При заполнении промежутка пористым материалом с жестким скелетом (пенопласт, пенополистирол, фибролит и т.п.) частоту резонанса f, Гц, следует определять по формуле

, (9)

где m1 и m2 - поверхностные плотности обшивок, кг/м2;

d - толщина воздушного промежутка, м;

Е_д - динамический модуль упругости материала заполнения, Па.

Если обшивки не приклеиваются к материалу заполнения воздушного промежутка, значения Е_д принимаются с коэффициентом 0,75.

До частоты резонанса ff_p частотная характеристика звукоизоляции конструкции полностью совпадает с частотной характеристикой, построенной для перегородки с незаполненным воздушным промежутком.

На частоте f1,6f_p звукоизоляция увеличивается дополнительно на значение ∆R₄, которое определяется по таблице 13.

При построении частотной характеристики звукоизоляции конструкции на частоте f=1,6fp (2/3-октавные полосы выше частоты резонанса) отмечается точка Q с ординатой на значение ∆R₄ выше точки, лежащей на отрезке FK, и соединяется с точкой F. Далее частотная характеристика строится параллельно частотной характеристике звукоизоляции конструкции с незаполненным воздушным промежутком. Ломаная линия A1EFQK1L1M1N1P1 является частотной характеристикой изоляции воздушного шума данной конструкцией (рисунок 5).

411 × 292 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 5 – Частотная характеристика изоляции воздушного шума каркасно-обшивной перегородкой с заполнением воздушного промежутка

Собственная изоляция воздушного шума такими конструкциями R=R1+∆R, где R1 - собственная изоляция воздушного шума стеной ∆R - дополнительная звукоизоляция при установке гибкой плиты на некотором расстоянии перед стеной.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

Строится частотная характеристика изоляции воздушного шума стеной в соответствии с 9.1 (ломаная линия ABCD, рисунок 6);

Рассчитывается дополнительная звукоизоляция при установке плиты на некотором расстоянии перед стеной по формуле (10)

284 × 122 пикс.     Открыть в новом окне

. (10)

Здесь   - частота собственных колебаний, Гц, гибкой плиты с поверхностной плотностью m_n, кг/м2, на упругом основании (воздушном промежутке толщиной d , м, между стеной и плитой) жесткостью к = 0,14 / d, МПа/м; S_n - коэффициент излучения гибкой плиты; n - число связей, соединяющих плиту со стеной.

Коэффициент излучения плиты при ее связи со стеной линейными элементами (рейками) определяется по формуле

, (11)

где c_в - скорость звука в воздухе, м/с; fгр - граничная частота тонкой плиты, Гц; l - размер стены в направлении, перпендикулярном к линейной связи, м.

Коэффициент излучения плиты при ее точечных связях со стеной (например, по маякам) определяется по формуле

, (12)

где S - площадь стены, м2.

При f>3f₀ значение дополнительной звукоизоляции ∆R=-10lg(Sn·n) не зависит от частоты. Точечные связи повышают звукоизоляцию больше, чем линейные. Если облицевать стену гибкими плитами на относе с двух сторон, то значение дополнительной звукоизоляции составит 2∆R, дБ.

Частотная характеристика изоляции воздушного шума стеной с гибкой плитой на относе R=R₁+∆R, дБ, приведена на рисунке 6 (ломаная линия A1B1C1D1).

В зданиях плиты двойных ограждений связаны между собой через примыкающие к ним конструкции. Помимо прямой передачи звука через двойное ограждение важное значение для звукоизоляции такими конструкциями имеет распространение колебаний от одной плиты ограждения к другой через связь по контуру. Поскольку в зданиях плиты двойных ограждений связаны примыкающими к ним конструкциями, сколько-нибудь значительному повышению звукоизоляции при установке второй плиты препятствует косвенная передача шума, учет которой играет решающую роль при оценке фактической звукоизоляции двойным ограждением такого типа.

416 × 239 пикс.     Открыть в новом окне

Рисунок 6 – Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума стеной с гибкой плитой на относе

Приближенный индекс изоляции воздушного шума двойным ограждением в жилых зданиях можно определять пo формуле R_w=R_w1+∆R_w, где R_w1 - индекс изоляции воздушного шума однослойным ограждением из кирпича, бетона и др. материалов, определяемый в соответствии с 9.1; ∆R_w ≈8дБ.

Такие ограждения состоят из двух тонких плит, связанных упругим промежуточным слоем - сердцевиной. Отличительная особенность ограждений - возможность сочетания при правильном проектировании достаточной жесткости при изгибе и звукоизоляции, подчиненной закону массы в широком диапазоне частот. Этим требованиям ограждения удовлетворяют благодаря жесткости при сдвиге сердцевины и высокой граничной частоте.

Граничная частота "сэндвича" f_гр.с при α0,8

, (13)

где f_гр.п  - граничная частота, Гц, одной из плит "сэндвича", определяемая по формуле  , где с_i - скорость продольной волны в ограждении, принимаемая по таблице 14; 

221 × 27 пикс.     Открыть в новом окне

 - скорость распространения сдвиговой волны, м/с, в сердцевине, нагруженной массой , m_n, кг/м2, равной половине поверхностной плотности "сэндвича"; G - динамический модуль упругости материала сердцевины при сдвиге, Па; δ_с - толщина сердцевины, м; δ=δ₁+h - расстояние между срединными плоскостями плит толщиной h, м.

При проектировании значение граничной частоты "сэндвича" задают возможно наибольшим с тем, чтобы область действия закона массы перекрывала требуемый для изоляции шума диапазон частот (например, при использовании таких конструкций в жилых и общественных зданиях желательно, чтобы f_гр.c 6500Гц). Для этого предпочтительно снижать жесткость сердцевины при сдвиге, что приводит к уменьшению параметра α. Целесообразно задавать α²0,1, поскольку при меньших значениях граничная частота f_гр.c  не повышается.

Условие ограничения деформативности конструкции ω_с/l 200 (ω_с- статический прогиб середины конструкции под действием собственного веса, м; l - пролет конструкции "сэндвича", м)

262 × 63 пикс.     Открыть в новом окне

 (14)

где P=2m_ngl - линейно распределенная нагрузка на "сэндвич" шириной 1 м, Н/м; g - ускорение свободного падения; β=G/G_c; G и G_c - соответственно динамический и статический модули упругости материала сердцевины при сдвиге, Па; E’=E(1-μ²);

Е и μ соответственно модуль Юнга, Па, и коэффициент Пуассона плит "сэндвича" толщиной h, м.

Подбор оптимальных параметров конструкции "сэндвича" выполняют в следующем порядке. Задают α²=0,1; находят граничную частоту плит 6850 Гц и далее по формуле  , в зависимости от выбранного материала плит, находят их толщину. Из условия (14) определяют толщину сердцевины, а из уравнения   - требуемое значение динамического модуля упругости G материала при сдвиге. Кроме того, необходимо, чтобы в нормируемом диапазоне частот отсутствовала собственная частота симметричных колебаний плит "сэндвича", т.е.

247 × 31 пикс.     Открыть в новом окне

(15)

В таблице 15 приведена изоляция воздушного шума легкими ограждениями типа "сэндвич".