Свойства пенополиуретана

Основные свойства звукопоглощающих материалов

Материал опубликован в журнале «Стройка. Нижегородский выпуск» №38 (сентябрь, 2007)
Информация предоставлена ООО «СтройИнформ»

Выбор материалов для изоляции от шума жилых помещений
Звукопоглощающие материалы имеют волокнистое, зернистое или ячеистое строение и разделяются на группы по степени жесткости: мягкие, полужесткие, твердые.
Мягкие звукопоглощающие материалы изготавливаются на основе минеральной ваты или стекловолокна. К ним относятся маты или рулоны с объемной массой до 70кг/куб.м и коэффициентом звукопоглощения от 0,7 до 0,95. В эту же группу входят такие издавна используемые звукопоглотители, как вата, войлок и т. д.
К полужестким материалам относятся минераловатные или стекловолокнистые плиты с объемной массой от 80 до 130 кг/куб.м и коэффициентом звукопоглощения порядка 0,5-0,75. В эту же группу входят звукопоглощающие материалы, имеющие ячеистое строение, – пенополиуретан, пенополистирол и т.п. Твердые материалы имеют объемную массу 300-400кг/куб.м и коэффициент звукопоглощения порядка 0,5. Производятся на основе гранулированной или суспензированной минеральной ваты. К этой же группе относятся материалы, в состав которых входят пористые заполнители – вспученный перлит, вермикулит, пемза.
Естественно, в квартирах и загородных домах с точки зрения уменьшения потерь жилой площади выгоднее применять материалы, обладающие максимальным коэффициентом звукопоглощения, то есть мягкие.

Эффективность тонковолокнистой и вспененной звукоизоляции
Тонковолокнистые материалы имеют многоуровневое рассеяние энергии.
Рассеяние происходит:
- из-за вязкости воздуха в межволокнистом пространстве;
- из-за трения воздуха о волокна;
- из-за трения волокон друг о друга;
- из-за трения в кристаллической решетке волокон.
Кроме того, эти материалы исключительно долговечны, так как старение неорганических волокон происходит практически мгновенно после их остывания после формовки.
Упругие прокладки из органических материалов (вспененный полиэтилен и полипропилен, ДВП) стареют в процессе всего времени эксплуатации в полах. Вспененные материалы ухудшают со временем свои свойства под нагрузкой из-за охлопывания воздушных пузырьков. Кроме того, под большими нагрузками в них быстрее развиваются остаточные деформации, что также существенно снижает их звукоизолирующую способность.

Изоляционный материал "Звукотеплоизол"
Этот звукоизолятор наиболее эффективен для звукоизоляционной конструкции "плавающий пол". Материал также обладает тепло- и гидроизолирующими свойствами, что позволяет использовать его в качестве многофункциональной прокладки в строительных конструкциях междуэтажных перекрытий жилых домов, общественных и промышленных зданий и сооружений.
Эффект звукопоглощения материала "Звукотеплоизол" достигается за счет применения звукопоглощающего многослойного упругого стекловойлока (стеклоруна), который производится из тончайшего стекловолокна. Материал является многослойным и состоит из следующих слоев:
1. Основа (звукопоглощающая) – один или несколько слоев плотного стекловойлока (стеклоруна).
2. Защитный несущий слой – полимернобитумная структурно-модифицированная смесь. Для придания битуму необходимых свойств применяется модификатор АПП (атактический полипропилен), при этом битум полимеризуется – становится прочным, теплостойким и долговечным.
3. Защитный слой – дополнительная защищающая полиэтиленовая пленка.
4. При применении "Звукотеплоизола" величина снижения приведенного уровня ударного шума составляет 23дБ.

Акустические свойства плит “Акмигран”, используемых для устройства подвесных потолков
Минераловатные плиты “Акмигран” представляют собой звукопоглотители, изготавливаемые из гранулированной минеральной ваты с крахмальным связующим путем формования и последующей сушки изделий. Именно строгое соблюдение технологии производства гарантирует получение необходимых акустических параметров.
Минеральную вату гранулируют и получают зерна размером 2-15мм с объемной массой около 100кг/кв.м. Связующее, состоящее из крахмала и каолина, затворяют холодной водой и заваривают в мешалке с нагревом смеси до 85-90°С. Затем в связующее вводят небольшое количество борной кислоты или буры, являющихся стабилизаторами массы. Формовочную смесь из гранулированной ваты и пастообразного связующего, взятых в отношении 1:3 по массе, готовят в шнековом смесителе. Формовку полусухой смеси осуществляют двумя транспортными лентами, движущимися с разной скоростью. Это позволяет получить изделия с небольшими трещинами, что повышает их звукопоглощающие свойства. Сушку производят при температуре 140°С в течение 16-18 часов. Затем изделия шлифуют, разрезают и окрашивают.
Размеры плит “Акмигран” – 600x600x20мм. Их средняя плотность – 350-400кг/куб.м, коэффициент звукопоглощения – 0,7-0,9. Плиты обладают малой гигроскопичностью и являются негорючим материалом.

