Низкошумное техническое помещение

Техническое устройство представлено в виде низкошумного технического помещения, оборудованного монтируемыми с воздушными зазорами между противолежащими торцевыми гранями (γ) и относительно оппозитных монтажных поверхностей стеновых и потолочных ограждающих конструкций (k) технического помещения, обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями, составленными из пористой воздухопродуваемой звукопоглощающей структуры вещества, облицованного звукопрозрачным слоем материала, и интегрированных в нем полостных частотонастроенных шумоподавляющих конструктивных элементов, представленных в виде низкочастотных акустических резонаторов Гельмгольца R^III. Полости горловой и камерной частей акустических резонаторов Гельмгольца R^III формообразованы несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой. Горловая часть акустических резонаторов Гельмгольца R^III может быть также выполнена из твердой воздухонепродуваемой звукоизолирующей структуры полимерного материала в виде полого трубчатого элемента. При этом горловые части акустических резонаторов Гельмгольца R^III размещены на торцевых гранях обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей. Техническое устройство низкошумного технического помещения наделено широкополосным по частотному составу эффектом звукопоглощения, обусловленным использованием пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих структур конструкционных материалов. В это же время осуществляется выраженное селективное низкочастотное подавление звуковой энергии на выделяющихся в звуковом спектре дискретных значениях рабочих доминирующих функциональных частот звукового излучения f_ms шумогенерирующего технического объекта, смонтированного в техническом помещении, которое реализуется применением низкочастотных акустических резонаторов Гельмгольца R^III_ms. Аналогичным образом селективный частотонастроенный эффект звукопоглощения акустических резонаторов Гельмгольца R^III распространяется на подавление возникающего резонансного усиления звукового излучения возбужденными собственными акустическими модами массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной полости технического помещения, характеризуемыми частотами звуковых колебаний f_mA и длинами звуковых волн λ_mA, применением соответствующих низкочастотных акустических резонаторов Гельмгольца R^III_mA. 7 з.п. ф-лы, 31 ил.

 

Изобретение относится к области технических средств обеспечения акустической безопасности окружающей среды за счет подавления (уменьшения) негативных (паразитных) шумовых излучений, производимых производственно-технологическим и инженерно-техническим оборудованием, представленным, в частности, насосной, компрессорной станциями, энергетическими установками (двигателями внутреннего сгорания, дизель-генераторными установками), системами вентиляции и кондиционирования воздуха, электрическими машинами (электродвигателями, электротрансформаторами), смонтированным внутри шумогенерирующих (шумоактивных) технических помещений (строительных зданий). Также оно может быть использовано для улучшения акустической комфортабельности в пространственных зонах прилегающих жилых, производственных и общественных помещениях зданий и сооружений, интегрированных (сопредельных, близкорасположенных) с указанными шумогенерирующими техническими помещениями (строительными зданиями).

Известно, что для защиты окружающей среды от интенсивного акустического загрязнения (высоких уровней шума), производимого разнообразными видами шумогенерирующих технических объектов, широкое распространение находят различного типа звукоизолирующие (шумоизолирующие) ограждения зашумленных технических помещений (экранные перегородки, кожухи, панельные футеровки несущих и/или корпусных конструкций), оборудованные смонтированными на их поверхностях дополнительными слоями вязкоэластичных виброзвукодемпфирующих, и/или пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих, и/или плотных воздухонепродуваемых звукоизолирующих материалов, и/или их разнообразными сочетающимися комбинациями с дополнительным включением несущих, армирующих, звукопрозрачных, защитных, адгезионных, декоративных слоев материалов или соответствующих конструктивных элементов. Также, для этих же целей могут применяться обособленные единичные или сблокированные, представленные в виде агрегатированных модульных батарей, разнообразные типы акустических резонаторов - четвертьволновых (R^I), полуволновых (R^II), Гельмгольца (R^III). Могут использоваться также содержащиеся в составе технических помещений присоединенные к звукопередающим (волноводным) каналам (проемам) соответствующего вида объемные расширительные камеры, заграждающие (ослабляющие) передачу акустической энергии за счет образованных в них звукоотражающих воздушных (газонаполненных) «акустических пробок», характеризующихся резкими изменениями (перепадами) волновых акустических сопротивлений. В подавляющем большинстве случаев, применяются разнообразные комбинированные сочетания перечисленных выше типов шумозаглушающих (шумопонижающих) способов и технических устройств по их осуществлению, и их конкретный выбор предопределяется как техническими, так и экономическими факторами. Использование такого широкого разнообразного типа шумозаглушающих технических приемов (способов), технических устройств и веществ (материалов) по их осуществлению, позволяет в той или иной мере обеспечить акустически безопасную шумокомфортную среду обитания для людей и животных. В частности, широкое распространение находят различного типа гибридные шумопонижающие конструкции, использующие комбинированную реализацию физических процессов звукопоглощения и звукоизоляции, когда суммарный шумопонижающий эффект используемого технического устройства может базироваться как на эффектах отражения звуковой энергии, так и на комбинированном сочетании эффектов звукопоглощения и звукоотражения. Такого типа технические шумозаглушающие устройства могут, в том числе, не содержать в своем составе пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих или воздухонепродуваемых звукоизоляционных структур материалов, а возникающий эффект шумоглушения может реализовываться исключительно функционированием индивидуальных частотно настроенных акустических резонаторных элементов (четвертьволновых R^I, полуволновых R^II, Гельмгольца R^III), включая распространенное применение перфорированных пластинчатых структур, располагаемых с заданным воздушным зазором относительно жестких звукоотражающих поверхностей, с образованием соответствующих полостных резонаторных устройств (акустических резонаторов Гельмгольца R^III). Такого типа полостные резонаторные звукозаглушающие устройства могут быть как пустотелыми, так и частично заполненными пористым звукопоглощающим веществом.

В качестве известных примеров использования технических устройств заглушения акустической энергии, функционирующих по отмеченным выше физическим принципам, могут быть указаны, в частности, различного типа панельно-полостные звукозаглушающие (шумопонижающие) конструкции:

- международная заявка на изобретение WO 2009/131855 A2 (опубликована 29.10.2009 г.);

- международная заявка на изобретение WO 2008/138840 А1 (опубликована 20.11.2008 г.);

- международная заявка на изобретение WO 2009/037765 А1 (опубликована 20.09.2007 г.);

- патент Германии на изобретение DE 4315759 (опубликован 11.05.1993 г.);

- международная заявка на изобретение WO 2006056351 (опубликована 06.01.2006 г.);

- патент РФ на изобретение RU 2206458 (опубликован 20.06.2003 г.);

- патент Франции на изобретение FR 2910685 (опубликован 27.06.2008 г.);

- заявка Японии на изобретение JP 2008-96826 А (опубликована 13.10.2006 г.);

- заявка Японии на изобретение JP 2007-186186 (опубликована 26.07.2007 г.);

- патент РФ на полезную модель RU 61353 (опубликован 27.02.2007 г.);

- патент РФ на полезную модель RU 67650 (опубликован 27.10.2007 г.).

К выраженным полезным преимуществам использования указанных выше технических устройств заглушения акустической энергии следует отнести возможность их применения в том числе и в условиях воздействия агрессивных сред, высоких температур и интенсивных динамических нагрузок, вследствие исключения использования в их составе пористых воздухопродуваемых (газопродуваемых) волокнистых и/или вспененных открытоячеистых структур органического или синтетического происхождения характеризующихся, как правило, недостаточно высокими термо-влаго-биостойкими характеристиками. В их составе применяются исключительно плотные структуры перфорированных металлических или термостойких полимерных материалов, с возможным включением термостойких пористых волокнистых (базальтовых, стеклянных, металлических), и/или вспененных открытоячеистых металлических, и/или керамических материалов. В то же время, к отрицательным техническим характеристикам такого типа шумозаглушающих устройств следует отнести их узкий рабочий частотный звуковой диапазон эффективного функционирования, высокую чувствительность к частотной расстройке и потере звукозаглушающего эффекта при изменении физических параметров среды распространения звуковых волн, при недостаточно высоком значении достижения эффекта шумозаглушения в необходимом широком частотном диапазоне, высокую стоимость, неудовлетворительные габаритные показатели и повышенную материалоемкость. На современном уровне развития техники указанные негативные факторы могут ограничивать их широкое распространение в эффективном решении актуальных практических задач подавления энергии акустических излучений, производимых различными шумогенерирующими техническими объектами.

Соответственно, известны и широко распространены панельно-полостные шумопонижающие конструкции, образованные полости которых полностью или частично заполнены пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом волокнистого и/или открытоячеистого вспененного типа (органического, минерального, синтетического происхождения), характеризующимся более высокими звукопоглощающими (шумопонижающими) характеристиками, однако являющимися достаточно эффективными только в ограниченной области средних и высоких частотах звукового диапазона (свыше 500 Гц). В такого типа известных шумопонижающих конструкциях передняя (лицевая) стенка акустической панели, как правило, выполнена перфорированной и характеризуется достаточно высоким значением коэффициента перфорации, превышающим значение 0,2. Это сообщает ей свойства приемлемой звукопрозрачности и обеспечивает, по-сути, беспрепятственное (с несущественным, не превышающим 10% эффект звукоотражения) прохождение звуковых волн в полость, заполненную пористым звукопоглощающим материалом. Сквозные, преимущественно круглые отверстия или узкие щелевые просечки с отгибами, - наиболее распространенный вид перфорации такого типа лицевой стенки акустической панели. В качестве примеров такого типа известных шумопонижающих технических устройств следует отметить:

- патент Франции на изобретение FR 2899919 (опубликован 19.10.2007);

- патент Франции на изобретение FR 2899992 (опубликован 19.10.2007);

- патент США на изобретение US 3991848 (опубликован 16.09.1974);

- патент США на изобретение US 5422466 (опубликован 11.03.1994);

- патент Японии на изобретение JP 11104898 (опубликован 20.04.1999);

- международная заявка на изобретение WO 2007/017317 (опубликована 15.02.2007);

- патент Японии на изобретение JP 62165043 (опубликован 21.07.1987);

- заявка Германии на изобретение DE 4332856 (опубликована 27.09.1993);

- Европейский патент на изобретение ЕР 1477302 А1 (опубликован 17.11.2004);

- заявка Японии на изобретение JP 2000034937 (опубликована 02.02.2000);

- заявка Германии на изобретение DE 202004018241 (опубликована 24.11.2004);

- патент Великобритании на изобретение GB 1579897 (опубликован 03.06.1976);

- патент Германии на изобретение DE 4332845 А1 (опубликован 27.09.1993);

- Европейский патент на изобретение ЕР 0697051 B1 (опубликован 20.04.1994);

- международная заявка на изобретение WO 2004/013427 А1 (опубликована 12.02.2004);

- патент РФ на изобретение RU 2042547 (опубликован 27.08.1995).

Приведенные выше известные шумопонижающие технические устройства, наряду с достигаемыми удовлетворительными акустическими характеристиками, реализующимися в области средних и высоких частот звукового диапазона, тем не менее характеризуются определенной потерей потенциальных шумозаглушающих свойств, вследствие образования скачкообразного изменения (перепада) волнового акустического сопротивления на плоской границе размежевания (раздела) упругих слоистых сред распространения звуковых волн в рассматриваемой зоне воздушной среды, примыкающей к твердой плосколистовой слоистой структуре, с отличающимися значениями волновых акустических сопротивлений, в составе примыкающей воздушной среды, как в виде твердотелой плоской стенки перфорированной лицевой панели, так и плосколистовой структуры пористого звукопоглощающего вещества. Это вызывает не только соответствующую потенциальную потерю звукопоглощающего эффекта, но и содержащиеся отверстия перфорации, распределенные по всей твердотелой поверхности плоской стенки, вызывают также и определенную потерю звукоизолирующих (в частности, звукоотражающих) свойств указанной многослойной структуры стеновой перегородки в целом.

Для повышения шумопонижающих свойств подобного вида конструкций, путем обеспечения более плавного (не резкого скачкообразного) согласования волновых акустических сопротивлений, на путях распространения звуковых волн, в граничных зонах разделения упругой воздушной среды распространения звуковых волн, включающих сопредельные граничные зоны контактирования внешней твердооболочковой поверхности панели технического устройства с внешней и с внутренней полостной зонами примыкания воздушной среды, контурам внешней оболочки (стенки) лицевой акустической панели придается неплоская гофровидная геометрическая форма (клинообразная, волнообразная, кулисообразная), как это, в частности, представлено в следующих известных технических устройствах:

- патенте РФ на изобретение RU 2249258 (опубликован 27.09.2004);

- патенте США на изобретение US 4097633 (опубликован 27.06.1978);

- заявке Германии на изобретение DE 4237513 (опубликована 07.11.1992);

- заявке США на изобретение US 2003207086 (опубликована 11.06.2003);

- Европейском патенте на изобретение ЕР 0253376 А2 (опубликован 20.01.1988);

- патенте РФ на изобретение RU 2161825 (опубликован 10.01.2001);

- заявке Австралии на изобретение AU 2007100636 (опубликована 16.08.2007).

Вышеприведенные шумопонижающие конструкции технических устройств характеризуются, в первую очередь, существенным усложнением их технологического исполнения и относительно высокой стоимостью, при реализуемой недостаточно высокой звукоизолирующей способности (из-за наличия выделяющихся «звукоизолирующих провалов» в отдельных звуковых частотных диапазонах характеристики заглушения звуковой энергии, вследствие образования собственных «паразитных» полостных воздушных акустических резонансов), а также вынужденным сопутствующим возникающим сокращением («вытеснением») применяемыми шумопонижающими конструкциями полезного рабочего объема технического помещения, усложнением процессов их эксплуатационного обслуживания (очистки, мойки).

Еще одним известным техническим направлением совершенствования конструкций технических устройств ослабления распространения негативной («паразитной») звуковой энергии, генерируемой виброшумоактивными техническими объектами, смонтированными в технических помещениях, связанным с увеличением доли поглощенной звуковой энергии, является выполнение в передней лицевой панели технического устройства, непосредственно воспринимающей падающие звуковые волны, отверстий перфорации с заданными узкими технологическими допусками геометрических форм и определенных габаритных размеров. Такого типа шумопонижающие технические устройства известны из следующих патентных документов:

- патента Германии на изобретение DE 4315759 C1 (опубликован 11.05.1993);

- патента США на изобретение US 6194052 B1 (опубликован 20.06.1998);

- Европейского патента на изобретение ЕР 1146178 A2 (опубликован 15.03.2001);

- Европейского патента на изобретение ЕР 1950357 А1 (опубликован 30.07.2000);

- заявки США на изобретение US 2007/0272472 А1 (опубликована 29.11.2007);

- международной заявки на изобретение WO 2006/101403 А1 (опубликована 28.09.2006);

- заявки США на изобретение US 2007/0151800 А1 (опубликована 05.06.2007).

Указанные шумопонижающие технические устройства могут характеризоваться улучшенными эксплуатационными и декоративными (улучшенным внешним дизайном) свойствами. Однако, их шумопонижающие свойства являются, тем не менее, недостаточно высокими ввиду используемого ограниченного потенциала улучшения эффективности конструктивной модификации технического устройства, базирующейся исключительно на рационализации геометрических форм и габаритных размеров отверстий перфорации. Также их производство связано с необходимостью применения более сложного и дорогостоящего высокотехнологического оборудования, обеспечивающего соблюдение узких технологических допусков на изготовление.

Известны шумопонижающие технические устройства, выполненные в виде составных узловых (модульных) звукоизолирующих ограждений, конструктивные элементы которых комбинировано сочетают в себе несколько технических приемов (реализуемых нескольких физических эффектов), позаимствованных из рассмотренных выше группировок известных технических устройств, позволяющие в той или иной степени (в том или ином частотном диапазоне, с тем или иным достигаемым шумозаглушающим эффектом) целенаправленно улучшать их акустические свойства. Такого типа комбинированные гибридные шумопонижающие технические устройства описаны в следующих патентных документах:

- патенте РФ на изобретение RU 2295089 (опубликован 10.03.2007);

- патенте Франции на изобретение FR 2929749 (опубликован 09.10.2009);

- патенте Великобритании на изобретение GB 822954 (опубликован 04.11.1959);

- патенте РФ на изобретение RU 2340478 (опубликован 10.12.2008);

- заявке Японии на изобретение JP 2002175083 (опубликована 21.06.2002).

Недостатками представленных выше шумопонижающих технических устройств является их более высокая конструктивная сложность и технологическая трудоемкость изготовления, при достигаемых в ряде случаев недостаточно высоких (заданных требованиями технического задания на проектирование) экологических и стоимостных показателях. В особенности, это относится к реализуемым потенциалам дополнительного улучшения их шумозаглушающих характеристик в низкочастотном диапазоне звуковых частот, являющимся наиболее интенсивным и наиболее актуальным в решении типичных проблем уменьшения шума машин и оборудования.

