Научный коллектив Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета (ННГАСУ) совместно с Институтом проблем машиностроения РАН представил работу, посвященную решению проблемы строительной акустики – эффективной изоляции шума без существенного утяжеления конструкций.
Традиционно защита от шума в зданиях и на производстве подчиняется акустическому «закону массы»: чем тяжелее и толще стена, тем лучше она задерживает звук. Нижегородские ученые смогли обойти это ограничение, применив концепцию звукоизолирующих метаматериалов с периодической структурой.
Разработаны два новых типа конструкций. Первый – двухслойное легкое ограждение из гипсоволокнистых листов, один из которых имеет фрагментацию. Второй – многослойная легкая сэндвич-панель с монолитными торкрет-облицовками из гипсовой смеси, также имеющими фрагментацию. Оба типа предназначены для использования в качестве звукоизолирующих перегородок между помещениями зданий.
В основе работы лежит теория самосогласования волновых полей, позволяющая рассчитывать звукоизоляцию ограждений конечных геометрических размеров. Эксперименты, проведенные в реверберационных акустических камерах, подтвердили: изменение параметров изгибных волн снижает резонансное прохождение звука и повышает звукоизоляцию. Получено превышение собственной звукоизоляции образцов над известным «законом массы».
«Для двухслойного ограждения повышение звукоизоляции достигнуто без увеличения поверхностной плотности и толщины. Для многослойной сэндвич-панели – при незначительном увеличении: поверхностная плотность выросла не более чем на 2%, толщина – не более чем на 8%», – отметил один из авторов исследования, заведующий кафедрой архитектуры ННГАСУ Дмитрий Монич.
Отметим, что работа была проведена в рамках реализации стратегического проекта вуза «Малоэтажная Россия», который является частью Программы развития ННГАСУ в рамках программы «Приоритет‑2030», входящей в обновлённый Национальный проект «Молодёжь и дети». Исследование вносит существенный вклад в достижение технологического суверенитета России в сфере передовых строительных технологий и материаловедения.