RU2440469C1

RU2440469C1 - Acoustic structure by kochetov for premises

Info

Publication number: RU2440469C1
Application number: RU2010134724/03A
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: 2012-01-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: acoustic structure comprises a shop carcass, window openings and acoustic barriers in the form of acoustic sound-absorbing panels assembled into sections. Window openings comprise vacuum sound-insulating glasing units. Acoustic sound-absorbing panels consist of a frame made in the form of a parallelepiped formed by front and rear walls of the panel, every of which is "П"-shaped. The floor is made on an elastic base and comprises a bearing ceiling slab joined to the building wall, a base plate made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on a basic plate of a floor slab with cavities via layers of vibration damping material and hydraulic insulation material installed with a gap relative to bearing walls of a production room, which are made with flanging that tightly adjoins bearing structures of the walls and the basic bearing wall. Cavities of the basic plate are filled with vibration damping material, for instance, with a foamed polymer. A spherical single-piece sound absorber comprises a rigid frame suspended to the production building ceiling by means of a bracket and with sound-absorbing material installed inside the frame and wrapped by a meshy capron tissue. The frame is made as perforated in its shape as a spherical surface made of two hemispheres fixed at least by three fixing elements. The bracket is made in the form of a ring or a hook.

EFFECT: invention makes it possible to improve efficiency of noise attenuation.

5 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 производственного помещения по патенту РФ № 2366785, 2007 г. [прототип], содержащая каркас цеха, оконные проемы и акустические ограждения в виде собранных в секции акустических шумопоглощающих панелей.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is the acoustic design of the production room according to the patent of the Russian Federation No. 2366785, 2007 [prototype], containing the workshop frame, window openings and acoustic fences in the form of acoustic noise absorbing panels assembled in a section.

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 sound attenuation efficiency 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, содержащей каркас цеха, оконные проемы и акустические ограждения в виде собранных в секции акустических шумопоглощающих панелей, 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 ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».This is achieved by the fact that in an acoustic structure containing a workshop frame, window openings and acoustic fences in the form of acoustic noise absorbing panels assembled in a section, window openings contain vacuum soundproof glass units, and acoustic soundproof panels consist of a frame that is made in the form of a parallelepiped formed by the front and the rear walls of the panel, each of which has a U-shape, and on the front wall there is slotted perforation, the perforation coefficient of which is taken to be or more than 0.25, and the panel walls are fixed between themselves by vibration damping covers, and as sound-absorbing material of the sound-absorbing element, slabs made of rockwool mineral wool or Rockwool type mineral wool or URSA type mineral wool or P-type basalt wool are used 75, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene, the sound-absorbing element over its entire surface lined with an acoustically transparent material, for example fiberglass type EZ-100 and and polymer type "Poviden".

На фиг.1 изображен общий вид акустической конструкции производственного помещения, на фиг.2 - конструкция пола помещения на упругом основании, на фиг.3 - фронтальный разрез предлагаемого сферического штучного звукопоглотителя, на фиг.4 и фиг.5 - варианты крепления к потолку здания.Figure 1 shows a General view of the acoustic structure of the production room, figure 2 - construction of the floor of the room on an elastic base, figure 3 - frontal section of the proposed spherical piece sound absorber, figure 4 and figure 5 - options for attaching to the ceiling of the building .

Акустическая конструкция производственного помещения (фиг.1) содержит каркас здания, выполненный в виде упругого основания 1, являющегося полом помещения (фиг.2), теплозвукоизолирующих ограждений 2, жестко связанных с колоннами 3, которые в свою очередь соединены с металлоконструкцией 4, например в виде фермы. Акустический подвесной потолок 5 размещен в зоне ферм 4, и выполнен в виде установленных с определенным шагом звукопоглотителей, нижняя часть которых выступает за нижнюю часть ферм 4 в сторону основания 1. На ограждениях 2 закреплены акустические стеновые панели 6. На упругом основании 1 помещения установлено виброакустическое оборудование 7 и 8 с различными спектральными характеристиками уровней звуковой мощности. Рабочее место оператора 15, включающее в себя пульты управления 16 и 17 оборудованием 7 и 8, расположено между акустическими экранами 9 и 11, причем в одном из них, например 9-ом, выполнен смотровой звукоизолирующий люк 10 для контроля визуализации наблюдения за технологическим процессом. Каркас здания сверху закрыт звукоизолирующим покрытием 12, выполняющим также функцию кровли, в котором расположены вертикальные 13 и наклонные 14 оконные проемы в виде вакуумных звукоизолирующих стеклопакетов.The acoustic structure of the production room (figure 1) contains the building frame made in the form of an elastic base 1, which is the floor of the room (figure 2), heat and sound insulating fences 2, rigidly connected to the columns 3, which in turn are connected to the metal structure 4, for example, kind of farm. An acoustic suspended ceiling 5 is placed in the zone of the trusses 4, and is made in the form of sound absorbers installed with a certain pitch, the lower part of which protrudes from the lower part of the trusses 4 towards the base 1. Acoustic wall panels are fixed on the fences 2. A vibroacoustic is installed on the elastic base of the room 1 equipment 7 and 8 with different spectral characteristics of sound power levels. The operator’s workstation 15, including control panels 16 and 17 of equipment 7 and 8, is located between the acoustic screens 9 and 11, and in one of them, for example, the 9th, a soundproof inspection hatch 10 is made to control visualization of observation of the process. The building frame is closed from above with a soundproof coating 12, which also functions as a roof, in which there are vertical 13 and inclined 14 window openings in the form of vacuum soundproofed double-glazed windows.