Известно техническое решение по патенту РФ на изобретение №2465390, опубликованном 20.01.2011, в котором описана конструкция звукоизолирующего ограждения, выполненного в виде автономного шумопонижающего экрана, содержащего в своем составе несущие элементы типа поперечных стоек и продольных профилей, а также соответствующего типа шумопоглощающий элемент, расположенный в полости с заданным воздушным зазором между тыльной звукоотражающей панелью и перфорированной сквозными отверстиями лицевой звукопрозрачной панелью. При этом указанный шумопоглощающий элемент содержит несущую основу листового перфорированного или сетчатого типа, закрепленную механическими крепежными элементами к горизонтальным профилям и/или основанию шумопонижающего экрана, футерованную, по крайней мере, с одной из ее сторон, обособленными звукопоглощающими панелями, представляющими совокупность дробленых фрагментов пористых волокнистых или вспененных открытоячеистых звукопоглощающих материалов, которые определенным образом распределены и неподвижно закреплены на поверхности несущей основы, с образованием соответствующих воздушных зазоров между ними. По крайней мере, со стороны размещения обособленных звукопоглощающих панелей, поверхность шумопоглощающего элемента футерована слоем звукопрозрачной газовлагонепроницаемой пленки или ткани. Недостатком анализируемого известного технического решения является ограниченная возможность его эффективного использования, осуществляемого не внутри замкнутых ограниченных объемов технических помещений, а преимущественно на открытых пространствах окружающей среды для обеспечения защиты селитебных территорий населенных пунктов от воздействующего негативного акустического излучения, распространяющегося со стороны шумогенерирующих технических объектов - транспортных средств и промышленного оборудования, устанавливаемых вблизи автомобильных и железных дорог, аэродромов, открытых участков линий метрополитена, испытательных полигонов, шумоактивных строительных и производственных площадок, или каких-либо других пространственно распределенных источников повышенного шумового излучения, производящих интенсивное акустическое загрязнение окружающей среды. Это обуславливает, в частности, необходимость использования в составе такого типа звукоизолирующего ограждения дополнительных несущих и опорных элементов (автономного фундамента, опорного основания, поперечных стоек и продольных профилей), что существенно усложняет проблему использования указанной шумопонижающей конструкции, приводит к увеличению ее весо-габаритных параметров и стоимости. Одновременно с этим, применение несущей основы в виде плосколистовой геометрической формы, закрепляемой в вертикальном положении на горизонтальных профилях или основании, усложняет технологический процесс последующего размещения обособленных звукопоглощающих панелей, а также затрудняет выполнение звукоизолирующего ограждения сложной пространственной геометрической формы. Ограниченный выбор габаритных размеров и геометрических форм, физико-механических параметров, при необходимости соблюдения заданных величин воздушных зазоров между отдельными образцами дробленных фрагментов обособленных звукопоглощающих панелей, предопределяет недостаточно эффективное поглощение звуковой энергии, реализующееся в условиях диффузного звукового поля закрытых помещений и отмечается в зауженном рабочем частотном диапазоне, характерном только для пространственно распределенных локальных излучателей звуковой энергии в условиях свободного звукового поля открытых пространств типа движущихся на открытых пространствах потоков автотранспортных средств (легковых и грузовых автомобилей, автобусов) или средств железнодорожного транспорта. Использование такого типа конструкции звукоизолирующего ограждения, выполняемого в виде автономного шумопонижающего экрана (нескольких составных конструкций, для последующего размещения внутри технического помещения, вблизи его ограждающих стеновых и потолочных конструкций), существенно уменьшит (загромоздит) его полезное рабочее пространство, ухудшит процесс технологического обслуживания смонтированного в нем производственно-технологического и инженерно-технического оборудования.

Также известным и используемым в технике (архитектурной акустике) техническим приемом частичного исключения (частичного ослабления) развития физического процесса формирования выраженных полуволновых акустических резонансов упругих тел воздушных объемов, представленных внутренними трехмерными воздушными полостями помещений, ухудшающих их акустические качества, является непосредственное применение оригинального по конструктивному исполнению технического помещения, представленного в виде соответствующего измерительного исследовательского акустического инструментария, выполненного в виде измерительной реверберационной камеры, как это описано, в частности в [1, 2, 3]:

[1] - ASTM с 423-02а. Standart Test Method for Sound Absorption and Sound Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method. American Society for Testing and Materials International. - West Conshohocken. - 2002. - 11 p.;

[2] - ГОСТ 31274-2004 (ИСО 3741:199) «Шум машин. Определение уровней звуковой мощности по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер».

[3] - ГОСТ 31704-2011 (ISO 354:2003) «Материалы звукопоглощающие. Метод измерения звукопоглощения в реверберационной камере».

Габаритные размеры и геометрические формы такого типа измерительной реверберационной камеры, соотношения ее составных габаритных размеров и реализующиеся физические характеристики ее стеновых конструкций позволяют в определенной степени исключать (частично ослаблять) развитие физического процесса формирования синфазного резонансного сложения полудлин звуковых волн (λ/2) и кратных им гармоникам, возбуждаемых внутри воздушной полости измерительной реверберационной камеры помещенным в ней исследуемым шумогенерирующим источником звука (или калиброванным звуковым излучателем), предотвращая тем самым образование выраженных резонирующих собственных акустических мод воздушного объема помещения измерительной реверберационной камеры. Это позволяет из состава образующегося диффузного (реверберационного) акустического поля внутренней воздушной полости такого типа технического помещения частично исключать (ослаблять) развитие физического процесса формирования выраженной неравномерной пространственной плотности распределения интенсивности звуковой энергии, локализирующейся в замкнутой воздушной полости измерительной реверберационной камеры. Такого типа измерительные реверберационые камеры имеют ограниченное применение и используются преимущественно в области акустических исследований и измерений звуковой мощности шумогенерирующих технических объектов, а также оценки звукопоглощающих характеристик образцов акустических материалов. Также они применяются для исследований звукопоглощающих характеристик полномасштабных конструкций деталей, узлов и систем машин (их опытных макетных образцов), выполняемых в условиях диффузного (реверберационного) звукового поля. В нормативных требованиях, приведенных в [1, 2, 3], даны указания по соответствующим принципам проектирования конструкций измерительных реверберационных камер, предъявляющие требования к объему (габаритным размерам) и геометрической форме ее воздушной полости, физическим характеристикам используемых стеновых конструкций, исключающих (ослабляющих) негативное развитие физических процессов формирования резонансно выраженных пространственных зон неравноплотного распределения интенсивности звуковой энергии, а также исключения (ослабления) нежелательного процесса звукопоглощения, производимого ограждающими поверхностями стеновых конструкций и дверным проемом измерительной реверберационной камеры. Однако, альтернативное использование такого типа оригинальных конструкций измерительных реверберационных камер, в качестве возможных типичных вариантных исполнений низкошумных технических помещений, с устраненными (ослабленными) полуволновыми акустическими резонансами, существенно усложняет и удорожает конструкции типичных технических помещений, предназначенных для последующего монтажа в них шумогенерирующих технических объектов (ШГТО) при их проектировании, строительстве и последующей эксплуатации. Очевидным недостатком такого типа технических помещений, выполненных в виде измерительных реверберационных камер, является также неудовлетворительное (неполное и неудобное в эксплуатации) использование их полезного рабочего пространства, ввиду реализованных в них непараллельных противолежащих поверхностей стеновых ограждений, пола и потолочного перекрытия (потолка). Более того, в ряде случаев, для обеспечения требуемой диффузности звукового поля (реализуемой равномерной пространственной плотности распределения звукового давления по объему помещения измерительной реверберационной камеры), использование свободного рабочего пространства помещения затруднено применяемыми в воздушной полости измерительной реверберационной камеры монтируемых в ней дополнительных рефлекторных экранных элементов, дополнительно выравнивающих пространственную плотность распределения интенсивности звуковой энергии в воздушной полости измерительной реверберационной камеры, что связано с нежелательным дополнительным загромождением ее полезного рабочего пространства.

Известно техническое решение по патенту РФ на изобретение №2579104, опубликованном 20.12.2015, принимаемое в качестве ПРОТОТИПА, в котором представлено техническое помещение, оборудованное звукоизолирующей зашивкой, выполненной в виде звукоизолирующей лицевой плосколистовой и/или звукоизолирующей формованной неплоской панели, с воздушным зазором монтируемой относительно поверхности оппозитно расположенной несущей стеновой (потолочной) конструкции технического помещения, с образованием соответствующих замкнутых воздушных полостей. При этом, к указанным звукоизолирующим лицевым панелям и/или несущим стеновым (потолочным) конструкциям технического помещения соответствующим образом закреплены четвертьволновые акустические резонаторы R^I и/или полуволновые акустические резонаторы R^II, частотно настроенные и температурно адаптированные на подавление в образованных воздушных полостях возникающих воздушных акустических резонансов, формирующихся на их собственных поперечных, продольных и повысотных акустических модах. Также дополнительную функцию частичного по эффективности подавления амплитудных значений собственных акустических резонансов в воздушных полостях, образуемых между оппозитно расположенными стенками звукоизолирующей лицевой панели звукоизолирующей зашивки и несущей стеновой (потолочной) конструкцией технического помещения, могут выполнять обособленные брикетированные звукопоглощающие модули, составленные из дробленных пористых звукопоглощающих веществ, соответствующим образом размещаемые в заданных пространственных зонах воздушных полостей.

Недостатком известного технического решения, представленного в прототипе, является сложность его технологического исполнения, а также высокая стоимость, трудоемкость монтажа и технического обслуживания, обусловленная, в первую очередь, необходимостью раздельного монтажа различного типа шумоподавляющих (звукопоглощающих) конструктивных элементов (четвертьволновых акустических резонаторов R^I и/или полуволновых акустических резонаторов R^II), и/или обособленных брикетированных звукопоглощающих модулей с использованием соответствующих крепежных элементов и отдельной лицевой панели. В это же время, применение плосколистовой лицевой панели в составе рассматриваемого технического решения вызывает соответствующее скачкообразное изменение (перепад) волнового акустического сопротивления на пути распространения звуковых волн. Кроме этого, следует указать на недостаточное (слабое) использование механизма (физического эффекта) краевого дифракционного поглощения звуковой энергии, ввиду реализующегося малого суммарного периметра краевых зон при незначительном числе используемых брикетированных звукопоглощающих модулей, и/или отсутствия в пористой структуре брикетированных звукопоглощающих модулей сквозных отверстий перфорации (сквозных каналов), потенциально способных дополнительно усиливать эффект дифракционного поглощения энергии распространения звуковых волн.

Заявляемое в качестве изобретения техническое устройство «Низкошумное техническое помещение» направлено на устранение выявленных и проанализированных недостатков аналогов и прототипа в отношении относительной простоты его технической реализации, приемлемой технологичности, экологичности, стоимости и эффективности функционирования, с обеспечением эффекта расширения частотного диапазона снижения уровня звукового излучения, производимого как самим ШГТО, установленным в техническом помещении, так и направленного на исключение (предотвращение) реализации развития физических процессов резонансного взаимодействия и соответствующего усиления уровней звукового излучения, а также возникновения физического процесса биений взаимодействующих акустических сигналов (звуковых волн) с близкими значениями частот звуковых колебаний, производимых находящимся в нем ШГТО (несколькими ШГТО) и осуществляемым им потенциально возможным динамическим возбуждением резонансных акустических колебаний массо-упругого тела воздушного объема, заключенного во внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения. Необходимость предотвращения развития физического процесса биений взаимодействующих акустических сигналов (звуковых волн) с близкими значениями частот звуковых колебаний, вызвана целесообразностью исключения образующегося результирующего пульсирующего шумового сигнала с частотой нарастания и спада его уровней, равной разности значений взаимодействующих частот звуковых колебаний. Для рассматриваемого в материалах заявки актуального низкочастотного звукового диапазона излучения (см. фиг. 1-4), не превышающего 500 Гц, результирующий акустический сигнал указанных физических взаимодействий, проявляющийся в виде биений акустических сигналов, по субъективным восприятиям человеческого слуха воспринимается в виде резкого неприятного раздражающего воздействия, ухудшающего психо-физиологическое состояние человека и является отрицательным фактором обеспечения акустической безопасности окружающей среды.

На актуальность и возможные пути (способы, устройства) решения проблем уменьшения низкочастотных звуковых излучений на доминирующих значениях отдельных дискретных частотных составляющих f_ms, выделяющихся в широкополосных спектрах звуковых давлений различного типа ШГТО, эксплуатируемых (смонтированных) в составе технических помещений, в частности, - поршневых ДВС, механических редукторов, роторов, вентиляторных установок, электрогенераторов, электротрансформаторов, тягодутьевых машин, дымососов (осевого, центробежного типа), насосов и компрессоров (поршневых, центробежных) - указывается в известных информационных источниках [4…10], а также подтверждается результатами экспериментальных исследований авторов, приведенными на фиг. 1…4.

[4] - Helmut V. Fuchs. Schallabsorber und Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007 - 546 p.;

[5] - Н.И. Иванов. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. - М.: Логос, 2010. - 424 с.;

[6] - В.Б. Тупов. Снижение шума от энергетического оборудования. - М.: Издательство МЭИ, 2005. - 232 с.;

[7] - Д.Ф. Лазароиу, Н.Л. Бикир. Шум электрических машин и трансформаторов. Перевод с рум., - М.: «Энергия», 1973. - 271 с.;

[8] - Борьба с шумом на производстве. Справочник. Под ред. Е.Я. Юдина, Машиностроение, М., 1985, 400 с.;

[9] - Справочник по контролю промышленных шумов. Перевод с англ. Л.Б. Скрябиной и Н.И. Шабановой, М., Машиностроение, 1979, 447 с.;

[10] - Справочник по технической акустике. Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. Л., Судостроение, 1980, 440 с.;

[11] - Г.Л. Осипов, В.Н. Бобылев, Л.А. Борисов и др. Звукоизоляция и звукопоглощение. Под ред. Г.Л. Осипова, В.Н. Бобылева. - М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004. - 450 с;

[12] - М.И. Фесина, И.В. Дерябин, Л.Н. Горина. Отдельные результаты экспериментальных исследований физических процессов генерирования биений звуковых колебаний в замкнутых воздушных объемах технических помещений. Сборник докладов четвертой международной научно-технической конференции «Динамика и виброакустика машин»: 18-20 июля 2018 г. - Самара: СНИУ, 2018. - С. 34-35.

С учетом функционирующих постоянных (установившихся) скоростных и нагрузочных режимов работы указанных выше эксплуатируемых ШГТО, доминирующие дискретные низкочастотные составляющие f_ms, выделяющиеся в широкополосных спектрах звуковых давлений, также являются неизменными (с постоянными значениями частоты звука f_ms), как это следует из приведенных фиг. 1, 2, 3, 4. Это относится, в частности, к ШГТО, представленным силовым электротрансформатором, с выделяющимися частотными гармониками f_1s, f_2s, f_3s, равными 100, 200 и 300 Гц, кратными постоянному значению промышленной частоты сети переменного тока f_c = 50 Гц (см. фиг. 1 и 2). Аналогичным образом, это может относиться к постоянным установившимся значениям номинальных частот вращения n_s (f_ms) валов поршневых машин (ДВС, компрессоров, насосов), электрогенераторов, механических или электрических вентиляторов, механических редукторов, а также к периодическим возвратно-поступательно движущимся неуравновешенным массам неуравновешенных сил и моментов кривошипно-шатунных механизмов поршневых машин (см., в частности, фиг. 3 и фиг. 4). Источниками (динамическими возбудителями) интенсивных звуковых излучений на указанных выделяющихся доминирующих дискретных составляющих f_ms, с формирующимися соответствующими акустическими полями, являются, в частности, пульсации газа (воздуха) в процессах всасывания воздуха в цилиндры поршневых машин, периодические динамические перемещения воздуха лопатками (лопастями) крыльчаток вентиляторов, динамические дисбалансы вращающихся валов, неуравновешенные силы и неуравновешенные моменты возвратно-поступательно движущихся масс поршневых машин (шатунно-поршневых масс кривошипно-шатунного механизма, коленчатого вала), знакопеременные динамические нагрузки рабочих процессов пересопряжения зубьев в зубчатых зацеплениях редукторных агрегатов, динамические знакопеременные электромагнитные и магнитострикционные силы различного типа электрических машин и установок. Числовые значения частот звуковых колебаний рассматриваемых доминирующих дискретных составляющих f_ms известны в виде конкретного результата (значения), определенного экспериментальным путем, выполненного с помощью соответствующей регистрирующей и анализирующей виброакустической аппаратуры (как это в качестве иллюстративных примеров приведено авторами на фиг. 1, 2, 3, 4), или известны в виде результата (значения), определенного расчетным путем, с учетом известных исходных данных - известного заданного постоянного установившегося скоростного (нагрузочного) эксплуатационного режима работы n_s агрегата или системы и известных конструктивных характеристик (технических параметров) составных элементов рассматриваемого ШГТО (например, частоты вращения коленчатого вала, числа цилиндров и тактности рабочего процесса поршневой машины, частоты вращения и числа лопаток (лопастей) крыльчатки вентилятора, числа зубьев сопрягаемых зубчатых пар зубчатого зацепления при известной частоте вращения зубчатых колес, частоты сети переменного тока), как это определяется, в том числе и из известных, указанных выше, информационных источников [4…10].

Технический результат заявляемого устройства в виде изобретения заключается в обеспечении (повышении) акустической безопасности окружающей среды путем улучшения звукопоглощающих (шумопонижающих) характеристик используемого технического устройства, реализующихся, преимущественно, в актуальном низкочастотном звуковом диапазоне, при сопутствующем снижении широкополосного (средне- и высокочастотного) по частотному составу звукового излучения, генерируемого ШГТО. Заявляемое техническое устройство представлено низкошумным техническим помещением, оборудованным техническими средствами эффективного подавления, преимущественно, низкочастотного акустического излучения, генерируемого ШГТО, смонтированными в данном техническом помещении (рис. 5…7). Данные технические средства (составные элементы технического устройства) предназначены, в первую очередь, для подавления звукового излучения, производимого непосредственно ШГТО, а также в том числе, и исключения (предотвращения) реализации развития физических процессов низкочастотного резонансного взаимодействия и последующего результирующего усиления уровней звукового давления, с предотвращением возникновения физических процессов биений взаимодействующих акустических сигналов (звуковых волн), имеющих достаточно близкие (соизмеримые) значения уровней звуковых давлений (УЗД) и частот звуковых колебаний f_ms, производимых находящимся в нем ШГТО (f_ms) и осуществляемым им возможным возбуждением резонансных динамических «реакций - откликов» на дискретных значениях собственных частот звуковых колебаний (f_mA), формирующихся на собственных акустических модах массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения, в направлении ее габаритных параметров A (L, В, Н). Технический результат достигается за счет соответствующего применения (монтажа с заданными воздушными зазорами) на стеновых и потолочных ограждениях и перекрытиях технического помещения соответствующих конструктивно-технологических исполнений обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей, выполненных из твердотелых пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих веществ, характеризующихся пористой воздухопродуваемой монолитной и/или дробленной звукопоглощающей структурой, в которых размещены (интегрированы) полостные частотонастроенные звукозаглушающие конструктивные элементы, представленные в виде акустических резонаторов Гельмгольца R^III (R^III_ms и/или R^III_mA) (см. фиг. 8, 9, 10, 11а, 11б, 11в, 12, 13а, 13б, 14а, 14б, 15а, 15б, 16а, 16б, 17). При этом, горловые части акустических резонаторов Гельмгольца R^III компонуются исключительно на торцевых гранях обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей и могут быть выполнены в отдельных видах конструктивных исполнений в виде вставных трубчатых элементов, изготовленных из плотных воздухонепродуваемых материалов.

