Теоретическое обоснование акустических полостей в конструкции деревянных плит

В работе представлено исследование проектирования акустических характеристик звукоизоляционной деревянной панели. Растущая потребность в эффективных стратегиях контроля шума в различных областях применения, таких как деревянное домостроение, привела к разработке инновационных звукоизоляционных материалов. В этом исследовании изучается включение звукопоглощающих элементов в деревянные панели для повышения их звукоизоляционных свойств. В основе теоретического обоснования применения акустических полостей лежит принцип акустических резонаторов. При наличии объемных полостей в конструкции возникает возможность создания резонансных явлений, которые могут существенно влиять на уровень звукового давления и демпфирование звуковых волн. Резонирование, возникающее на определённых частотах, способствует снижению интенсивности звука, что позволяет улучшить акустические характеристики готовой конструкции. В процессе проектирования учитывается выбор звукопоглощающих элементов и их интеграция в конструкцию деревянных панелей. Различные звукопоглощающие материалы, такие как пористые поглотители, микроперфорированные панели и резонансные полости, оцениваются с точки зрения их коэффициентов звукопоглощения. Оптимальная конфигурация определяется посредством моделирования и экспериментальных измерений с использованием стандартизированных методов, определенных в ГОСТ 27296-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций». Методика изготовления предполагает интеграцию звукопоглощающих элементов в конструкцию деревянной панели при сохранении ее структурной целостности. Разработанная звукоизоляционная деревянная панель предлагает универсальное решение для снижения шума, открывая новые возможности в проектах деревянного домостроения. Применение новых видов древесных плит позволит значительно улучшить технологию строительства и повысить уровень акустического комфорта. Для изучения снижения звукового давления использовались специальные шумоизоляционные древесные панели с внутренними конструктивными элементами в виде параболических полостей, которые способствуют поглощению звука. В данном исследовании изучается внедрение элементов поглощения звука в деревянные панели для улучшения их шумозащитных свойств. Путем внедрения параболических выемок (или "звуковых карманов") в деревянную панель можно значительно улучшить её звукоизоляционные свойства. Данные конструктивные элементы, выполненные методом фрезерования, способствуют поглощению звука и снижению звукопроводимости панели. Параболические выемки отражают, поглощают и рассеивают звуковые волны, уменьшая переход звука через материал, что способствует снижению уровня шума и улучшению акустического комфорта в помещении, где установлена данная панель.

1. Амельчугов С.П., Мохирев А.П., Тарасов И.В., Храмов И.В. Исследование звукового импеданса деревянной панели // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88, № 11. С. 27–31.

2. Бойтемиров Ф.А. Перспективность применения древесины в высотных зданиях на основе проведенного исследования // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2021. № 10 (1046). С. 37–39.

3. Бирман А.Р., Угрюмов С.А. Фанерная панель. Патент на полезную модель № 193354 U1 Российская Федерация, МПК B27D 1/06: № 2019118160: заявл. 10.06.2019: опубл. 25.10.2019.

4. Кудряшов А.П., Леонгард Д.К. Звукоизоляционное дверное полотно. Патент на полезную модель № 177663 U1 Российская Федерация, МПК E06B 5/16: № 2017114097: заявл. 21.04.2017: опубл. 05.03.2018.

5. Мохирев А.П., Храмов И.В., Амельчугов С.П., Лях Н.И., Смирнов И.Ю. Устройство для испытания звукоизоляции древесных панелей // Resources and Technology. 2023. Т. 20, № 2. С. 71-81.

6. Попов К.Н., Кадцо М.Б. Строительные материалы и изделия: учебник. М.: Высш. шк., 2013. 372 с.

7. Радоуцкий В.Ю., Шульженко В.Н., Степанова М.Н. Современные звукопоглощающие материалы и конструкции // Вестник БГТУ. 2016. № 6. С. 76–79.

8. Сумбатян В.А., Боев Н.В. Об отражении звука от криволинейных поверхностей в акустике помещений // Ученые записки физического факультета Московского университета. 2020. Вып. 1. Ст. 2010602.

9. Храмов И.В., Мохирев А.П., Амельчугов С.П., Храмова К.Р. Совершенствование конструкции древесной панели для повышения звукоизоляции // Актуальные вопросы строительства: взгляд в будущее: сб. науч. ст. по мат. Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 40-летию создания Инженерно-строительного института. Красноярск, 2022. С. 356–359.

10. Храмов И.В., Мохирев А.П., Лютоева Е.В. Результаты эксперимента звукового давления, проходящего через шумоизоляционные древесные панели // Актуальные вопросы строительства: взгляд в будущее: сб. науч. ст. по мат. II Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск, 2023. С. 396–400.

11. De Santis Yu., Aloisio A., Pasca D.P., Gavrić I., Fragiacomoa M. Mechanical characterization of soundproofed inclined screws connections // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 412. Art. no. 134641.

12. Santi S., Pierobon F., Corradini G., Cavalli R., Zanetti M. Massive wood material for sustainable building design: the Massiv-Holz-Mauer wall system // Journal of Wood Science. 2016. No. 62. P. 416–428.

13. Sil'man Yu.Yu., Ponomarev R.A. Wooden skyscrapers as an innovative and ambitious solution to the issues posed by urbanisation // Problems of the economy and construction management in conditions of ecologically oriented development. Irkutsk, 2021. P. 327–333.