Отличие звукопоглотителей типа Акминит от акустических плит Акмигран
Акустические минераловатные плиты Акминит по технологии изготовления и свойствам похожи на плиты “Акмигран”. В отличие от последних, формовку плит Акминит осуществляют из смеси с большей влажностью, которая достигает 400% (полумокрый способ), путем уплотнения ее на ленточном транспортере прессующими валиками, с отжатием некоторого количества воды.
Офактуривание плит после сушки производят разными приемами. Для обеспечения шероховатой поверхности плиты обрабатывают абразивными материалами, просверливают отверстия, вдавливают в поверхность плит зубцы с затупленными гранями, что приводит к образованию трещин, и т.д.
Полумокрый способ изготовления плит несколько сложнее в смысле контроля за процессом формовки, чем полусухой, но в то же время имеет и ряд преимуществ. Изделия получаются с несколько большей прочностью (R(n3r) до 1,5МПа). Ниже расход связующего, короче срок сушки, изделия меньше подвержены короблению. Можно получать фактуры, которые будут более эффективны в акустике и более выразительны в декоративном отношении.

Материалы для выполнения акустических штукатурок
Акустические растворы изготавливаются из пористых заполнителей (вспученный перлит, вермикулит, пемза и др.) с использованием минеральных вяжущих (цветные цементы, гипс).
На строительную площадку материалы поступают в бумажных мешках в виде сухой смеси вяжущего и заполнителя. Расход цемента составляет 250-400кг, а гипса – 250-450кг на 1куб.м заполнителя. Средняя плотность штукатурок до 700кг/куб.м, коэффициент звукопоглощения 0,3-0,6.
Выпускаются, например, опытным заводом сухих смесей (Москва) и ЖБИ-211 (Сертолово, Ленинградская область).

Ингредиенты для производства бетонных акустических плит
С использованием тех же самых заполнителей, применяемых при выполнении акустических штукатурок, необходимо изготавливать и акустические плиты. В качестве связующих применяют минеральные вяжущие и синтетические смолы.
Формовку производят прессованием или вибрированием.
Заполнитель в производстве акустических изделий применяют одно-фракционный, чаще всего с размером зерен 2,5-5мм. Для создания межзерновых сообщающихся пор в материале расход связующих ограничивают.
Размеры таких акустических плит по длине 500, 600 и 700мм, ширина 400 и 500мм, толщина 30-40мм.

Основные характеристики потолочных акустических минераловатных и стекловатных плит с перфорированными экранами
Это акустические изделия, изготовленные из мягких, полужестких или жестких плит с облицовкой листовыми перфорированными материалами. Для звукопоглощающего слоя изделий часто применяют обычные теплоизоляционные плиты. Облицовку производят листами из гипса или асбестоцемента толщиной 4-7мм, а также из слоистого пластика, алюминия, стали.
Перфорацию делают круглой, иногда квадратной или щелевидной. Диаметр отверстий перфорации 3-10мм. Располагают их правильными рядами или в шахматном порядке. Площадь перфорации составляет 15-20% от общей площади экрана. Для повышения гигиеничности и улучшения сцепления звукопоглощающего слоя с экраном между ними прокладывают слой марли, бязи или редкой стеклоткани.
Длина плит составляет 500-1500мм, ширина 500 и 1000мм, толщина изоляционного слоя 50-100мм. Коэффициент звукопоглощения 0,8-0,9.
Изделия обладают высокой декоративностью и прочностью. Например, плиты с гипсовым экраном имеют около 2МПа. Но их водостойкость ниже, чем у плит с другим покрытием.
Наиболее эффективное расположение акустических панелей предусматривает полное покрытие потолка акустическими плитами и панелями. Если же возможно только частичное покрытие, то целесообразно размещать панели ближе к стенам, где энергетическая плотность звука наибольшая. Поверхность потолка над источником звука тоже должна быть закрыта. В высоких и узких помещениях обычно бывает недостаточно потолочных плит (панелей), а если источник шума расположен близко к стене, то поверхность стены за ним также следует закрыть акустической панелью.

