Звукоизолирующая панель
Изобретение относится к многослойным панелям с заполнителем из звукопоглощающего материала и может быть использовано во многих отраслях промышленности, в частности в строительстве при звукоизоляции жилых и служебных помещений. Звукоизолирующая панель содержит однотипные по форме и размерам звукоизолирующие секции, каждая из которых выполнена сужающейся по высоте по крайней из мере трех слоев. Первый слой с одной стороны выполнен большей ширины по отношению к остальным слоям, ширина секции, начиная со второго слоя, выполнена одинаковой или уменьшающейся ступенчато с постоянным по высоте и ширине шагом либо равномерно, так что суммарная ширина участков первого слоя с широкой стороны секции, не закрытых примыкающим к нему вторым слоем, примерно равна ширине первого слоя с узкой стороны секции. Первые слои секции с каждой ее стороны выполнены из материала, имеющего коэффициент звукопоглощения меньше коэффициента звукопоглощения каждого из средних слоев. Звукоизолирующие секции установлены в два ряда, причем смежные звукоизолирующие секции каждого ряда своими первыми слоями механически сопряжены между собой с образованием чередующихся выступов и впадин, а оба ряда секций механически сопряжены между собой так, что каждый выступ одного ряда по всему своему объему размещен в расположенной напротив него впадине другого ряда, а первый слой с широкой стороны секций одного ряда пристыкован к первому слою с узкой стороны секций второго ряда посредством вспомогательных крепежных элементов. Технический результат - повышение качества звукоизоляции, обеспечение унификации конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к многослойным панелям с заполнителем из звукопоглощающего материала и может быть использовано во многих отраслях промышленности, в частности в строительстве при звукоизоляции жилых и служебных помещений.
Одним из аналогов предложенного технического решения является акустическая панель, раскрытая в описании изобретения к авторскому свидетельству SU 340753 А, опубликованном 05.06.1972, МПК-7 Е 04 В 1/82, Е 04 С 2/00. Указанная акустическая панель содержит основание и звукопоглощающий материал, размещенный в образованных на лицевой поверхности панели пазах, которые выполнены трапецеидальными, причем пазы обращены к лицевой поверхности панели суженной частью. Тыльная сторона звукопоглощающего материала покрыта сублимирующим при температуре обработки материалом, например полистиролом.
Одним из недостатков описанного выше устройства является плохая акустическая развязка звукоизолирующей панели при ее креплении к несущей конструкции помещения, в котором установлена данная панель, поскольку нежелательный звук легко может передаваться по крепежным элементам (как правило, это шурупы), посредством которого панель крепится к соответствующей несущей конструкции. Кроме того, данная звукоизолирующая панель в случае ее выполнения крупногабаритной достаточно сложна в сборке, поскольку вкладыши из звукопоглощающего материала достаточно сложно вставить в пазы основания панели, обращенные к ее лицевой поверхности суженной частью.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (его прототипом) является звукопоглощающая панель, раскрытая в описании к патенту РФ RU 2249258 С2, опубликованном 27.03.2005, МПК-7 G 10 K 11/16, Е 04 В 1/82. Панель выполнена в виде обшивки с перфорацией и сплошной обшивки. Между обшивками расположен зигзагообразный заполнитель, в сечении представляющий трапецию. Во впадинах заполнителя размещены вкладыши, профиль которых представляет профиль заполнителя в поперечном сечении. Вкладыши и заполнитель перфорированы по основаниям и боковым граням. Диаметр отверстий 1,2 мм, степень перфорации 10-12%. Вкладыши располагаются по отношению к заполнителю нормально либо под углом к нему в зависимости от требуемой степени шумоглушения. Наибольший эффект достигается при угле установки порядка 40-50°. Усилению эффекта шумоглушения способствует также установка вкладышей не свободно, а растянутым по длине заполнителя. В этом случае между обшивкой и заполнителем образуется воздушная прослойка. Варьируя степенью растянутости, можно получить различный эффект шумоглушения. При необходимости вкладыши могут быть установлены и в пазах заполнителя.
Недостатком описанного выше прототипа изобретения, так же как и указанного выше аналога, является плохая акустическая развязка звукоизолирующей панели при ее креплении к несущей конструкции помещения, в котором установлена данная панель, поскольку нежелательный звук легко может передаваться по крепежным элементам (шурупам), посредством которых панель крепится к соответствующей несущей конструкции.
