Геометрическая память и изоляция

Как правило, хорошие термоизоляторы являются и хорошими шумопоглотителями. Характерный пример — пробка.
Решая проблемы защиты от шума, рассматривают следующие основные ситуации: необходимость устройства звукоизоляции "воздух-воздух", то же — от шумов ударного происхождения, то есть тех, которые передаются через твердые тела, а также осуществление поглощения звука в самом помещении, то есть сокращение времени звучания отраженного звука.
Во всех трех случаях успешно используются пробковые агломераты различного вида.
Звукоизоляция "воздух-воздух" основывается на закономерности, согласно которой чем больше плотность материала, тем большей звукоизолирующей способностью он обладает.
Таковым является, например, свинец. Пробка также может с успехом применяться с этой целью в качестве материала, заполняющего пространство в стенах из двойных панелей.
Каждая панель стены вибрирует с определенной частотой, называемой критической. Поэтому следует прежде всего стремиться к тому, чтобы частоты вибрации панелей были разными, дабы они не вибрировали в унисон.
Критическая частота вибрации при этом выражается формулой F=67,7/e•p, где е — толщина воздушной камеры в см, а р — вес стены в кг/м2.
Если пространство между двойными панелями заполнить соответствующим материалом, то при частотах, превышающих частоту резонанса, звукоизоляция возрастает. Таким образом, всегда следует добиваться того, чтобы частота резонанса была как можно ниже. Согласно формуле, это может быть достигнуто путем увеличения толщины воздушной камеры и общего веса стены, а также при обеспечении наименьшей динамической жесткости промежуточного материала.
Динамическая жесткость конструкции S, являющаяся функцией модуля динамической упругости E материала, из которого она изготовлена, и толщины е (согласно формуле S=E/e), в пробковом агломерате (особенно небольшой плотности) проявляется весьма благоприятным образом из-за высокой деформативности этого материала под нагрузкой и не менее высокой эластичности. (Способность к восстановлению первоначальной формы и размеров после прекращения действия нагрузки еще называют геометрической памятью материала).
Что касается изоляции от шумов ударного характера, то в данном случае также в наибольшей степени подходят материалы с низкой плотностью и малой динамической жесткостью.
Из изоляционных материалов именно пробка обладает очень высокой эластичностью, не меняет своих линейных размеров и восстанавливает свои первоначальные формы после окончания силового воздействия на нее и снятия деформирующего груза. Это ее свойство объясняется особым строением ячеистых стенок молекулярного строения пробки.
Стенки молекул пробки состоят из очень тонких чередующихся слоев суберина и воска количеством от 100 до 150, пластинчатый промежуток между которыми заполнен целлюлозой. Саму стенку пронизывают многочисленные мельчайшие капилляры, называемые плазмодезмами. Именно суберин придает особую эластичность ячеистой стенке, в то время как плазмодезмы, выступая в роли сообщающихся сосудов, позволяют равномерно распределять давление по всей площади материала и обеспечивают беспрепятственное прохождение воздуха, позволяя ячейкам обретать свою первоначальную вздутую форму после устранения причины деформации.
Такая эластичность пробки позволяет ей сохранять малое значение динамической жесткости, так как материал с данным коэффициентом Е окончательно не деформируется (после прекращения сжатия его толщина восстанавливается).
Таким же образом пробковые агломераты функционируют как противовибрационные покрытия, оставляя позади себя другие материалы с такой же степенью упругости или восстановительной способностью. Поэтому любые пробковые агломераты успешно применяются для покрытия полов, стен, потолков, крыш зданий в следующих случаях:
Во-первых, как собственно пробковое покрытие (агломераты непористые, чистые и составные высокой плотности (р = 450 кг/м3), сочетающее в себе как звукопоглощающие свойства, так и практически неограниченный срок службы, тепловой комфорт, экологическую чистоту и санитарную гигиеничность. Они почти всегда используются в помещениях, в которых нужно обеспечить покой и тишину (читальных залах библиотек, больницах, офисах, кинотеатрах).
Во-вторых, как "плавающая" подложка, или слой, расположенный между основанием (ряжем) и полом (пористые чистые агломераты с меньшей динамической жесткостью, чем составные, и с величиной плотности, зависящей от того, какую нагрузку предстоит выдерживать).
Также широко применяются в этих целях гранулаты и регранулаты из пробки в сочетании с войлоком, пропитанным битумом.
Что же касается звукопоглощения, то чистые пористые агломераты низкой плотности, состоящие из хорошо очищенного гранулата и называемые акустическими, имеют очень широкое применение благодаря своему оптимальному коэффициенту поглощения.
Коэффициент акустического поглощения конкретного материала выражает ту часть общей энергии звука, действующего на материал, которая поглощается этим материалом или проходит через него. Этот коэффициент меняется в зависимости от частоты звуковых колебаний, в связи с чем поведение всякого материала может быть описано кривой шумопоглощения.
Налицо такое преимущество, как обширность зон высокого шумопоглощения для средних и высоких частот. Ощущение комфорта при нахождении в помещении, отделанном пробкой, обеспечивается сокращением времени звучания отраженного звука.
Значительный эффект звукопоглощения может также достигаться при применении агломератов с декоративными целями, так как они сочетают в себе и привлекательный внешний вид, и свойства акустической коррекции, амортизации вибраций и электрических возмущений.
Все это обусловило необычайный рост спроса на данный вид продукции в США и ряде других стран.

По материалам kotlovan.ru
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