Древесно-волокнистые акустические плиты
Это двухслойные изделия размерами 500x500 или 1000x500мм. Коэффициент звукопоглощения древесно-волокнистых акустических плит – 0,4-0,8 (зависит от специфики помещения). Звукопоглощающий слой (толщина 12,5-16мм) выполняют из изоляционных плит со средней плотностью, равной 200-250 кг/куб.м. Лицевой слой (толщина 3-4мм) делают из твердых плит со средней плотностью – 800-1100кг/куб.м. Твердые плиты обязательно перфорируют. Для повышения огнестойкости изделия покрывают стеклотканью или окрашивают огнезащитными красками.
Эти плиты по цене значительно дешевле минераловатных и стекловатных, но уступают им по огнестойкости и долговечности.

Применение при устройстве звукоизоляции теплоизоляционных фибролитовых плит
Для устройства звукоизоляции следует применять акустический фибролит. Несмотря на то что технология его изготовления та же, что и теплоизоляционного, в этих изделиях имеются и некоторые особенности. Древесная шерсть применяется более узкая (1,5-2мм) и тонкая (0,3-0,4мм), для повышения прочности увеличивают расход цемента (250кг на 1куб.м плиты).
Высушенные плиты окрашивают различными видами лакокрасочных материалов. Поэтому некоторые виды акустического фибролита, например плиты "Фиброакустик", отличаются высокой декоративностью.
Фибролитовые плиты имеют размеры до 3000x1500мм при толщине 25, 30 и 35мм. Средняя плотность 300-400кг/куб.м, коэффициент звукопоглощения 0,45-0,50.
Акустические цементные фибролиты нового поколения – это изделия с использованием синтетической шерсти. Плиты выпускаются с основными размерами 600x1200мм, 600x2000мм, 600x2400мм при толщине плит 20,30,50мм, предел прочности от 1,1 до 1,9Мпа.

Минеральная вата как звукоизолятор
Благодаря своей структуре (тончайшие волокна расположены хаотично в горизонтальном и вертикальном направлениях, под различными углами друг к другу) минеральная вата значительно уменьшает риск возникновения вертикальных звуковых волн между поверхностями стены, улучшает воздушную звукоизоляцию помещения, сокращает время ревербации.
Материал используют в качестве изоляции в стенах, потолках, крышах и между этажами зданий. В качестве дополнительных преимуществ можно назвать водо- и огнестойкость, паропроницаемость и экологическую безопасность. (Под воздействием открытого огня плиты из минеральной ваты не дымятся и не выделяют токсичных газов).

Поглощение звука: минвата или стекловолокно
Минеральная вата обладает несколько лучшими показателями при поглощении и изоляции звука. Продается минвата как в виде плит, так и в рулоне; бывает разной толщины и текстуры.
Стекловолокно позволяет изготовить плиты гораздо более легкие, чем из минеральной ваты. Материал также является эффективным звукопоглотителем, по большей части свойств (не только акустических) имеет много общего с минеральной ватой.

Звукоизолирующие характеристики пенополиуретана
Пенополиуретан – это неплавкая термореактивная пластмасса с ярко выраженной пористоячеистой структурой. Данный материал имеет хорошие звукоизоляционные показатели при защите от ударного шума (например, от топота соседских детей сверху), но, как утверждают специалисты компаний, представляющих на строительном рынке акустические материалы и технологии, для изоляции от других шумов (разговоры, музыка) он малоэффективен, даже при увеличении толщины до 50мм. К тому же пористые материалы при равных условиях (плотность, толщина, ровность поверхности) уступают по звукопоглощению волокнистым (стекловолокно или минеральная вата, у которых за счет трения волокон между собой происходит большее рассеивание энергии падающих на поверхность волн, что и представляет собой процесс звукопоглощения). То же самое можно сказать и про пенополистирол. Оба материала являются, прежде всего, теплоизоляционными и вряд ли могут нести двойную нагрузку, защищая одновременно и от теплопотерь, и от нежелательных шумов.

