Основные свойства акустических материалов

Основными качественными характеристиками акустических материалов и изделий являются:

· динамическая жесткость si (Н/м³) (СТБ EN 29052-1, ГОСТ Р 53378) – отношение динамической силы, действующей перпендикулярно к поверхности звукоизоляционного материала или изделия, к динамическому смещению, и отнесенное к площади упругого материала. Динамическое смещение (Δ d, м) оценивается изменением толщины слоя упругого материала под действием вынуждающей силы. Динамическая жесткость волокнистых изделий из минеральной ваты должна быть в пределах 20…200 МПа/м при нагрузке на звукоизоляционный слой 2…10 кПа, губчатых изделий (из пенорезины, полиуретана) и зернистых материалов – не более 250 МПа/м;

· динамический модуль упругости E_d (Н/м²) – физическая величина, характеризующая упругие свойства звукоизоляционных материалов и изделий, определяемая при продольных колебаниях (СТБ 1438, ГОСТ 16297). Чем ниже значение динамического модуля упругости, тем эффективнее звукоизоляционный материал. Динамический модуль упругости звукоизоляционных материалов в зависимости от их вида не должен превышать 5 МПа при удельной нагрузке 0,002 МПа для штучных изделий и 15 МПа – для зернистых засыпок. У большинства звукоизоляционных материалов динамический модуль упругости в несколько раз превышает статический;

· удельное сопротивление потоку воздуха r (для однородных материалов, Па · с/м²) определяется как отношение удельного сопротивления продуванию потоком воздуха R_s к толщине образца d в направлении потока воздуха (r = R_s / d) (СТБ EN 29053) и должно составлять 10…100 кПа · с/м²;

· нормальный коэффициент звукопоглощения α _n – измеренный в условиях падения звуковой волны под одним углом (по нормали) к поверхности материала или изделия. Как правило, устанавливает предварительную оценку звукопоглощающих свойств (СТБ 1438);

· реверберационный коэффициент звукопоглощения α _s – измеренный в реверберационной камере при хаотическом падении звука на поверхность звукопоглощающего материала или изделия. В зависимости от частоты звукового сигнала изменяется от 0 до 1 (ГОСТ Р 53376). Явление реверберации возникает при отражении звуков ограждающими поверхностями помещений;

· коэффициент звукопоглощения (ГОСТ 16297) равен отношению звуковой энергии Е _погл, поглощенной материалом (не отраженной), к энергии Е _пад, падающей на него α = Е погл / Е пад.

За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м² открытого окна, равное единице (предполагается, что звук, вышедший из комнаты в окно, обратно уже не возвращается). Единицей измерения служит сэбин (по имени американского акустика W. Sabine). Значение коэффициента звукопоглощения может находиться в пределах от 0 (звук полностью отражается в помещение) до 1 (звук полностью поглощается материалом), т.е. чем выше численное значение коэффициента, тем больше звукопоглощение. Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения не менее 0,4.

На величину α оказывает влияние уровень и характеристика звука (частота звуковой волны), свойства звукопоглощающего материала (характер и объем пористости), конструктивные особенности устройства звукопоглощающей облицовки ограждения и др. Например, один и тот же материал может хорошо поглощать высокочастотный звук и плохо – низкочастотный. Наилучшие условия для поглощения звука создаются в материалах с сообщающимися и открытыми порами. С возрастанием частоты звука α одного и того же материала возрастает. Низкочастотные волны в материал почти не проникают. Коэффициент звукопоглощения применяется в качестве предварительной оценки звукопоглощающих свойств;

· индекс улучшения изоляции ударного шума Ä L (дБ) – частотно независимые значения характеристики улучшения звукоизоляции, соответствующие величине смещенной нормативной кривой на частоте 500 Гц (среднегеометрической частоте октавной полосы). Для рулонных покрытий пола он должен составлять не менее 18 дБ;

· индекс звукопоглощения α _w – частотно независимые значения коэффициентов звукопоглощения, соответствующие величине смещенной нормативной кривой на частоте 500 Гц. Является наиболее применяемой на практике характеристикой звукопоглощающих свойств (ГОСТ Р 53377);

· удельное сопротивление продуванию потоком воздуха R_s (Па · с/м) (СТБ EN 29053) определяется как отношение разности давлений с двух сторон образца пористого материала к линейной скорости потока воздуха через образец (R_s = R · A). Для продуваемых защитных оболочек из тканей или рогожек R_s должно быть в интервале 100…200 Па · с/м при поверхностной плотности оболочек не более 125 г/м²;

· плотность ρ (кг/м³) (ГОСТ 17177) – чем плотнее материал, тем выше его отражающая способность и тем эффективнее защита от воздушного шума. Звукопоглощающие волокнистые материалы и изделия должны изготовляться плотностью 20…200 кг/м³;

· коэффициент относительного сжатия ε – относительное изменение толщины упругого слоя звукоизоляционного материала или изделия под нагрузкой 2, 5 и 10 кПа. Зависит в основном от вида и структуры материала или изделия и определяется экспериментально. Применяют при вычислении резонансной частоты конструкции плавающего пола;

· предел прочности при изгибе или сжатии (для жестких и твердых изделий) кПа (МПа) (ГОСТ 17177);

· сорбционная влажность (должна быть не более 10%);

· индекс перфорации – отношение суммарной площади отверстий перфорированного покрытия (живое сечение) к общей площади покрытия, %.