. Pochłanianie dźwięku, współczynniki pochłaniania dźwięku
| Materiał | Współczynnik redukcji szumów przy 1000 Hz |
| Płyta pilśniowa | 0, 40-0, 80 |
| Perforowana płyta akustyczna | 0, 4-0, 9 |
| Fibrolit | 0, 45-0, 50 |
| Szkło piankowe | 0, 3-0, 5 |
| Ściana betonowa | 0, 015 |
| Włókno szklane | 0, 76-0, 81 |
| Ściana drewniana | 0, 06-0, 1 |
| Mur z cegły | 0, 032 |
| Włókno baz altowe | 0, 94-0, 95 |
Struktury dźwiękochłonne
Materiały dźwiękochłonne typu włóknistego i porowatego stosowane są najczęściej do poprawy właściwości akustycznych teatrów, kin, sal koncertowych, studiów nagraniowych. Służą również do redukcji hałasu w przedszkolach, szpitalach, szkołach.
Aby zwiększyć pochłanianie hałasu w zakresie niskich częstotliwości, należy zwiększyć grubość materiałów lubpomiędzy pochłaniaczem a konstrukcją odbijającą dźwięk przewidziana jest szczelina powietrza.
Jeśli absorbery włókniste są niepomalowane i nie mają zewnętrznej warstwy tkaniny, można je stosować z perforowaną ochroną przed uszkodzeniami.
Oddychające płótno jest umieszczone między ekranem a materiałem włóknistym, aby zapobiec przedostawaniu się włóknistych cząstek do powietrza. Struktury dźwiękochłonne wyposażone w perforowaną powłokę umożliwiają uzyskanie pochłaniania dźwięku dobrej jakości we wszystkich częstotliwościach. Dopasowanie pasma przenoszenia dźwięku następuje poprzez dobór materiałów. A także zmieniając ich grubość, wielkość i kształt, odległość między otworami. Konstrukcje dźwiękochłonne wyposażone w perforowany metalowy ekran są szeroko stosowane jako powłoki antywandalowe. Jednym z nowoczesnych podobnych materiałów jest „Shumanet Eco”.
Najlepsze materiały pochłaniające hałas. Wełna szklana
Materiał na bazie włókna szklanego o wysokiej wytrzymałości i elastyczności. Wełna szklana wyróżnia się również wysoką odpornością na wibracje. Pochłanianie dźwięku przez wełnę szklaną następuje dzięki obecności dużej liczby pustych przestrzeni wypełnionych powietrzem w szczelinach między włóknami. Zaletami wełny szklanej są bezpieczeństwo przeciwpożarowe, niska waga, wysoka elastyczność, brak higroskopijności, paroprzepuszczalność, pasywność chemiczna. Wełna szklana służy jako element przegród akustycznych wykonanych z rolek lub płyt, jako jedna z warstw wielowarstwowych dźwiękochłonnychprojekty.
Wełna mineralna
Wełna mineralna to materiał włóknisty, którego surowcem są krzemianowe wytopy skał, żużle hutnicze i ich mieszanki.
Zalety materiału: niepalność, pasywność chemiczna, a co za tym idzie brak korozji na metalach w kontakcie z wełną mineralną. Jakość pochłaniania dźwięku realizowana jest dzięki chaotycznemu ułożeniu włókien.
Aby uzyskać wysoki współczynnik pochłaniania dźwięku (od 0,7 do 0,9) w całym paśmie częstotliwości, stosuje się wielowarstwowe struktury typu rezonansowego, które składają się z kilku równoległych ekranów o różnych perforacjach i szczelinach powietrznych o różnej grubości.
Materiały "Shumanet Eco"
Zapewnia warstwę dźwiękochłonną przeznaczoną do stosowania w ścianach działowych, poszyciu z płyt gipsowo-kartonowych lub konstrukcjach sufitów podwieszanych. Wykonane są w postaci hydrofobizowanych płyt z włókna szklanego, które są laminowane włóknem szklanym. W materiale zastosowano obojętne spoiwo na bazie akrylu, dzięki czemu panele dźwiękochłonne są niepalne.
Cechy pomieszczeń o dużej kubaturze
Należy wziąć pod uwagę, że w pomieszczeniach o dużej kubaturze efekt skrócenia czasu pogłosu dzięki dodatkowym strukturom pochłaniającym dźwięk nie jest tak duży. Takie pomieszczenia regulują czas pogłosu ze względu na kształt sufitów i ścian. Na przykład zastosowanie nie płaskich, ale zaokrąglonych sufitów i pilastrów o różnych kształtach lub balkonów na ścianach zwiększa pochłanianie dźwięku. Taka forma detali architektonicznych pozwala na uzyskanie bardziej rozproszonego pola akustycznego, co korzystnie wpływa na klimat akustyczny w pomieszczeniu.
Należy również zauważyć, że ogólne pochłanianie dźwięku w hali wzrasta wraz z obecnością dekoracji, miękkich krzeseł, zasłon. Należy to wziąć pod uwagę przy doborze materiałów wykończeniowych w celu doboru pochłaniania dźwięku. Współczynniki pochłaniania dźwięku w tym przypadku wzrosną.
