Оценка эффективности шумопоглощающих материалов: Звукоизоляция

Содержание

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШУМОЗАЩИТНЫХ ЭКРАНОВ НА ПРИМЕРЕ ТРАНСПОРТНОЙ РАЗВЯЗКИ В Г. ОМСКЕ | Шевелёв

1. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Психофизиологические механизмы формирования и развития функциональных состояний // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2014. Т. 100. № 10. С. 1130–1137.

2. Асминин В.Ф., Корда У.Ю. Анализ путей снижения шума в сложившейся жилой застройке, прилегающей к остановочным пунктам общественного транспорта // Научный вестник Воронежского архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. №4(20). С.141– 145.

3. Евгеньев Г.И. Применение шумозащитных экранов на автомобильных дорогах США // Обзорная Информация Автомобильные дороги и мосты. 2005. №5. С. 50.

4. Highway Noise Barriers: Performance, Maintenance and Safety (Video). Cambridge, MA: John A. Volpe National Transportation Systems Center, 1996. October.

5. Noise wall design guideline. Design guideline to improve the appearance of noise walls in NSW // March 2016.

6. Bahman Daee. Application of Polyurethane Products in Accelerated Construction of Innovative Noise Barrier. Western Graduate and PostdoctoralStudies // Electronic Thesis and Dissertation Repository, 2864. 2015.

7. Fleming G.G., Knauer H.S., Lee C.S.Y., Pedersen S. Highway Noise Barrier Design Handbook. http:// www.fhwa. dot.gov/environment/noise/design/ index.htm.

8. Hanson C.E., Towers D.A., and Meister L.D. (2006). Transit Noise and Vibration Impact Assessment. Report № FTA-VA-90-1003-06, prepared by Harris Miller Miller & Hanson, Inc., Burlington, MA, for the Federal Transit Administration, Washington, DC. Available at http://acousticstoday.org/manual. Accessed September 1, 2016.

9. Goines L., Hagler L. (2007) Noise Pollution: A Modern Plague. Southern Medical Journal [online]. 100 (3), pp. 287–294. Available from: http://docs.windwatch.org/goineshaglernoisepollution.html [Accessed 16 January 2017].

10. Questim D. Assessing the acoustic durability of noise barriers on NRA road networks” Phil Morgan, June 2014, TRL, UK.

11. Минаева В.В., Гапоненко А.В. Влияние шума на организм человека // Международный студенческий научный вестник. 2015. № 3. С.56 – 58.

12. Степанова Е.А., Абрамова И.А. Субъективная оценка внутрижилищной акустической среды населением, проживающим на урбанизированных примагистральных территориях // Омский научный вестник. 2004. № 3. С. 76 –79.

13. Шашурин А.Е. Новые технические и технологические решения для снижения акустического загрязнения шумозащитными экранами: монография. Санкт-Петербург: БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, 2018. -134 с. -ISBN 978-5-907054-27-1. -Текст: электронный. Лань: электронно-библиотечная система. URL: https://e.lanbook.com/book/122102 (дата обращения: 19.04.2020). Режим доступа: для авториз. пользователей.

14. Вопросы звукоизоляции и архитектурной акустики [Текст]: [Сборник статей] / Акад. строительства и архитектуры СССР. Науч.-исслед. ин-т строит. физики и ограждающих конструкций; под ред. канд. техн. наук В.Н. Никольского. Москва: Госстройиздат, 1959. 156 с.

15. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В., Драган С.П. Актуальные проблемы защиты населения от низкочастотного шума и инфразвука // Технологии гражданской безопасности. 2015. Т.12. №1(43). С.90–93.

16. Иванов Н.И. Проблема шума в современной цивилизации // Строительная физика в XXI веке: материалы научно-технической конференции / под ред. И.Л. Шубина. М.: НИИСФ РААСН, 2006. С. 39–42.

17. Рощина Н.В. Нормативные требования к шумозащитным акустическим экранам // Noise theory and practice. 2017. 3(9). Том 3. С. 46– 49.

18. Куклин Д.А., Тюрина А.В. Исследование акустических экранов для снижения шума поездов // Безопасность жизнедеятельности: научно-практический журнал. М.: Новые технологии. 2009. №8. С.30–34.

19. Манаков А.Л., Карпущенко Н.И., Величко Д.В. Снижение уровня шума вблизи железной дороги // Путь и путевое хозяйство. 2020. №3. С. 11–15.

20. Дейнега И.Н., Мараховский С.С. Композитные полимерные материалы в конструкциях шумозащитных экранов // Дороги. Инновации в строительстве. 2016. №2. С.100–102.

21. Федяев А.А., Дейнега И.Н. К эффективности шумозащитных экранов // Дороги. Инновации в строительстве. 2017. №62. С.20–23.

22. Кокодеева Н.Е., Никулушкин А.А. О законе распределения и оценке степени риска шумовой характеристики от транспортного потока // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2014. №1 (5). С. 6–16.

23. Крикун С.Н., Пугачёв И.Е. Математическая модель оценки транспортного шума // Наука и техника в дорожной отрасли. 2019. №1 (87). С.35 37.

СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 (с изменением № 1)

Дата публикации

14.09.2018

СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 (с Изменением N 1)


СП 51.13330.2011

     
     
СВОД ПРАВИЛ

ЗАЩИТА ОТ ШУМА

Sound protection

Актуализированная редакция
СНиП 23-03-2003 


ОКС 13.140*
________________
* Введено дополнительно, Изм. N 1.

Дата введения 2011-05-20


Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, а правила разработки – постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 “О порядке разработки и утверждения сводов правил”.

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ – Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”


3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. N 825 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 51.13330.2010.

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.

Опечатки внесены изготовителем базы данных

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 5 мая 2017 г. N 770/пр c 06.11.2017 

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год

Введение


В настоящем документе приведены требования, соответствующие целям Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений” и подлежащие обязательному соблюдению с учетом части 1 статьи 46 Федерального закона от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”.

Настоящий свод правил устанавливает нормируемые параметры, допустимые и предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных и производственных зданий, а также на территориях жилой застройки, порядок проведения акустических расчетов по оценке шумового режима на этих территориях и в помещениях зданий, порядок выбора и применения различных методов и средств для снижения расчетных или фактических уровней шума до требований санитарных норм, а также содержит указания по обеспечению в помещениях специального назначения (театральные, киноконцертные, спортивные залы и т.п.) оптимального акустического качества с точки зрения их функционального назначения.

Актуализация выполнена Учреждением Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (“НИИСФ РААСН”).

Ответственные исполнители: НИИСФ РААСН (И.Л.ШубинВ.Л.АнджеловМ.А.ПороженкоЛ.А.БорисовВ.П.ГусевX.А.ЩиржецкийИ.Е.ЦукерниковВ.А.АистовС.И.Крышов

Н.А.Минаева), НИиПИ Генплана Москвы (Н.К.Кирюшина), НИиПИ ТРТИ (Н.Н.Минина), МГСУ (А.И.Герасимов).

Изменение N 1 к СП 51.13330.2011 разработано авторским коллективом в следующем составе: НИИСФ РААСН (И.Л.Шубин, М.А.Пороженко, В.П.Гусев, В.Н.Сухов, В.А.Аистов, X.А.Щиржецкий, И.Е.Цукерников, Н.А.Минаева), ОАО “НИИБТМЕТ” (Н.Н.Ведерников, Д.Б.Чехомова, И.И.Новиков) при участии ГУП НИиПИ Генплана Москвы (Н.К.Кирюшина), ННГАСУ (Д.В.Монич).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1 Область применения


Настоящий свод правил устанавливает обязательные требования, которые должны выполняться при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий различного назначения, планировке и застройке городских и сельских поселений с целью защиты от шума и обеспечения нормативных параметров акустической среды в производственных, жилых, общественных зданиях, на прилегающих к ним территориях и в рекреационных зонах.

2 Нормативные ссылки


В настоящем своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 17187-2010 (IEC 61672-1:2002) Шумомеры. Часть 1. Технические требования

ГОСТ 27296-2012 Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций

ГОСТ 30691-2001 (ИСО 4871-96) Шум машин. Заявление и контроль значений шумовых характеристик

ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2.1996) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ Р 53187-2008 Акустика. Шумовой мониторинг городских территорий

ГОСТ Р 56769-2015 (ИСО 717-1:2013) Здания и сооружения. Оценка звукоизоляции воздушного шума

ГОСТ Р 56770-2015 (ИСО 717-2:2013) Здания и сооружения. Оценка звукоизоляции ударного шума

ГОСТ Р ИСО 10140-2-2012 Акустика. Лабораторные измерения звукоизоляции элементов зданий. Часть 2. Измерение звукоизоляции воздушного шума

ГОСТ Р ИСО 10140-4-2012 Акустика. Лабораторные измерения звукоизоляции элементов зданий. Часть 4. Методы и условия измерений

СП 254.1325800.2016 Здания и территории. Правила проектирования защиты от производственного шума

СП 271.1325800.2016 Системы шумоглушения воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Правила проектирования

СП 275.1325800.2016 Конструкции ограждающие жилых и общественных зданий. Правила проектирования звукоизоляции

Примечание – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный материал отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3 Термины и определения


В настоящем своде правил использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 время реверберации Т, с: Время, за которое уровень звукового давления в помещении после выключения источника звука снижается на 60 дБ.

3.2 допустимый уровень шума: Уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов его организма, чувствительных к шуму.

3.3 звуковая мощность, Вт: Количество энергии, излучаемой источником шума в единицу времени.

3.4 звукоизоляция окна R, дБА: Величина, служащая для оценки одним числом изоляции внешнего шума, создаваемого городским транспортом, при передаче его внутрь помещения через окно.

3.5 изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R, дБ: Способность ограждающей конструкции уменьшать проходящий через нее звук.

Примечание – В общем виде представляет собой десятикратный десятичный логарифм отношения падающей на ограждение звуковой энергии к энергии, прошедшей через ограждение.

3.6 изоляция ударного шума перекрытием: Величина, характеризующая снижение ударного шума перекрытием.

