RU2439253C1

RU2439253C1 - Acoustically comfortable room with noise protective equipment

Info

Publication number: RU2439253C1
Application number: RU2010134715/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: acoustic design of production facilities includes the shop frame, load-carrying walls with enclosures in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings. Single-piece acoustic absorbers containing the frame in which sound-absorbing material is located are installed above the noise equipment. Floor is made on elastic base and includes mounting plate. The latter is made from concrete reinforced with vibration damping material and installed on base plate of floor covering with cavities through the layers of vibration damping material and waterproof material with a gap relative to load-carrying walls of production facilities. Cavities of base plate are filled with vibration damping material, for example foamed polymer.

EFFECT: invention allows increasing noise absorption efficiency.

7 cl, 7 dwg

Description

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 конструкция по патенту РФ №2366785, кл. F01N 1/04, [прототип], содержащая каркас на перекрытии здания и стены со звукопоглощающей облицовкой.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is the acoustic design according to the patent of the Russian Federation No. 2366785, class. F01N 1/04, [prototype], comprising a frame on the ceiling of a building and a wall with sound-absorbing lining.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента вибродемпфирования межэтажного перекрытия.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low noise attenuation efficiency due to the relatively low coefficient of vibration damping of the floor.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.The technical result is an increase in sound attenuation efficiency.

Это достигается тем, что в акустической конструкции цеха, содержащей каркас цеха, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, пол выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером.This is achieved by the fact that in the acoustic structure of the workshop, containing the workshop framework, bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as piece sound absorbers containing the frame in which the sound-absorbing material is located, and installed above noisy equipment, the floor is made on an elastic base and contains a mounting plate made of concrete reinforced with vibration-damping material, which is installed on the base plate of the interfloor overlapping cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, the cavities of the base plate being filled with vibration damping material, for example, foamed polymer.

На фиг.1 изображен общий вид производственного помещения с шумозащитным оборудованием, на фиг.2 - разрез междуэтажного перекрытия здания, на фиг.3 - общий вид акустического кожуха, на фиг.4 - сечение А-А фиг.3; на фиг.5, 6, 7 - варианты выполнения кожуха.In Fig.1 shows a General view of the industrial premises with soundproofing equipment, Fig.2 is a section of the floor of the building, Fig.3 is a General view of the acoustic casing, Fig.4 is a section aa of Fig.3; figure 5, 6, 7 - embodiments of the casing.

Акустически комфортное помещение с шумозащитным оборудованием (фиг.1) содержит каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 9 и дверные 10 проемы и несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6 (пол и потолок), которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал и установленные над шумным оборудованием 11, которое, в свою очередь, защищено акустическим кожухом (фиг.3-7). Конструкция пола на упругом основании (фиг.2) содержит установочную плиту 12, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 15 межэтажного перекрытия с полостями 16 через слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 с зазором 17 относительно несущих стен 1, 2, 3, 4 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 12 по всем направлениям, слои вибродемпфирующего материала 14 и гидроизоляционного материала 13 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 1, 2, 3, 4 и базовой несущей плите 15 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием, полости 16 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, а стены 1, 2, 3, 4 облицованы звукопоглощающими конструкциями. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций 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, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».Acoustically comfortable room with soundproofing equipment (figure 1) contains the frame of the workshop (not shown in the drawing), window 9 and door 10 openings and load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6 (floor and ceiling), which are lined sound-absorbing structures, as well as piece sound absorbers 7 and 8, containing a frame in which sound-absorbing material is located and installed above the noisy equipment 11, which, in turn, is protected by an acoustic casing (Figs. 3-7). The floor structure on an elastic base (Fig. 2) contains a mounting plate 12 made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate 15 of the floor with cavities 16 through layers of vibration damping material 14 and waterproofing material 13 with a gap 17 relative to the bearing walls 1, 2, 3, 4 production facilities. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 12 in all directions, the layers of the vibration damping material 14 and the waterproofing material 13 are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting structures of the walls 1, 2, 3, 4 and the base supporting plate 15 of the floor. To increase the efficiency of sound insulation and sound absorption in the workshops located under the floor, the cavities 16 are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, and walls 1, 2, 3, 4 are lined with sound-absorbing structures. As sound-absorbing material of sound-absorbing structures, slabs made of rockwool basalt-based mineral wool or URSA-type mineral wool or P-75 basalt wool or glass-wool lining are used, and the sound-absorbing element is acoustically lined over its entire surface transparent material (not shown), such as fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden."