Конструкция пола на упругом основании (фиг.2) содержит установочную плиту 18, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 19 межэтажного перекрытия с полостями 20 через слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22, установленных с зазором относительно несущих стен 23 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 18 по всем направлениям слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 7 и базовой несущей плите 19 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием, полости 20 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, или полиэтиленом, или полипропиленом.The floor structure on an elastic base (Fig. 2) contains a mounting plate 18 made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate 19 of the floor with cavities 20 through layers of vibration damping material 21 and waterproofing material 22 installed with a gap relative to the bearing walls 23 production premises. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 18 in all directions, the layers of the vibration damping material 21 and the waterproofing material 22 are made with a flange that is closely adjacent to the supporting structures of the walls 7 and the base supporting plate 19 of the floor. To increase the efficiency of sound insulation and sound absorption in the workshops located under the floor, the cavities 20 are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, or polyethylene, or polypropylene.

Сферический штучный звукопоглотитель (фиг.3-5) состоит из жесткого перфорированного каркаса 24, подвешиваемого к потолку производственного здания посредством подвеса 27, и расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом 25, обернутым сетчатой капроновой тканью (не показано). Каркас выполнен по форме в виде сферической поверхности, состоящей из двух полусфер, скрепленных по крайней мере тремя крепежными элементами 26, а подвес 27 выполнен в виде кольца (фиг.3). Каркас 24 может быть выполнен из полусфер, жестко скрепленных между собой, например, посредством сварки или клея, а подвес выполнен в виде крюка 27, закрепленного либо в нижней, либо в нижней и верхней точках каркаса (фиг.3).The spherical piece sound absorber (FIGS. 3-5) consists of a rigid perforated frame 24 suspended from the ceiling of a production building by means of a suspension 27, and a sound-absorbing material 25 located inside the frame wrapped in a mesh nylon fabric (not shown). The frame is made in shape in the form of a spherical surface consisting of two hemispheres fastened by at least three fasteners 26, and the suspension 27 is made in the form of a ring (figure 3). The frame 24 can be made of hemispheres rigidly fastened to each other, for example, by welding or glue, and the suspension is made in the form of a hook 27, mounted either at the bottom or at the bottom and top points of the frame (figure 3).

Каркас может быть выполнен также вязаным, например, из металлической или полимерной проволоки (не показано).The frame can also be made knitted, for example, from a metal or polymer wire (not shown).

Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем, например из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.The filling is carried out with a sound-absorbing non-combustible material (for example, vinipore, fiberglass) with a protective layer, for example of fiberglass, preventing the sound absorber from falling out.

Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.The filling is carried out with a sound-absorbing non-combustible material (for example, vinipore, fiberglass) with a protective layer of fiberglass, preventing the loss of 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.

Акустическая конструкция производственных помещений работает следующим образом.The acoustic design of production facilities works as follows.