3.7 индекс изоляции воздушного шума R, дБ: Величина, служащая для оценки одним числом изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией.

Примечание – Определяется путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума со специальным оценочным спектром.

3.8 индекс приведенного уровня ударного шума L

Вестник ИШ ДВФУ

Механика деформируемого твердого тела

Сёмка Э.В. Упругопластическое состояние полого шара

Бойко Л.А., Ксендзенко Л.С. Расчет нормальных температурных напряжений в компонентах асфальтобетона методами статистической механики композитов

Молоков К.А., Маслов К.М. Расчетные методы оценки ударной вязкости сварных элементов с трещинами

Теория корабля и строительная механика

КОЗИН В.М. Увеличение ледоразрушающей способности изгибно-гравитационных волн при их приближении к берегу

Проектирование и конструкция судов

Ха Ван Зуи, Китаев М.В. Математическая модель оптимизации проектных характеристик скоростных пассажирских катамаранов

Кулеш В.А., Фам Чунг Хиеп. Специализированные суда и развитие морской инфраструктуры Вьетнама

Судовые энергетические установки

Лапин Ю.А., Герман А.П., Бурлакова Н.Н. Анализ методов расчета крутильных колебаний судовых валопроводов

Фершалов Ю.Я., Грибиниченко М.В., Коршунов В.Н., Цыганкова Л.П. Использование эффекта Ранка–Хилша для восстановления эксплуатационных свойств отработанных моторных масел

Покусаев М.Н., Хмельницкий К.Е., Ильина Е.Г. Оценка эффективности капотов подвесных моторов маломерного судна в реальных условиях эксплуатации

Ле Хонг Хаи. Загрязнение воздуха твердыми частицами в пяти точках Владивостока (морской и автомобильный транспорт)

Физические поля корабля, океана и атмосферы

Стаценко Л.Г., Совкова О.И., Скварник И.С. Анализ возможностей технологий беспроводного широкополосного доступа для обеспечения безопасности мореплавания в заливе Петра Великого

Строительные конструкции

Кузнецов И.В., Покатилов А.В., Тациенко В.П., Соколов М.В. Использование шумопоглощающих материалов при проектировании шумозащитных конструкций шахтовых вентиляторных установок на угольных месторождениях Кузбасса

Строительные материалы и изделия

Шведова М.А., Славчева Г.С., Артамонова О.В. Влияние добавок модификаторов вязкости на реологическое поведение цементных систем для 3D-печати

Макарова Н.В., Комаров А.И., Цуприк В.Г. Прочностные и деформационные свойства контакта композитной арматуры с мелкозернистым бетоном

Проектирование и строительство дорог и мостов

Томилов С.Н. Особенности деформаций главных балок железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при их усилении внешней арматурой

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Бирюков Ю.А. Методика организации переработки отходов строительных материалов при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного характера
Ответственные за номер
ГРИБИНИЧЕНКО МАТВЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ, к.т.н., доцент
БЕККЕР АЛЕКСАНДР ТЕВЬЕВИЧ, член-корреспондент РААСН, д.т.н., профессор
Дальневосточный федеральный университет   
Над номером работали
Г.Б. Арбатская, редактор,
веб-редактор
Т.В. Рябкова, веб-дизайн
Г.П. Писарева, дизайн, верстка
Н.С. Мун, корректор
Объем  8 МБ [19,2 усл. печ. л.]
Публикация: 11 сентября 2020

Акустический модуль на основе вторичного ПЭТФ — NovaInfo 66

Важнейшей экологической проблемой является предотвращение накопления полимерных отходов — благодаря высокой стойкости к воздействию факторов естественной среды полимерные материалы не разлагаются в ней длительное время. Так, полиэтилентерефталат (ПЭТФ), ежегодный прирост мирового производства которого составляет около 5% (рисунок 1), не разлагается в природных условиях 80 лет.

Рисунок 1. Производство полиэтилентерефталата в мире [1]

Переработка полимерных отходов в качестве вторичных материальных ресурсов представляет собой один из видов рекуперации сырья (первичного сырья, водных и энергетических ресурсов), позволяющий одновременно свести к минимуму вредные выбросы в атмосферу, сбросы и водные объекты и на рельеф, а также любые воздействия на здоровье человека [2].

Рисунок 2. Производство бутылочного ПЭТ в РФ за период 2013-2016гг. [1]

В настоящее время разработаны технологии как механической, так и химической и термической переработки ПЭТФ, однако каждый из методов имеет существенные недостатки, ограничивающие эффективность рециклинга вторичного полиэтилентерефталата, а полученный этими методами вторичный ПЭТФ не соответствует техническим требованиям, обеспечивающим получение качественных конечных изделий.

Одним из перспективных направлений применения вторичного ПЭТФ является использование его для производства строительных и декоративных материалов.

В настоящей работе предлагается использовать ПЭТФ-флексы в качестве наполнителя для шумопоглощающей конструкции модульного типа. Преимуществом предлагаемых акустических модулей является использование практически бесплатного наполнителя, обладающего высокоэффективными звукопоглощающими свойствами при низкой плотности и крайне низкой гигроскопичности.

Целью работы является изучение возможности использования ПЭТ-отходов в качестве шумопоглощающего наполнения акустических модулей для облицовки. В соответствии с целью сформулированы следующие задачи:

  • разработать конструкцию акустического модуля для облицовки внутренних поверхностей помещения с целью снижения интенсивности отражения звуковых волн;
  • исследовать возможность использования ПЭТФ-флексов в качестве шумопоглощающего наполнителя акустического модуля.

Конструкция акустического модуля (рисунок 3) включает внешнюю звукопрозрачную оболочку, образующую замкнутую емкость, полость которой заполнена ПЭТФ-флексами.

Рисунок 3. Схема акустического модуля (1 — звукопрозрачный перфорированный или перфорированный декоративный каркас, 2 — звукопрозрачная пленочная футеровка, 3 — ПЭТФ-флексы, 4 — крепление, 5 — ограждение)

Внешняя звукопрозрачная оболочка 1 выполнена из сплошного слоя листового полимерного материала, перфорированного сквозными отверстиями. Диаметр и шаг отверстий перфорации внешнего звукопроницаемого каркаса выбирается исходя из необходимости одновременного выполнения требований приемлемой звукопроницаемости, сохранения высоких технологических и эксплуатационных свойств, а также декоративности модуля.

Согласно ГОСТ 23499-2009 [3] звукопроницаемый перфорированный каркас 1 должен быть защищен защитной оболочкой 2, препятствующей попаданию пылевидных частиц звукопоглощающего материала в окружающую среду.

Звукопоглощающий наполнитель, находящийся в замкнутой полости звукопроницаемого каркаса, представлен обособленными дроблеными элементами — ПЭТФ-флексами, произведенными из утилизируемых отходов (ПЭТ-бутылок) путем механического измельчения. ПЭТФ — флексы в качестве наполнителя акустических моделей не требуют сортировки по цветам и отделение от других полимерных отходов, что существенно снижает затраты на его изготовление наполнителя модуля и, следовательно, модуля в целом.

При этом объем каждого из обособленных дробленых звукопоглощающих фрагментов находится в диапазоне 3,4*10-7…1,1*10-6м3, а плотность заполнения ими замкнутой полости, образованной внешним звукопроницаемым перфорированным каркасом, составляет ρ=260-400кг/м3.

Также могут использоваться смеси задаваемых в определенных пропорциях сочетаний различных фракций ПЭТФ-хлопьев, что позволит направленно управлять целевыми свойствами (акустическими, весовыми, плотностными) шумопоглощающего наполнителя модуля.

При падении звуковых волн на звукопоглощающие материалы и конструкции значительная часть звуковой энергии поглощается, а меньшая часть — отражается. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала.

Для оценки эффективности звукопоглощающего модуля на основе ПЭТФ-флексов были подготовлены образцы суммарной толщиной 10 мм: пластиковый перфорированный звукопроницаемый контейнер набивали смесью ПЭТФ-хлопьев, степенью набивки регулируя плотность шумопоглощающего слоя.

Оценка эффективности модуля произведена на установке, приведенной на рисунке 4; в качестве измерительного прибора использован шумомер LSM-20. В качестве показателя эффективности принято абсолютное снижение уровня звукового давления в различных октавных частотах при использовании перегородки — выше описанного образца.

Рисунок 4. Установка для оценки эффективности шумопоглощающих свойств материалов

В таблице 1 и рисунке 5 приведены абсолютные значения, характеризующие снижение шума для трех групп образцов. Во всех октавных частотах наибольше снижение шума продемонстрировал образец с плотностью 280-320 кг/м3, что можно объяснить следующим обстоятельством: для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука, кроме того, поры должны соединяться между собой, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

Таблица 1. Снижение шума в различных октавных частотах, дБ

Образец (плотность, кг/м3)

Среднегеометрическая частота, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

1 (260-270)

12

15

13

11

9

8

9

13

2 (280-320)

14

17

15

12

10

11

13

15

3 (330-360)

11

13

12

10

9

7

8

12

Рисунок 5. Снижение уровня звукового давления в различных октавных частотах, дБ

График на рисунке 6 позволяет произвести сравнительную оценку эффективности звукопоглощения различных материалов в октавных частотах: очевидно, что шумопоглощающие свойства перегородки из ПЭТФ-флексов сопоставимы с таковыми у фанеры, однако кривая имеет более плавное изменение по октавным частотам; при этом у ПЭТФ-флексов преимущества в виде низкой плотности и стоимости. Что касается перегородки из пенополистирола, то она проигрывает по звукопоглощению ПЭТФ-флексам во всем контролируемом диапазоне звуковых частот 63 — 8000 Гц на фоне сопоставимой плотности.

Рисунок 6. Сравнительная оценка эффективности звукопоглощения различных материалов в октавных частотах

Выводы

Предложена конструкция акустического модуля на основе ПЭТФ-флексов. Преимуществом предлагаемых акустических модулей является использование наполнителя, обладающего высокоэффективными звукопоглощающими свойствами при низкой плотности, крайне низкой гигроскопичности и низкой стоимости.