Достигаемое, при этом, эффективное снижение уровня звуковой энергии, генерируемой ШГТО, реализуется в расширенном частотном диапазоне звукового спектра, преимущественно в низкочастотном, но также охватывает средне- и высокочастотное звуковое излучение. Это обусловлено соответствующим конструктивно-технологическим комбинированным совмещением и параллельным эффективным функционированием составных технических элементов заявляемого устройства, предназначенных для селективного частотно-настроенного подавления генерируемой в техническом помещении низкочастотной звуковой энергии (энергии распространяемых низкочастотных звуковых волн) на выделяющихся (доминирующих) в частотных спектрах шума усиленных и/или слабозадемпфированных низкочастотных акустических резонансах, а также обеспечением сопутствующего широкополосного диссипативного поглощения используемым в составе технического устройства пористым монолитным или дробленным воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом, средне- и высокочастотной звуковой энергии. Физический эффект поглощения звуковой энергии при этом базируется на реализуемых избирательных частотно-настроенных звукоподавляющих процессах функционирующей акустической колебательной системы в виде акустического резонатора Гельмгольца R^III, возбуждаемой падающими на нее (в открытые горловые части R^III) звуковыми волнами, которая селективно (избирательно) и достаточно эффективно поглощает акустическую энергию (преобразует ее в тепловую энергию), излучаемую на звуковых частотах, близких (совпадающих) к собственной (резонансной) частоте колебаний f^III_R используемого в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели акустического резонатора Гельмгольца R^III. Одновременно с этим, параллельно, осуществляется широкополосное (средне- и высокочастотное) поглощение звуковой энергии, производимое непосредственно используемым веществом пористой монолитной или дробленной воздухопродуваемой звукопоглощающей структуры. В физический процесс поглощения звуковой энергии также эффективно включаются дополнительные звукопоглощающие поверхностные зоны, образованные свободными поверхностями граней каждого из обособленных дробленных фрагментированных элементов дробленного пористого звукопоглощающего вещества. Также имеет место сопутствующее возникновение дополнительных механизмов интенсификации физического процесса поглощения звуковой энергии, вызванных реализуемыми дифракционными диссипативными потерями, возникающими в зонах краевых граневых и реберных участков обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, при прохождении и огибании их звуковыми волнами по сформированным, хаотично распределенным, сообщающимся извилистым разветвленным воздушным каналам, образованным контактным и/или зазорными неплотными прилегающимися и/или адгезивно сопрягающимися контактирующими ребрами и гранями обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, которые имеют место наряду с реализующимися типичными физическими процессами звукопоглощения, осуществляемыми непосредственно монолитными пористыми структурами звукопоглощающих веществ каждого из обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов. В свою очередь, образованные в пористых структурах обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей пустотелые объемные камерные полости акустических резонаторов Гельмгольца R^III, ограниченные (сформированные) звукопрозрачными воздухонепродуваемыми пленочными эластичными оболочками, способствуют формированию анизотропной акустической структуры в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели, усиливающей (интенсифицирующей) физические процессы диссипативного поглощения звуковой энергии (см. фиг. 11а, 11б, 11в, 12, 13а, 13б, 14а, 14б, 15а, 15б, 16а, 16б, 18). Также дополнительное краевое дифракционное диссипативное поглощение звуковой энергии возникает и в процессах огибания распространяющимися звуковыми волнами периметрических зон открытых полостных горловых частей акустических резонаторов Гельмгольца R^III (как это показано на фиг. 18, 21) и свободных торцевых граней обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей при их узкощелевом зазорном размещении друг относительно друга (см. схемы на фиг 6, 7, 8, 9, 10, 20, 22).

Этим же физическим явлениям (формированию акустической анизотропии, усиливающей диссипативное поглощение звуковой энергии), может способствовать и преднамеренное дополнительное введение в состав звукопоглощающего вещества, составленного из пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих материалов, представленных обособленными дробленными фрагментированными пористыми звукопоглощающими элементами, соответствующих по структурному составу, геометрическим формам и габаритам дробленных фрагментов, выполненных из плотных (непористых) воздухонепродуваемых полимерных веществ (см. фиг. 19). При этом, может соблюдаться их заданный ограниченный количественный дозированный состав, при необходимом осуществляемом соответствующем объемном распределении в образуемой смеси разнородных (пористых и непористых) дробленных фрагментов. Монтажная установка обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей с узкощелевыми воздушными зазорами между противолежащими торцевыми частями обуславливает реализацию диссипативного дифракционного поглощения звуковой энергии свободными краевыми зонами пористой звукопоглощающей структуры, при их свободном огибании распространяемыми звуковыми волнами (см. фиг. 20).

В результате достижения более высоких результирующих звукопоглощающих эффектов, в ряде случаев (при необходимости), это позволяет уменьшить количество используемого пористого звукопоглощающего вещества, при условии удовлетворения заданной (определяемой техническим заданием на разработку или техническими условиями на изготовление) требуемой величины эффекта шумозаглушения. По аналогичным причинам, возможно (допустимо) применение более дешевого и одновременно более экологичного исходного полуфабрикатного сырья для получения звукопоглощающего материала (далее - ЗПМ), производимого, например, из производственно-технологических отходов, производственного брака, или из демонтированных пористых звукопоглощающих структур материалов, содержащихся в составе шумоизоляционных пакетов технических объектов, завершивших свой жизненный цикл и вынужденно подвергаемых утилизации. В конечном итоге, все это способствует улучшению безопасностных экологических характеристик заявляемого технического устройства (и сопутствующему «оздоровлению» окружающей среды), реализующегося за счет уменьшения количества непродуктивно утилизируемых твердых звукопоглощающих веществ, вынужденно подвергаемых, в том числе, процессам захоронения (например, в виде демонтированных шумопонижающих пакетов, входящих в состав деталей и узлов АТС, завершивших свой жизненный цикл), которые не допускают их непосредственной энергетической утилизации путем сжигания, вследствие выделения ими вредных и опасных продуктов сгорания и/или разрушающих, в том числе, озоновый слой (выбросами СО₂). Это в еще большей степени актуализирует экономическую и экологическую эффективность целесообразности применения технических устройств, использующих утилизируемые отходы в качестве исходного сырьевого продукта, выполненных согласно заявляемого технического решения (изобретения). Также в этих случаях более продуктивно реализуется экономное замещающее ресурсо-энергосбережение невозбновляемых углеводородных сырьевых материалов (нефти, природного газа), в меньших количествах расходуемых на первоначальное (исходное) производство из них синтетических звукопоглощающих материалов.

В качестве исходного полуфабрикатного сырья, используемого для изготовления обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, могут применяться продукты вторичной рециклированной утилизационной переработки технологических отходов и технологического брака производства волокнистых, вспененных открытоячеистых ЗПМ и/или технологических отходов и брака производства различного типа деталей из ЗПМ. Также в состав исходного полуфабрикатного сырья включаются уже произведенные детали и узлы (панели, обивки, прокладки - из пористых ЗПМ), отобранные из состава демонтированных пакетов шумоизоляции разнообразных технических объектов типа шумоактивных средств транспорта (автомобильного, железнодорожного, авиационного, тракторов, комбайнов, передвижной коммунальной и дорожно-строительной техники, и т.п.), и/или других шумогенерирующих агрегатов и систем энергетических установок (стационарных ДВС, стационарных и передвижных компрессорных установок и т.п.), и/или используемых в различного типа строительных объектах (звукотеплоизоляционные волокнистые или вспененные открытоячеистые облицовочные панели для стеновых футеровок, межэтажных перекрытий, лифтовых шахт, вентиляционных систем). В конечном итоге, это позволяет уменьшать результирующую стоимость производимого технического устройства и обеспечивает снижение загрязнения окружающей среды уже образованными отходами производства и накопившимися неиспользованными продуктами утилизации акустических материалов. Тем самым, это способствует улучшению экологических характеристик устройства, реализуемых в том числе и за счет уменьшения количества звукопоглощающих веществ подлежащих вынужденному захоронению (например, шумопонижающих пакетов в составе деталей АТС, отслуживших свой срок), которые не допускают их непосредственной энергетической утилизации путем сжигания. Для управляемого упрощения осуществления технологических операций механического дробления (вырубки/нарезки) и их последующего объемного распределения с обеспечением заданного дозирования по структурному составу и весо-габаритным параметрам, в отдельных случаях в качестве исходного полуфабрикатного сырья, используемого для изготовления обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей низкошумного технического помещения, могут также использоваться произведенные «новые» обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы. Под термином «новые» подразумеваются дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы, произведенные из «нового» (не утилизируемого) сырья, например, из полуфабриката плосколистового типа (плоских листов или рулонов ЗПМ). Могут использоваться также комбинированные смеси, задаваемые в определенных пропорциях дозированных сочетаний обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, полученных из рециклированных утилизационных материалов деталей и узлов, в состав которых добавляется определенное количество произведенных «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов заданных геометрических форм и габаритных размеров, изготовленных из «нового» исходного полуфабрикатного сырья производства пористых ЗПМ (листового, рулонного). В ряде случае, это позволяет более гибко управлять конечными физическими (акустическими) параметрами образуемой смешанной комбинированной структурной массы звукопоглощающего вещества (акустическими, весовыми, плотностными, жесткостными, эксплуатационными), осуществляемыми за счет введения в необходимых пропорциях в него заданной количественной дозированной добавки «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, характеризуемых более узкими полями разброса контролируемых акустических параметров пористого звукопоглощающего вещества. Тем самым могут быть реализованы технологические процедуры, в той или иной требуемой мере, улучшающие физические (акустические) характеристики результирующей структуры обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей в составе заявляемого низкошумного технического помещения.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое устройство низкошумного технического помещения имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Особенности и преимущества заявляемого изобретения станут понятны из представленных чертежей и следующего детального описания устройства, где:

- на фиг. 1 приведены экспериментальные результаты измерений спектра звукового давления (FFT-спектра), излучаемого ШГТО 9, представленным электротрансформаторной подстанцией закрытого типа (ЭТПЗТ), размещенной в техническом помещении 1 подвального этажа здания испытательного центра промышленного предприятия. Измерительный микрофон располагался вне технического помещения 1 на высоте 1,2 м от поверхности его пола, на расстоянии 1 м от перекрытого входной дверью 6 дверного проема 5 технического помещения 1 ЭТПЗТ;

- на фиг. 2 приведены экспериментальные результаты измерений спектра звукового давления (1/3 октавного спектра), излучаемого ШГТО 9, представленным силовым электротрансформатором типа 3МК 260-1 фирмы PLATTHAUS (Германия), расположенным в техническом помещении 1 испытательного центра промышленного предприятия. Измерительный микрофон располагался внутри технического помещения 1 на расстоянии 0,5 м от корпуса электротрансформатора, на высоте 1,2 м от поверности пола 4 технического помещения 1;

- на фиг. 3 приведены экспериментальные результаты измерений спектра звукового давления (1/3 октавного спектра), излучаемого ШГТО 9, представленным промышленным вентилятором типа Аксипал FTDA-050-3 (Россия), смонтированном в техническом помещении 1, представленным помещением испытательной акустической лаборатории испытательного центра промышленного предприятия. Измерительный микрофон располагался внутри технического помещения 1 по оси вращения рабочего колеса вентилятора на расстоянии 0,25 м от поверхности его ступицы;

- на фиг. 4 приведены экспериментальные результаты измерений спектра звукового давления (1/3 октавного спектра), излучаемого ШГТО 9, представленным поршневым компрессором фирмы STAL (Швеция), смонтированным внутри технического помещения 1, представленного компрессорно-холодильной станцией испытательного центра промышленного предприятия. Измерения проводились внутри технического помещения 1, на расстоянии 3 м от поверхности стенки передней части корпуса компрессора, на высоте 1,2 м от поверхности пола 4 технического помещения 1;

- на фиг. 5 приведено схематичное изображение технического помещения 1, а также базовых пространственных направлений и путей передачи воздушного и структурного шума, излучаемого ШГТО 9, смонтированным в замкнутом (закрытом) техническом помещении 1. Стрелками на фиг. 5 обозначены:

- на фиг. 6 представлен иллюстративный конкретизированный пример технического помещения 1 с установленным в нем ШГТО 9, представленным в виде силового электротрансформатора, со смонтированными с воздушными зазорами между противолежащими торцевыми гранями на ограждающих стеновых (поз. 2) и потолочных 3 (на фиг. - не показаны) перекрытиях обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10, с интегрированными в их пористую структуру акустическими резонаторами Гельмгольца R^III_ms (поз. 11), сформированными с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, горловые части (поз. 25) которых скомпонованы на торцевых гранях 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10;

- на фиг. 7 представлен иллюстративный пример технического помещения 1 с установленным в нем ШГТО 9, представленным в виде дизель-генераторной установки, со смонтированными на ограждающих стеновых (поз. 2) и потолочных 3 (на фиг. - не показаны) перекрытиях обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10, с интегрированными в их пористую структуру акустическими резонаторами Гельмгольца R^III (поз. 11), сформированными с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, горловые части (поз. 25) которых скомпонованы на торцевых гранях 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10;

- на фиг. 8 схематично изображен фрагмент стенового ограждающего перекрытия (поз. 2) технического помещения 1 со смонтированными на его поверхности обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10, установленными с узкощелевыми воздушными дистанционными зазорами γ между их противолежащими торцевыми гранями 28, в которых скомпонованы горловые части 25 акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11);

- на фиг. 9 схематично представлен фрагмент стенового ограждающего перекрытия (поз. 2) технического помещения 1 со смонтированными обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10, установленными с дистанционным воздушным зазором k относительно поверхности стенового перекрытия (поз. 2);

- на фиг. 10 схематично представлено стеновое ограждение (перекрытие) 2 технического помещения 1 с выполненным монтажем обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 с заданным воздушным дистанционным зазором k относительно противолежащей поверхности стенового ограждения (перекрытия), поз. 2, при этом футеровка из обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 дополнительно перекрыта звукопрозрачной облицовочной защитно-декоративной перфорированной панелью 21;

- на фиг. 11а представлен пример возможного конструктивно-технологического исполнения технических средств закрепления в горизонтальном положении обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 посредством использования соответствующих подвесных узлов, смонтированных на горизонтальной поверхности потолка 3 технического помещения 1, выполненных в виде соответствующего типа дистанционных механических крепежных элементов 12;

- на фиг. 11б представлен пример возможного конструктивно-технологического исполнения технических средств закрепления в горизонтальном положении обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 посредством использования соответствующих подвесных узлов, смонтированных на горизонтальной поверхности потолка 3 технического помещения 1, выполненных в виде соответствующего типа подвесных тросовых элементов 13, соединенных с внешней несущей звукопрозрачной оболочкой 16;

- на фиг. 11в представлен пример возможного конструктивно-технологического исполнения технических средств закрепления в горизонтальном положении обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 посредством использования соответствующих подвесных узлов, смонтированных на горизонтальной поверхности потолка 3 технического помещения 1, выполненных в виде соответствующего типа подвесных тросовых элементов 13, соединенных с закладным армирующим звукопрозрачным элементом 20 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

- на фиг. 12а изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в пористой звукопоглощающей структуре которой, составленной из обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15 пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, интегрированы полостные акустические резонаторы Гельмгольца R^III_ms (поз. 11) круглого поперечного сечения, сформированные с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17;

- на фиг. 12б изображен вид сбоку на торцевую грань обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 со стороны горловой части (поз. 25) акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms (поз. 11), камерная часть 24 которого выполнена в виде кругового цилиндра; обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель 10 составлена из двух составных модулей 23, соединенных адгезионным покрытием 22 сопрягаемыми поверхностями;

- на фиг. 13а изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в пористой звукопоглощающей структуре которой, составленной из монолитной структуры вспененного открытоячеистого пенополиуретана, и/или цельноформованного волокнистого материала пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, интегрированы полостные акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11) прямоугольного поперечного сечения, сформированные с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17;

- на фиг. 13б изображен вид сбоку на торцевую грань обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 со стороны горловой части (поз. 25) акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), пустотелая камерная часть 24 которого выполнена в виде прямоугольного цилиндра; обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель 10 составлена из двух составных модулей 23, соединенных сопрягаемыми поверхностями монолитной структуры пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31 адгезионным покрытием 22;

- на фиг. 14а изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в пористой звукопоглощающей структуре которой, составленной из обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15 пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, интегрированы формованные полостные емкости, сформированные с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, образующие акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), отличающиеся частотной резонансной настройкой (параметром f^III_R);

- на фиг. 14б изображен вид сбоку на торцевую грань обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 со стороны горловых частей (поз. 25) акустического резонатора Гельмгольца R^{III (поз. 11); обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель 10 составлена из двух составных модулей 23, соединенных сопрягаемыми поверхностями адгезионным покрытием 22;}

- на фиг. 15а изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в пористой звукопоглощающей структуре которой, составленной из обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, интегрированы формованные полостные емкости, сформированные с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, в виде двух акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), с оппозитным расположением открытых горловых частей (поз. 25), расположенных в противоположных (оппозитных) торцевых гранях 28 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

- на фиг. 15б изображен вид сбоку на торцевую грань обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 со стороны горловой части (поз. 25) акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11); обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель 10 составлена из двух составных модулей 23, соединенных сопрягаемыми поверхностями адгезионным покрытием 22;