Звуковая энергия от оборудования 7 и 8, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку акустических стеновых панелей 6 попадает на слои звукопоглощающего материала (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 собой 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. При этом акустический подвесной потолок 5, размещенный в верхней зоне помещения (зоне ферм 4), снижает уровни звуковых волн, исходящих от оборудования 7 и 8, а рабочее место оператора 15, расположенное между акустическими экранами 9 и 11, надежно защищено как от акустической нагрузки на оператора, так и от механических факторов производственной среды, таких, например, как витающая в цехе стружка, или движущиеся части оборудования.Sound energy from the equipment 7 and 8 located in the room, passing through the perforated wall of the acoustic wall panels 6, falls on the layers of sound-absorbing material (which can be either soft, such as basalt or glass fiber, or hard, such as shell rock). The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of a sound absorber, which are Helmholtz resonator models, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the walls of the mouth itself, which has the form of a branched sound absorber pore network. In this case, the acoustic suspended ceiling 5, located in the upper zone of the room (farms zone 4), reduces the levels of sound waves emanating from equipment 7 and 8, and the operator’s workstation 15, located between the acoustic screens 9 and 11, is reliably protected as from acoustic load on the operator, and on the mechanical factors of the production environment, such as, for example, shavings in the workshop, or moving parts of the equipment.

Конструкция пола на упругом основании работает следующим образом. При установке виброактивного оборудования 7 и 8 на плиту 18 происходит двухкаскадная виброзащита за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 18, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 21, 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.The floor structure on an elastic base works as follows. When installing vibroactive equipment 7 and 8 on plate 18, two-stage vibration protection occurs due to vibration damping inclusions in the mass of plate 18 itself, and also due to the layer of vibration damping material 21, which can be used with Vibrosil needle-punched mats based on silica or alumino-borosilicate 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 .

Сферический штучный звукопоглотитель работает следующим образом.Spherical unit sound absorber operates as follows.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем 25 полостями. Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 25, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет выполнения каркаса сферическим увеличивается поверхность звукопоглощения и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.Sound waves propagating in the production room interact with 25 cavities filled with sound absorber. The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber 25 leads to sound attenuation in the high-frequency range, moreover, due to the spherical framework, the sound absorption surface increases and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собой 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 шумопоглощающего материала. Причем иглопробивные маты состоят из волокон, имеющих диаметр не ниже предельно допустимого гигиенического значения, не содержат канцерогенных асбестовых и керамических волокон, а в их состав не входят такие вредные связующие, как фенол. Поэтому с уверенностью их можно отнести к классу тепло-звукоизоляционных материалов, соответствующих высоким гигиеническим и противопожарным требованиям. Добавим, что стекловолокнистые материалы имеют низкую теплопроводность, не поддаются влиянию пара, масла, воды, обладают высокой температурной стабильностью.The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of sound-absorbing material, which is a model of Helmholtz resonators, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the walls of the mouth itself, which has the form branched pore network of sound-absorbing material. Moreover, needle-punched mats consist of fibers having a diameter not lower than the maximum permissible hygienic value, do not contain carcinogenic asbestos and ceramic fibers, and such harmful binders as phenol are not included in their composition. Therefore, with confidence they can be attributed to the class of heat and sound insulating materials that meet high hygienic and fire safety requirements. We add that fiberglass materials have low thermal conductivity, are not influenced by steam, oil, water, and have high temperature stability.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного звукопоглотителя на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.An advantage of the invention is its versatility of application for various production facilities having a wide variety of noise characteristics. At the same time, it should be noted the relative ease of tuning a piece of sound absorber to the required frequency range of noise reduction and its economically feasible effectiveness (meaning reducing noise to sanitary standards). In addition, the implementation of the sound absorber of non-combustible materials makes the design fireproof.

Предложенная акустическая конструкция является эффективным способом борьбы с производственными шумами.The proposed acoustic design is an effective way to combat industrial noise.

Claims

1. An acoustic structure containing a workshop frame, window openings and acoustic fences in the form of acoustic noise absorbing panels assembled in a section, window openings contain vacuum soundproofing glass units, and acoustic soundproofing panels consist of a frame made in the form of a parallelepiped formed by the front and rear walls of the panel , each of which has a U-shaped shape, and the floor is made on an elastic base and contains a supporting floor slab connected with the wall of the building, a mounting plate, made made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate of the interfloor overlap with cavities through layers of vibration damping material and waterproofing material with a gap relative to the bearing walls of the production room, which are made with a flange that is tightly adjacent to the bearing structures of the walls and the base bearing plate, and the cavity of the base the plates are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, characterized in that the spherical piece absorb sound It consists of a rigid frame suspended from the ceiling of the industrial building by means of a suspension and a sound-absorbing material located inside the frame wrapped in a mesh nylon fabric, and the frame is perforated in shape in the form of a spherical surface consisting of two hemispheres fastened by at least three fasteners, and the suspension is made in the form of a ring or hook.

2. The acoustic structure according to claim 1, characterized in that the frame of the spherical piece sound absorber is made of hemispheres rigidly bonded to each other, for example, by welding or glue, and the suspension is made in the form of a hook fixed at a lower point.