Задачей изобретения является повышение качества звукоизоляции звукопоглощающей панели за счет обеспечения надежной акустической развязки панели при ее креплении к несущей конструкции помещения, в котором установлена данная звукоизолирующая панель, а также обеспечение возможности унификации конструкции путем ее монтажа на базе однотипных элементов.
Указанная задача решена за счет того, что предложенная звукоизолирующая панель содержит однотипные по форме и размерам звукоизолирующие секции, каждая из которых выполнена сужающейся по высоте по крайней из мере трех слоев, причем первый слой с одной стороны выполнен большей ширины по отношению к остальным слоям, ширина секции, начиная со второго слоя, выполнена одинаковой или уменьшающейся ступенчато с постоянным по высоте и ширине шагом либо равномерно, так что суммарная ширина участков первого слоя с широкой стороны секции, не закрытых примыкающим к нему вторым слоем, примерно равна ширине первого слоя с узкой стороны секции, а первые слои секции с каждой ее стороны выполнены из материала, имеющего коэффициент звукопоглощения меньше коэффициента звукопоглощения каждого из средних слоев, звукоизолирующие секции установлены в два ряда, причем смежные звукоизолирующие секции каждого ряда своими первыми слоями механически сопряжены с образованием чередующихся выступов и впадин, а оба ряда секций механически сопряжены между собой так, что каждый выступ одного ряда по всему своему объему размещен в расположенной напротив него впадине другого ряда, а первый слой с широкой стороны секций одного ряда пристыкован к первому слою с узкой стороны секций второго ряда посредством вспомогательных крепежных элементов.
В предпочтительном варианте своего конструктивного исполнения в каждой секции звукоизолирующей панели в качестве материала первого слоя с широкой стороны секции использован гипсоволокнистый лист, или цементно-стружечная плита, или плита из спресованного мелкодисперсного древесного волокна, в качестве первого слоя с узкой стороны секции использован слой прессованной ваты, а в качестве средних слоев каждой звукоизолирующей секции использованы слои ваты, плотность которой меньше плотности материала первого слоя с узкой стороны секции.
В качестве вспомогательных крепежных элементов, посредством которых первый слой с широкой стороны секций первого ряда пристыкован ко второму крайнему слою секций второго ряда, предпочтительно могут быть использованы шурупы.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показана звукоизолирующая секция звукоизолирующей панели с постоянной шириной "выступа".
На фиг.2 показана звукоизолирующая секция звукоизолирующей панели с шириной "выступа", уменьшающейся по высоте ступенчато с постоянным по высоте и ширине шагом.
На фиг.3 показана звукоизолирующая секция звукоизолирующей панели с равномерно уменьшающейся по высоте шириной "выступа".
На фиг.4 показаны два ряда механически сопряженных между собой звукоизолирующих секций, предназначенных для последующей сборки и крепления к несущей конструкции помещения.
На фиг.5 показана звукоизолирующая панель в сборе, закрепленная на несущей конструкции помещения.
Показанная на фиг.1-3 звукоизолирующая панель состоит из множества механически сопряженных между собой однотипных по форме и размерам звукоизолирующих секций 1, каждая из которых состоит по крайней мере из трех слоев. Один из крайних слоев (далее - первый слой с широкой стороны секции 2) каждой звукоизолирующей секции 1 выполнен с большей шириной по отношению ко всем остальным слоям секции 1. При этом секция 1 за исключением ее области, занятой первым слоем с широкой стороны секции 2, выполнена либо с одинаковой по высоте шириной (см. фиг.1), либо с шириной, уменьшающейся по высоте, начиная со слоя, примыкающего к первому слою с широкой стороны секции 2, равномерно (см. фиг.2) или ступенчато с постоянным по высоте и ширине шагом (см. фиг.3).
Как правило, секция 1 выполняется симметричной по высоте. Однако, в принципе, данное условие не обязательно. Для обеспечения указанного в материалах заявки технического результата, помимо выполнения указанного выше условия в отношении характера изменения ширины секции по ее высоте, необходимо, чтобы ширина наружного основания секции со стороны ее первого слоя с узкой стороны секции 3 была примерно равна суммарной ширине участков первого слоя с широкой стороны секции 2, не сопряженных с примыкающим к нему слоем 4.
