Физическое явление, состоящее в том, что звук не может, распространяться в пустоте, известно давно и считается общепризнанным научным фактом. При полном разряжении газообразной среды между стенками (при вакууме) звукоизоляция двустенной конструкции стремится в бесконечности. Однако практически полного вакуума достичь нельзя, и между стенками вакуумной конструкции, кроме разряженной среды, всегда находятся также соединительные элементы и стенки, ограждающие разряженную среду с боков.
Первое серьезное исследование этого вопроса было проведено известным немецким акустиком Эрвином Майером. Уже при пробном разряжении им межстенночного пространства двустенной металлической конструкции простое прослушивание показало, что звукоизоляция стала хуже. Измерения подтвердили эти результаты. Выдающийся немецкий акустик пришел к выводу о том,что ТРИ проблемы делают вакуумную звукоизоляцию бесперспективной. ⚡Во-первых, ограничительные элементы и опоры между пластинами являются звуковыми мостиками, через которые звук идет от одной стенки к другой, обходя вакуум. ⚡Во-вторых, огромное наружное давление на стенки, создаваемое из-за вакуума между ними, может разрушить конструкцию. ⚡В-третьих, трудно обеспечить достаточную герметичность вакуумной конструкции.
Спустя десятилетия после указанного пионерского эксперимента автором была предпринята попытка продолжить исследования Майера. Теперь можно было начать новое исследование рациональности применения вакуума для звукоизоляции в реальных конструкциях. Со времен первых экспериментов (40-ые годы прошлого столетия) научно-технический прогресс достиг больших успехов. Наши испытания были проведены с использованием современных технологий изготовления вакуумных конструкций, техники получения и контроля вакуума и электронных средств измерения звукоизоляции.
Специально для этого эксперимента были спроектированы, изготовлены и проверены на герметичность вакуумные конструкции размерами 1100мм на 1200мм двух типов: очень легкие и очень массивные.
⚠ Легкая вакуумная конструкция была изготовлена из двух гофрированных листов полистирола толщиной 1,5мм. Гофры одного листа были расположены перпендикулярно гофрам другого. Внутреннее пространство панели (вакуумная полость) образовывалась только за счет гофр.
Итог: в области высоких и отчасти средних частот звукоизоляция ухудшилась, а в области низких - улучшилась.
⚠ Массивная вакуумная конструкция представляла собой двустенную панель из двух стальных одинаковых листов 6мм, соединенных между собой жесткой стальной рамкой толщиной 15мм, соединенной аргонодуговой сваркой.
Итог: в области низких частот вакуум даже при наличии мощного звукового мостика по контуру панели увеличил звукоизоляцию массивной конструкции на значительную величину в 6-12 дБ. На высоких и средних частотах даже высокий вакуум совершенно не повлиял - ни положительно ни отрицательно - на звукоизоляцию массивной конструкции.
ВЫВОД
Вакуумные конструкции, теоретически обладающие идеальной звукоизоляцией, могут найти широкое применение в промышленных зданиях: механизмы, помещенные в вакуумные оболочки, не будут излучать шум. Прозрачные вакуумные конструкции в медицине обеспечат тишину, хорошую стерильность и визуальный контроль.
Шум в мире растет. Основное средство борьбы с ним - звукоизоляция. В концепции долгосрочного развития России до 2020 года Минэкономразвития РФ особое внимание уделяет инновационному пути становления государства. Вакуумные звукоизолирующие конструкции - это, возможно, главная инновация в высокоэффективной звукоизоляции жилых, общественных и промышленных зданий будущего.
д.т.н., профессор И. И. Боголепов
Выдержка из инженерно-строительного журнала №1 2008
#АТ #Звукоизоляция #Инновации #Вакуум