Применение указанных модулей не только существенно улучшает акустический комфорт в широком частотном диапазоне в производственных и общественных зданиях и не требует существенных материальных и трудовых затрат, но и решает задачу утилизации полимерных отходов — ПЭТ-бутылок.

Проведено сравнительное исследование шумопоглощающих свойств образцов из ПЭТФ-хлопьев, пенополистирола, фанеры. Показаны преимущества ПЭТФ-хлопьев.

Применение в зданиях звукопоглощающих материалов, а так же оценка звукопоглощения

 


В настоящее время степень возникающего шума в окружающей среде постоянно растет. Это обусловлено различными факторами, среди которых выделяют технический прогресс, а также изменение осуществления жизнедеятельности человека.

Именно поэтому с каждым годом все большее распространение получают звукопоглощающие материалы, применяемые в зданиях. Для эффективности и применения используют специальные технические характеристики, а также соответствующий расчет. Он осуществляет в соответствии с нормами и установленными стандартами.

Материалы звукопоглощающие: что это такое, где применяют

Звукопоглощающие материалы представляют собой такие материалы, которые способны осуществлять необратимый переход колебательной энергии звуковых волн в тепловую энергию. Они используются для осуществления внутренней отделки разнообразных помещений, чтобы улучшить акустические показатели последних.

Основная цель таких веществ заключается в снижении уровня слышимых человеческих ухом шума, в промышленных, общественных, и в жилых зданиях.

Важно понимать, что между звукоизоляционными и звукопоглощающими материалами существует определенная разница. В первом случае акустические волны отбиваются в обратном направлении, тогда как во втором — они из-за структуры вещества проникают внутрь и нивелируются.

В нынешнее время изготовляют большое количество различных звукопоглощающих материалов. В качестве ограждающих конструкции среди них используют такие изделия, как:

  • однослойные однородные материалы с офактуренной поверхностью;
  • многослойные пористо-волокнистые материалы с жестким перфорированным покрытием;
  • штучные материалы разнообразных размеров и форм (как однослойные, так и многослойные).

На сегодняшний момент наиболее популярными материалами, имеющими защитную оболочку, специалисты выделяют следующие изделия:

  • плиты из минваты, изготовленные на связующем вроде ПА/С, ПА/О и ПА/Д;
  • плиты, сделанные из минваты гранулированного типа, закрепленной посредством крахмального связующего;
  • плиты, изготовленные посредством штапельного стекловолокна, отвечающего типам ПС или же ПЖС;
  • базальтовые акустические системы Б3М;
  • плиты из древесноволокна с имеющейся в их структуре перфорацией;
  • гипсовые плиты, дополнительно армированные стекловолокном, отличающимся сквозной перфорацией;
  • созданные из ячеистого бетона плиты вида «Силакпор», имеющего пористую структуру и перфорацию лицевой части;
    плиты из газосиликата и др.

Материалы звукопоглощения вместе с защитными оболочками тоже являются весьма распространенными. Среди них специалисты выделяют такие:

  • плиты полужесткого вида марок ПП, ППМ на использующемся связующем синтетического типа;
  • маты прошивного типа сделанные из штапельного стекловолокна и на синтетическом связующем;
  • изделия из тонких стекловолокон, а также сделанные из перепутанных между собой супертонких волокон из базальта.

Нередко в возведении общественных сооружений применяют защитные оболочки и экраны. Для их производства используют стеклянное и капроновое волокно. Иногда применяют для поглощения акустических волн гипсовые перфорированные плиты, на тыльной стороне которых оклеена техническая бязь.

Самые популярные звукоизоляционные мембраны фирм «Тексаунд», «SoundGuard Membrane» и «Фронт акустик».

Как составлять протокол измерения шумовой характеристики, узнай здесь.

В нашей статье ты узнаешь, о нормативных документах, которые содержат инструкции и рекомендации в отношении всех агрегатов.

Какие характеристики рассчитывают

В настоящее время в соответствии с ГОСТом Р 53377-2009 для оценки звукопоглощения материалов используются такие характеристики, как:

  1. Коэффициент фактического поглощения звука. Он представляет собой зависимые частотно обозначения звукопоглощающих коэффициентов. Они измеряются в трехоктавных полосах частот по тем стандартам и нормам, которые прописаны в ГОСТ Р 53376. Полученные результаты пересчитываются в значениях коэффициентов октавных полос частот в соответствии с правилами настоящее документа.
  2. Индекс звукопоглощения. Он является уже частотно-независимым значением коэффициентов звукопоглощения. Они в свою очередь соответствуют нормативной кривой линии на частоте, равной 500 герцам, то есть среднегеометрической частоте, характеризующей октавную полосу. Определяется такой показатель в соответствии с установленными нормами настоящего ГОСТа.
  3. Индикаторные частотные характеристики. Данный тип характеристики указывает на наличие в частотном выражении тех коэффициентов звукопоглощения, что могут в отдельных октавных полосах быть смещены выше нормативной прямой линии на 25 процентов и больше.

Все вышеперечисленные характеристики позволяют наиболее корректно и правильно определить, как конкретно действуют звукопоглощающие материалы, и от каких акустических волн они могут защитить помещения.

Стоит отметить, что они используют не для отдельных элементов (стульев, экранов и т.д.), а для всей комнаты в целом.

Результаты расчета

Определяя те или другие акустические параметры для оценки звукопоглощения материала, полученные результаты заносятся в соответствующие диаграммы или же таблицы. Некоторые характеристики могут быть из нее выключены, если они не нужны.

Для того чтобы получить результаты фактического коэффициента звукопоглощения, необходимо в каждой полосе октавных частот определить среднее арифметическое значение 3 коэффициентов звукопоглощения. Они измеряют в трехоктавных полосах.

Среднее значение нужно рассчитывать до второго знака после запятой. Округлять полученные значение следует с шагом до 0,05. Это значит, что при получении результата, равного 0,92, его следует округлять до 0,9. Максимальный уровень не превышать должен единицу, то есть 1,00.

Индекс же звукопоглощения должен определяться посредством нанесения на нормативную кривую полученных значений фактического коэффициента звукопоглощения. Стоит отметить, что линию нужно смещать с шагом в 0,05 единицы в том направлении, где располагаются измеренные значения. Происходить это должно до того момента, пока сумма неблагоприятных отклонений будет меньше или же равно 0,10.

Считаются неблагоприятными отклонения в том случае, когда полученное значение коэффициента звукопоглощения будет лежать на графике ниже нормативной линии в конкретной октавной полосе. Индекс звукопоглощения следует определять значение смещенной нормативной кривой на частоте, равной 500 герцам.

Если по результатам получается, что фактический коэффициент звукопоглощения превышает каждое значение нормативной кривой больше, чем на 0,25, то дополнительно стоит определить один или несколько индикаторов формы.

Используемые индикаторы могут быть различными, что зависит от конкретной октавной частоты:

  • 250 герц — индикатор L;
  • 500 и 1000 герц — индикатор M;
  • 2000 и 4000 герц H.

Все собранные результаты позволяют оценить звукопоглощение материала, а также понять, насколько он является эффективным в конкретных условиях. При этом, чем больше будет собрано разнообразных параметров и характеристик, тем более корректным в итоге получится заключение.

Отражение шума и поглощение шума

Снижение уровня шума основано на двух основных методах — поглощении звука и отражении звука. Эффективность каждого из них зависит от типа шума, его источника и местоположения.

 

Все звуки не равны

Звук создается, когда воздух сжимается в волны, но не все звуки одинаковы. Быстрая серия волн приводит к более высоким тонам или частотам. Меньшее количество волн создает более низкие частоты. Эффективность поглощения и отражения шума напрямую связана с частотой звука.

Отражение звука

Самый простой метод подавления звука — отражение шума — использует материалы, отражающие звуковые волны. Блочные стены, бетонные барьеры и твердые фасады зданий являются примерами отражающих материалов, которые отражают звуковые волны.

Недостатком отражения звука является то, что после отражения звуковые волны должны куда-то уйти. Эхо и перенос звука являются побочным продуктом отражения шума.

 

Стеклянные дорожные барьеры имеют сильно отражающую поверхность.

 

Звукопоглощение

Для поглощения шума используются барьеры из пористых материалов, которые позволяют звуковым волнам проходить через барьер. При прохождении через материал энергия звуковой волны поглощается, что снижает уровень шума. Звукопоглощающие материалы лучше всего справляются со средними и высокими звуковыми частотами, но менее эффективны для подавления низких и глубоких шумов.

В конструкции большинства современных конструкций используются звукопоглощающие материалы.Подложка пола, ковровое покрытие и изоляция стен являются примерами распространенных звукопоглощающих материалов. В условиях строительства и других средах, где шум временно распространен, используются специально разработанные портативные акустические барьеры, обеспечивающие эффективное поглощение, но не являющиеся слишком тяжелыми для использования.

 

Эхо-барьеры можно разместить так, чтобы они поглощали как можно больше звука.

 

Для более серьезного снижения шума, особенно для выполнения законодательных требований по шуму, часто используются поглощающие звуковые барьеры.Многие из них являются портативными и могут быть настроены для адаптации к меняющейся звуковой среде. Эхо-барьеры, например, способны поглощать до 100% звука в некоторых частотных диапазонах при весе всего около 13 фунтов.

Чтобы найти правильное решение по шумоподавлению, необходимо знать частоту звука, его источник и местные условия.

 


 

 

Переносные звуковые барьеры

Echo Barrier — это инновационная временная система шумоподавления, предназначенная для быстрого подавления шума в динамичной и чувствительной рабочей среде.

Распространение доступно по всему миру.

