Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.The invention relates to industrial acoustics, in particular to broadband sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy as a means of protection against noise.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустическая кабина по а.с. СССР №348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [прототип], содержащая перфорированную стенку и звукопоглощающий слой.The closest technical solution in terms of technical nature and the achieved result is an acoustic cabin in accordance with a.s. USSR No. 348755, cl. F01N 1/04, 1970 [prototype], comprising a perforated wall and a sound-absorbing layer.
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the relatively low coefficient of sound absorption.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров помещения.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation by increasing the sound absorption coefficient by increasing the sound absorption surfaces while maintaining the overall dimensions of the room.
Это достигается тем, что в акустической конструкции производственных помещений, содержащей каркас цеха, оконные проемы и акустические ограждения в виде собранных в секции акустических шумопоглощающих панелей, и штучные звукопоглотители, установленные над шумным оборудованием, оборудование установлено на виброизолирующие опоры, оконные проемы содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, а акустические шумопоглощающие панели состоят из каркаса, который выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала акустической шумопоглощающей панели используются плиты на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, а передняя и задняя стенки каркаса выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0…2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1…0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4…1,0, а вибродемпфирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».This is achieved by the fact that in the acoustic construction of industrial premises, containing the workshop frame, window openings and acoustic fences in the form of acoustic noise absorbing panels assembled in a section, and piece sound absorbers installed above noisy equipment, the equipment is mounted on vibration isolating supports, window openings contain vacuum soundproof glass units and acoustic sound-absorbing panels consist of a frame, which is made in the form of a parallelepiped formed by the front and rear walls aneli, each of which has a U-shape, with slotted perforation on the front wall, the perforation coefficient of which is taken to be equal to or more than 0.25, and the panel walls are fixed between themselves by vibration damping covers, and mineral plates are used as sound-absorbing material Rockwool basalt wool, or URSA mineral wool, or P-75 basalt wool, or glass wool with glass wool lining, or foamed polymer, such as polyethylene or poly propylene, and the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type E3-100 or a polymer of the type "Poviden". As a sound-absorbing material of an acoustic sound-absorbing panel, plates based on aluminum-containing alloys are used, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m 3 with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa , bending strength within 10 ... 20 MPa, and the front and rear walls of the frame are made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating such as “Pural” with a thickness of 50 μm or “Polyester” of thickness another 25 microns, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 microns, and the ratio of the height h of the frame to its width b is in the optimal ratio of values: h / b = 1.0 ... 2.0; and the ratio of the thickness s 'of the frame assembly to its width b is in the optimal ratio of values: s' / b = 0.1 ... 0.15; and the ratio of the thickness s of the sound-absorbing element to the thickness s 'of the frame assembly is in the optimal ratio of values: s / s' = 0.4 ... 1.0, and the vibration damping covers fixing the panel walls are made of elastomer, polyurethane foam or polyethylene foam, wood fiber, particleboard material, or gypsum board, or elastic sheet vibration-absorbing material with an internal loss factor of at least 0.2, or a composite material, or plastic compound such as "Agate", "Anti-Vibrate", "Shvim".
На фиг.1 изображен общий вид акустической конструкции производственных помещений, на фиг.2 - общий вид акустической шумопоглощающей панели.Figure 1 shows a General view of the acoustic design of industrial premises, figure 2 is a General view of an acoustic noise-absorbing panel.
Акустическая конструкция производственных помещений (фиг.1) содержит каркас цеха (не показан), оконные 9 и дверные 10 проемы и акустические ограждения 1, 2, 3, 4, 5, 6 в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием 11. Оборудование 11 установлено на виброизолирующие опоры (на чертеже не показано), оконные проемы 9 содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, а акустические ограждения выполнены в виде собранных в секции акустических шумопоглощающих панелей (фиг.2). Акустические шумопоглощающие панели состоят из каркаса, который выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней 13 стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация 14 и 15, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующим и крышками 16, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 17 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден». Боковые ребра 18 увеличивают жесткость ограждения в целом. В качестве звукопоглощающего материала акустической шумопоглощающей панели используются плиты на основе алюминосодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, а передняя и задняя стенки каркаса выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0...2,0, а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1…0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4…1,0, а вибродемпфирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».The acoustic structure of industrial premises (Fig. 1) contains a workshop frame (not shown), window 9 and door 10 openings and acoustic fences 1, 2, 3, 4, 5, 6 in the form of rigid and perforated walls, between which sound-absorbing material is located, piece sound absorbers 7 and 8, containing the frame in which the sound-absorbing material is located, and installed above the noisy equipment 11. The equipment 11 is mounted on vibration-isolating supports (not shown in the drawing), window openings 9 contain vacuum soundproof double-glazed windows, and acoustic fences are made in the form of acoustic noise absorbing panels assembled in a section (FIG. 2). Acoustic sound-absorbing panels consist of a frame, which is made in the form of a parallelepiped formed by the front and rear 13 walls of the panel, each of which has a U-shape, with slotted perforations 14 and 15 on the front wall, the perforation coefficient of which is taken to be equal to or more than 0, 25, and the panel walls are fixed between each other by vibration damping and covers 16, and mineral wool slabs based on a basaltic rockwool type, or mineral, are used as sound-absorbing material of the sound-absorbing element 17 “URSA” type cotton wool, or P-75 type basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, the sound-absorbing element over its entire surface lining with an acoustically transparent material, such as fiberglass type E3-100 or polymer like "Shaped". Side ribs 18 increase the rigidity of the fence as a whole. As a sound-absorbing material of an acoustic sound-absorbing panel, plates based on aluminum-containing alloys are used, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m 3 with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa , bending strength within 10 ... 20 MPa, and the front and rear walls of the frame are made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating such as “Pural” with a thickness of 50 μm or “Polyester” of thickness another 25 microns, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 microns, and the ratio of the height h of the frame to its width b is in the optimal ratio of values: h / b = 1.0 ... 2.0, and the ratio of thickness s 'of the frame assembly to its width b is in the optimal ratio of values: s' / b = 0.1 ... 0.15; and the ratio of the thickness s of the sound-absorbing element to the thickness s 'of the frame assembly is in the optimal ratio of values: s / s' = 0.4 ... 1.0, and the vibration damping covers fixing the panel walls are made of elastomer, polyurethane foam or polyethylene foam, wood fiber, particleboard material, or gypsum board, or elastic sheet vibration-absorbing material with an internal loss factor of at least 0.2, or a composite material, or plastic compound such as "Agate", "Anti-Vibrate", "Shvim".
Акустическая конструкция производственных помещений работает следующим образом.The acoustic design of production facilities works as follows.
Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 12 ограждений 1, 2, 3, 4, 5, 6 попадает на слои звукопоглощающего материала 17 (который может быть как мягким, например из базальтового или стеклянного волокна, так и жестким, например камня-ракушечника). Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов «Гельмгольца», где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа Э3-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.Sound energy from the equipment 11 located in the room, passing through the perforated wall 12 of the fences 1, 2, 3, 4, 5, 6, falls on the layers of sound-absorbing material 17 (which can be either soft, for example, from basalt or glass fiber, and hard , for example a shell rock). The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the frequency of excitation on the neck wall, which has the form of a branched sound absorber pore network. The perforation coefficient of the perforated wall is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type E3-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.
Предложенная авторами акустическая конструкция является эффективным способом борьбы с производственными шумами.The acoustic design proposed by the authors is an effective way to combat industrial noise.