- на фиг. 16а изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, смонтированной на потолке 3 технического помещения 1, в пористой структуре которой интегрированы вертикально расположенные полостные акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), сформированные с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17; открытые горловые части (поз. 25) акустических резонаторов Гельмгольца R^III направлены вниз, в сторону пола технического помещения 1;

- на фиг. 16б изображен вид сбоку на торцевую грань обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, которая образована из двух составных модулей 23, соединенных адгезионным покрытием 22 сопрягаемыми поверхностями;

- на фиг. 17 изображено продольное сечение обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в пористой воздухопродуваемой звукопоглощающей структуре 31 которой, составленной из обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, интегрированы формованные полостные емкости в виде акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), камерные части 24 которых сформированы с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, а горловые части 25 представлены в виде съемных полостных трубчатых элементов 26 с отличающимися параметрами h_r1, h_r2, h_r3, S_r1, S_r2, S_r3, изготовленных из плотного звукоотражающего материала;

- на фиг. 18 представлена схема реализации физических механизмов дифракционного огибания и поглощения энергии падающих звуковых волн на краевых периметрических зонах открытых горловых частей (поз. 25, 26) акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11). Стрелками на фиг. 18 обозначено:

Направление падающих, распространяемых на обособленную цельноформованную комбинированную звукопоглощающую панель (поз. 10), звуковых волн

Направление дифракционных огибаний звуковыми волнами краевых периметрических зон горловых частей 25 акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11);

- на фиг. 19 представлена схема реализации физического механизма дифракционного огибания с сопутствующим поглощением энергии звуковых волн, распространяющихся в пористой воздухопродуваемой звукопоглощающей структуре вещества 31 фрагмента замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, содержащей в указанной структуре пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, представленного обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, выполненных, в том числе, из звукоотражающих воздухонепродуваемых закрытоячеистых вспененных и/или плотных непористых структур полимерных материалов. Стрелками на фиг. 19 обозначено:

Направление падающих звуковых волн на обособленную цельноформованную комбинированную звукопоглощающую панель (поз. 10)

Направление дифракционных огибаний звуковыми волнами плотных воздухонепродуваемых звукоотражающих элементов 19, помещенных в структуру пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, представленного в виде обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, расположенных во внутренней полости 27;

- на фиг. 20 представлена схема реализации физического процесса дифракционных огибаний распространяемых звуковых волн в узкощелевых воздушных зазорах, образованных противолежащими краевыми (концевыми, торцевыми) зонами торцевых граней 28 пористых звукопоглощающих воздухопродуваемых структур вещества 31 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, с возникающими сопутствующими им необратимыми диссипативными энергетическими потерями (с возникающим дополнительным поглощением звуковой энергии). Стрелками на фиг. 20 обозначено:

Направление падающих звуковых волн на обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели (поз. 10)

Направление дифракционных огибаний распространяемыми звуковыми волнами узкощелевых воздушных зазоров краевых (концевых, торцевых) зонах (торцевых гранях 28) обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10);

- на фиг. 21 представлена схема реализации физического процесса дифракционных огибаний звуковыми волнами краевых периметрических участков горловых частей (поз. 25) акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), интегрированных в структуре пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, представленного обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, содержащихся в составе обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, с возникающими сопутствующими им диссипативными энергетическими потерями. Стрелками на фиг. 21 обозначено:

Направление падающих звуковых волн на обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели (поз. 10)

Направление дифракционных огибаний звуковыми волнами краевых периметрических зон горловых частей (поз. 25) полостей акустических резонаторов Гельмгольца R^III_ms (поз. 11);

- на фиг. 22 представлена схема монтажных зазорных (γ, k) компоновок обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 относительно поверхности ограждающей стеновой конструкции (поз. 2) технического помещения 1 (зазор k) и между противолежащими торцевыми гранями 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 (зазор γ) при схематичных изображениях прямого падения звуковых волн (сплошные стрелки) и отраженного падения звуковых волн (штриховые стрелки). Стрелками на фиг. 22 обозначено:

Направление падающих (прямых и отраженных) звуковых волн на обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели (поз. 10)

Прямые падающие звуковые волны на обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели (поз. 10)

Отраженные звуковые волны от поверхности ограждающей стеновой конструкции (поз. 2) технического помещения;

- на фиг. 23 приведены результаты измерений реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev (в усл. ед.) исследованных макетных образцов обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10), изготовленных из монолитной струткуры пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества (вспененного открытоячеистого пенополиуретана) - поз. 31, внешние лицевые поверхности которых футерованы эластичной звукопрозрачной воздухонепродуваемой полиэстеровой алюминизированной пленкой толщиной 0,012 мм, образующие несущие внешние поверхностные облицовочные звукопрозрачные оболочки 16, несущие внутренние воздухонепродуваемые пленочные эластичные звукопрозрачные оболочки 17 и внешний поверхностный защитный облицовочный звукопрозрачный слой материала 18, в объемный состав которых встроены полостные камерные части 24 и скомпонованные на торцевых гранях 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 горловые части 25 акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), в сопоставлении с аналогичными процедурами измерений монолитного макетного образца, изготовленного из пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31 в виде вспененного открытоячеистого пенополиуретана без интегрированных в его пористой звукопоглощающей структуре акустических резонаторов Гельмгольца R^III;

- на фиг. 24 приведены результаты сопоставительных измерений реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev (в усл. ед.) исходного состояния макетного монолитного образца обособленной цельноформованной панели 10, пористое воздухопродуваемое звукопоглощающее вещество (поз. 31) которой представлено цельноформованным волокнистым пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим материалом, габаритными размерами в вариантах его беззазорного (k=0) и зазорного (k=300 мм) монтажа относительно поверхности пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа», а также в вариантах его фрагментированного дробления на 8 образцов идентичных габаритных размеров, с последующим беззазорным (γ=0) и зазорным (γ=10 мм) расположением противолежащих торцевых граней 28 образцов обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей 10. Буквенными позициями на фиг. 24 обозначено:

а - монолитный макетный образец обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели (поз. 10) беззазорно установлен на поверхности пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа» при открытых (незвукоизолированных) торцевых гранях; b - монолитный макетный образец обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели (поз. 10) смонтирован на звукопрозрачной установочной платформе с воздушным зазором k = 300 мм относительно звукоотражающей поверхности пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа» при открытых (незвукоизолированных) торцевых гранях; с - монолитный макетный образец обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели (поз. 10) беззазорно установлен на звукоотражающей поверхности пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа» при звукоизолированных торцевых гранях; d - монолитный макетный образец обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели (поз. 10) смонтирован на звукопрозрачной установочной платформе с воздушным зазором k = 300 мм относительно звукоотражающей поверхности пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа» при звукоизолированных торцевых гранях; е - монолитный макетный образец обособленной цельноформованной комбинированной звукоотражающей панели (поз. 10) расчленен на 8 идентичных квадратных фрагментов, смонтированных с торцевыми межграневыми зазорами друг относительно друга на расстоянии γ = 10 мм и с воздушными зазорами их тыльных поверхностей относительно пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа» (торцевые грани 8 фрагментов макетных образцов - незвукоизолированы).

Цифровыми позициями на представленных фигурах указаны:

1 - техническое помещение;

2 - стены технического помещения 1 (далее - стены 2);

3 - потолок (потолочное перекрытие) технического помещения 1 (далее -потолок 3);

4 - пол технического помещения 1 (далее - пол 4);

5 - дверной проем стены 2 (далее - дверной проем 5);

6 - входная дверь дверного проема 5 (далее - входная дверь 6);

7 - приточный и вытяжной вентиляционные проемы технического помещения 1 (далее - вентиляционные проемы 7);

8 - внутренняя трехмерная воздушная полость технического помещения 1, ограниченная ограждающими поверхностями потолка 3, пола 4, боковых стен 2 и закрытой входной дверью 6 (далее - внутренняя трехмерная воздушная полость 8);

9 - шумогенерирующий технический объект (далее - ШГТО 9);

10 - обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель;

11 -акустические резонаторы Гельмгольца R^III (R^III_ms, R^III_mA);

12 - дистанционные механические крепежные элементы;

13 - подвесные тросовые элементы;

14 - монтажный профиль (на фиг. не показан);

15 - обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы;

16 - несущая внешняя поверхностная облицовочная звукопрозрачная оболочка;

17 - несущая внутренняя воздухонепродуваемая пленочная эластичная звукопрозрачная оболочка, образующая камерную 24 и горловую 25 части акустического резонатора Гельмгольца R^III (R^III_ms, R^III_mA), поз. 11;

18 - внешний поверхностный защитный облицовочный звукопрозрачный слой материала;

19 - воздухонепродуваемые закрытоячеистые вспененные и/или плотные непористые структуры полимерных материалов;

20 - внутренние закладные звукопрозрачные армирующие элементы стержневого, сетчатого или пластинчато-перфорированного типов обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, (далее - внутренние закладные звукопрозрачные армирующие элементы 20);

21 - звукопрозрачная облицовочная защитно-декоративная перфорированная панель (k_perf ≥ 0,25);

22 - адгезионное сплошное слоистое (пленочное) или прерывистое (волокнистое, порошкообразное, перфорированное пленочное) звукопрозрачное покрытие, представленное соответствующим образом поверхностным и/или объемно распределенным липким клеевым или термоактивным термоплавким адгезионным веществом (далее - адгезионное покрытие 22);

23 - составные сборные модули обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

24 - камерная часть акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11);

25 - горловая часть акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11);

26 - съемный полостной трубчатый элемент, образуемый горловую часть 29 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11);

27 - замкнутая внутренняя полость обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

28 - торцевые грани обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

29 - защитный футерующий демпфирующий воздухопродуваемый слой материала, перекрывающий горловую часть 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11);

30 - узкощелевые воздушные зазоры, образуемые между противолежащими торцевыми гранями 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, смонтированных на несущих ограждающих элементах стен 2 и потолка 3 технического помещения 1;

31 - пористое воздухопродуваемое звукопоглощающее вещество (обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы, и/или монолитный монтажный вспененный открытоячеистый пенополиуретан, и/или монолитный цельноформованный волокнистый материал).

А - один из базовых габаритных параметров (L, В, Н), характеризующих габаритные размеры внутреннего трехмерного пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

L - габаритная длина внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

В - габаритная ширина внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

Н - габаритная высота внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

R^III - акустический резонатор Гельмгольца;

R^III_ms - акустический резонатор Гельмгольца, предназначенный для заглушения шума, генерируемого ШГТО 9, производимого им на рабочих доминирующих функциональных частотах акустического излучения f_ms;

R^III_1s - акустический резонатор Гельмгольца, предназначенный для заглушения шума, генерируемого ШГТО 9, производимого им на рабочей доминирующей функциональной частоте акустического излучения f_1s;

R^III_2s - акустический резонатор Гельмгольца, предназначенный для заглушения шума, генерируемого ШГТО 9, производимого им на рабочей доминирующей функциональной частоте акустического излучения f_2s;

R^III_3s - акустический резонатор Гельмгольца, предназначенный для заглушения шума, генерируемого ШГТО 9, производимого им на рабочей доминирующей функциональной частоте акустического излучения f_3s;

n_s - заданный (паспортный) установившийся скоростной эксплуатационный режим работы ШГТО 9, характеризуемый соответствующим звуковым излучением, содержащим в своем спектре выделяющиеся рабочие доминирующие функциональные частоты звуковых колебаний f_ms, мин^-1, с^-1;

R^III_mA - акустический резонатор Гельмгольца, предназначенный для подавления резонансного звукового излучения, образующегося во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, распространяемого в направлении ее габаритного параметра A (L, В, Н), обусловленного динамическим возбуждением собственных акустических мод массо-упругого тела воздушного объема технического помещения 1, с формирующимися длинами волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH) на соответствующих дискретных значениях собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH);

f - частота звуковых колебаний, Гц (с^-1);

f_mA (f_mL, f_mB, f_mH) - дискретные значения собственных частот звуковых колебаний в Гц, формирующиеся на собственных акустических модах массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, в направлении ее габаритных параметров A (L, В, Н), характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH);

f_ms - дискретные значения рабочих доминирующих функциональных частот звукового излучения ШГТО 9, Гц;

(f_1s, f_2s, f_3s) - дискретные значения рабочих доминирующих функциональных частот звуковых колебаний, представленных тремя кратными низшими гармоническими составляющими спектра звукового излучения ШГТО 9, Гц;

f_R - собственная (резонансная) частота звуковых колебаний в Гц акустического резонатора R;

f^III_R - собственная (резонансная) частота звуковых колебаний в Гц акустического резонатора Гельмгольца R^III;

f^III_R1s, f^III_R2s, f^III_R3s, - собственные (резонансные) частоты звуковых колебаний в Гц акустических резонаторов Гельмгольца R^III_1s, R^III_R2s, R^III_R3s (поз. 11), предназначенных для заглушения шума (поглощения звуковой энергии), генерируемого ШГТО 9, производимого им на его первых трех дискретных значениях рабочих доминирующих функциональных частот акустического излучения f_1s, f_2s, f_3s;

Δf_R - ширина частотной полосы спектра звуковых колебаний в Гц, на границах которой акустическая энергия при вынужденных резонансных звуковых колебаниях вдвое (на 3 дБ) меньше акустической энергии на дискретном значении резонансной частоты звуковых колебаний акустического резонатора f_R;

ϕ - фаза звуковой волны (рад.);

с - скорость звука (скорость распространения звуковых волн), м/с;

с(t°С_ст) - скорость звуковых волн в м/с, распространяемых в воздушной среде технического помещения 1 при установившемся в нем температурном режиме воздуха, в t°C_cт;

λ - длина звуковой волны, м;

λ(t°C) - длина звуковой волны в м, распространяющейся со скоростью c(t°C_ст) в м/с в воздушной среде технического помещения 1 при установившемся в нем температурном режиме в °С;

λ_ms - длина звуковой волны в м на основной рабочей доминирующей функциональной частоте f_ms звукового излучения ШГТО 9, функционирующего на заданном установившемся эксплуатационном режиме работы n_s;

(λ_1s, λ_2s, λ_3s) - длины звуковых волн в м первых трех кратных доминирующих частотных гармоник (f_1s, f_2s, f_3s) основных рабочих доминирующих функциональных частот f_ms звукового излучения ШГТО 9, функционирующего на заданном установившемся эксплуатационном режиме работы n_s;

λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH) - длины звуковых волн в м, формирующихся на низших собственных акустических модах, представленных собственными акустическими колебаниями массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

t°C - температура среды (воздуха), в град. Цельсия;

t°С_ст - стабилизированное значение температуры воздуха в °С, установившееся во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

Δ_t - рабочий эксплуатационный диапазон изменения температуры воздуха, в °С;

V_k - объем камерной части 24 акустического резонатора Гельмгольца 11, м³;

k_п - проводимость горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца 11, м;

S_г - площадь проходного сечения горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца 11, в м²;

d_г - диаметр круглого проходного сечения горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца 11, м;

h_г - геометрическая (габаритная) длина горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца 11, м;

m, m_L, m_B, m_H - целые числа натурального ряда (1, 2, 3,…).

k - дистанционный воздушный зазор между тыльной поверхностью обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 и противолежащей к ней поверхностью стенового (потолочного) перекрытия (поз. 2, 3) технического помещения 1;

γ - дистанционный воздушный зазор между оппозитными противолежащими поверхностями торцевых граней 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, смонтированных на ограждающих стеновых и потолочных перекрытиях (поз. 2, 3) технического помещения 1;

α_rev - реверберационный коэффициент звукопоглощения (усл. ед.);

α_N - нормальный коэффициент звукопоглощения (усл. ед.);

A_ekv - площадь эквивалентного звукопоглощения (м²);

K_perf - коэффициент перфорации (усл. ед.);

ρ_ф - плотность в кг/м³ заполнения обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15 пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31 замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10;

Терминологические определения, используемые в тексте описания заявки на изобретение

Акустические резонаторы (R) - частотонастроенные звукозаглушающие устройства (акустические резонаторы Гельмгольца R^III, четвертьволновые R^I и полуволновые R^II акустические резонаторы R), предназначенные для диссипативного поглощения (рассеивания, демпфирования, противофазной компенсации) звуковой (акустической) энергии, распространяемой в рассматриваемой газодинамической (аэродинамической) системе, к которой они подключены; наиболее эффективное использование акустических резонаторов R относится к поглощению резонансных звуковых колебаний, выделяющихся в спектрах звукового излучения газодинамической (аэродинамической) системы.

Волна стоячая - состояние упругой среды в процессе распространения звуковых волн, при котором расположение максимумов и минимумов упругих перемещений колеблющихся частиц среды не меняется во времени; образуется в результате интерференции двух встречных (противофазно направленных) гармонических колебаний с идентичными частотами; отмечается, в частности, в закрытом помещении между оппозитно расположенными жесткими поверхностями стен, а также полом и потолком; регистрируется, в частности, на частотах собственных полуволновых акустических резонансов собственных акустических мод массо-упругого тела воздушного объема (полости) технического помещения.

Дифракция звуковых волн - физическое явление, связанное с отклонением звуковых волн от их прямолинейного распространения при взаимодействии с встречным твердотелым препятствием (находящемся на пути их распространения); возникновение дифракционного эффекта звукопоглощения обусловлено физическим процессом рассеивания энергии звуковой волны на твердом (пористом) препятствии с конечным значением входного акустического сопротивления поверхности твердого препятствия (пористой волокнистой или вспененной открытоячеистой структуры); новая рассеянная звуковая волна, образованная дифракционным процессом распространения на краях (гранях) твердотелого пористого элемента конечных размеров (формирующая краевой дифракционный эффект), вызывает дополнительный переток звуковой энергии, направленный (распространяющийся) внутрь пористой твердотелой структуры этого элемента, что приводит к возрастанию суммарного звукопоглощающего эффекта.

Диффузное звуковое поле - звуковое поле, в каждой точке которого уровень звукового давления один и тот же; формируется, преимущественно, в высокочастотном звуковом диапазоне в закрытых объемах (технических помещениях), ограниченных жесткими звукоотражающими стенками.