 

%PDF-1.4 % 1 0 объект >поток приложение/pdf

  • 93
  • 2020-06-18T01:34:22-04:002022-04-24T22:52:38-07:002022-04-24T22:52:38-07:00iText 4.2.0 от 1T3XTuuid:12efea41-3eec-4075-9153 -d756a814846buuid:3c73b5a2-e273-4135-8d2b-612276c078f8 конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xWn8}Wc4/٧4vS4i7qMhJ+qӯelj).}jʔ!J

    Ваше руководство по пониманию коэффициента шумоподавления

    В поисках идеального сочетания функциональности и красивого дизайна мы можем упустить из виду применение и точность систем оценки продуктов. Архитекторы и дизайнеры гарантируют, что отличный дизайн удовлетворит их потребности в производительности и хорошем самочувствии, доверяя рейтинговым системам, таким как коэффициент шумоподавления (NRC) для акустических характеристик и звукопоглощения. В некоторых случаях дизайнер может по незнанию указать неэффективный продукт из-за искаженной или несоответствующей оценки NRC.Эта оплошность в процессе спецификации может привести к расходованию бюджета в последнюю минуту или установке неприглядных пластырей второго дня для обеспечения благополучия его жителей.

    Поскольку дизайнеры и клиенты все больше осознают необходимость акустики для хорошего самочувствия и совместной работы, рынок акустических решений резко вырос за последние 10 лет. Одним из важных достижений является использование архитектурных изделий с использованием ПЭТ (полиэтилентерефалат или переработанные пластиковые бутылки из-под воды и газированных напитков).

    При правильном применении этот переработанный акустический материал имеет ряд преимуществ по сравнению с существующими решениями, включая устойчивость, простоту настройки, безопасность, долговечность и более мягкую эстетику для более спокойной обстановки. С увеличением числа спецификаций акустических архитектурных материалов, с использованием ПЭТ и других материалов, а также с инновациями в категориях продуктов появилось много поставщиков акустических решений, чтобы удовлетворить потребность.

    Если вы планируете определить или приобрести акустические архитектурные материалы для потолков или стен, базовое понимание акустических требований и методов испытаний придаст вам уверенности в обеспечении экологических целей вашего проекта.С таким количеством появляющихся акустических решений может быть легко непреднамеренно выбрать те, которые могут не обеспечить производительность для вашего проекта, который рекламировался.

    Моя цель — помочь вам — дизайнерам и архитекторам — просеять шум, поделившись ценными знаниями и инструментами, рекомендованными для понимания того, как тестируются акустические продукты, и обеспечить прозрачность, точность и отражение реальных акустических условий с помощью True NRC от Arktura. , которым вы сможете уверенно пользоваться.

    Правда о коэффициенте шумоподавления

    В штаб-квартире Mead Johnson в Чикаго установлены адаптивные потолочные системы Atmosphera® от Arktura. Фото Тома Харриса

    Начав поиски идеального акустического продукта, вы быстро столкнетесь с рейтингом NRC. NRC — это моментальный снимок эффективности шумоподавления для системы продукта по сравнению с другими. К сожалению, многие продукты рекламируются или тестируются с лазейками и обходными путями, чтобы обойти истинную точность NRC, делая их более эффективными в своем рейтинге или используя нереалистичные сценарии установки.В результате не все оценки могут неточно отражать реальные жизненные условия.

    NRC выражается в виде рейтинга от 0,00 до 1,00+ и является мерой способности материала отражать или поглощать звук за счет его эффективности на постоянной площади поглощения. Чем выше рейтинг NRC, тем лучших акустических характеристик вы достигнете от данного продукта.

    Материал, отражающий все звуки, попадающие на него, теоретически получает рейтинг 0.00. Материал, поглощающий все попадающие на него звуки, теоретически получает оценку 1,00. Толстые элементы с трехмерными свойствами или продукты с открытыми краями могут получить более 1,00 NRC из-за увеличенной площади поверхности.

    QBE Dallas в Далласе, штат Техас, оснащен Acoustic SoftGrid® Sine от Arktura. Фото Томаса МакКоннелла

    Существуют дополнительные показатели производительности для акустики, такие как класс звукопередачи (STC) для передачи звука или среднее значение звукопоглощения (SAA) для звукопоглощения в более широком диапазоне частот.Тем не менее, NRC является отраслевым стандартом для архитектуры, поскольку в нем основное внимание уделяется коэффициентам звукопоглощения для четырех основных частот человеческой речи: 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц и 2000 Гц.

    По этой причине точное тестирование NRC имеет решающее значение для поддержания разборчивости речи, комфортных общих сред и обеспечения конфиденциальности речи как для сотрудников, так и для клиентов.

    Характеристики

    NRC часто варьируются от продукта к продукту, даже в пределах одного и того же пространства, если они установлены по-разному.Важно понимать, как измеряется производительность и что может на нее повлиять, чтобы принять наиболее обоснованное решение о покупке. Методы тестирования материалов различаются, поэтому унифицированные измерения NRC для разных типов продуктов часто могут быть сложными для сравнения.

    Как тестируются акустические продукты?

    Medical Mutual в Кливленде, штат Огайо, включает акустические экраны SoftGrid® Switch-Duo от Arktura. Фото Кристиана Филлипса

    Чтобы получить рейтинг NRC, акустические продукты тестируются в реверберационной камере: эхо-комнате, построенной из материала с высокой отражающей способностью.Воспроизводится звук, и для каждой частоты измеряется время, необходимое продукту для снижения уровня шума на постоянный уровень децибел. Это сравнивается с контрольным испытанием того же измерения без поглощающего продукта в помещении, чтобы получить как снижение для каждой частоты, так и среднее значение, рассчитанное как NRC.

    В тесте используется ряд типичных типов установки продукта, большинство из которых требует постоянной площади продукта. В соответствии с требованиями теста существует значительная гибкость в настройке продукта, чтобы иметь возможность тестировать широкий спектр систем при их типичных методах установки.Тем не менее, некоторые из инновационных категорий продуктов из ПЭТ-фетра имеют трудносопоставимые результаты.

    Наибольшее влияние на производительность обычно оказывает расстояние, на котором продукт установлен от стены или перекрытия, что потенциально удваивает производительность материала, однако сборки продукта или компоновка в зоне тестирования также могут оказывать серьезное влияние. Разработчики должны убедиться, что настройки тестирования для рейтинга аналогичны тому, как они будут устанавливать продукт, чтобы предотвратить проблемы с вторичной средой.

    Акустические испытания — важный, но дорогостоящий и трудоемкий процесс. Некоторые производители могут тестировать только один продукт или одно сырье и рекламировать одни и те же результаты для всей линейки продуктов. На эффективность звукопоглощения влияет множество факторов: способ установки, расстояние установки от подложки, перфорация, открытые края изделия и расположение изделия, и это лишь некоторые из них.

    Предоставлено Арктурой

    Если вы обнаружите, что многие продукты в каталоге имеют одинаковый или похожий NRC, пришло время немного поближе взглянуть на то, как они были протестированы.Не попадайтесь на эти три уловки.

    1. Один рейтинг, чтобы править всеми.

    Одна из самых распространенных уловок, которой следует опасаться, — это когда производитель рекламирует характеристики исходного материала вместо акустических характеристик продукта.

    2. Предназначен для введения в заблуждение.

    Как и в случае с первым приемом, производитель может протестировать только один продукт, а затем оценить его характеристики для всех других продуктов в своей линейке, независимо от шаблона, компоновки или дизайна. Один из примеров можно увидеть с перфорированными панелями.Решения для перфорированных панелей и абсорбирующих материалов неодинаковы. Легко предположить, что панели с разным рисунком перфорации могут иметь схожие характеристики, но панели с разным рисунком могут иметь разницу до 0,40 NRC. Даже если процент открытости одинаков, звуковые волны ведут себя по-разному в зависимости от используемых рисунков или форм перфорации.

    3. Дайте мне немного места!

    Есть два отличных способа повысить эффективность акустических поглотителей. Во-первых, необходимо добавить воздушное пространство за изделием, установив его на расстоянии нескольких дюймов от стены или потолка.Во-вторых, слегка разделить продукты, чтобы звук мог поглощаться сторонами материала, которые в противном случае могли бы быть закрыты. Эти два метода потенциально могут удвоить характеристики поглотителя, особенно на низких частотах. Надеюсь, вы сможете использовать эти методы в своей установке, потому что вы можете обнаружить, что многие производители также использовали их для повышения заявленных характеристик своих продуктов, помимо того, что является разумным или рекламируемым методом установки.

    Как определить неточности NRC

    Подробное изображение установленной потолочной системы в лаборатории исследований и разработки продуктов в Южной Калифорнии. Фото предоставлено Арктурой

    Когда вы просматриваете список продуктов, вы можете заметить, что каждому продукту в коллекции компании неожиданно может быть присвоен один и тот же рейтинг NRC независимо от его размера, дизайна, конфигурации перегородки, прорезей, вырезов или метода установки. В этом случае единообразие результатов служит предупредительным признаком того, что вы, возможно, не получаете ожидаемого рейтинга NRC, и может потребоваться дополнительная оценка.

    Площадь поверхности и метод монтажа также влияют на рейтинг, что затрудняет понимание того, насколько хорошо продукт будет работать в определенных условиях, если указаны только рейтинги сырья. Настройки тестирования NRC могут сильно различаться, и для разных сценариев приложений требуются разные методы тестирования. В результате TRUE NRC™ разработан с учетом реальных условий.

    Почему рейтинги NRC имеют значение

    Вы хотите быть уверены, что акустические звукопоглощающие изделия работают так, как нужно и как ожидается.Материалы должны выполнять требуемые указанные потребности. Например, вы преображаете рабочую среду и внедряете конструктивные факторы для повышения общей безопасности, хорошего самочувствия и комфорта за счет уменьшения эха в конференц-залах или создания более тихой учебной среды.

    Предположим, вы выбрали материал из-за его внешнего вида, но оценка NRC ненадежна. В этом случае важно рассмотреть альтернативы, которые лучше удовлетворят ваши акустические потребности.

    Что ты умеешь делать?

    Инновационное здание Медицинских наук Университета Аризоны в Тусконе, штат Аризона, отличается акустическим потолком и стенами, изготовленными по индивидуальному заказу, из SoftFold.Фото Эда Таубе

    Надеюсь, вы начали понимать процесс расчета и предостережения относительно рейтингов NRC и того, как это может повлиять на ваше пространство. Это понимание должно дать вам возможность эффективно работать со спецификациями и быть уверенным в том, что ваша спецификация будет работать должным образом. Рейтинг NRC может помочь вам выбрать правильный материал для вашей работы, но только в том случае, если он является точным и достоверным рейтингом. Есть три вещи, которые следует учитывать, когда вы принимаете решение о покупке.

