Звукоизоляция конструкциями типа «сэндвич»

4.7.1К конструкциям типа «сэндвич» относятся конструкции, состоящие из двух тонких плит, связанных упругим промежуточным слоем — сердцевиной. Отличительная особенность данных кон­струкций — возможность сочетания при правильном проектировании достаточной жесткости при изгибе и звукоизоляции, подчиненной закону массы в широком диапазоне частот. Этим требованиям кон­струкции удовлетворяют благодаря жесткости при сдвиге сердцевины и высокой граничной частоте.

В качестве внешних слоев конструкций типа «сэндвич» применяют гипсокартонные листы (ГКЛ), твердые древесноволокнистые плиты (ДВП), древесностружечные плиты (ДСП), фанеру, металл и т. п. В качестве промежуточного слоя — сотопласты, картонные или древесные полосы, расположенные взаимно перпендикулярно или волнами, пенополистирол, пенополиуретан, мягкие древесноволокнистые плиты, фенольные пенопласты.

4.7.2Граничную частоту конструкций типа «сэндвич», Гц, при a £ 0,8 определяют по формуле

f_гр.с = f_гр.п , (4.23)

где f_гр.п — граничная частота, Гц, одной из плит типа «сэндвич», определяемая по формуле

f_гр.п ; (4.24)

a = с_сd/(c_вd_с);

здесь с_с = — скорость распространения сдвиговой волны, м/с, в сердцевине, нагруженной массой m_п, кг/м², равной половине поверхностной плотности конструкции типа «сэндвич»;

G — динамический модуль упругости материала сердцевины при сдвиге, Па;

d_с — толщина сердцевины, м;

d = d₁ + h — расстояние между срединными плоскостями плит толщиной h, м.

4.7.3Значение граничной частоты конструкции типа «сэндвич» задают возможно наибольшим
с тем, чтобы область действия законов массы перекрывала требуемый для звукоизоляции диапазон
частот (например, при использовании таких конструкций в жилых и общественных зданиях f_гр.с ³ 6500 Гц). Для этого предпочтительно снижать жесткость сердцевины при сдвиге, что приводит к уменьшению параметра a. Целесообразно задавать a ³ 0,1, поскольку при меньших значениях граничная частота конструкции f_гр.с не повышается.

4.7.4Условие ограничения деформативности конструкции w_c/l £ 1/200 (w_c — статический прогиб середины конструкции под действием собственного веса, м; l — пролет конструкции типа «сэндвич», м) принимается по формуле

, (4.25)

где Р = 2m_пgl — вес конструкции типа «сэндвич» шириной 1 м, Н/м;

g — ускорение свободного падения, м/с²;

b = G/G_c;

здесь G и G_c— соответственно динамический и статический модули упругости материала сердцевины при сдвиге, Па;

E' = E × (1–m²),

E и m— соответственно модуль Юнга, Па, и коэффициент Пуассона плит типа «сэндвич» толщиной h, м.

4.7.5Подбор оптимальных параметров конструкции типа «сэндвич» выполняют в следующей последовательности:

а) задают a² = 0,1;

б) находят граничную частоту плит f_гр.п, Гц:

f_гр.п = f_гр.с × (1 – a²)^–1/2 = 6500/0,9^1/2 » 6850;

в) по формуле (4.21), в зависимости от выбранного материала плит, определяют их толщину;

г) из условия (4.25) определяют толщину сердцевины, м;

д) из уравнения a² = Gd_cgl ×( )^–1 = 0,1 определяют требуемое значение динамического модуля упругости G, Па, материала при сдвиге;

е) необходимо, чтобы в нормируемом диапазоне частот отсутствовала собственная частота симметричных колебаний плит типа «сэндвич»:

f_c = (1/2p) × [G/(d_сm_п)]^1/2 > 3150 Гц. (4.26)

4.7.6Примеры расчета и акустические характеристики конструкций типа «сэндвич» приведены
в приложении Ж. В ряде случаев показатели звукоизоляции конструкций типа «сэндвич» ниже показателей по закону массы из-за несоблюдения условия (4.26).