Добротность частотной характеристики акустического резонатора R - параметрическая характеристика акустического резонатора R, указывающая на величину внутренних диссипативных потерь, возникающих как в составных структурах (элементах) акустического резонатора R, так и обусловленных внешними энергетическими потерями, непосредственно связанными с процессом излучения звука в окружающую среду, на который также расходуется определенная часть колебательной (звуковой) энергии акустического резонатора R.

Звукопоглощение - физический процесс ослабления части энергии звуковых колебаний, распространяемых в пористой структуре звукопоглощающего материала, с возникающим необратимым диссипативным преобразованием звуковой энергии в тепловую энергию, рассеиваемую исключительно средой пористой структуры, в которой распространяется звуковая волна; характеризуется коэффициентом звукопоглощения (нормальным α_N, реверберационным α_rev) или площадью эквивалентного звукопоглощения A_ekv.

Площадь эквивалентного звукопоглощения (A_ekv) - оценочный технический параметр звукопоглощающих свойств плосколистовых образцов материалов или полномасштабных неплоских объемных шумопоглощающих деталей, определяемый в условиях воздействия на них диффузного звукового поля, который сопоставляется с соответствующей эквивалентной площадью абстрактной плоской звукопоглощающей поверхности, обладающей 100% поглощением звуковой энергии; в этом случае реверберационный коэффициент звукопоглощения α_rev=1,0 усл.ед. количественно оценивается в м² площади плосколистового образца, обладающего 100% поглощением звуковой энергии.

Коэффициент звукопоглощения реверберационный (α_rev) - отношение энергии диффузного звукового поля, поглощенной поверхностью исследуемого образца материала (исследуемой полномасштабной деталью), к энергии диффузного звукового поля, падающей на нее; определяется по изменяемому регистрируемому времени реверберации t_rev в рабочей полости измерительной реверберационной камеры по результатам помещения в ее полость исследуемого образца материала (исследуемой полномасштабной детали).

Коэффициент звукопоглощения нормальный (α_N) - коэффициент звукопоглощения малогабаритного образца материала, определенный при нормальном падении на него синусоидальной звуковой волны; определяется по результатам регистрации локализации амплитуд максимальных и минимальных значений звуковых давлений стоячих волн, искусственно создаваемых в акустическом интерферометре (Трубе Кундта), с последующим расчетом значений на каждой исследуемой частоте звуковой волны.

Звукопрозрачность - свойство структурных элементов конструкций (пластин, оболочек, пленок, тканей), находящихся на пути распространения звуковой волны, пропускать распространяемую в упругой среде звуковую волну без существенного (не более чем на 10%) ослабления (без существенного эффекта отражения в направлении, противоположном распространению от источника излучения звуковых волн); характеризуется коэффициентом прохождения звука через конструкцию, представляющим отношение амплитуд звукового давления в волне, прошедшей через конструкцию (Р_пр), к звуковому давлению в падающей звуковой волне (Р_пад).

Интерференция волн - физический процесс сложения в неограниченном пространстве (или в ограниченном волноводе) двух или более двух волн, имеющих одинаковые периоды колебаний Т, в результате которого в различных зонах неограниченного пространства (или ограниченного пространства волновода) амплитудное значение результирующей волны увеличивается или уменьшается в зависимости от соотношений фаз колебаний ϕ складывающихся (взаимодействующих) волн, формируя таким образом неравномерные пространственные распределения амплитуды результирующей волны.

Биения звуковых (акустических) колебаний - результат интерференционного сложения двух взаимодействующих гармонических звуковых колебаний с близкими (не превышающими 4 Гц) частотами, проявляющийся в виде чередующихся нарастаний и спадов амплитудных максимумов и минимумов (пульсаций звукового давления), регистрируемых на частоте, равной разности частот (не превышающей 2 Гц) взаимодействующих звуковых колебаний [12].

Клеи, адгезивы - композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы; их действие обусловлено образованием прочной адгезионной связи между клеевой прослойкой и соединяемыми поверхностями; на прочность клеевого шва влияют также когезия клеевого слоя и сопрягаемых поверхностей; основой органических клеев служат главным образом синтетические олигомеры и полимеры (феноло-формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные смолы, полиамиды, полиуретаны, кремний-органические полимеры, каучуки и др.), образующие клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждении (термоактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи); к неорганическим клеям относят алюмофосфатные, керамические, силикатные, металлические.

Антипирены - вещества или смеси веществ, предохраняющие древесину, ткани и другие материалы органического происхождения (в том числе звукопоглощающие или звукоизолирующие) от воспламенения и самостоятельного горения; распадаются с образованием негорючих веществ и/или препятствуют разложению материала с выделением горючих газов; антипирены наносятся на поверхность изделий в составе красок или (и) используют в виде растворов, которыми пропитывают материал; распространенные антипирены - гидрооксид алюминия, соединения бора, сурьмы, хлоридов, органические и неорганические соединения фосфора.

Коэффициент перфорации - отношение суммарной площади отверстий (проекций отверстий) к общей площади (локальной зоны) поверхности стенки конструктивного элемента подвергнутого процессу перфорирования (до момента ее перфорирования).

Материал звукопоглощающий - акустический материал, обладающий реверберационным коэффициентом звукопоглощения α_rev не менее 0,2.

Материал звукопоглощающий волокнистый - пористый акустический материал, структура которого представлена упругим деформируемым скелетом, сформированным множеством динамически связанных и взаимодействующих между собой волокон; образованные между поверхностями волокон воздушные поры в таких упругих структурах волокнистых материалов имеют вид узких сообщающихся капиллярных каналов; выполняется на основе натуральных (хлопковых, шелковых, джутовых, сизальных, льняных, конопляных и др., или белковых животного происхождения), синтетических (акриловых, полиэстеровых, полиоксадиазольных, полиимидных, углеродных, арамидных, полипропиленовых, нейлоновых, и т.д.), минеральных волокон (базальтовых, керамических, стеклянных и т.д.), металлических волокон (в виде специально подготовленных металлических структур типа пористого волокнистого материала - ПВМ, пористого сетчатого материала - ПСМ, металлорезины - MP).

Материал звукопоглощающий вспененный (губчатый) - пористый открытоячеистый акустический материал, упруго-деформируемый скелет которого сформирован посредством технологического вспенивания и последующей полимеризации раствора полимерного материала или посредством проведения соответствующей химической реакции; вспененные звукопоглощающие материалы выполняются на основе уретанового, нитрильного, винилового, бутадиен-стирольных полимерных составов.

Материал звукопоглощающий пористый - акустический материал, у которого твердое вещество занимает часть общего объема, образуя пространственный пористый скелет, а остальной объем приходится на многочисленные сообщающиеся полости и каналы (для вспененных открытоячеистых материалов) или сообщающиеся капиллярные каналы (для волокнистых материалов), которые открыты наружу и заполнены упругой воздушной средой.

Дробленное пористое воздухопродуваемое звукопоглощающее вещество - оригинальный сырьевой (полуфабрикатный) продукт рециклированной утилизационной переработки акустических материалов, преимущественно, пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих волокнистых и/или вспененных открытоячеистых, содержащихся в составе деталей и узлов, завершивших свой жизненный цикл, а также в производственно-технологическом браке производства и отходах производства указанных типов акустических материалов, используемый вторично в качестве исходного производственного сырья при изготовлении разнообразных технических устройств уменьшения шумовых излучений, производимых различными шумогенерирующими объектами (шумозащитных экранов, шумопоглощающих панелей, шумоизоляционных обивок моторных отсеков, багажных отделений и пассажирских помещений транспортных средств и прочих технических устройств обеспечения акустической безопасности окружающей среды); используемые обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы, произведенные из указанного типа утилизируемого сырья, изготавливаются из идентичных или различающихся типов и марок пористых звукопоглощающих материалов, обладающих идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием типов структур пористых слоев в составе одно- и/или многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, находящихся преимущественно в линейном габаритном диапазоне 5…100 мм, при этом объем каждого из обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов находится в диапазоне значений 4,2×(10^-9…10^-2) м³.

Материал звукопрозрачный (пленочный, фольгированный микроперфорированный, тканевый, нетканого полотна) - конструкционный материал, установка которого на поверхность пористого звукопоглощающего слоя (выполнением, в том числе, контактной «технологической сшивки» их сопрягаемых поверхностей) вызывает допустимое падение реверберационного коэффициента звукопоглощения (α_rev) не более чем на 10%; обеспечиваемые свойства звукопрозрачности в существенной степени характеризуются выбранными соответствующими значениями параметров сопротивления продуванию воздушным потоком (тканевые или микроперфорированные пленочные или микроперфорированные фольговые слои), и/или установленными значениями толщины, изгибной жесткости и удельной поверхностной массы, определяемых массой материала, приходящейся на 1 м² поверхности (непродуваемые воздушным потоком сплошные пленочные или фольговые слои); значения величин сопротивления продуванию воздушным потоком звукопрозрачных воздухопродуваемых тканей или воздухопродуваемых нетканых полотен (перфорированных пленочных полимерных или перфорированных фольговых металлических слоев), должны находиться в пределах 20…500 н⋅с/м³, при толщинах волокнистого слоя тканевого материала, волокнистого нетканого полотна, микроперфорированного пленочного полимерного или микроперфорированного фольгового металлического слоя, составляющих 0,025…0,25 мм и их поверхностной плотности 20…300 г/м²; значения поверхностной плотности (удельной поверхностной массы) сплошных звукопрозрачных пленок непродуваемых воздушным потоком находятся в диапазоне 20…70 г/м², при толщине пленки 0,01…0,1 мм; материал звукопрозрачный может быть выполнен из различных конструкционных материалов - полиэтилентерефталатовой, полиэстеровой алюминизированной, уретановой, поливинилхлоридной пленок, или из аналогичного типа других приемлемых для этих целей полимерных материалов; применение микроперфорированного фольгового металлического материала предусматривает использование в качестве конструкционного материала алюминия, меди, латуни; сплошной слой воздухопродуваемого тканевого (нетканого полотна) может быть изготовлен из материалов типа «малифлиз», «филтс», стеклоткань, полотна на основе супертонких базальтовых волокон.

Материал плосколистовой - конструкционный материал, выпускаемый в виде отдельных плоских листов заданного геометрического размера.

Материал формованный (цельноформованный) - конструкционный материал, образуемый в результате осуществления технологических операций формования, с последующим получением, как правило, неплоских деталей сложной геометрической формы, реализующей геометрическую топологию различной кривизны, пористости, плотности и т.д.

Моды колебаний резонансные (собственные акустические моды) - характеристика виброакустических свойств механической или газодинамической системы, напрямую связанная с ее собственной резонансной частотой; резонансная виброакустическая мода (собственная акустическая мода) иллюстрирует тип (форму) колебаний системы на ее собственной (резонансной) частоте (на собственных резонансных частотах) при совпадении значений (при близких значениях) частот собственных колебаний системы и частот вынужденных колебаний (частот внешнего возбуждения).

Отходы - это всякое вещество или предмет, которое владелец выбрасывает, или намеревается выбросить или оно подлежит выбросу (согласно определению Диррективы 75/442 ЕЭС).

Перфорированные отверстия (отверстия перфорации) - несколько (не менее двух) отверстий заданной идентичной геометрической формы и площади, расположенных друг относительно друга и/или относительно другого конструктивного элемента детали (узла) на заданном расстоянии; перфорации - от латинского perforato - пробиваю, прокалываю - технологический процесс выполнения отверстий заданных размеров, расположенных соответствующим образом в структуре изготавливаемой детали (узла).

Микроперфорированные отверстия (отверстия микроперфорации) - несколько (не менее двух) отверстий заданной идентичной геометрической формы и площади, расположенных друг относительно друга и/или относительно другого конструктивного элемента детали (узла) на заданном расстоянии; диаметр круглых отверстий при этом не превышает 1 мм (≤0,001 м).

Пористость - отношение объема пустот в пористой структуре образца материала к общему объему образца.

Потери диссипативные энергетические - необратимое рассеяние (потеря) энергии (в данном рассматриваемом случае - колебательной энергии).

Рециклирование - возвращение в производство утилизируемых отходов материалов (в данном рассматриваемом случае - акустических материалов), путем их вторичной переработки; рециклирование является одной из разновидностей утилизации (в отличие от других видов утилизации, связанных, например, с повторным использованием деталей и узлов, в том виде, как они есть, или после восстановления их работоспособности, а также связанных с выработкой энергии путем сжигания части отходов (энергетическая утилизация).

Собственная (резонансная) частота - частота колебаний, на которой имеет место явление резонанса (в данном случае, частота звука f на которой наблюдается акустический резонанс, характеризуемый существенным усилением амплитуд звукового давления).

Собственные (резонансные) акустические моды - характеристика виброакустических свойств механической или газодинамической системы, напрямую связанная с собственной (резонансной) частотой ее колебаний f_m; собственная (резонансная) акустическая мода иллюстрирует тип (пространственную форму) акустических колебаний системы на ее собственных (резонансных) частотах колебаний f_m, реализующуюся при совпадении частот собственных колебаний системы f_m с частотами ее вынужденных колебаний (частотами внешнего динамического возбуждения), f_s.

Температурное поле технического помещения - совокупность значений распределения температур в пространственной области внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения в данный момент времени.

Звуковое (акустическое) поле технического помещения - результирующее установившееся распределение энергии падающих и отраженных звуковых волн, с реализуемыми сопутствующими физическими процессами ее распространения, усиления и поглощения в ограниченном жесткими стеновыми конструкциями трехмерном полостном воздушном объеме технического помещения; одним из базовых составных элементов акустического поля технического помещения, является выражение (1), см. [4]:

где с - скорость распространения звуковых волн в воздушной среде внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, м/с (с = 344,057 м/с при +20°С);

L - габаритная длина внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, м;

В - габаритная ширина внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, м;

Н - габаритная высота внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, м;

m_A - порядковый номер собственной акустической моды звуковых колебаний массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, распространяющихся в направлении ее габаритного параметра А (длины L, ширины В, высоты Н), выраженный целым числом натурального ряда (m_A = 1, 2, 3…);

Существенные признаки заявляемого технического решения иллюстрируются также фигурами 1…24.

Схематично изображенное на фиг. 5 техническое помещение 1, содержит жесткие несущие ограждающие элементы, выполненные в виде стен 2, потолка 3, пола 4, дверного проема 5 с закрытой входной дверью 6 и вентиляционными проемами 7. Образованная внутренняя трехмерная воздушная полость 8 технического помещения 1 представлена полым прямоугольным цилиндром типа полого прямоугольного параллелепипеда габаритными размерами A (L, В, Н), в котором смонтирован ШГТО 9, производящий «паразитное» акустическое (шумовое) излучение, представленное в виде распространяемых звуковых волн, квалифицируемых шумом, изображенное на указанной фигуре соответствующими стрелками. Одновременно с этим, при работе ШГТО 9 генерируется тепловая энергия, которая также распространяется во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1. Таким образом, во внутренней трехмерной воздушной полости 8 формируются (пространственно распределяются) соответствующие звуковые и температурные поля. Жесткие несущие ограждающие звукоотражающие элементы технического помещения 1 могут быть представлены сборными крупнопанельными (железобетонными, каркасно-металлическими), крупноблочными монолитными или ручной кирпичной кладки конструктивно-технологическими исполнениями.

ШГТО 9 (например, поршневой ДВС, механический редуктор, вентиляторная установка, электрогенератор, силовой электротрансформатор, тягодутьевая машина, дымосос осевого или центробежного типа, поршневой или центробежный насос, поршневой компрессор, или одновременно несколько эксплуатируемых в техническом помещении 1 ШГТО 9), функционирует на заданном паспортом (заданными техническими условиями эксплуатации) установившемся постоянном скоростном эксплуатационном режиме работы n_s. Конкретные величины габаритных размеров А внутренней трехмерной воздушной полости 8 (L, В, Н) технического помещения 1 предопределяют конкретные физические параметры образуещегося в нем массо-упругого тела воздушного объема характеризуемые, в частности, определенными значениями низших собственных акустических мод, формирующихся на соответствующих дискретных значениях собственных (резонансных) частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), с соответствующими им длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH), возбуждаемых в результате реализации физического процесса динамического возбуждения и ответной динамической колебательной реакции упругой воздушной среды (массо-упругого тела воздушного объема) в результате распространения в ней звуковых волн, представленных в виде собственных акустических колебаний массо-упругого тела воздушного объема, заключенного внутри внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1.

Отличительной особенностью заявляемого технического устройства, представленного в виде низкошумного технического помещения 1, является соответствующее оборудование (футеровка стеновых и потолочных конструкций) технического помещения 1, монтируемыми с воздушными зазорами между противолежащими (оппозитными) торцевыми гранями 28 и относительно противолежащих (оппозитных) монтажных поверхностей (стены 2 и потолка 3) технического помещения 1, обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10 (см. фиг. 6, 7, 8, 9, 10, 11б, 11в), составленными из пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31 (обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы 15, и/или монолитный монтажный вспененный открытоячеистый пенополиуретан, и/или монолитный цельноформованный волокнистый материал) и интегрированных в нем полостных частотонастроенных шумоподавляющих конструктивных элементов, представленных в виде акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11).

Установка в техническом помещении 1 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 может осуществляться, в частности, путем их подвешивания к потолку 3 с помощью соответствующего типа дистанционных механических крепежных элементов 12 (см. фиг. 11а), подвесных тросовых элементов 13 (см. фиг. 11б и 11в), монтажа на стенах 2 посредством монтажного профиля 14 (на фиг. не показано), с образованием вертикально подвешенных объемных поглотителей звуковой энергии, а также со смонтированной с дистанционным воздушным зазором k между обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панелью 10 и стеной 2 технического помещения 1 (см. фиг. 9, 10, 11а, 116, 11в). Дистанционный воздушный зазор γ, образующийся между противолежащими (оппозитно расположенными) торцевыми поверхностями граней 28 смонтированных образцов обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, составляет при этом не более четвертой части габаритной толщины (размеров h) противолежащих торцевых граней 28 обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 (γ≤0,25h). Смонтированные обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели 10 могут перекрываться при этом дополнительно установленной звукопрозрачной облицовочной защитно-декоративной перфорированной панелью 21 (K_perf ≥ 0,25), свободно (без существенного ≤ 10% отражения) пропускающей распространяемые звуковые волны в направлении смонтированных обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, как это, в частности, показано на фиг. 10. Звукопрозрачная облицовочная защитно-декоративная перфорированная панель 21 может монтироваться беззазорно к поверхностям обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 или с заданным воздушным зазором (бесконтактно). Допустимое уменьшение реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev от установки звукопрозрачной облицовочной защитно-декоративной перфорированной панели 21 не должно превышать величину 0,1.