    Во-первых, спросите о рейтинге NRC нескольких продуктов, которые вас интересуют.Рейтинг должен отличаться от продукта к продукту. Если это не так, то считайте это предупредительным знаком.

    Во-вторых, спросите, как планируемая установка может изменить рейтинги, и обсудите ваши потребности с производителем. Они должны проконсультировать вас о том, как NRC может меняться в зависимости от вашей установки, и дать персональные рекомендации.

    В-третьих, запросите отчет о лабораторных испытаниях, чтобы понять, как продукт был установлен, и чтобы убедиться, что результаты соответствуют дизайну и размеру, который вы рассматриваете.

    Наконец, если вы чувствуете, что не получаете информации, необходимой для принятия этого сложного решения. Вы всегда можете запросить или принять участие в стороннем тестировании или поработать со специалистом по акустике, чтобы лучше понять правду о NRC.

    Верь в правду

    True NRC родился благодаря приверженности Arktura прозрачности и образованию и служит залогом предоставления нашим клиентам точных и надежных оценок. Мы учитываем все соображения и способы установки, чтобы обеспечить рейтинг True NRC, который точно отражает акустические характеристики наших продуктов.

    Вы можете быть уверены, что использование надлежащих методов тестирования для оценки вашего проекта будет отражать реальные и точные условия после установки в вашем помещении.

    Я надеюсь, что, поделившись этой информацией, вы теперь знаете, чего ожидать при подходе к каждой спецификации ваших проектов. Задавая вопросы, запрашивая рейтинг NRC для нескольких продуктов для сравнения и устанавливая четкие ожидания в начале проекта, вы гарантируете, что ваш рейтинг NRC основан на реальности.

    Эта статья не предназначена для того, чтобы показать, что True NRC — единственный способ узнать точность NRC, но мы надеемся, что диаграммы и предупредительные знаки помогут вам и вашим командам понять, как просеять шум NRC.Как директор по разработке продуктов в Arktura, я хочу помочь архитекторам и дизайнерам решать проблемы акустического дизайна, предоставляя четкое представление о бесшовных и передовых технологиях наших систем, представляя истинные результаты испытаний NRC, основанные на реальных данных. условия.

    Если вас беспокоит точность NRC и то, как она может повлиять на ваш проект, мы всегда рады помочь не только в достижении вашего дизайнерского замысла, но также в достижении конкретных потребностей вашего помещения для улучшения акустики и создания основы для необходимого шумоподавления. это соответствует предполагаемому рейтингу NRC и, как следствие, повышает общее качество жизни, работы, хорошего самочувствия и производительности для тех, кто обитает в любом ослабленном пространстве.

    Контроль шума на рабочем месте – Охрана труда и техника безопасности

    Три основных метода: контроль шума на рабочем месте

    Управление шумовым воздействием является сложной задачей с точки зрения точной оценки уровней звука, выявления и ранжирования доминирующих источников шума и поиска эффективных решений по контролю.

    • Роб Стивенс
    • 2 декабря 2019 г.

    Потеря слуха, вызванная шумом, является распространенной производственной травмой на современном промышленном предприятии.Работодатели должны контролировать воздействие шума на рабочем месте. Это сложно с точки зрения точной оценки уровней звука и воздействия шума на рабочем месте, выявления и ранжирования доминирующих источников шума, которые необходимо уменьшить, а также поиска практичных, эффективных и доступных решений по контролю шума.

    Многие аспекты акустики и борьбы с шумом противоречат здравому смыслу, и существует множество мифов и дезинформации, загромождающих общепринятые знания о шуме. Но есть «удобная правда», которую мы можем использовать, чтобы преодолеть путаницу.Проще говоря, на самом деле существует всего несколько способов уменьшить шум в помещении. Все меры по контролю шума на рабочем месте на самом деле являются просто вариациями трех основных методов, а именно:

    1. Уменьшить количество звука, производимого данным процессом, операцией или действием.
    2. Блокировать или сдерживать и рассеивать звук.
    3. Уменьшите чрезмерную реверберацию в помещении.

    Вот и все.Три варианта. Небольшое пояснение прояснит это.

    Некоторые важные основы акустики

    Причина, по которой все меры по контролю внутреннего шума подпадают всего лишь под три широкие категории, проистекает из основного факта акустики, заключающегося в том, что существует всего четыре основных фактора, определяющих уровень звука в заданном месте внутри помещения: уровни звукового излучения источников звука в номер; любые физические меры, которые могут препятствовать или рассеивать звук при его распространении от источников к интересующим местам; расстояния от источников до интересующих мест; и количество реверберации.(Реверберация — это тенденция звука задерживаться, и она возникает в результате того, что звук отражается внутри замкнутого пространства, отражаясь и переотражаясь от многих поверхностей комнаты. Чрезмерная реверберация в комнате увеличивает уровень шума, позволяя звук накапливается кумулятивным образом.)


    Эта статья впервые появилась в выпуске журнала Occupational Health & Safety за ноябрь/декабрь 2019 года.

    Данные о производительности | Ауралекс Акустика

    Таблица основных данных всех продуктов

    Данные акустических испытаний

    2-дюймовый ProPanel ASTM C-423 Отчет об испытаниях крепления

    Отчет об испытаниях углового монтажа ProPanel ASTM C-423 2 дюйма

    2-дюймовый ProPanel + DST LENRD ASTM C-423 Отчет об испытаниях углового монтажа

    1-дюймовые клинья Studiofoam Отчет об испытаниях ASTM C-423

    2-дюймовые клинья Studiofoam Отчет об испытаниях ASTM C-423

    3-дюймовые клинья Studiofoam Отчет об испытаниях ASTM C-423

    4-дюймовые клинья Studiofoam Отчет об испытаниях ASTM C-423

    2-дюймовая пирамида Studiofoam ASTM C-423 Отчет об испытаниях

    4-дюймовые пирамиды Studiofoam Отчет об испытаниях ASTM C-423

    2-дюймовый Studiofoam Metro Отчет об испытаниях ASTM C-423

    4-дюймовый Studiofoam Metro ASTM C-423 Отчет об испытаниях

    Отчет об испытаниях ASTM C-423 2″ Studiofoam Wedgies

    1-дюймовый отчет об испытаниях SonoLite ASTM C-423

    2-дюймовый отчет об испытаниях SonoMatt ASTM C-423

    Солнечные лучи (мужской) Отчет об испытаниях ASTM C-423

    Солнечные лучи (женщина) Отчет об испытаниях ASTM C-423

    Басовые ловушки LENRD (крепление A) Отчет об испытаниях ASTM C-423

    Басовые ловушки LENRD (J-крепление) Отчет об испытаниях ASTM C-423

    Venus 12-дюймовая басовая ловушка ASTM C-423 Отчет об испытаниях

    Deep6 RAL ASTM 423 Отчет об испытаниях крепления

    Deep6 RAL ASTM 423 F Отчет об испытаниях крепления

    Deep6 RAL ASTM 423 Отчет об испытаниях крепления J

    DST 112 ASTM C423 Отчет об испытаниях

    DST 114 ASTM C423 Отчет об испытаниях

    MAX-Wall Wedge-Cut ASTM C423

    SheetBlok ASTM E90-09 Отчет об испытаниях на звукопоглощение

    Отчет об испытаниях SonoColumns ASTM C423

    Отчет об испытаниях SonoFlat ASTM C423

    Отчет об испытаниях басовой ловушки SonoLite ASTM C423

    Studio6 (A Mount) Отчет об испытаниях ASTM C-423

    Studio6 (крепление J) ASTM C-423 Отчет об испытаниях

    Потолочные плиты T-Coustic ASTM C423 Отчет об испытаниях

    Панели VersaTile ASTM C423 Отчет об испытаниях

    Отчет об испытаниях WaveCave™ Royale™ ASTM C423

    Данные испытаний Master Bass Trap

    Сравнительное тестирование басовой ловушки с креплением A (настенное крепление)

    Сравнительное тестирование басовой ловушки с J-образным креплением (угловое крепление)

    Раздел 9 Технические характеристики

    Баннеры-дефлекторы

    Пропанели

    SonoFiber

     

    Таблица данных NRC

    Вы можете судить о поглощающей способности пены, изучая ее NRC (коэффициент шумоподавления), одно среднее значение абсорбции пены в том диапазоне, который давно определен как наиболее важный.Утвержденный федеральным законодательством тест (ASTM C423) стандартизирован для охвата частот от 125 Гц до 4000 Гц, но при расчете NRC используются только коэффициенты от 250 Гц до 2000 Гц, чтобы уменьшить вероятность ошибок тестирования.

    Все наши изделия из пенопласта тестируются в независимой беспристрастной акустической лаборатории – старейшей и самой надежной лаборатории в стране. Мы настаиваем на использовании только самого лучшего испытательного оборудования, потому что считаем, что наши клиенты заслуживают максимально точной информации о коэффициенте поглощения.

