ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ОКНО Российский патент 1997 года по МПК E06B5/20 

Изобретение относится к строительной конструкции и может быть использовано для звукопоглощения окнами.

Известно звукоизолирующее окно, содержащее двойное остекление, причем стекла связаны между собой акустическими мостами [1]
Недостатком такого окна является то, что толщину стекол и величину воздушного промежутка выбирают без учета условий максимальной звукоизоляции каждого элемента, что приводит к высоким затратам на остекление.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство двухслойных строительных конструкций с остеклением из силикатного стекла, у которых толщину остекления и величину воздушного промежутка принимают по конструктивным соображениям (в промышленности эти параметры находятся в пределах 2-6 мм по толщине стекла и до 200 мм по воздушному промежутку между стеклами) [2]
Недостатком данных конструкций является нерациональный выбор толщины стекол и воздушного промежутка между ними, который осуществляется без учета максимальной звукоизоляции каждого элемента в заданных третьоктавных среднегеометрических полосах частот от аэродинамического шума.

Задачей изобретения является снижение затрат на остекление за счет оптимальной (меньшей) толщины первого и второго слоев остекления при обеспечении максимальной звукоизоляции конструкции.

Техническим результатом является определение оптимальных геометрических размеров конструктивных элементов окон, при которых обеспечивается максимальная звукоизоляция. Этот технический результат достигается тем, что в известной конструкции, состоящей из двух слоев толщиной d₁ и d₂, установленных на расстоянии друг от друга, толщины стекол d₁ и d₂ и расстояние между ними выполнены с учетом максимальной звукоизоляции в третьоктавных среднегеометрических полосах частот звука и определены по частным производным уравнений регрессии:

где A_i, B_i, C_i, соответственно коэффициенты производных уравнений регрессии звукоизоляции конструкций.

На чертеже изображена общая схема двухслойной конструкции из силикатного стекла.

Звукоизолирующее окно состоит из двух стекол 1 и 2, соответственно толщиной d₁ и d₂, и расстояния между ними h. Стекла закреплены в общей оконной раме.

Уравнения регрессии звукоизоляции (P) для каждой третьоктавной полосы частот по шкале А, как функции трех возможных переменных d₁, d₂ и h, получены путем испытаний образцов двухслойных остекленных строительных конструкций в стандартной акустической камере по методу планируемого эксперимента Д-оптимального плана с проведением опытов в трех уровнях. Адекватность полученных уравнений находится в пределах 2-5% уровня значимости. Сами уравнения звукоизоляции двухслойных остекленных строительных конструкций для каждой из третьоктавных среднегеометрических полос частот, как функции трех переменных d₁, d₂, h имеют вид

Так как уравнение (2) представляет полином второй степени, где коэффициенты: A₀, A_i, B_i, C_i, могут быть положительными или отрицательными, то имеют место экстремальные значения функции R при определенных величинах переменных: d₁, d₂, h. Значения этих переменных при экстремальной величине функции определяются из уравнений (1) как первые производные функции, приравненные к нулю.

Границы адекватности уравнений (1) и (2) экспериментальным значениям функции R находятся в пределах изменений переменных d₁, d₂ от 2 мм до 6 мм; h от 40 мм до 200 мм.

Найденные по уравнениям (1) значения d₁, d₂, h принимаются окончательно для выполнения двухслойной остекленной конструкции такими, при которых звукоизоляция максимальна в интересующих спектрах частот, а также исходя из стандартов на листовое стекло и глубину проема для монтажа конструкции. Дробные значения найденных величин округляются в большую или меньшую сторону до целых значений.

Технологическая и экономическая целесообразность определения оптимальных размеров d₁, d₂ и h двухслойной остекленной конструкции проверена экспериментально.

Изготовлены два образца звукоизолирующих окон с размерами по поверхности остекления в свету 1000х1000 мм. В первой конструкции толщины стекол d₁ и d₂, а также величина h приняты оптимальными в соответствии с полученными значениями по уравнениям (1) и стандартами на изготовление листового стекла. Во второй конструкции толщина первого остекления увеличена на 25% при неизменных размерах d₂ и h.

Обе конструкции испытаны в одинаковых условиях.

При оптимальных параметрах конструкция обладает достаточно высокими звукоизоляционными свойствами.

Отклонение от оптимальных параметров, при котором толщина первого остекления увеличена на 25% приводит к уменьшению звукоизоляции конструкции во всех третьоктавных среднегеометрических полосах частот и по шкале А от 6% до 24%
Это значит, что при больших затратах на остекление звукоизоляция двухслойной конструкции существенно понижается, т.е. имеет место отрицательный результат.

Использование: строительные конструкции со звукоизолирующими окнами. Сущность изобретения: звукоизолирующее окно содержит два слоя стекла толщиной d₁ и d₂, установленных друг от друга в общей раме на расстоянии h. Толщины стекол d₁ и d₂ и расстояние между ними h выполнены с учетом максимальной звукоизоляции в трехоктавных среднегеометрических полосах частот звука и определяются по формулам: , где A_i, B_i, C_i, - соответственно коэффициенты частных производных уравнений регрессии звукоизоляции конструкции. 1 ил.

Звукоизолирующее окно, содержащее два слоя стекла толщиной d₁ и d₂, установленных друг от друга в общей раме на расстоянии h, отличающееся тем, что толщина стекол d₁ и d₂ и расстояние между ними h выполнены с учетом максимальной звукоизоляции в трехоктавных среднегеометрических полосах частот звука и определены по формулам

где соответственно коэффициенты частных производных уравнений регрессии звукоизоляции конструкции.