В отношении такой характеристики признака, как "примерно равна", следует оговорить, что подобная конструктивная особенность звукоизолирующей секции 1 панели является существенной с точки зрения последующей сборки всей звукоизолирующей панели в целом. В идеале следовало бы выполнить первый слой с узкой стороны секции 3 с шириной, точно равной ширине упомянутых участков первого слоя с широкой стороны секции 2. Это обеспечило бы наилучшее механическое сопряжение двух рядов 5 звукоизолирующих секций 1, в этом случае в местах соединения соответствующих секций отсутствовали бы как зазоры, так и нежелательные механические напряжения, возникающие при посадке с натягом. Однако обеспечить такое точное соотношение на практике невозможно. Точность размеров комплектующих звукоизолирующей секции варьируется в зависимости от технологии их изготовления. На практике вполне приемлемый результат от использования предложенного технического решения будет наблюдаться, если бы первый слой с узкой стороны секции 3 имел ширину в 0,99-1,01 раза (т.е. 1,0 раза ±1%) больше ширины упомянутого выше участка первого слоя с широкой стороны секции 2. Однако, принимая во внимание, что указанные границы приведенного выше соотношения весьма условны, рассматриваемый признак сформулирован как "примерно равна".
Каждый из крайних слоев секции, т.е. первый слой с широкой стороны секции 2 и первый слой с узкой стороны секции 3, выполнен из материала, имеющего коэффициент звукопоглощения меньше коэффициента звукопоглощения каждого из средних слоев 6.
Слои описанной выше звукоизолирующей секции 1 могут быть соединены между собой любым известным способом, например склеены.
В предпочтительном варианте своего конструктивного исполнения каждая звукоизолирующая секция 1 звукоизолирующей панели состоит из трех, четырех или пяти слоев. В качестве материала первого слоя с широкой стороны секции 2 использован гипсоволокнистый лист, или цементно-стружечная плита, или плита из спресованного мелкодисперсного древесного волокна, в качестве материала первого слоя с узкой стороны секции 3 использована прессованная (плотная) вата, а в качестве материала средних слоев 6, расположенных между крайними слоями, использована вата (рыхлая вата), плотность которой меньше плотности материала первого слоя с узкой стороны секции 3.
Выполненные из указанных выше материалов секции 1 звукоизолирующей панели обеспечивают высокое качество звукоизоляции помещений, отделанных подобными панелями.
Звукоизолирующие секции 1 собираются в два отдельных ряда 5. Для этого каждая звукоизолирующая секция 1 своим первым слоем с широкой стороны 2 механически сопряжена с первым слоем с широкой стороны 2 соседней звукоизолирующей секции 1 с образованием в пределах ряда чередующихся выступов 7 и впадин (углублений) 8 (см. фиг.4). Указанное механическое сопряжение может быть реализовано любым известным способом. Поскольку в данном случае к указанному механическому сопряжению не предъявляется жестких требований по прочности, оно может быть реализовано, например, с помощью обычного клея.
После того как все секции 1 объединены в два ряда 5, указанные ряды сопрягаются между собой таким образом, что каждый выступ 7 первого ряда 5 по всему своему объему вставлен в расположенную напротив него впадину (углубление) 8 второго ряда 5, а первый слой с широкой стороны 2 секций первого ряда 5 пристыкован к первому слою с узкой стороны 3 секций второго ряда 5 посредством вспомогательных крепежных элементов, в качестве которых обычно выступают шурупы 9 (см. фиг.5).
Предложенная звукоизолирующая панель собирается и осуществляет свои рабочие функции следующим образом.
Сначала изготавливается множество однотипных по форме и размерам звукоизолирующих секций 1. Общее количество таких секций 1, их конкретная форма и размер определяются габаритами и конфигурацией помещения, которое планируется отделать предложенной звукоизолирующей панелью. Указанные секции 1 группируются в два ряда 5, каждый из которых образован за счет того, что каждая звукоизолирующая секция 1 своим первым слоем с широкой стороны 2 механически сопряжена с первым слоем с широкой стороны 2 соседней звукоизолирующей секции 1 с образованием в пределах ряда чередующихся выступов 7 и впадин (углублений) 8 (см. фиг.4).
После этого один из таких рядов 5 (далее - второй ряд) посредством дополнительных шурупов 10 крепится к несущей конструкции помещения, например к стене 11, как это показано на фиг.4 и 5. Для закрепления второго ряда 5 секций на стене 11 используются участки первого слоя с широкой стороны 2 каждой из секций 1 данного ряда, не сопряженные с примыкающим к нему вторым слоем 4. В указанные участки закручиваются дополнительные шурупы 10 и тем самым каждая секция 1 второй ряда 5 надежно фиксируется на стене 11.