      125 Гц 250 Гц 500 Гц 1 кГц 2 кГц 4 кГц НРК
    Клинья Studiofoam 1 дюйм  0,10 0,13 0,30 0,68 0,94 1.00 0,50
    Клинья Studiofoam 2 дюйма  0,11 0,30 0,91 1,05 0,99 1,00 0,80
    Клинья Studiofoam 3 дюйма 0,23 0,49 1,06 1,04 0,96 1,05 0,90 
    Клинья Studiofoam 4 дюйма 0.31 0,85 1,25 1,14 1,06 1,09 1.10
    Пирамиды Studiofoam 2 дюйма 0,13 0,27 0,62 0,92 1,02 1,02 0,70 
    4-дюймовые пирамиды Studiofoam 0,27 0.50 1,01 1,13 1.11 1,12 0,95
    2 дюйма Studiofoam Metro 0,13 0,23 0,68 0,93 0,91 0,89 0,70
    2 дюйма SonoMatt 0,13 0,27 0,62 0.92 1,02 1,02 1,05
    2-дюймовые танкетки Studiofoam 0,15 0,21 0,70 0,99 1,05 1,05 0,75
    2″ DST-114/244 0,16 0,29 0,57 0,75 0,90 1.00 0,65 
    Стеновые панели MAX 0,81 1,02 1,06 1,05 1,02 1,02 1,05
    Басовые ловушки VENUS 1,63 1,34 1,29 1,26 1,25 1,20 1,30
    Басовые ловушки LENRD 1.30 1,55 1,53 1,48 1,48 1,51 1,50 
    2″ SonoFlat 0,27 0,60 1,17 1,06 1,02 1,02 0,95 
    Самцы Sunburst 1,08 1,23 1.14 1,07 1,05 1,08 1.10
    Санберст Самки 0,65 1,02 1,00 1,08 1,05 1,08 1,05

     

    Таблица данных STC

    STC (Класс передачи звука) — это числовая оценка того, насколько эффективно материал блокирует передачу звука через себя.Этот рейтинг обычно применяется к твердым материалам, таким как прорезиненные звукоизоляционные барьеры, бетон, кирпич и гипсокартон, но также в гораздо меньшей степени применим к более мягким материалам, таким как минеральное волокно (хотя сам по себе он не тестировался; он тестировался как часть стеновой системы для убедиться в его эффективности). Практически каждый материал отфильтровывает часть звука, проходящего через него, но плотные материалы справляются с этим намного лучше, чем губчатые материалы.

    Листовой блок
    Центральная частота Потери передачи
    125 Гц 17
    250 Гц 17
    500 Гц 22
    1000 Гц 27
    2000 Гц 32
    4000 Гц 38
    Общий STC = 27

     

    Диффузоры равномерно распространяют звук по всей полусфере перед собой в обоих направлениях.Чем более плавная дуга, тем лучше, потому что отклонения от плавной дуги указывают на изменение объема. Цель диффузии состоит в равномерном перераспределении звука средних и высоких частот в пространстве, а не в его поглощении, поэтому вам нужен диффузор, дуги которого на разных частотах: (а) очень гладкие и (б) все показывают в основном одно и то же. форма, указывающая на то, что устройство обеспечивает равномерную диффузию на всех частотах.

    Данные испытаний на диффузию для GeoFusor и T’Fusor

     

    границ | Акустический глушитель из метаматериала с эффектом медленной волны для подавления шума преобразовательной станции постоянного тока высокого напряжения

    1 Введение

    В энергосистеме преобразовательная станция постоянного тока высокого напряжения (HVDC) является важным оборудованием для преобразования энергии.Его основная функция заключается в преобразовании переменного тока высокого напряжения в постоянный ток или наоборот. Преобразовательная станция HVDC в основном включает в себя трансформаторы, реакторы, тиристоры, боковые фильтры переменного и постоянного тока и охлаждающее оборудование. С повышением уровня жизни людей проблема шума в преобразовательных станциях HVDC привлекает все больше и больше внимания. Согласно предыдущим исследованиям, основной шум в преобразовательной станции HVDC находится в диапазоне низких и средних частот, что может нанести серьезный вред персоналу, подвергающемуся воздействию этой среды (Li et al., 2016; Чжу и др., 2017; Ван и др., 2020). Обычно используемые методы шумоподавления в основном заключаются в изменении конструкции основного оборудования, традиционных звуковых барьеров и технологий активного шумоподавления. Глушитель также является широко используемым средством снижения шума. Это может позволить воздушному потоку достичь цели рассеивания тепла и предотвратить дальнейшее распространение шума, что может лучше решить проблемы шума и рассеивания тепла HVDC.

    Характеристики звукопоглощения традиционных рассеивающих глушителей (таких как пористые материалы) тесно связаны с их толщиной, а эффективность их вентиляции невысока.В то время как реактивные глушители (например, расширительные камеры) часто больше, хотя они имеют лучшую эффективность вентиляции (Morse and Ingard, 1968; Munjal, 1987; Yang and Sheng, 2017). В последние годы появление акустических метаматериалов позволило лучше решить проблему шума HVDC. Конструкция глушителей из метаматериала проста и легка. Более того, они могут обеспечить квазиидеальное звукопоглощение низких частот и широкополосных частот при субволновом размере по сравнению с традиционными глушителями.Кроме того, они имеют лучшую эффективность вентиляции. Хуанг и др. предложил барабанный глушитель с мембранной структурой, в котором используется натянутая диафрагма для формирования отражения звука за счет соединения гибкой стенки и звуковых волн (Huang, 2002). Ван и др. предложил композитный глушитель с эластичной пластиной, сочетающий звукопоглощающие материалы и эластичные пластины (Wang et al., 2007; Wang and Huang, 2007). Ли и др. разработал широкополосный двухслойный микроперфорированный вентиляционный глушитель, коэффициент звукопоглощения которого может достигать более 0.5 в диапазоне средних частот (850–1000 Гц) на основе 70% эффективности вентиляции (Li et al., 2018). Кумар и др. предложил звукопоглощающий глушитель с перфорированной горловиной и вентилируемой полостью, обеспечивающий коэффициент звукопоглощения 0,96 (1000 Гц) при 45% площади отверстия (Kumar et al., 2020). Кумар и Ли разработали широкополосный вентилируемый звукопоглощающий глушитель с использованием шести изогнутых каналов (Кумар и Ли, 2020). Ченг и др. предложил резонатор Ми, образованный восемью симметричными спиральными полостями, для достижения снижения шума «медленной скорости звука».(Чэн и др., 2015). Разе и др. ввел в акустику концепцию резонанса Фано и предложил глушитель со спиральной вентиляцией (Raze et al., 2019).

    В настоящее время в дополнение к традиционным глушителям больше исследуются глушители мембранного типа и глушители из метаматериала. Однако глушители мембранного типа сталкиваются с проблемами в плане установки и долговечности. Напротив, глушители из метаматериала в основном полагаются на звукопоглощение и отражение звука для достижения узкополосного идеального поглощения или широкополосного низкого коэффициента звукопоглощения.Кроме того, большинство глушителей не изучали баланс между акустическими и вентиляционными характеристиками, что делает эти конструкции непригодными для использования в некоторых сценах, требующих вентиляции и отвода тепла. Поэтому для решения проблемы шума HVDC срочно необходим глушитель с широкой полосой частот, высоким коэффициентом поглощения и хорошей эффективностью вентиляции.

    В этой работе, направленной на решение проблемы шума HVDC, мы разрабатываем глушитель из метаматериала на основе акустического эффекта медленной волны. Глушитель состоит из нескольких массивов резонаторов Фабри-Перо (Ф-П), которые могут обеспечить широкополосное квазиидеальное поглощение звуковых волн в средних и низких частотах и ​​обеспечить определенную вентиляционную способность.В то же время, по сравнению с традиционными двусторонними открытыми глушителями, глушитель из метаматериала нарушает ограничение коэффициента звукопоглощения менее 0,5. Это может лучше решить проблему шума и проблему рассеивания тепла HVDC.

    Оставшаяся часть этого документа структурирована следующим образом: Раздел 2 описывает конструкцию глушителя из метаматериала и теорию; Раздел 3 и раздел 4 соответственно проверяют характеристики звукопоглощения глушителя и анализируют механизм снижения шума; исследование завершается заключительными замечаниями в разделе 5.

    2 Структура и теория

    Большинство существующих глушителей можно использовать для теоретического анализа их акустического отклика с помощью одномерной двухпортовой модели акустического волновода (Merkel et al., 2015). Этот тип системы в основном основан на структуре поглощения акустических волн, размещенной на краю воздуховода для рассеивания энергии скользящей звуковой волны. Эту модель можно упростить как точечно-симметричную рассеивающую структуру, а все коэффициенты звукопоглощения меньше 0.5. Согласно исследованию Меркель, если мы можем отрегулировать размер, чтобы сделать коэффициент передачи и коэффициент отражения на целевой частоте равным 0,5, коэффициент звукопоглощения можно установить равным 1. Учитывая, что многие параметры влияют на коэффициент передачи и коэффициент отражения резонатора Гельмгольца регулировка более сложная, поэтому мы выбрали резонатор F-P в качестве базовой конструкции для проектирования глушителя из метаматериала. Поскольку характеристики звукопоглощения резонатора FP связаны только с длиной стороны поперечного сечения, а резонансная частота связана только с длиной резонатора, что удобнее контролировать (Се и Ван, 2021).

    На рис. 1 показаны внешняя и внутренняя конкретные конструкции спроектированного глушителя из метаматериала. На рис. 1А показаны внешние размеры глушителя. Длина W, ширина L и высота глушителя равны 100 мм. На рис. 1В показаны внутренние детали глушителя. Весь глушитель разделен на десять блоков, последовательно расположенных по оси x. Вентиляционные отверстия расположены в центре конструкции. Каждый блок состоит из четырех одинаковых скрученных трубок F-P. Длины сторон поперечного сечения трубы F-P равны p и qi.И длина привет. Толщина t перегородки между блоками 1 мм. Толщина блока a равна p+2t, а длина стороны вентиляционного отверстия равна wi. Здесь нижний индекс i представляет номер устройства.

    РИСУНОК 1 . (A) Внешняя принципиальная схема глушителя из метаматериала; (B) Внутреннее схематическое изображение глушителя из метаматериала.

    Размерные параметры каждой единицы приведены в таблице 1.

    ТАБЛИЦА 1 .Габаритные размеры каждой единицы.

    Чтобы вывести теоретическую модель глушителя, мы упростим рис. 1, представив его в разрезе 1/2 плоскости x-y глушителя на рис. 2. Для облегчения визуального отображения разницы высот труб F-P. каждой единицы, мы заменяем змеевиковые трубы длинными прямыми трубами. Видно, что размер поперечного сечения и длина четырех трубок Ф-П одного и того же блока одинаковы. Длина h трубок Ф-П каждого блока изменяется постепенно, от 94 мм (i=1) до 140 мм (i=10) равномерно.