Установка обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 с заданным воздушным зазором k их тыльных поверхностей относительно оппозитных близкорасположенных к ним звукоотражающих поверхностей потолочного 3 или стеновых (стен 2) перекрытий технического помещения 1 (если это не ограничивают требования технического задания на разработку), как это представлено на фиг. 9, 10, 11а, 11б, 11в, 22, позволяет в определенной степени преднамеренно управляемо влиять на увеличение звукопоглощающего эффекта в низкочастотном диапазоне звукового спектра - при соответствующем увеличении параметра k, а также приводит к дополнительному эффекту усиления диссипативного дифракционного поглощения звуковой энергии, возникающего на свободных периметрических краях (концевых зонах) обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 при их дифракционном огибании отраженными звуковыми волнами (см. фиг 20, 22). Огибаемая при своем распространении и рассеиваемая в пористом воздухопродуваемом звукопоглощающем веществе 31 на свободных периферийных краях каждой обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, звуковая волна, вследствие реализуемого краевого дифракционного эффекта и сопутствующего ему диссипативного поглощения ее энергии, сопровождается процессом дополнительного перетока звуковой энергии с ее лицевой на тыльную пористую поверхность. Для отраженной звуковой волны от поверхности стенового или потолочного перекрытия имеет место аналогичный дифракционный диссипативный эффект перетока звуковой энергии с тыльной поверхности обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 на ее лицевую поверхность, с последующим распространением ее вглубь пористой воздухопродуваемой звукопоглощающей структуры 31 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10. Это, в свою очередь, и приводит к соответствующему дополнительному положительному эффекту результирующего увеличения диссипативного поглощения звуковой энергии.

Каждая из монтируемых, с заданными воздушными зазорами (γ, k), обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, может рассматриваться в качестве автономного объемного звукопоглощающего элемента, характеризующегося согласно источника [11] существенно более высокими звукопоглощающими характеристиками (параметрами α_rev, A_ekv) в сравнении с беззазорно смонтированными плоскими звукопоглощающими панелями, изготовленными из идентичной площади поверхности, массы, идентичной структуры и физических характеристик звукопоглощающего вещества.

Обособленная цельноформованная комбинированная звукопоглощающая панель 10, выполненная в виде цельноформованной объемной оболочковой конструкции, содержит в качестве составного внутреннего элемента несущую внешнюю поверхностную облицовочную звукопрозрачную воздухонепродуваемую или воздухопродуваемую оболочку 16. Замкнутая внутренняя полость 27, образуемая сопрягаемым адгезионным соединением несущей внешней поверхностью облицовочной звукопрозрачной воздухонепродуваемой или воздухопродуваемой оболочки 16 и внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, выполненной в виде камерной 24 и горловой 25 частей акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, заполнена пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом 31 монолитного типа или преимущественно образованным обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, с их зазорно-контактирующими между собой ребрами и гранями, в результате чего формируются многочисленные дополнительные сообщающиеся извилистые межреберные и межграневые воздухопродуваемые волноводные звукораспространяемые (звукопередающие) и, соответственно, звукопоглощающие каналы. Такого типа используемое дробленное звукопоглощающее вещество включает преимущественно применяемые идентичные или различающиеся типы, структуры и марки пористых воздухопродуваемых звукопоглощающих материалов, характеризуемые идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим и струкурным составом, количеством и сочетанием используемых типов структур пористых слоев в составе многослойных комбинаций звукопоглощающих материалов, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, произведенных из твердых утилизируемых, преимущественно полимерных отходов, представленных в виде технологически переработанных методом механического дробления звукопоглощающих структур деталей и узлов, демонтированых с утилизируемых технических объектов, преимущественно деталей шумоизоляционных пакетов транспортных средств, завершивших свой жизненный цикл, и/или из технологических отходов и брака производства звукопоглощающих материалов и произведенных из них деталей и узлов. Указанная замкнутая внутренняя полость 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, посредством несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17 сообщается с присоединенными к ней полостными пустотелыми формованными звукопоглощающими (шумоподавляющими) конструктивными элементами (по крайней мере - с одним полостным пустотелым формованным звукопоглощающим элементом), выполненными в виде акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11). Горловые 25 и камерные 24 части указанных акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11) сформированы с использованием несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17 (см. фиг. 11а, 11б, 11в, 12а, 12б, 13а, 13б, 14а, 14б, 15а, 15б, 16а, 16б), футерующей изнутри поверхности прилегающих (контактирующих) к ней граней и ребер обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, размещенных в замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10. Горловая часть 25 акустического резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11) может быть также образована (сформирована) вставным съемным полым трубчатым элементом (поз. 26), изготовленным из жесткой плотной (твердой) структуры материала (преимущественно, из полимерного материала) заданных габаритов длины (h_г) и площади проходного сечения (S_г), присоединяемым к воздушной полости камерной части 24, как это представлено на фиг. 17.

Замкнутая внутренняя полость 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 заполнена пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом 31 (обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, и/или монолитным вспененным открытоячеистым пенополиуретаном, и/или монолитным цельноформованным волокнистым материалом). Предпочтительнее, в этом случае, с технической, экологической и экономических точек зрения заполнение ее обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, которые изготовлены, преимущественно, из утилизируемых акустических материалов. Также они (обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы 15) могут быть изготовлены по типичным технологиям их производства из «новых» полуфабрикатных листовых (рулонных) акустических материалов, подвергаемых последующему технологическому процессу их механического дробления на фрагменты заданных геометрических форм и габаритных размеров, в дополнение уже к помещенным в замкнутую внутреннюю полость 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, обособленным дробленым фрагментированным звукопоглощающим элементам 15, изготовленным из утилизируемых акустических материалов, перечисленных выше. В качестве возможных конструктивно-технологических вариантов исполнения обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, ее замкнутая внутренняя полость 27 может быть также частично, но не более чем на 30% ее полостного объема, заполнена дробленно-фрагментированными воздухонепродуваемыми закрытоячеистыми вспененными и/или плотными непористыми структурами полимерных материалов 19.

Обеспечиваемые свойства звукопрозрачности несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16, в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, в существенной степени характеризуются выбранными соответствующими значениями параметров сопротивления продуванию воздушным потоком слоев материалов - тканевых или нетканого полотна, или микроперфорированных пленочных, или микроперфорированных фольговых слоев), и/или установленными значениями толщины, изгибной жесткости и их удельной поверхностной массы, определяемых массой приходящейся на 1 м² поверхности (непродуваемых воздушным потоком сплошных пленочных или фольговых слоев). Значения величин сопротивления продуванию воздушным потоком звукопрозрачных воздухопродуваемых тканей или звукопрозрачных воздухопродуваемых нетканых полотен (микроперфорированных пленочных полимерных или микроперфорированных фольговых металлических слоев), находятся в пределах 20…500 н⋅с/м³, при толщинах волокнистого слоя тканевого материала, волокнистого нетканого полотна, микроперфорированного пленочного полимерного или микроперфорированного фольгового металлического слоя, составляющих 0,025…0,25 мм с удельной поверхностной массой 20…300 г/м².

Значения поверхностной плотности (удельной поверхностной массы) сплошных звукопрозрачных пленок непродуваемых воздушным потоком, находятся в диапазоне 20…70 г/м², при толщине пленки 0,01…0,1 мм. Внешний поверхностный облицовочный звукопрозрачный слой материала 18 несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16 пленочного типа может быть выполнен из различных конструкционных материалов - полиэстеровой алюминизированной, уретановой, поливинилхлоридной пленки, или из аналогичного типа других приемлемых для этих целей пленочных полимерных материалов.

Внешний поверхностный облицовочный звукопрозрачный слой материала 18 несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16 может быть выполнен сплошным или перфорированным. Например, он может быть выполнен из микроперфорированного (с диаметром проходного сечения отверстий перфорации, не превышающим 1 мм) фольгового материала, предусматривающего использование в качестве конструкционного материала алюминий, медь, латунь. Внешний поверхностный облицовочный звукопрозрачный слой материала 28 несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16, может быть выполнен также из сплошного слоя воздухопродуваемого тканевого (нетканого полотна) материала, может быть представлен материалами типа «малифлиз», «филтс», стеклоткань, базальтовая ткань из супертонкого базальтового волокна. Использование указанных типов конструкционных материалов для изготовления внешнего поверхностного облицовочного звукопрозрачного слоя материала 18 несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16, применяемого в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, обеспечивает при заданной плотности набивки (ρ_ф= 10…655 кг/м³) замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, соответствующими обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, исключение нежелательного попадания и накапливания (впитывания) в пористые открытоячеистые вспененные или пористые волокнистые структуры обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, различного типа технологических и/или эксплуатационных жидкостей (влаги, топлива, смазочно-охлаждающих жидкостей), а также мелких аморфных частиц или насекомых в процессе эксплуатации заявляемого технического объекта.

Для образования соответствующих звукопрозрачных соединений (осуществления звукопрозрачных технологических «сшивок») составных элементов в монолитную конструкцию обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, могут использоваться разнообразные типы звукопрозрачных адгезионных покрытий 22, реализуемых, например, соответствующим температурным разогревом и расплавлением используемых термоплавких полимерных пленок или волокон, размещенных на поверхности структуры внешнего поверхностного облицовочного звукопрозрачного слоя материала 18 (несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16), или для сопряжения составных элементов сборных модулей 23 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, или несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, или между контактирующими ребрами и гранями обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15 в процессе реализации технологического процесса изготовления (сборки) обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10. Для возможных реализаций разнообразных конструктивно-технологических вариантов исполнения обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, когда используется полимерный материал внешнего поверхностного облицовочного звукопрозрачного слоя материала 18 (несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16) или несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17, который не обеспечивает требуемой адгезионной связи путем его приплавления (при соответствующем разогреве его структуры), удовлетворяющее адгезионное соединение может обеспечиваться с помощью введения дополнительных звукопрозрачных (не оказывающих существенного негативного, не более чем на 10%, на уменьшения значения коэффициента звукопоглощения звуковой энергии) определенного типа клеевых адгезионных слоев (в виде липких клеевых или термоактивных термоплавких веществ), технологически реализуемых поверхностно разнесенными обособленными тонкими сплошными линиями, или поверхностно разнесенными обособленными тонкими прерывистыми линиями, или в виде перфорированного сквозными отверстиями тонкого сплошного поверхностного слоя звукопрозрачного адгезионного вещества, или в виде сплошного тонкого звукопрозрачного липкого клеевого слоя с низким удельным поверхностным весом (не превышающем 100 г/м²), или в виде сплошного тонкого звукопрозрачного термоактивного термоплавкого слоя адгезионного вещества с низким удельным поверхностным весом (не более 50 г/м²).

В замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, заполненной пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом 31, образованным обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, могут дополнительно содержаться соответствующие внутренние закладные звукопрозрачные армирующие элементы 20 стержневого, или сетчатого, или пластинчато-перфорированного типов.

Несущая внешняя поверхностная облицовочная звукопрозрачная оболочка 16 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 может дополнительно перекрываться металлической или полимерной звукопрозрачной облицовочной защитно-декоративной сетчатой или перфорированной панелью 21 (как это показано на фиг. 10), с коэффициентом перфорации K_perf ≥ 0,25.

При эксплуатации ШГТО 9, содержащего термонагруженные узлы и системы, смонтированные в непосредственной близости от поверхностных зон установки обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 и звукопрозрачных облицовочных защитно-декоративных перфорированных панелей 21 технического помещения 1, указанные конструктивные элементы (поз. 10 и 21) могут выполняться с учетом обеспечения их термостойкого пожарно-безопасного конструктивно-технологического исполнения. В этих случаях, в частности, могут применяться вещества - антипирены для их структурной пропитки и/или тонкослойного поверхностного нанесения. Таким образом, дополнительно могут использоваться отдельные вещества или смеси веществ, предохраняющие материалы органического или синтетического происхождения от воспламенения и самостоятельного горения. В качестве антипиренов могут, в частности, использоваться гидрооксид алюминия, соединения бора, сурьмы, хлоридов, органические и неорганические соединения фосфора. Несущая внешняя поверхностная облицовочная звукопрозрачная оболочка 16 и защитный футерующий демпфирующий воздухопродуваемый слой материала 29, перекрывающий горловую часть 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), в этих случаях могут быть изготовлены из микроперфорированных металлических материалов. Аналогичные пожаробезопасностные требования по применению антипиренов могут, при необходимости, относиться к звукопрозрачным адгезионным покрытиям 22 и к обособленным дробленным фрагментированным звукопоглощающим элементам 15. В рассматриваемых конструктивно-технологических исполнениях, использование такого типа пожаростойких элементов преимущественно может относиться лишь к локальным зонам их применения, а не в составе полного комплекта звукопоглощающей футеровки несущих ограждающих конструкций технического помещения 1. Удаленные от ШГТО 9 конструкции указанных акустических элементов (поз. 10, 21, 16, 22, 15) могут быть при этом изготовлены из других видов материалов, не требующих дополнительной обработки антипиренами или не требующих металлического исполнения, как это приведено в описании заявляемого технического устройства.

Конструктивно-технологические исполнения отдельных составных частей обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, а также сгруппированных из отдельных частей (полуформ) сопрягаемых между собой в монолитные конструкции составных сборных модулей 23 (см. фиг. 12б, 13б, 14б, 15б, 16б), могут быть представлены в виде сборных неразъемных соединений, с использованием соответствующих звукопрозрачных адгезионных покрытий 22, выполненных в виде сплошных, или перфорированных пленочных, или прерывистых волокнистых или порошкообразных звукопрозрачных покрытий. Они могут быть представлены соответствующим образом поверхностным и/или объемным распределением липких клеевых или термоактивных адгезионных веществ, с образованием в замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 неподвижных конструктивных звукопоглощающих (шумоподавляющих) элементов, представленных как пористо-дробленным звукопоглощающим веществом в виде скрепленных между собой дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, так и акустическими резонаторами Гельмгольца R^III (поз. 11).

Внешний поверхностный слой, образуемый адгезионно скрепленными между собой контактирующими гранями и ребрами отдельных образцов обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, может формировать соответствующую монолитную воздухопродуваемую звукопоглощающую брикетированную структуру, которая, в свою очередь, адгезионно может сопрягаться с встречной поверхностью несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочки 16 в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10.

Внешний поверхностный слой структуры пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, составленной из монолитного монтажного вспененного открытоячеистого пенополиуретана, и/или монолитного цельноформованного волокнистого материала, или обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15, которые соответствующим образом распределены в пространственных зонах внутренней полости 27, примыкающей (сопрягающейся) к несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой 17, формирует соответствующих габаритов камерные 24 и горловые 25 части акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), интегрированных в пористой воздухопродуваемой структуре вещества 31 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10.

Пустотелые формованные полостные емкости, представленные камерной 24 и горловой 25 частями акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, могут включать как идентичных габаритных размеров и геометрических форм акустические резонаторы Гельмгольца R^{III (поз. 11), как это показано на фиг. 11а, 11б, 11в, 12а, 12б, 13а, 15а 16а, характеризующиеся идентичной частотной настройкой на заданные конкретные значения (совокупность значений звуковых частот, сгруппированных в узкую частотную полосу) собственных (резонансных) частот звуковых колебаний (fIII_R), образованных акустических резонаторов Гельмгольца RIII (поз. 11), так и отличающихся между собой габаритных размеров и геометрических форм акустических резонаторов Гельмгольца RIII (поз. 11), как это показано на фиг. 14а, 14б, 17 обеспечивающих их отличающуюся частотную настройку на заданные отличающиеся значения (заданные совокупности значений звуковых частот, сгруппированных в узкую частотную полосу) собственных (резонансных) частот звуковых колебаний (fIII_R) образованных акустических резонаторов Гельмгольца RIII (поз. 11).}

Частотная настройка эффективного функционирования акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11) осуществляется с учетом заданных известных (определенных расчетным или экспериментальным путем, или известных согласно паспортным характеристикам эксплуатируемого ШГТО 9, или известных согласно требований выбранного технического задания на проектирование или заданным значениям действующих технических условий производства ШГТО 9) спектральных акустических характеристик ШГТО 9, смонтированного в техническом помещении 1, а также известных (определяемых) габаритно-геометрических параметров его внутренней трехмерной воздушной полости 8, известных (регистрируемых) значений эксплуатационной температуры воздушной среды в техническом помещении 1 (уже эксплуатируемого или проектируемого).

Частотно-резонансные настройки на заданные значения собственных резонансных частот (f^III_R) акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11) определяются соответствующим исполнением их составных конструктивных элементов, образуемых полостными формованными емкостями - воздушного объема полости камерной части 24 (V_k), геометрической длины h_г и площади проходного сечения S_г (диаметра круглого проходного сечения - d_г) горловой части 25, рассчитанных с учетом температуры воздуха t°C_ст, установившейся во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1 согласно выражению (2):

где t°C_ст - стабилизированное значение температуры воздуха в °С, установившееся во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

f^III_R - значение резонансной частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11);

π=3,14

V_k - объем камерной части 24 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), м³;

k_п - проводимость горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), м, определяемая согласно выражению (3):

где S_г - площадь проходного сечения в м² горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), для круглого проходного сечения параметра S_г определяется согласно выражению (4):

где d_г - диаметр круглого проходного сечения горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), м;

l_R - динамическая длина горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), м, определяемая согласно выражению (5):

где h_г - геометрическая (габаритная) длина горловой части 25 акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), м.