После этого первый ряд 5 сопрягается с закрепленным на несущей конструкции помещения вторым рядом 5. Для этого каждый выступ 7 первого ряда 5 по всему своему объему вставляется в расположенную напротив него впадину (углубление) 8 второго ряда 5. Учитывая тот факт, что все секции 1 звукоизолирующей панели выполнены однотипными по форме и размерам, а также что они имеют строго определенную (описанную выше) конфигурацию, каждый выступ 7 одного из рядов 5 будет иметь контуры, идентичные по форме и размерам контурам впадин (углублений) 8 другого ряда. Таким образом, в сборе панель будет выглядеть как единая "цельная" беззазорная конструкция в форме многослойной пластины, как это показано на фиг.5. При этом для обеспечения надежного закрепления первый слой с широкой стороны 2 секций первого ряда 5 жестко пристыковывается к первому слою с узкой стороны 3 секций второго ряда 5 посредством вспомогательных крепежных элементов. Наилучшее крепление будет обеспечено в том случае, если в качестве указанных вспомогательных крепежных элементов будут использованы шурупы 9. Данные шурупы 9 являются неотъемлимой частью конструкции звукоизолирующей панели.
Описанный выше характер сборки панели и крепления ее к несущей конструкции помещения позволяет обеспечить хорошую звукоизоляцию отделанного ей помещения за счет значительного улучшения качества акустической развязки несущей конструкции помещения и самой конструкции звукоизолирующей панели. Указанный эффект достигается прежде всего за счет того, что в предложенной конструкции отсутствуют вспомогательные крепежные элементы для ее крепления к несущей конструкции помещения, проходящие через все тело конструкции панели насквозь. Чтобы избежать данного сквозного закрепления при закреплении звукоизолирующей панели на несущей конструкции, используются два типа вспомогательных крепежных элементов - шурупы 9, являющиеся частью конструкции звукоизолирующей панели, и дополнительные шурупы 10, непосредственно являющиеся крепежными элементами панели к несущей конструкции. В случае заявленного изобретения металлические вспомогательные крепежные элементы - шурупы 9 и дополнительные шурупы 10 не образуют сквозной канал (см. фиг.5), по которому легко будут передаваться нежелательные акустические колебания. Акустические колебания будут гаситься в средних слоях конструкции панели, выполненных из материала, имеющего высокий коэффициент звукопоглощения.
Предложенная звукоизолирующая панель сравнительно дешева и проста в изготовлении, поскольку она может быть собрана на базе однотипных конструктивных элементов (секций), выполненных из стандартных материалов, а отделанное подобными звукоизолирующими панелями помещение будет надежно защищено от звуков извне.
1. Звукоизолирующая панель, отличающаяся тем, что она содержит однотипные по форме и размерам звукоизолирующие секции, каждая из которых выполнена сужающейся по высоте по крайней мере из трех слоев, причем первый слой с одной стороны выполнен большей ширины по отношению к остальным слоям, ширина секции, начиная со второго слоя, выполнена одинаковой или уменьшающейся ступенчато с постоянным по высоте и ширине шагом либо равномерно, так что суммарная ширина участков первого слоя с широкой стороны секции, не закрытых примыкающим к нему вторым слоем, примерно равна ширине первого слоя с узкой стороны секции, а первые слои секции с каждой ее стороны выполнены из материала, имеющего коэффициент звукопоглощения меньше коэффициента звукопоглощения каждого из средних слоев, звукоизолирующие секции установлены в два ряда, причем смежные звукоизолирующие секции каждого ряда своими первыми слоями механически сопряжены между собой с образованием чередующихся выступов и впадин, а оба ряда секций механически сопряжены между собой так, что каждый выступ одного ряда по всему своему объему размещен в расположенной напротив него впадине другого ряда, а первый слой с широкой стороны секций одного ряда пристыкован к первому слою с узкой стороны секций второго ряда посредством вспомогательных крепежных элементов.
2. Звукоизолирующая панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждой ее секции в качестве материала первого слоя с ее широкой стороны использован гипсоволокнистый лист, или цементностружечная плита, или плита из спресованного мелкодисперсного древесного волокна, в качестве первого слоя с узкой стороны секции использован слой прессованной ваты, а в качестве средних слоев каждой звукоизолирующей секции использованы слои ваты, плотность которой меньше плотности материала первого слоя с узкой стороны секции.
3. Звукоизолирующая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве вспомогательных крепежных элементов, посредством которых первый слой секций с их широкой стороны первого ряда пристыкован к первому слою секций с узкой стороны второго ряда, использованы шурупы.