В качестве звукопоглощающего материала может быть использован также жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%. В качестве звукопоглощающего материала может быть использован материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3÷2,5 мм (на чертеже не показано).As a sound-absorbing material, a rigid porous material can also be used, for example foam aluminum or cermets, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 30–45%. As a sound-absorbing material, a material in the form of crumbs from solid vibration-damping materials, for example, elastomer, or polyurethane, or plastic compound can be used, moreover, the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ÷ 2.5 mm (not shown in the drawing).

Акустический кожух (фиг.3-7) содержит жесткие стенки 18, по форме облегающие защищаемое оборудование 20, и связанные с ними перфорированные стенки 25, между которыми расположен звукопоглощающий материал 19, причем жесткие стенки 18 образуют профиль, конгруэнтный оборудованию 20, снабженный глушителями шума 23 и 24 для вывода технологических узлов и отвода тепла, которые могут содержать звукопоглотители 9 (фиг.4). Жесткие стенки 18 и 19 образуют профиль съемного (фиг.5), раздвижного посредством двух раздвигающихся в разные стороны частей 27 и 28 (фиг.6) или капотного посредством откидывающейся на петлях части 29 (фиг.7) типов, каждый из которых установлен на основании посредством виброизолирующих прокладок 22, например ковриков типа КВ-1 или КВ-2. Оборудование 3 установлено на виброизоляторах 4. В качестве звукопоглощающего материала используется металлокерамика со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. В качестве звукопоглощающего материала может быть использован элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (на чертеже не показан) или элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника.The acoustic casing (Figs. 3-7) contains rigid walls 18 that fit the protected equipment 20 in shape, and associated perforated walls 25 between which sound-absorbing material 19 is located, and the rigid walls 18 form a profile congruent to the equipment 20, equipped with noise mufflers 23 and 24 for the output of technological units and heat removal, which may contain sound absorbers 9 (figure 4). The rigid walls 18 and 19 form a removable profile (FIG. 5), sliding by means of two parts 27 and 28 (FIG. 6) sliding apart in different directions or by a bonnet by means of a type 29, which hinges on hinges, types, each of which is mounted on the base by means of vibration damping pads 22, for example, rugs of the type KV-1 or KV-2. Equipment 3 is installed on vibration isolators 4. Metal-ceramic with a degree of porosity in the range of optimal values: 30 ... 45% is used as a sound-absorbing material. As a sound-absorbing material, an element in the form of a layer-wise and cross-wound of porous threads wound on an acoustically transparent frame, for example, a wire frame (not shown) or an element of a rigid porous noise-absorbing material, for example, metal foam or a shell rock, can be used.

В качестве звукопоглощающего материала 25 также используются металлокерамика или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, или элементы в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас, или элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона, пеноалюминия или камня-ракушечника (не показано).As a sound-absorbing material 25, cermet or composite materials with a degree of porosity in the range of optimal values: 30 ... 45%, or elements in the form of layer-wise and cross-wound porous threads wound on an acoustically transparent frame, such as a wire frame, or elements from a rigid porous sound-absorbing material, for example, metal foam, foam aluminum or shell rock (not shown).

Звукопоглощающий материал 25 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм.Sound-absorbing material 25 can be made in the form of crumbs of solid vibration-damping materials, such as elastomer, polyurethane, or plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.3 ... 2, 5 mm.

Акустически комфортное помещение с шумозащитным оборудованием работает следующим образом.Acoustically comfortable room with soundproofing equipment operates as follows.

Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, попадает на слои звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций, которыми облицованы несущие стены 1, 2, 3, 4 с ограждениями 5, 6 (пол 6 и потолок 5), а также штучные звукопоглотители 7 и 8, содержащие, каркас в котором расположен звукопоглощающий материал, и которые установлены над шумным оборудованием 11. 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 ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.Sound energy from the equipment 11 located in the room falls on the layers of sound-absorbing material of sound-absorbing structures, which are lined with load-bearing walls 1, 2, 3, 4 with fences 5, 6 (floor 6 and ceiling 5), as well as piece sound absorbers 7 and 8, containing, the frame in which the sound-absorbing material is located, and which are installed above the noisy equipment 11. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, representing the Helmholtz resonator model, where and energies occur due to friction, fluctuating with the frequency of excitation, the mass of air located in the cavity of the resonator against the walls of the mouth itself, having the form of a branched network of pores of a sound absorber. 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 EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем полостями.Sound waves propagating in the production room interact with cavities filled with sound absorber.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities, the sound absorption surface increases, and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

При установке виброактивного оборудования на плиту 12 происходит двухкаскадная виброзащита, за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 12, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 14, в качестве которого могут быть использованы: иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.When installing vibroactive equipment on the plate 12, two-stage vibration protection occurs, due to vibration damping inclusions in the mass of the plate 12, as well as due to the layer of vibration damping material 14, which can be used: needle-punched mats of the type “Vibrosil” based on silica or aluminoborosilicate fiber, material from solid vibration-damping materials, for example plastic compound, from soundproof plates based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Акустический кожух, установленный на оборудовании, работает следующим образом.The acoustic casing mounted on the equipment operates as follows.

Звуковая энергия от оборудования 20, пройдя через перфорированную стенку 25, попадает на слои звукопоглощающего слоя 29 (который может быть как мягким, например из базальтового или стеклянного волокна, так и жестким, например типа "акмигран" и т.п.). 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 25 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя 2 предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 29 и перфорированной стенкой 25.The sound energy from the equipment 20, passing through the perforated wall 25, enters the layers of the sound-absorbing layer 29 (which can be either soft, for example, from basalt or glass fiber, or hard, for example, like an acigranum, etc.). The transition of sound energy into heat (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 excitation frequency against the neck wall, which has the form of a branched sound absorber pore network. The perforation coefficient of the perforated wall 25 is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the spillage of the soft sound absorber 2, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber 29 and the perforated wall 25.

В качестве звукопоглощающего материала 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 ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». В качестве звукопоглощающего материала 8 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 (не показано).As sound-absorbing material, slabs made of rockwool basalt mineral wool or URSA mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, are used as sound absorbing material. the element is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, for example, fiberglass type EZ-100 or polymer like Poviden. As sound-absorbing material 8, 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, strength bending within 10 ... 20 MPa (not shown).

Claims

1. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment, comprising a workshop frame, load-bearing walls with fences in the form of floor and ceiling, which are lined with sound-absorbing structures, window and door openings, as well as piece sound absorbers containing a frame in which sound-absorbing material is located and installed above noisy equipment, which, in turn, is protected by an acoustic casing, characterized in that the floor is made on an elastic base and contains a mounting plate made of reinforced vibro empfiruyuschim concrete material, which is installed on the base floor slab with cavities through layers of vibration damping material and a waterproof material with a gap with respect to bearing walls industrial premises, said cavities are filled vibration damping material of the base plate, such as foamed polymer.

2. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of a rigid porous vibration-absorbing material, for example elastomer, or polyurethane with a degree of porosity in the range of optimal values of 30 ÷ 45%.

3. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of needle-punched mats of the type “Vibrosil” based on silica or aluminoborosilicate fiber.

4. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of solid vibration damping materials, for example plastic compound.

5. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the elastic floor base is made of soundproofing boards based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

6. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the rigid walls of the acoustic casing on the equipment form a profile congruent to the equipment, equipped with noise mufflers for removing process units and removing heat.

7. An acoustically comfortable room with soundproofing equipment according to claim 1, characterized in that the rigid walls of the casing form a profile of removable, sliding or bonnet types, which is installed on the base with vibration dampers, for example, mats of the type KV-1 or KV-2, and as sound-absorbing material is used cermets with a degree of porosity that is in the range of optimal values of 30 ... 45%, or an element in the form of layer-by-layer and cross-winding from porous threads wound on an acoustically transparent frame c, for example, a wire frame, or an element made of a rigid porous sound-absorbing material, for example, metal foam or shell stone.