Функционирование акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), как технических устройств ослабления (подавления, заглушения) акустической энергии в заданных узких частотных диапазонах звукового спектра, определяется (характеризуется) соответствующими дискретными значениями их собственных (резонансных) частот колебаний f^III_R и параметрическими характеристиками добротности (определяемых шириной резонансных характеристик амплитудных откликов, сформированных частотной областью звукового спектра относительно дискретного значения собственной (резонансной) частоты колебаний f^III_R) указанных используемых акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11). Параметр добротность равен отношению значения собственной (резонансной) частоты колебаний f^III_R акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11) к ширине прилегающей к ней частотной полосы Δf_R, на границах которой акустическая энергия при вынужденных резонансных колебаниях вдвое (на 3 дБ) меньше акустической энергии на резонансной частоте f^III_R. Характеристика добротности акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11) определяется (формируется) реализуемой в нем величиной внутренних диссипативных потерь, возникающих как непосредственно в составных структурах (элементах) акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), так и внешними энергетическими потерями, непосредственно связанными с процессом излучения звука в окружающую среду, на который также расходуется колебательная энергия акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11).

Таким образом, используя выражения (2)…(5), возможно проектировать габаритно-геометрические параметры как акустических резонаторов Гельмгольца R^III_ms, интегрированных в составе обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 с возможностью ослаблять низкочастотные звуковые излучения ШГТО (поз. 9) на доминирующих значениях отдельных дискретных частотных составляющих f_ms, так и акустических резонаторов Гельмгольца R^III_mA, предназначенных для подавления резонансного усиления звукового излучения в техническом помещении 1, обусловленного динамическим возбуждением в нем собственных акустических мод в виде колеблющегося массо-упругого тела его трехмерного воздушного объема, характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL λ_mB, λ_mH) на дискретных значениях собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), распространяемых во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, в пространственных направлениях ее габаритных параметров A (L, В, Н), определяемых согласно выражения (6):

где f^III_RmA - значение резонансной частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца R^III, совпадающее с дискретным значением одной из собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), возбужденных собственных акустических мод массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения габаритных размеров A (L, В, Н);

Ослабить чувствительность (уменьшить температурную зависимость) нерегулируемых (неперенастраиваемых), отличающихся простотой изготовления, конструкций акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), для обеспечения их достаточно эффективного функционирования в некотором изменяемом эксплуатационном температурном режиме Δt окружающей воздушной среды, достигается путем соответствующего изменения параметрической характеристики «добротность» акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), с некоторой допустимой (приемлемой) потерей эффективности заглушения по величине подавления максимального амплитудного уровня акустической энергии (уменьшения уровня звукового давления) на дискретных значениях собственных (резонансных) частот f^III_R, при обеспечении расширения частотного диапазона его эффективного функционирования. Это, в частности, может достигаться введением в резонирующую колебательную (акустическую) систему, содержащую акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), соответствующих конструктивно-технологических элементов, обладающих диссипативными потерями, дополнительно рассеивающими звуковую энергию и, тем самым, обеспечивающими соответствующее расширение частотного диапазона достигаемой приемлемой эффективности акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11). В этих случаях, расширение эффективного частотного диапазона подразумевает увеличение демпфируемого числа звуковых частот, располагаемых (группируемых) вблизи дискретного значения собственной (резонансной) частоты f^III_R, с реализацией достигаемых, приемлемых для решения поставленной технической задачи, интерференционных компенсационных эффектов подавления (демпфирования) звуковых полей с соответствующим ослаблением уровня акустической энергии, достигаемом в расширенном частотном диапазоне, учитывающим возникающие (возможные, допустимые) эксплуатационные температурные изменения.

При необходимости (согласно, например, предъявляемым техническим требованиям на проектирование), может рассматриваться возможное применение дополняющего использования альтернативных технических устройств, например, в виде типичной автоматизированной системы термостатирования (климатического контроля) воздушной среды технического помещения 1, функционирующей во внутренней трехмерной воздушной полости 8, оборудованной соответствующей регулируемой производительностью ее функционирования (дискретным «включением - отключением», или плавно регулируемым скоростным режимом работы) электровентиляторной (климатической) установкой устройства вентиляционного охлаждения (на фиг. не показаны). В этом случае, оно может обеспечивать поддержание заданного рабочего эксплуатационного теплового режима работы ШГТО 9 в более узком температурном диапазоне воздушной среды Δt. Это, соответствующим образом, может дополнительно исключать (ослаблять) недопустимую частотную расстройку эффективного частотонастроенного шумоподавляющего функционирования используемых акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), наделенных дискретным (более узкополосным) частотно-настроенным функционированием, с конкретным учетом менее значимого изменения длин звуковых волн λ^III_R, при данных физических условиях и скоростях распространения звуковых волн c(t) на установившихся эксплуатационных температурах воздуха t°C_ст. Такого типа терморегулирующие (термостатирующие) технические решения в заявляемом устройстве не рассматриваются.

Как известно, технические помещения 1, стеновые ограждающие конструкции которых выполнены в виде жестких звукоотражающих элементов, могут также создавать проблемы усиления шумового излучения, генерируемого ШГТО 9, возникающие вследствие формирования (динамического возбуждения) собственных низкочастотных акустических резонансов в их внутренних трехмерных воздушных полостях 8 (см. выражение (1). Образующиеся (динамически возбуждаемые) собственные акустические резонансы массо-упругого воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, возникающие на ее собственных акустических модах, с частотами звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH, где m=1, 2, 3…), могут также в существенной степени усиливать резонансную передачу акустической энергии из замкнутой внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1 в его пультовое помещение или в другие смежные помещения строительного сооружения (здания), а также через открытые приточные и вытяжные вентиляционные проемы 7 в открытое пространство, с соответствующим увеличением степени акустического загрязнения окружающей среды (см. схему на фиг. 5). Это дополнительно актуализирует решение задач обеспечения акустической безопасности окружающей среды с применением соответствующих технических средств устранения (подавления, ослабления) такого типа резонансного усиления акустического излучения, образующегося в шумогенерирующих технических помещениях 1.

Таким образом, кроме акустических резонаторов Гельмгольца R^III_ms (поз. 11), настроенных на рабочие доминирующие функциональные частоты f_ms звуковых спектров акустического излучения ШГТО 9, в структурные составы обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 могут быть также дополняюще или альтернативно интегрированы образцы акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), настроенных на подавление акустического излучения в других (отличающихся от значений рабочих функциональных частот f_ms) частотных диапазонах звукового спектра, которые также могут формироваться многочисленными другими разнообразными источниками акустического излучения, находящимися в составе технического помещения 1. Такими, в частности, могут являться шумогенерирующие устройства вентиляционного охлаждения, а также отдельные резонансные усиления звукового излучения, возникающие на собственных акустических модах воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1 - f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), определяемые экспериментально или расчетным путем, согласно выражения (1). К ним могут относиться, в частности, низкочастотные звуковые излучения, генерируемые динамически возбужденными собственными структурными вибрациями, отдельных тонкостенных металлических корпусных элементов оборудования или легковозбудимыми тонкостенными металлическими ограждающими панелями стен 2 (внутренних стеновых перегородок) технического помещения 1, вносящими дополнительный вклад в совокупное шумовое излучение многокомпонентного звукового поля, формирующегося в составе заявляемого технического объекта. Подавление резонансных усилений звуковых излучений, возникающих на собственных акустических модах воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, с собственными (резонансными) частотами звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), определенные экспериментально или расчетным путем, согласно выражению (1), также может быть осуществлено с использованием обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 за счет применения соответствующим образом частотнонастроенных акустических резонаторов Гельмгольца R^III_mA, физические и геометрические параметры которых определяются согласно выражений (2)…(5).

Использование пустотелой формованной полостной емкости в структуре цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, образованной несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой (поз. 17), в виде камерной 24 и горловой 25 частей акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), позволяет реализовать, в связи с этим, многочисленные физические принципы подавления распространения звуковой энергии. Таким образом, достигается более эффективное результирующее диссипативное поглощение звуковой энергии за счет осуществления физических явлений, отмеченных выше в тексте описания заявки, таких как:

- возникающая дифракция распространяемых звуковых волн в краевых зонах открытых горловых частей (поз. 25) с их отклоняющимся (загибающимся) проникновением (прохождением) в противоположном направлении прямому распространению звуковых волн, с последующим диссипативным тепловым рассеиванием энергии в пористом воздухопродуваемом звукопоглощающем веществе, составленном из монолитного звукопоглощающего материала или обособленных дробленных фрагментированных звукопоглощающих элементов 15 (см. фиг. 18, 21);

- дополнительное увеличение встречной площади поверхности падения и, соответственно, диссипативного поглощения звуковой энергии, обусловленное введением в пористой звукопоглощающей структуре обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 пустотелых формованных полостных емкостей, облицованных несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой 17, образующих акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), см. фиг. 18;

- введение пустотелых формованных полостных емкостей, представленных акустическими резонаторами Гельмгольца R^III (поз. 11), в пористую воздухопродуваемую звукопоглощающую структуру (поз. 31) обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, способствует более плавному (менее скачкообразному) согласованию волновых акустических сопротивлений в зонах граничного разделения упругих слоистых сред распространения звуковых волн (воздуха и твердотелого пористого дробленного звукопоглощающего вещества, представленного обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, заключенными в замкнутой внутренней полости 27, образованной несущей внешней поверхностной облицовочной звукопрозрачной оболочкой 16 и несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой 17), в сравнении с плоскоповерхностным вариантом монолитной типичной плосколистовой конструкции звукопоглощающей панели (не содержащей чередующихся внутренних воздушных полостей, углублений и межполостных перемычек), что способствует количественному уменьшению энергии отраженных звуковых волн и увеличению звукопоглощающего эффекта;

- уменьшение динамической жесткости (увеличение динамической податливости) используемого пористого скелета, формируемого дробленным звукопоглощающим веществом (обособленные дробленные фрагментированные звукопоглощающие элементы 15), обусловленное дополнительной интеграцией пустотелых воздушных полостей в структуры обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 способствует процессу дополнительной диссипации распространяемой акустической энергии (см. фиг. 18, 21);

- образование структурно-полостной акустической анизотропии, с реализацией усиления физического процесса диссипативного рассеивания энергии распространяемых звуковых волн, вследствие звукопрозрачного введения (подключения) интегрированных в объемную структуру обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 пустотелых формованных полостных емкостей, образующих акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), см. фиг. 18, 21, 11а, 11б, 11в, 12а, 12б, 13а, 13б, 14а, 14б, 15а, 15б, 16а;

- образование структурной акустической анизотропии с дополнительными диссипативными дифракционными поглощениями звуковой энергии вследствие дополнительного введения в объемную структуру пористого воздухопродуваемого дробленного звукопоглощающего вещества 31 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 различного типа (разнообразных) твердотелых воздухонепродуваемых закрытоячеистых вспененных и/или плотных непористых структур полимерных материалов 19 (см. фиг. 19);

- реализация физических эффектов дополнительного поглощения звуковой энергии, возникающих в узкощелевых воздушных зазорах, образующихся между противолежащими торцевыми частями 28 смонтированных обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10, обуславливающих сопутствующее дополнительное диссипативное дифракционное поглощение звуковой энергии свободными краевыми зонами пористой звукопоглощающей структуры при огибании их распространяемыми звуковыми волнами (см. фиг. 20);

- реализация физических эффектов усиления низкочастотного поглощения отражаемой от твердотелых стеновых (стен - поз. 2) и потолочных (потолка - поз. 3) панелей технического помещения 1 звуковой энергии от введения заданных воздушных зазоров, образуемых между тыльными сторонами поверхностей обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 и оппозитно противолежащими звукоотражающими лицевыми поверхностями ограждающих стеновых конструкций (стен 2, потолка 3), см. фиг. 22;

- использование конструктивно-технологического исполнения пустотелых формованных полостных емкостей с применением звукопрозрачного тонкопленочного элемента (несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочки 17), представляемого в виде акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), позволяет осуществлять физические процессы прохождения звуковых волн из формованной полостной емкости, образованной несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой 17, в структуру пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, находящегося в замкнутой внутренней полости 27 обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, представленного обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15, с реализацией физического процесса широкополосного по частотному составу диссипативного поглощения звуковой энергии, а не только избирательного селективного поглощения низкочастотной звуковой энергии на дискретных значениях частот звуковых волн f^III_R, как это имеет место в конструкции классического акустического резонатора Гельмгольца R^III (поз. 11), представленного (выполненного в виде) звукоизолирующей (звуконепрозрачной, звукооотражающей) твердотелой конструкцией, исключающей прохождение звуковых волн из пустотелой резонаторной полости в замкнутую внутреннюю полость 27, заполненной звукопоглощающим веществом.

Прямые звуковые волны, излучаемые ШГТО 9 и распространяемые и проникающие внутрь структур составных звукопоглощающих элементов обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10, падая на их лицевые звукопрозрачные поверхности и проникая в пористые воздухопродуваемые звукопоглощающие структуры 31, монолитного типа или, что предпочтительнее, составленные из обособленных дробленных фрагментированных элементов 15, в них эффективно диссипативно рассеиваются с необратимым преобразованием звуковой энергии в теплоту. Это относится непосредственно как к микропористым структурам обособленных дробленных фрагментированных элементов 15, так и к сообщающимся макропористым извилистым воздушным каналам и полостям, образующимся между их неплотно (зазорно) располагаемыми или контактирующими гранями и ребрами. В процесс диссипативного поглощения звуковой энергии включаются, в том числе, и формованные полостные емкости, образуемые несущими внутренними воздухонепродуваемыми пленочными эластичными звукопрозрачными оболочками 17 акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11).

В качестве иллюстративных примеров актуальной необходимости подавления дискретных низкочастотных составляющих, доминирующих в звуковых спектрах рабочих пространств технического помещения 1, представленных в виде рабочих доминирующих функциональных частот f_ms, приведены соответствующие результаты экспериментальных регистраций звуковых полей внутри различного типа технических помещений 1. В частности, на фиг. 1-4 приведены экспериментальные результаты измерений спектров звукового давления (FFT-спектров, 1/3 октавных спектров), излучаемых различного типа ШГТО 9 (силовым электротрансформатором, промышленным вентилятором, поршневым компрессором), размещенных в соответствующих технических помещениях 1. Результаты указанных экспериментальных исследований свидетельствуют о наличии выделяющихся в спектрах идентифицируемых низкочастотных рабочих доминирующих функциональных частот f_ms звукового излучения исследованных ШГТО 9, формирующих звуковое поле технического помещения 1. В частности, результаты измерения узкополосного FFT-звукового спектра, излучаемого ЭТПЗТ, размещенной в подвальном этаже строительного здания испытательного центра промышленного предприятия (см. фиг. 1), указывают на выделяющиеся в звуковом спектре рабочие доминирующие дискретные функциональные частоты f_ms, в виде трех первых низкочастотных гармонических составляющих спектра звукового давления f_1s=100 Гц, f_2s=200 Гц, f_3s=300 Гц, кратных частоте сети переменного тока f_c=50 Гц ШГТО 9, представленного силовым электротрансформатором. УЗД на зарегистрированных дискретных частотах (f_1s, f_2s, f_3s) равных, соответственно, 100, 200 и 300 Гц. Они превышают, при этом, более чем на 20 дБ (в 10 раз - в линейных единицах измерений) уровни звуковых давлений (УЗД) остальных частотных составляющих звукового излучения ЭТПЗТ. Таким образом, это указывает на их полное доминирование как в замкнутом пространственном звуковом поле технического помещения 1, представленного в виде ЭТПЗТ, так и на прилегающей к нему территории (ввиду того, что измерительный микрофон располагался вне помещения 1 в пространственной зоне закрытого дверного проема), что актуализирует необходимость их подавления.

Измерения 1/3 октавного спектра звукового давления, излучаемого силовым электротрансформатором типа 3МК 260-1 фирмы PLATTHAUS (Германия), микрофоном, расположенным внутри технического помещения 1 испытательного центра промышленного предприятия (см. фиг. 2), также зарегистрировали доминирующие рабочие функциональные частоты f_ms звукового излучения ШГТО 9, на первых трех гармонических составляющих звукового спектра f_1s, f_2s, f_3s, субъективно воспринимаемым в виде выраженного низкочастотного «электротрансформаторного гула» силового электротрансформатора с излучаемыми звуковыми частотами: f_1s=100 Гц, f_2s=200 Гц, f_3s=300 Гц (входит в состав ширины частотной полосы с центром 315 Гц). УЗД на зарегистрированных дискретных частотах (f_1s, f_2s, f_3s) превышают более чем на 15 дБ (в 5,6 раза - в линейных единицах измерения звукового давления в Н/м²) УЗД других частотных составляющих представленного спектра звукового давления исследуемого электротрансформатора, что также свидетельствует об их доминирующем вкладе в процесс формирования внутреннего звукового поля технического помещения 1 с его последующим негативным воздействием на акустическую безопасность окружающей среды.

Приведенный 1/3 октавный спектр звука, излучаемый промышленным вентилятором модели Аксипал FTDA-050-3 (Россия), смонтированным в техническом помещении 1, представленным помещением испытательной акустической лаборатории (см. фиг. 3), идентифицирует в качестве выраженных низкочастотных спектральных составляющих две рабочие доминирующие функциональные частоты звукового излучения ШГТО 9, проявляющиеся в виде лопастной (лопаточной) частоты вращения крыльчатки f_1s=50 Гц и кратной ей гармоники f_2s=100 Гц. УЗД на отмеченных дискретных значениях частот (f_1s, f_2s) более чем на 25 дБ (в 17,8 раза - в линейных единицах измерения звукового давления в Н/м²) превышают УЗД прилегающего к ним средне- и высокочастотного диапазона исследуемого спектра звукового излучения ШГТО 9. Это позволяет квалифицировать указанные частоты f_1s и f_2s в качестве выраженных доминантных низкочастотных излучателей звука, ответственных за формирование звукового поля технического помещения 1.