Пористые звукопоглотители
Пористые звукопоглотители изготавливают в виде плит, которые крепятся к ограждающим поверхностям непосредственно или на относе, из легких и пористых минеральных штучных материалов – пемзы, вермикулита, каолина, шлаков и т.п. с цементом или другим вяжущим. Такие материалы достаточно прочны и могут быть использованы для снижения шума в коридорах, фойе, лестничных маршах общественных и промышленных зданий.
В помещениях, где к внешнему виду звукопоглотителей предъявляются повышенные требования, применяют специальным образом обработанные волокнистые материалы. Сырьем для их производства служат древесные волокна, минеральная вата, стеклянная вата, синтетические волокна. Эти изделия также изготавливают в виде плоских плит (потолочные или стеновые панели) или криволинейных и объемных элементов. Хорошими звукопоглотителями являются, например, выпускаемые промышленностью акустические плиты “Акмигран”, применяемые для отделки потолков и стен, обои (типа ворсовых или велюровых). Все эти материалы в первую очередь следует использовать для внутренней отделки тех помещений квартиры, где есть какой-либо сильный источник шума, например, установлены пианино или музыкальный центр, размещена мастерская или детская комната, оборудован спортивный уголок и т.п.
Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами.
В настоящее время волокнистые звукопоглотители являются наиболее употребительными в строительной практике. Они не только оказались наиболее эффективными с акустической точки зрения в широком частотном диапазоне, но и отвечают возросшим требованиям, предъявляемым к дизайну помещений.

Звукопоглотители с перфорированными экранами
Конструкции с перфорированным покрытием звукопоглотителя позволяют достигать достаточно большого уровня звукопоглощения в широком диапазоне частот. Частотную характеристику звукопоглощения регулируют подбором материалов, его толщиной, размером, формой, шагом отверстий. Для получения высокого значения коэффициента звукопоглощения (0,7-0,9) применяют многослойные резонансные конструкции, состоящие из 2-3 параллельных экранов с разной перфорацией с воздушным промежутком разной толщины.
Звукопоглотители с металлическим экраном хорошо зарекомендовали себя в качестве антивандальных покрытий.

Устройство многослойных звукопоглотителей
Такие конструкции изготавливают в виде панелей, состоящих из тонких пластин (дерево, фанера, гипсокартон), закрепленных на раме. Пластины расположены на некотором расстоянии от ограждающих поверхностей. Под действием звуковых волн панели будут колебаться. При совпадении собственных частот панелей и вынуждающих частот звуковых волн будет наблюдаться явление неотражения (поглощения) этих волн. Если при этом между панелями и ограждающими конструкциями разместить эффективные на средних и высоких частотах волокнистые поглотители, то получатся широкополосные звукопоглощающие конструкции.

Применение штучных звукопоглотителей
В тех случаях, когда звукопоглощающий материал нельзя применять на ограждающих конструкциях (например, если они светопрозрачны) или их площадь недостаточна для достижения необходимого эффекта, используются подвесные штучные (объемные) звукопоглотители. Чаще всего это плоские плиты из волокнистых материалов, покрытые пористой краской, обтянутые тканями или заключенные в перфорированные листы металла. Так, штучные звукопоглотители Buffi (Швеция) имеют размер 600x1200x50мм, обладают специальными крючками для подвеса. Такие конструкции акустически очень эффективны, так как подвешенные вертикально, они поглощают звук обеими поверхностями. Если эти поглотители подвешены так, что в плане образуют замкнутые фигуры (квадраты, треугольники и т.д.), то звукопоглощение увеличивается за счет резонансного поглощения в воздухе между вертикалями панелей.

Невысокая оценка шумоизоляционных свойств щелевого и многопустотного красного кирпича
Внутренние пустоты вносят в повышение шумоизоляции гораздо более скромный вклад, чем снижение шумоизоляции за счет уменьшения поверхностной плотности такой стены. Перегородки из щелевого кирпича прекрасно проводят и излучают звук.
Для уменьшения передачи и излучения ударного шума стеной из этого материала можно рекомендовать засыпку внутренних полостей кирпичей песком.

Интересные вопросы

Проект месяца

5522 Общая площадь дома 80 м2.


Фотогалерея


Получатель

Расчет стоимости строительства

Общая площадь дома:
Общее количество этажей:
Кровля с покрытием:
Заполнение оконных проемов:
Электрика:
Сантехника:
Отопление:
Отделка фасада:
Внутреняя отделка:
0 руб.