    РИСУНОК 2 . Разрез 1/2 глушителя в плоскости x-y.

    Далее мы используем метод матрицы переноса для получения теоретической модели глушителя. Определим звуковое давление звуковой волны как p, а нормированную скорость звука в горизонтальном направлении как vx. Предполагая, что в волноводе есть только плоские волны, согласно непрерывным граничным условиям звукового давления и скорости, мы можем получить,

    [pvx]x=0=T[pvx]x=L=[T11T12T21T22][pvx]x =L,

    , где T — передаточная матрица системы.T может быть получен из матрицы переноса N центральных сквозных отверстий разного размера и трубок FP, намотанных вокруг. Как показано в следующей формуле,

    T=MΔd[i]∏i=1i=10Md[i]MFP[i]MΔd[i+1],

    , где Md[i] — передаточная матрица центрального сквозного отверстия i-го блока, MFP[i] — передаточная матрица трубок Ф-П i-го блока, MΔd[i] — модифицированный элемент передаточной матрицы центрального сквозного отверстия i-го блока с учетом радиационного воздействия .

    Из-за малой площади поперечного сечения центрального сквозного отверстия и трубы Ф-П следует учитывать вязко-термические потери.Итак, введем эквивалентный комплексный индекс. Среда – воздух с массовой плотностью ρ0=1,213 кг/м3, скоростью звука c0=343 м/с, атмосферным давлением P0=101 325 Па, динамической вязкостью η=1,79×10−5 кг/(м⋅с), удельной теплоемкостью коэффициент γ=1,4, число Прандтля Pr=0,7167. Эквивалентная комплексная плотность ρd[i] и эквивалентный объемный модуль κd[i] воздуха в центральном сквозном отверстии могут быть выражены как (Jimenez et al., 2017),

    ρd[i]=ρ0[1−tanh(ωi2Gρ) ?

    Далее можно получить передаточную матрицу центрального сквозного отверстия i-го агрегата Md[i],

    Md[i]=[cos(kd[i]ai2)iZd[i]⁡sin(kd[ i]ai2)iZd[i]sin(kd[i]ai2)cos(kd[i]ai2)],

    , где kd[i] — эквивалентное комплексное волновое число центрального сквозного отверстия i-го блока, Zd[i]=κd[i]ρd[i]/Sd[i] – нормированный эквивалентный импеданс центрального сквозного отверстия i-го блока, Sd[i]=wd[i]×wd[i] – площадь поперечного сечения центрального сквозного отверстия i-го блока.

    В соответствии с существующим выражением для тепловой вязкости эквивалентная комплексная плотность ρd[i] и эквивалентный объемный модуль κd[i] трубы F-P i-го блока могут быть выражены как (Jimenez et al., 2017),

    ρFP[i]=−ρ0p2qi24Gρ2∑m∈N∑n∈N[αm2βn2(αm2+βn2−Gρ2)]−1,κFP[i]=κ0γ+4(γ−1)Gk2p2qi2∑m∈ N∑n∈N[αm2βn2(αm2+βn2−Gk2)]−1,

    , где αm=2(m+1/2)π/p, βn=2(n+1/2)π/qi.

    Аналогично, передаточная матрица трубы F-P i-го блока MFP[i] равна

    Из-за резкого изменения площади между блоком 10 и трубой нам также необходимо учитывать ошибку, вызванную излучением звуковой волны из волновода в свободное пространство. Поправочный член эквивалентной длины может быть выражен как (Jimenez et al., 2017),

    Δld[N]=σωN∑m=1Nsin2(mπσ)(mπσ)3,

    , где σ=wiW. Тогда импеданс излучения ZΔd[N] между центральным сквозным отверстием блока 10 и свободным пространством можно выразить как:

    ZΔd[N]=−iωΔld[N]ρ0σ/W2.

    Из-за разного размера площади поперечного сечения центральных сквозных отверстий между разными блоками в этой области имеются разрывы. Поэтому необходимо также ввести поправочный член для коррекции члена излучения звуковой волны. Длина радиационной коррекции от блока 1 до блока 9 может быть выражена как:

    Δld[i]=0.82[1−1,35ωiωi−1+0,31(ωiωi−1)3]ωi.

    Таким образом, мы можем получить импеданс радиационной коррекции каждого блока ZΔd[i], затем можно получить передаточную матрицу центральной сквозной радиационной коррекции i-го блока MΔd[i].

    ZΔd[i]=−iωΔld[i]ρ0σi/wi2,

    После получения Md[i], MFP[i] и MΔd[i] легко получить передаточную матрицу системы, а затем эквивалентное волновое число системы ke, можно рассчитать эквивалентное сопротивление Ze, эквивалентную скорость звука ce, коэффициент передачи звуковой энергии T, коэффициент отражения R и коэффициент звукопоглощения A.

    T=|T11+T12Z0+(T21+T22)Z0|2R=|T11+T12/Z0−T21Z0−T22T11+T12/Z0+T21Z0+T22|2

    , где импеданс воздуха в свободном пространстве Z0=ρ0c0.

    3 Моделирование и эксперимент

    Для анализа акустических характеристик предлагаемого глушителя из метаматериала для проверки использовались теоретическая модель, модель численного моделирования и эксперименты.

    Теоретическая модель создана в MATLAB. Коэффициент отражения и коэффициент передачи звуковой энергии могут быть выражены матрицей передачи системы, а затем может быть выражен коэффициент звукопоглощения.

    Численная имитационная модель была создана с использованием коммерческого программного обеспечения для конечных элементов COMSOL Multiphysics 5.4. Были приняты акустический модуль давления и термоакустический модуль. Имитационная модель методом конечных элементов состоит из воздушной области воздуховода вверх по потоку, области воздуха глушителя из метаматериала и области воздуха воздуховода ниже по потоку. Акустические модули давления использовались в воздушной области перед воздуховодом, в воздушной области воздуховода ниже по потоку и в среднем сквозном отверстии глушителя из метаматериала.Термоакустический модуль использовался в воздушной области спиральной трубы Ф-П. Границы воздушной области рассматривались как акустически жесткие границы, а на стенки трубы Ф-П наносились сетки пограничного слоя из пяти слоев. Падающая звуковая волна представляла собой плоскую волну с единичной амплитудой, падающую на вертикальный глушитель из метаматериала. Когда звуковые волны распространяются на структуру глушителя, часть отражается, часть поглощается и рассеивается в трубке FP, а часть передается от глушителя в выходной канал.После выражения коэффициента отражения и коэффициента передачи можно получить коэффициент звукопоглощения глушителя. Кроме того, поскольку термоакустическое моделирование имеет больше степеней свободы и ограничено аппаратными средствами компьютера, спиральная трубка FP эквивалентна длинной прямой трубке FP.

    В ходе экспериментального исследования глушитель из метаматериала был установлен в систему квадратной импедансной трубки с размером поперечного сечения 100 мм × 100 мм. Верхний предел частоты составляет 1700 Гц.Мы установили глушитель между верхней и нижней трубками стоячей волны, а конец выходной трубки стоячей волны был заполнен губкой. Коэффициент звукопоглощения измеряли стандартным методом передаточной функции. Экспериментальный образец глушителя из метаматериала показан на рис. 3. Материалом глушителя является смола PLA, а его плотность, модуль упругости и коэффициент Пуассона составляют 1160 кг/м3, 2,37 ГПа и 0,41 соответственно. Скорость звуковых волн, распространяющихся в нем, составляет 2230 м/с.Поскольку акустическое сопротивление звуковых волн, распространяющихся в твердых конструкциях, намного больше, чем в воздухе, глушитель можно рассматривать как акустически жесткую границу. Даже если толщина его стенки всего 1 мм, он достаточно «жесткий» по сравнению с воздухом.

    РИСУНОК 3 . Экспериментальный образец глушителя из метаматериала.

    Кривые коэффициента звукопоглощения образца, полученные с помощью теоретической, численной и экспериментальной моделей, показаны на рис. 4.

    РИСУНОК 4 .Сравнение теоретических, расчетных и экспериментальных кривых коэффициента звукопоглощения образца.

    Красная пунктирная линия на рисунке — это результат, полученный из теоретической модели. Черная сплошная линия — это результат, полученный с помощью численной имитацион- ной модели. Последняя синяя линия круга — это результат, полученный в результате экспериментальных измерений. Теоретические результаты и результаты моделирования показывают, что коэффициент звукопоглощения в основном сохраняется выше 0,9 в полосе частот 600–900 Гц.Кроме того, кривая коэффициента звукопоглощения имеет девять пиков звукопоглощения. Между двумя соседними пиками звукопоглощения появляется впадина коэффициента звукопоглощения. Однако за счет разумной регулировки размера между блоками глушителя значение впадины также в основном выше 0,8. В сочетании с экспериментальными кривыми общий тренд, амплитуда и положение критической частоты трех кривых в основном одинаковы, поэтому можно считать, что аналитические решения, значения моделирования и экспериментальные значения в основном совпадают.Между экспериментальным значением коэффициента звукопоглощения в отдельных полосах частот (500–550 Гц, 700–750 Гц) и модельным значением имеется определенное отличие, а максимальное значение погрешности не превышает 0,2.

    Экспериментальная ошибка в основном связана с тем, что точность 3D-печати недостаточно высока (±0,1 мм). Более того, экспериментальные граничные условия трудно обеспечить такими же, как идеальные условия при моделировании. Кроме того, поскольку боковая длина канала в самодельной импедансной трубке фиксирована и составляет 100 мм, размер образца немного меньше 100 мм, и имеется определенная акустическая утечка.Основываясь на вышеуказанных факторах, кривая коэффициента звукопоглощения глушителя, полученная в результате эксперимента, ниже, чем идеальное состояние бесшумной утечки в теории и моделировании.

    После проверки акустических характеристик вышеупомянутого глушителя из метаматериала мы можем использовать эту конструкцию для снижения шума от источника шума преобразовательной станции HVDC. Учитывая, что главный трансформатор и высоковольтный реактор являются основными источниками шума, мы можем использовать множество разработанных глушителей из метаматериала, чтобы сформировать стену, окружающую их, чтобы уменьшить шум.Конечно, мы можем применить его и к другим местам, где шум заметен.