Результаты измерений 1/3 октавного звукового спектра, излучаемого поршневым компрессором фирмы STAL (Швеция), смонтированным в техническом помещении 1 компрессорно-холодильной станции испытательного центра промышленного предприятия, представленные на фиг. 4, также идентифицируют две выраженные дискретные доминирующие рабочие функциональные частоты звукового излучения ШГТО 9 - f_1s=200 Гц и f_2s=400 Гц. УЗД на зарегистрированных дискретных значениях звуковых частот (f_1s, f_2s) более чем на 10 дБ (в 3,16 раза - в линейных единицах измерения звукового давления в Н/м²) превышают УЗД остальных частотных составляющих спектра звукового излучения, зарегистрированного в техническом помещении 1 исследуемой компрессорно-холодильной станции.

Таким образом, как следует из вышеприведенных на фиг. 1-4 результатов выполненных исследований, идентифицируемые в качестве дискретных значений доминирующие рабочие функциональные частоты звукового излучения f_ms (f_1s, f_2s, f_3s) различного типа исследуемых ШГТО 9, смонтированных в соответствующих технических помещениях 1, отличающихся габаритных размеров L, В, Н, сосредоточены в низкочастотной области звукового спектра (50…500 Гц), длины звуковых волн λ_ms которых находятся в метровом диапазоне звуковых частот. Это, в свою очередь, может способствовать их кратному частотно-волновому резонансному совпадению с габаритными размерами A (L, В, Н) массо-упругого воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, также находящейся в метровых диапазонах измерений и характеризуемой соответствующими собственными акустическими модами с длинами звуковых волн λ_mA (полудлинами ), укладывающимися между противолежащими (оппозитно расположенными) жесткими звукоотражающими поверхностями стен 2 (а также пола 4 и потолка 3) ограждений технического помещения 1. Таким образом, указанные экспериментально установленные факторы актуализируют необходимость решения проблемы подавления звуковых излучений, производимыми ШГТО 9, как в подавляющем широкополосном звуковом диапазоне спектра, так и с первостепенной (приоритетной) задачей уменьшения его доминирующих низкочастотных составляющих звукового спектра. В связи с этим, поставленные технические задачи и проблемы предлагается эффективно решать использованием комбинированных технических устройств заглушения звуковой энергии, включающих как частотонастроенные шумозаглушающие элементы ее избирательного селективного заглушения, наделенные повышенной эффективностью в низкочастотном звуковом диапазоне, так и широкополосные шумозаглушающие устройства, приемлемо эффективные в средне- и высокочастотном звуковом диапазоне, которые осуществляются используемыми пористыми воздухопродуваемыми звукопоглощающими структурами акустических материалов и соответствующих звукопоглощающих конструкций. Следует указать, что футеровка ограждающих стеновых и потолочных конструкций технического помещения 1 обособленными цельноформованными комбинированными звукопоглощающими панелями 10, содержащими пористые воздухопродуваемые звукопоглощающие вещества 31, будет дополнительно способствовать ослаблению выраженных полостных воздушных резонансов внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, проявляющихся на собственных акустических модах, характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (полудлинами ), с собственными частотами звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH). В это же время, для направленного усиления эффективности их подавления, в необходимых случаях, в составе обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 дополнительно применяются частотнонастроенные устройства избирательного селективного заглушения звукового излучения на выделяющихся дискретных спектральных составляющих (в виде предложенных к использованию интегрированных в состав обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 акустических резонаторов Гельмгольца R^III_mA (поз. 11)), настроенных на заглушение акустической энергии на дискретных значениях собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), проявляющиеся на слабозадемпфированных собственных акустических модах массо-упругого тела воздушного объема, характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH), формирующихся во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1, и пространственно распространяющихся в направлении его габаритных параметров A (L, В, Н).

Как следует из описания, представленное в качестве заявки на изобретение техническое устройство низкошумного технического помещения наделено широкополосным по частотному составу эффектом звукопоглощения, с приоритетно выраженным (повышенной эффективности), избирательным селективным низкочастотным эффектом подавления акустической энергии на дискретных значениях рабочих доминирующих функциональных частот звукового излучения f_ms различного типа ШГТО 9, смонтированных в соответствующих технических помещениях 1. В этом случае, генерируемое ШГТО 9 широкополосное средне- и высокочастотное звуковое излучение подавляется используемыми в техническом устройстве пористыми звукопоглощающими диссипативными структурами пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31, составленного из обособленных дробленных фрагментированных элементов 15, и/или монолитного монтажного вспененного открытоячеистого пенополиуретана, и/или монолитного цельноформованного волокнистого материала обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10. Реализуемые шумозаглушающие эффекты при этом дополнительно усиливаются возникающими краевыми дифракционными диссипативными звукопоглощающими эффектами, а также возникающим диссипативным эффектом акустической анизотропии ввиду включения в пористое воздухопродуваемое звукопоглощающее вещество 31 в виде монолитного звукопоглощающего вещества и/или в звукопоглощающую структуру, составленную из обособленных дробленных фрагментированных элементов 15, образованных воздухопродуваемыми пористыми звукопоглощающими частицами утилизируемых материалов, в том числе из-за введения определенного дозированного количества и его соответствующим объемным распределением дробленных фрагментов, изготовленных из воздухонепродуваемых закрытоячеистых вспененных и/или плотных непористых структур полимерных материалов 19 в смеси с обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 15. Также в усиление процесса поглощения звуковой энергии включаются физические явления акустической анизотропии, формируемой пустотелыми воздушными формованными полостными емкостями акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), интегрированных в состав объемной структуры пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества 31 (монолитного типа и/или составленного из обособленных дробленных фрагментированных элементов 15) обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10. Кроме этого, сопутствующее дифракционное диссипативное поглощение звуковой энергии реализуется в краевых зонах горловых частей (поз. 25) акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11) и краевых зонах торцевых граней 28 зазорно смонтированных обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10. Реализация воздушных зазоров, образуемых между тыльными сторонами поверхностей обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей 10 и оппозитными противолежащими звукоотражающими поверхностями ограждающих стеновых конструкций (стен 2, потолка 3), также обеспечивает увеличение эффектов звукопоглощения в низкочастотном звуковом диапазоне. Наиболее эффективно резонансное звуковое излучение в низкочастотном диапазоне, формирующееся на выраженных в звуковых спектрах дискретных рабочих доминирующих функциональных частотах f_ms, генерируемых ШГТО 9, подавляется за счет интегрированных внутри структуры пористого звукопоглощающего вещества обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели 10 частотонастроенных акустических резонаторов Гельмгольца R^III_ms (поз. 11).

Эффективность заявляемого технического решения подтверждается результатами экспериментальных исследований. Проведены представленные на фиг. 23 и 24 результаты экспериментальных исследований звукопоглощающих характеристик макетных образцов обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10), содержащих пористое воздухопродуваемое звукопоглощающее вещество (поз. 31) с интегрированными акустическими резонаторами Гельмгольца R^III (поз. 11), камерные 24 и горловые 25 части которых частично образованы несущей внутренней воздухонепродуваемой пленочной эластичной звукопрозрачной оболочкой (поз. 17). Эксперименты проводились с использованием малогабаритной реверберационной камеры «Кабина Альфа», объем воздушной полости которой составлял 6,45 м³, а рабочий частотный диапазон измерений охватывал 1/3 октавные полосы частот с центрами 400…10000 Гц. В качестве составных элементов макетных образцов обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10) использовались плоские листы монолитного пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества (вспененного открытоячеистого пенополиуретана) - поз. 31, внешние лицевые поверхности которых содержали слои эластичной звукопрозрачной воздухонепродуваемой полиэстеровой алюминизированной пленки толщиной 0,012 мм. Обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели (поз. 10) габаритными размерами содержали встроенные в их объемных структурах полостные акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11) в количестве 8 шт. Габаритно-геометрические размеры пустотелых формованных полостных резонаторных емкостей, образующих акустические резонаторы Гельмгольца R^III (поз. 11), были определены с использованием выражений (2)…(5), исходя из необходимости уменьшения звукового излучения в частотном диапазоне 1/3 октавных полос частот с центрами 400 и 500 Гц. Для оценки достигаемых эффектов изменения значений реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev, в качестве опорной сопоставительной базы был использован макетный образец, изготовленный из монолитного пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего материала идентичного структурного состава и габаритных размеров без интегрированных в нем акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11). На фиг. 23 приведены результаты измерений реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev исследованных макетных образцов обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10), изготовленных из монолитного типа пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества (вспененного открытоячеистого пенополиуретана) - поз. 31, внешние лицевые поверхности которого футерованы эластичной звукопрозрачной воздухонепродуваемой полиэстеровой алюминизированной пленкой толщиной 0,012 мм, образующей несущую внешнюю 16 и несущую внутреннюю 17 поверхностные облицовочные воздухонепродуваемые пленочные эластичные звукопрозрачные оболочки, в объемный состав которого встроены (скомпонованы) полостные камерные 24 и горловые 25 части акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), а также сопоставляемого монолитного макетного образца звукопоглощающей панели без интегрированных акустических резонаторов.

Как следует из приведенных результатов экспериментального исследования, внедрение в объемном составе макетного образца обособленной цельноформованной комбинированной звукопоглощающей панели (поз. 10) акустических резонаторов Гельмгольца R^III (поз. 11), позволяет увеличивать на 20…29% значение реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev в контролируемом рабочем частотном диапазоне 1/3 октавных полос звукового спектра с центрами 400 и 500 Гц.

Достигаемые потенциальные эффекты увеличения звукопоглощающих свойств используемых обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей (поз. 10) при их монтажных воздушно-зазорных компоновках по отношению к беззазорным установкам на звукоотражающей поверхности пола испытательной камеры подтверждаются приведенными на фиг. 24 соответствующими результатами экспериментальных исследований. Измерения реверберационного коэффициента звукопоглощения α_rev производились в малогабаритной реверберационной камере «Кабина Альфа» с применением макетных образцов обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей, изготовленных из монолитного пористого воздухопродуваемого звукопоглощающего вещества (поз. 31), выполненных из плосколистового пористого цельноформованного волокнистого звукопоглощающего материала габаритными размерами . Имитация беззазорного монтажа обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей предусматривала их непосредственную установку на поверхность пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа». Имитация зазорного монтажа обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей осуществлялась дополнительным использованием звукопрозрачной установочной платформы, выполненной в виде плоской крупноячеистой (габариты ячеек - ) металлической сетки, поверхность которой находилась с заданным воздушным зазором (k=300 мм) над звукоотражающей поверхностью пола малой реверберационной камеры «Кабина Альфа». Эксперименты выполнялись при вариантах открытых и дополнительно звукоизолированных торцевых граней (поз. 28) исходного макетного образца цельноформованной звукопоглощающей панели, а также при ее фрагментированном дроблении на 8 идентичных частей габаритными размерами . Задаваемые воздушные зазоры между противолежащими торцевыми гранями 28 фрагментированных частей обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей составляли величину γ=10 мм. Как иллюстрируют приведенные результаты измерений, возрастание эффектов поглощения звуковой энергии достигается как при зазорной компоновке обособленных цельноформованных звукопоглощающих панелей относительно звукоотражающих поверхностей ограждающих конструкций (k), так и с сопутствующей узкощелевой зазорной установкой (γ), образующейся между их противолежащими торцевыми гранями (поз. 28).

Заявляемое техническое решение в виде изобретения не ограничивается конкретными конструктивными примерами его осуществления, описанными в тексте и показанными на прилагаемых схемах. Остаются возможными и некоторые (несущественные) изменения различных составных элементов или конструкционных материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящими за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.

1. Низкошумное техническое помещение, характеризующееся установившимися в его внутренней трехмерной воздушной полости физическими параметрами звукового и температурного поля эксплуатируемого в нем, по крайней мере, одного шумогенерирующего технического объекта, содержащее несущие ограждающие элементы в виде пола, стен и потолка, на которых закреплены обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели, содержащие полостные конструкции акустических резонаторов, при этом эксплуатируемый шумогенерирующий технический объект функционирует на заданном установившемся постоянном скоростном эксплуатационном режиме работы n_s, сопровождающемся установившимися физическими процессами излучения звуковой и тепловой энергии, в спектральном звуковом составе которых содержатся выделяющиеся дискретные значения рабочих доминирующих функциональных звуковых частот f_ms, характеризуемых соответствующими длинами звуковых волн λ_ms, отличающееся тем, что обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели смонтированы с заданными воздушными зазорами k относительно несущих ограждающих элементов стен и потолка низкошумного технического помещения, а также с заданными воздушными зазорами γ, формируемыми противолежащими торцевыми гранями обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей, смонтированными на несущих ограждающих элементах стен и потолка низкошумного технического помещения; обособленные звукопоглощающие панели представлены оболочковыми конструктивно-технологическими исполнениями, выполненными в виде преимущественно прямоугольного поперечного сечения обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей, содержащих несущие воздухонепродуваемые или воздухопродуваемые внешние поверхностные облицовочные звукопрозрачные оболочки, адгезионно сопрягаемые с несущими внутренними воздухонепродуваемыми пленочными эластичными звукопрозрачными оболочками, образующими замкнутые внутренние полости в составе обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей, заполненных пористым воздухопродуваемым звукопоглощающим веществом монолитного типа или составленным из обособленных дробленных фрагментированных элементов, при этом несущие внутренние воздухонепродуваемые пленочные эластичные звукопрозрачные оболочки выполнены в виде определенных габаритных размеров полостных звукопрозрачных элементов, содержащих горловые и камерные части, образующие акустические резонаторы Гельмгольца R^III, собственные резонансные частоты которых f_R совпадают, по крайней мере, с одним из дискретных значений рабочих доминирующих функциональных частот звукового излучения, по крайней мере, одного эксплуатируемого шумогенерирующего технического объекта f_ms, характеризуемого соответствующей длиной звуковой волны λ_ms, определяемой физическими параметрами температурного и звукового поля, установившегося во внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения (с, t°C), при этом горловые части акустических резонаторов Гельмгольца R^III размещены на торцевых гранях обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей.

2. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что частотно-резонансные настройки f^III_Rms акустических резонаторов Гельмгольца R^III на заданные дискретные значения резонансных частот звукового излучения шумогенерирующего технического объекта рабочих доминирующих функциональных частот f_ms, с соответствующими длинами звуковых волн λ_ms, определяются соответствующим конструктивно-технологическим исполнением его составных элементов, исходя из выражений:

,

где f^III_Rms - значение резонансной частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца R^III, совпадающее с дискретным значением одной из рабочих доминирующих функциональных частот f_ms;

t°C_ст - стабилизированное значение температуры воздуха в °С, установившееся во внутренней трехмерной воздушной полости 8 технического помещения 1;

π=3,14;

V_k - объем камерной части акустического резонатора Гельмгольца R^III, м³;

k_п - проводимость горловой части акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms, м;

,

где S_г - площадь проходного сечения горловой части акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms, м²;

,

где d_г - диаметр круглого проходного сечения горловой части акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms, м;

l_Rms - динамическая длина горловой части акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms, м;

,

где h_г - геометрическая (габаритная) длина горловой части акустического резонатора Гельмгольца R^III_ms, м.

3. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что частотно-резонансные настройки f^III_RmA акустических резонаторов Гельмгольца R^III на подавление усиления резонансного звукового излучения возбужденных собственных акустических мод массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения габаритных размеров A (L, В, Н), характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH) с дискретными значениями собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), определяются исходя из выражения:

,

где f^III_RmA - значение резонансной частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца R^III, совпадающее с дискретным значением одной из собственных частот звуковых колебаний f_mA (f_mL, f_mB, f_mH), возбужденных собственных акустических мод массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения габаритных размеров A (L, В, Н);

f_mA (f_mL, f_mB, f_mH) - дискретные значения собственных частот звуковых колебаний в Гц, формирующиеся на собственных акустических модах массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения, в направлении ее габаритных параметров A (L, В, Н), характеризуемых длинами звуковых волн λ_mA (λ_mL, λ_mB, λ_mH), определяемые исходя из выражения:

,

где m_A - порядковый номер собственной акустической моды звуковых колебаний массо-упругого тела воздушного объема внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения в направлении ее габаритного параметра А (длины L, ширины В, высоты Н), выраженный целым числом натурального ряда (m_A = 1, 2, 3…);

с - скорость распространения звуковых волн в воздушной среде внутреннего пространства внутренней трехмерной воздушной полости технического помещения, м/с (с=344,057 м/с при +20°С).

4. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что на открытых горловых частях акустического резонатора Гельмгольца R^III смонтирован защитный футерующий демпфирующий воздухопродуваемый слой материала, характеризующийся диапазонами величин сопротивления продуванию воздушным потоком, равным 20…500 Н⋅с/см³, толщиной слоя 0,025…0,25 мм и удельной поверхностной массой 20…300 г/м².

5. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что горловая часть акустического резонатора Гельмгольца R^III образована съемным полым трубчатым элементом, изготовленным из жесткой плотной воздухонепродуваемой структуры материала.

6. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что со стороны лицевых поверхностей граней обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей дополнительно смонтированы звукопрозрачные облицовочные защитно-декоративные перфорированные панели, коэффициент перфорации стенок которых соответствует выражению K_perf≥0,25.

7. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что обособленные цельноформованные комбинированные звукопоглощающие панели закреплены к несущим ограждающим элементам стен и потолка соответствующими крепежными элементами, представленными дистанционными механическими крепежными элементами, или подвесными тросовыми элементами, или монтажными шипами, или монтажными рамками, или монтажными упругими элементами, или монтажными профилями.

8. Низкошумное техническое помещение по п. 1, отличающееся тем, что дистанционный воздушный зазор γ между противолежащими торцевыми поверхностями граней смонтированных обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей составляет не более четвертой части габаритной толщины противолежащих торцевых граней обособленных цельноформованных комбинированных звукопоглощающих панелей.