    4 Анализ и обсуждение

    Для дальнейшего анализа механизма глушителя сначала нарисуйте кривую внутренней эквивалентной скорости звука глушителя, как показано на рисунке 5. В полосе частот 500–950 Гц внутренний эквивалентный звук скорость глушителя намного меньше скорости звука в свободном пространстве, равной 343 м/с, и внутри глушителя формируется эквивалентная «медленная волна». Эта «медленная волна» возникает из-за того, что центральное отверстие глушителя может быть эквивалентно щели.Щель окружена множеством периферийных массивов труб ФП, и распространение звуковых волн в каждой щели сильно дисперсионное. Запрещенная зона резонансной частоты резонансной структуры непрерывно накапливается и достигает фазовой скорости, близкой к нулю, выше максимальной резонансной частоты. Кроме того, из-за наличия эффекта замедления внутри глушителя значительно снижается отношение λ/L, что резко уменьшает длину трубки Ф-П, необходимую для достижения резонансной частоты.Следовательно, этот глушитель проявляет эффект субволнового резонатора.

    РИСУНОК 5 . Кривая внутренней эквивалентной скорости звука глушителя.

    Чтобы более интуитивно исследовать причины медленных волн, были проанализированы поля давления и скорости глушителя, и результаты показаны на рисунке 6. На рисунке показана диаграмма облака скорости давления глушителя при f = 656 Гц. , то есть когда блок 7 достигает резонанса. Можно видеть, что, поскольку звуковые волны впускного узла 7 и выпускного узла 8 находятся в противофазе, они интерферируют в центральном сквозном отверстии и компенсируют друг друга.Большая часть звуковых волн больше не распространяется вниз по потоку, что приводит к уменьшению эквивалентной фазовой скорости звуковых волн. Таким же образом, на резонансной частоте других устройств, резонансное устройство и соседние устройства также будут интерферировать со звуковыми волнами, что приведет к эффекту «медленной волны» в относительно широкой полосе частот.

    РИСУНОК 6 . График давления/скорости в глушителе при частоте f = 656 Гц.

    В соответствии с разработанной в настоящее время конструкцией блок с наименьшей длиной стороны среднего сквозного отверстия – это блок 10, а его длина стороны составляет 35 мм, поэтому их всего 12.25% площади вентиляции. Мы пожертвовали площадью вентиляции, чтобы получить более широкую полосу звукопоглощения и более высокий коэффициент звукопоглощения в конструкции. Если отказаться от блока 10 (пожертвовать пиком на низкой частоте), то минимальная длина стороны среднего сквозного отверстия станет 50 мм. Площадь вентиляции становится 25%. Кроме того, если оставшееся пространство глушителя лучше использовать и форма среднего сквозного отверстия оптимизирована, эффективность вентиляции может быть дополнительно улучшена.В этой статье мы обеспечиваем только определенную производительность вентиляции. Баланс акустических характеристик и вентиляционных характеристик станет одной из наших главных задач в будущем.

    5 Заключение

    Короче говоря, мы предлагаем и производим глушитель из метаматериала на основе эффекта замедления. Благодаря десяти специально разработанным блокам глушитель преодолевает ограничение, заключающееся в том, что коэффициент звукопоглощения традиционного двустороннего открытого глушителя составляет менее 0,5. Более того, мы реализуем широкополосное квазиидеальное поглощение от 600 до 900 Гц при обеспечении определенной вентиляционной мощности.Мы используем моделирование методом конечных элементов и эксперимент, чтобы проверить характеристики шумоподавления глушителя, и теоретические, симуляционные и экспериментальные результаты хорошо согласуются. Кроме того, с помощью диаграммы внутреннего звукового давления и скорости облака глушителя мы обнаружили, что звуковые волны резонансного блока и соседнего блока находятся в противоположных фазах на резонансной частоте, что приводит к устранению интерференции звуковых волн, достигая целью устранения шума.В то же время это также приводит к уменьшению эквивалентной фазовой скорости акустической волны, в результате чего возникает явление «медленной волны» в относительно широкой полосе частот.

    Заявление о доступности данных

    Первоначальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал. Дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору.

    Вклад авторов

    DY и QJ внесли существенный вклад в концепцию или дизайн работы; BD и YH работали над сбором, анализом или интерпретацией данных; BN и GX написали работу и критически отредактировали ее на предмет важного интеллектуального содержания; JW отвечал за ответы на комментарии рецензентов, последующую работу над выпуском бумаги и определение окончательной версии для публикации.

    Финансирование

    Эта работа поддерживается Технологическим проектом Государственной электросетевой компании Шэньси (5226KY20001G).

    Конфликт интересов

    DY, JW, YH, BD и BN работали в Шэньсийском научно-исследовательском институте электроэнергетики State Grid.

    Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Примечания издателя

    Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций, издателя, редакторов и рецензентов.Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

    Ссылки

    Cheng, Y., Zhou, C., Yuan, B.G., Wu, D.J., Wei, Q., и Liu, X.J. (2015). Ультраразреженная метаповерхность для сильного отражения низкочастотного звука на основе искусственных резонансов Ми. Нац. Матер 14 (10), 1013–1019. doi:10.1038/Nmat4393

    PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

    Хуан, Л.(2002). Модальный анализ барабанного глушителя. Дж. Акуст. соц. Являюсь. 112 (5 ч. 1), 2014–2025 гг. doi:10.1121/1.1508778

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Хименес Н., Ромеро-Гарсия В., Панье В. и Гроби Дж. П. (2017). Квазиидеальное поглощение субволновыми акустическими панелями при передаче с использованием накопления резонансов из-за медленного звука. Физ. Rev. B 95 (1), 014205. doi:10.1103/physrevb.95.014205

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кумар, С.и Ли, HP (2020). Лабиринтные акустические метаструктуры, обеспечивающие широкополосное звукопоглощение и вентиляцию. Заяв. физ. лат. 116 (13), 134103. doi:10.1063/5.0004520

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кумар С., Сян Т. и Ли Х. П. (2020). Вентилируемые акустические оконные панели из метаматериала для одновременной защиты от шума и циркуляции воздуха. Заяв. акуст. 159, 107088. doi:10.1016/j.apacoust.2019.107088

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли, Дж., Цзи С., Чжу Л., Ву П. и Цао Т. (2016). Вибрационные характеристики фильтрующих конденсаторов, используемых в преобразовательных станциях HVDC. IEEE Trans. Мощность Делив. 31 (5), 2045–2053. doi:10.1109/TPWRD.2015.2483638

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Ли Л., Чжэн Б., Чжун Л., Ян Дж., Лян Б. и Цзянь К. (2018). Широкополосный компактный акустический поглотитель с высокоэффективной вентиляцией. Заяв. физ. лат. 113 (10), 103501. doi:10.1063/1.5038184

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Меркель А., Теохарис Г., Ришу О., Ромеро-Гарсия В. и Панье В. (2015). Управление акустическим поглощением при одномерном рассеянии резонансными рассеивателями. Заяв. физ. лат. 107 (24), 244102. doi:10.1063/1.4938121

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Морс П.М. и Ингард К.У. (1968). Теоретическая акустика . КНИЖНАЯ КОМПАНИЯ МАКГРО-ХИЛЛ.

    Google Scholar

    Мунджал, М. Л. (1987). Акустика воздуховодов и глушителей с приложением к проектированию вытяжных и вентиляционных систем .Хобокен, Нью-Джерси: Wiley Press.

    Google Scholar

    Рэйз Г., Николайчик Дж., Андерсон С. и Чжан Х. (2019). Сверхоткрытый акустический глушитель из метаматериала на основе интерференции Фано. Физ. Rev. B 99 (2), 024302. doi:10.1103/PhysRevB.99.024302

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван, К., и Хуанг, Л. (2007). Анализ механизмов поглощения и отражения в трехмерном пластинчатом глушителе. J. Sound Vibration 313 (3), 510–524.doi:10.1016/j.jsv.2007.12.027

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Ван К., Хан Дж. и Хуанг Л. (2007). Оптимизация глушителя с зажимной пластиной. Дж. Акуст. соц. Являюсь. 121 (2), 949–960. doi:10.1121/1.2427126

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Ван, Л., Ву, Дж., Вэй, Дж., Чжоу, Х., Гэн, М. и Бай, X. (2020). «Исследование характеристик звукового шума фильтрующих конденсаторов и реакторов в преобразовательных станциях постоянного тока высокого напряжения с использованием технологии массива обработки звуковых сигналов», 5-я Азиатская конференция по энергетике и электротехнике (ACPEE), 2020 г., Чэнду, Китай, июнь 2020 г., 1281–1285.

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

    Се Г. и Ван Х. (2021 г.). Расчет оптимальных размеров звукопоглотителей Фабри-Перо на основе уравнения потерь. Дж. Заявл. физ. 130 (1), 015111. doi:10.1063/5.0050502

    CrossRef Full Text | Google Scholar

    Ян, М., и Шэн, П. (2017). Звукопоглощающие конструкции: от пористых сред до акустических метаматериалов. год. Преподобный Матер. Рез. 47, 83–114. doi:10.1146/annurev-matsci-070616-124032

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Чжу, Л., Ли Дж., Ши Ю., Рехман Х. и Джи С. (2017). Акустические шумовые характеристики фильтрующих конденсаторов, используемых в преобразовательных станциях HVDC. IEEE Trans. Мощность Делив. 32 (5), 2263–2271. doi:10.1109/tpwrd.2016.2587638

    Полный текст CrossRef | Google Scholar

    Технологии снижения авиационного шума: обзор

    Исследования – (2020) Том 9, Выпуск 1

    Моджтаба Садегян * и Мофид Горжи Бандпи

     

    * Соответствие: Моджтаба Садегян, Школа машиностроения, Технологический университет имени Бабола Ноширвани, Иран, Тел.: 98911

    51, Электронная почта: