СБОРНО-РАЗБОРНАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЗАМКНУТАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 2004 года по МПК E04B1/343 E04B1/82 

Область техники

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборно-разборным пространственным замкнутым конструкциям, предназначенным для снижения уровня шума и вибрации от внешних источников в теле-, радио- и звукозаписывающих студиях, а также для снижения стандартного времени реверберации внутри конструкции, которые могут быть использованы в качестве дикторской кабины или кабины комментаторов, переводчиков и лингафонных кабин, а также в качестве ограждающих замкнутых конструкций для приборов и оборудования с повышенным уровнем шума и вибрации.

Уровень техники

Из уровня техники известна сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция, содержащая соединенные с боковыми стенками посредством разъемных соединений, по меньшей мере, один модуль основания, установленный посредством опорных узлов на неподвижном основании, и, по меньшей мере, один модуль перекрытия, причем боковые стенки выполнены из стеновых модулей и, по меньшей мере, из одного оконного и одного дверного блоков (Заявка Франции №2432581, МКИ Е 04 В 1/82, опубл. 04.04.1980). Арматура известной конструкции имеет большое количество профилированных рам, выполненных из алюминия. Внутреннее пространство панелей, образованное перегородками из картона, заполнено пенополиуретаном, при этом блоки окон выполнены из прозрачного плексигласа.

Известное устройство обладает ограниченными техническими возможностями, поскольку оно не может в достаточной мере обеспечить снижение энергии акустических колебаний, исходящих от внешних источников, так как конструктивно стеновые и потолочные панели выполнены из легких материалов с низким коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, за счет закрытости пор в пенополиуретане, применяемом как заполнитель панелей. Кроме того, алюминиевая конструкция настолько легкая, что не может быть использована для звукоизоляции в октавных полосах частот от 63 до 8000 Гц. В известном устройстве отсутствует виброзащищенное основание, оно не защищено от проникновения внутрь кабины структурных шумов и механической вибрации неподвижного основания, на котором установлена кабина.

Известное устройство также не обеспечивает снижение до требуемого значения стандартного времени реверберации звукового сигнала внутри конструкции, т.к. коэффициент поглощения энергии акустических колебаний в применяемых материалах очень низкий.

Известное устройство имеет невысокие эксплуатационные показатели, поскольку в нем не предусмотрена автономная вентиляция, выполненная с фильтрами шумоглушения.

Известное устройство пожароопасно, поскольку изготовлено из легко воспламеняемых материалов, выделяющих при горении высокотоксичные вещества.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технических возможностей и области применения, в частности обеспечения возможности использования в качестве дикторской кабины или кабины комментаторов, переводчиков и лингафонных кабин, а также в качестве ограждающих замкнутых конструкций для приборов и оборудования с повышенным уровнем шума и вибрации.

Технический результат от использования предлагаемой конструкции заключается в снижении стандартного времени реверберации звукового сигнала внутри конструкции, большего снижения энергии акустических колебаний, исходящих от внешних источников, и большего снижения энергии механической вибрации, исходящей от твердой поверхности, на которой устанавливается конструкция.

Для достижения технического результата известная сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция, содержащая соединенные с боковыми стенками посредством разъемных соединений, по меньшей мере, один модуль основания и, по меньшей мере, один модуль перекрытия, причем боковые стенки выполнены из стеновых модулей и, по меньшей мере, из одного оконного и одного дверного блоков, снабжена опорными узлами, каждый из которых выполнен в виде корпуса, установленного на неподвижном основание и заполненного упругим материалом для поглощения ударного шума и механических вибраций, на который оперт модуль основания, выполненный в виде многослойной утяжеленной панели, обрамленной по периметру с возможностью звукоизоляции в этом направлении, при этом внутренние слои пластины выполнены из материала с коэффициентом потери энергии акустических колебаний, превышающим величины соответствующих коэффициентов наружных слоев, материал которых обладает коэффициентами поглощения энергии акустических колебаний, превышающими величину соответствующего коэффициента внутреннего слоя, стеновой модуль и модуль перекрытия в основе своей конструкции содержат многослойную структуру с различными коэффициентами поглощения и потери энергии акустических колебаний, при этом со стороны внутреннего пространства конструкции слои стеновых модулей и модулей перекрытий выполнены из звукопоглощающего материала, толщина которого превышает толщину остальных слоев модулей и имеет коэффициент поглощения энергии акустических колебаний, превышающий величину соответствующих коэффициентов других слоев, а сами эти модули вместе с оконным и дверным блоками выполнены с полыми каркасами, заполненными звукопоглощающим материалом, стыки соединений модулей, оконных и дверных блоков заполнены уплотнительными элементами по всей длине соединений.

Возможны и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы:

- оконный блок был бы выполнен из светопрозрачных слоев для осуществления визуального контакта, обрамленных пустотельм каркасом, заполненным звукопоглощающим материалом с высоким коэффициентом поглощения энергии акустических колебаний, при этом, по меньшей мере, в одной камере, образованной светопрозрачными слоями, по периметру расположен звукопоглощающий материал;

- опорный узел был бы установлен на неподвижном основании посредством упругого элемента;

- опорный узел был бы снабжен устройством регулирования положения по вертикали модуля основания относительно неподвижного основания;

- устройство регулирования положения по вертикали было бы выполнено в виде винтовой передачи;

- конструкция была бы оборудована автономной системой вентиляции с фильтрами шумопоглощения.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического результата. Предложенная конструкция для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от внешних источников, состоит из модулей, соединенных между собой посредством замков через уплотняющие демпфирующие слои, в конструкцию модулей введены слои с коэффициентами потерь энергии акустических колебаний К2 и К1 (К2>К1), причем слой с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К2 всегда обращен внутрь конструкции, что значительно снижает время реверберации внутри конструкции. Коэффициент потерь энергии акустических колебаний представляет собой величину, пропорциональную отношению энергии, теряющейся в системе за круговой цикл колебания, к энергии, вновь поступившей в систему (Справочник по акустической технике./Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. - Л.: Судостроение, 1980, с. 407).

Стандартное время реверберации представляет собой время, в течение которого звуковой сигнал затухает до порога слышимости (Справочник по акустике./Под общей ред. М.А. Сапожкова. - М.: Связь, 1979, с. 194.). Коэффициент поглощения энергии акустических колебаний внутреннего слоя гораздо больше, чем наружного слоя. Коэффициент поглощения энергии акустических колебаний представляет собой отношение поглощенной энергии к падающей (Е.Я. Юдин и др. Звукопоглощающие и звукоизолирующие материалы. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1966, с. 32). Вся замкнутая конструкция устанавливается на регулируемые виброразвязанные опоры, предназначенные также для точной установки конструкции в горизонтальной плоскости и снижения уровня механической вибрации, исходящей от твердого неподвижного основания.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен общий вид сборно-разборной замкнутой конструкции.

На фиг.2 - разрез стенового модуля конструкции.

На фиг.3 - разрез модуля основания конструкции.

На фиг.4 - разрез оконного блока конструкции.

На фиг.5 - разрез опорного узла конструкции.

На фиг.6 - разрез углового фрагмента конструкции.

На фиг.7 - разрез дверного блока конструкции.

На фиг.8 - разрез модуля перекрытия конструкции.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков заданного технического результата.

Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция 1 (фиг.1) согласно изобретению содержит соединенные с боковыми стенками 2 по их торцам посредством разъемных соединений 3, по меньшей мере, один модуль основания 4, установленный посредством опорных узлов 5 на неподвижном основании 6, и, по меньшей мере, один модуль перекрытия 7.

Боковые стенки 2 (фиг.1, 6) выполнены из стеновых модулей 8 и, по меньшей мере, из одного оконного 9 и одного дверного 10 блоков.

Опорный узел 5 (фиг.5) выполнен в виде корпуса 11, заполненного упругим материалом 12 для поглощения ударного шума и механических вибраций, на который оперт модуль основания.

С целью обеспечения выравнивания положения замкнутой конструкции 1 относительно неподвижного основания 6 модуль основания 4 связан с опорным узлом 5 посредством устройства регулирования положения по вертикали, выполненного в виде винтовой передачи, винт 13 которой через поршень 14 оперт на упругий материал 12, а гайка 15 связана с модулем основания 4.

Модуль основания 4 (фиг.3) выполнен в виде многослойной утяжеленной панели, обрамленной профилированным элементом 16 по периметру с возможностью звукоизоляции в этом направлении, т.е. по периметру также возможно размещение звукоизоляционного материала. Утяжеленная панель - это панель, вес которой превышает вес панелей аналогичного размера, формирующих замкнутую конструкцию 1.

Внутренние слои 17 панели, например, в виде гипсоволокнистных листов (ГВЛ), выполнены из материала с коэффициентом потери энергии акустических колебаний, превышающим величины соответствующих коэффициентов наружных слоев 18, например, в виде плит из минеральных волокон, материал которых обладает коэффициентами поглощения энергии акустических колебаний, превышающими величину соответствующего коэффициента внутреннего слоя 17. С внешней и внутренней сторон звукоизоляционной панели расположены защитные слои 19, выполненные из твердого материала, например, стали. Использование защитных слоев 19, а также профилированных элементов 16 направлено на утяжеление панели.

Стеновой модуль 8 и модуль перекрытия 7 (фиг. 8) в основе своей конструкции содержат многослойную структуру, состоящую из слоев 20, 21 и 22 с различными коэффициентами поглощения и потери энергии акустических колебаний, при этом со стороны внутреннего пространства конструкции слои 20 стеновых модулей 8 и модулей перекрытий 7 выполнены из звукопоглощающего материала, например из прессованного стекловолокна, толщина которого превышает толщину остальных слоев 21, 22 и имеет коэффициент поглощения энергии акустических колебаний, превышающий величину соответствующих коэффициентов этих слоев 21 и 22, выполненных соответственно в виде гипсоволокнистых плит - слои 21, между которыми расположен металлический лист - слой 22. При этом все модули 4, 7, 8 вместе с оконным 9 и дверньм 10 блоками выполнены с полыми каркасами 23, заполненными звукопоглощающим материалом 24, стыки соединений модулей 4, 7, 8, оконных 9 и дверных 10 блоков заполнены уплотнительными элементами 25 по всей длине соединений.

Оконный блок 9 (фиг.4) выполнен из светопрозрачных слоев 26 для осуществления визуального контакта, обрамленных пустотелым каркасом 23, заполненным звукопоглощающим материалом 24 с высоким коэффициентом поглощения энергии акустических колебаний, при этом, по меньшей мере, в одной камере, образованной слоями 26, по периметру расположен звукопоглощающий материал 27.

С целью обеспечения дополнительной защиты от механической вибрации, исходящей от внешних источников, опорный узел 5 установлен на неподвижном основании 6 посредством упругого элемента 28.

Для улучшения условий эксплуатации сборно-разборной пространственной замкнутой конструкции 1 она оборудована автономной системой вентиляции 29 (фиг.1) с фильтрами шумоглушения.

Дверной блок 10 (фиг. 7) представляет собой модификацию стенового блока 8 с встроенньм в него дверным блоком повышенной звукоизоляции. В конструкцию дверного полотна 30 введен дополнительный слой 31 с коэффициентом поглощения энергии акустических колебаний. По периметру дверного блока 10 в плоскости, перпендикулярной плоскости модуля основания 4, расположен уплотнительный элемент 32, при этом по периметру дверного полотна 30 расположено уплотнение 33.

С целью предотвращения горизонтального сдвига и обеспечения точной установки стеновых модулей, оконного и дверного блоков на верхней горизонтальной поверхности модуля основания по периметру предусмотрены направляющие штыри-фиксаторы.

Для сборки модулей в единую пространственную замкнутую конструкцию на стеновых и потолочных модулях, оконных и дверном блоках предусмотрены разъемные соединения 3 известной конструкции (фиг.6).

Собирают пространственную замкнутую конструкцию 1 следующим образом. В зависимости от назначения конструкции и размеров комплектуют конструкцию соответствующим набором модулей и блоков. На чертежах изображен пример конструкции 1, имеющей один дверной блок и один оконный блок, два модуля перекрытия 7, несколько стеновых модулей 8 и основание. Блоки и модули собирают посредством разъемных соединений 3 встык, как показано на фиг.6, при этом слои 20 и 31 обращены внутрь пространства замкнутой конструкции 1.

Конструкция 1 функционирует следующим образом. Акустические колебания, исходящие от внешних источников, проходя через каждый слой модулей 4, 7, 8, частично отражаются от них, а частично поглощаются ими, снижая энергию акустических колебаний от слоя к слою. Основными элементами, поглощающими энергию акустических колебаний, являются слои 20 и 31, обращенные внутрь конструкции и выполненные из материала с высоким коэффициентом поглощения энергии акустических колебаний. Эти же слои являются основными элементами, снижающими стандартное время реверберации звукового сигнала внутри конструкции 1, исходящего от источника звукового сигнала, расположенного внутри этой конструкции 1. Основным элементом, отражающим поток энергии акустических колебаний, является наружный слой 18 модулей конструкции 1, выполненный из материалов с высокой плотностью.

Регулируемые опорные узлы заранее заполнены вибропоглощающим (с высоким индексом приведенного уровня ударного шума Lnw) материалом 12, обеспечивающим высокую степень виброразвязывания конструкции от твердой поверхности неподвижного основания 6 и точную установку конструкции в горизонтальной плоскости. Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw - величина, служащая для оценки изолирующей способности перекрытия относительно ударного шума одним числом. Он определяется путем сопоставления частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием со специальной оценочной кривой. Использование в замкнутой конструкции 1 описанных выше технических решений позволило в результате получить звукоизолирующую способность - 30 дБ, т.е. по сравнению с известными решениями снизить уровень проникающих извне шумов на 30 дБА.

Кроме этого в представленной конструкции 1 на модуле перекрытия 7 устанавливается автономная система 29 вентиляции внутреннего пространства с фильтрами шумоглушения.

Вся представленная конструкция выполнена из трудносгораемых материалов.

Пример реализации изобретения

Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.

Применение изобретения позволило обеспечить снижение стандартного времени реверберации звукового сигнала внутри конструкции, снижение энергии акустических колебаний, исходящих от внешних источников, а также снижение энергии механической вибрации, исходящей от твердой поверхности, на которой устанавливается конструкция. Такие преимущества позволили расширить область применения этой конструкции, в частности использования её в качестве дикторской кабины или кабины комментаторов, переводчиков и лингафонных кабин, а также в качестве ограждающих замкнутых конструкций для приборов и оборудования с повышенным уровнем шума и вибрации.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборно-разборным пространственным замкнутым конструкциям, предназначенным для снижения уровня шума и вибрации от внешних источников. Пространственная замкнутая конструкция содержит соединенные с боковыми стенками по их торцам посредством разъемных соединений, по меньшей мере, один модуль основания, установленный посредством опорных узлов на неподвижном основании, и, по меньшей мере, один модуль перекрытия, причем боковые стенки выполнены из стеновых модулей и, по меньшей мере, из одного оконного и одного дверного блоков. Опорный узел выполнен в виде корпуса, заполненного упругим материалом для поглощения ударного шума и механических вибраций. Внутренние слои панели выполнены из материала с коэффициентом потери энергии акустических колебаний, превышающим величины соответствующих коэффициентов наружных слоев. Стеновой модуль и модуль перекрытия содержат многослойную структуру с различными коэффициентами поглощения и потери энергии акустических колебаний. Со стороны внутреннего пространства конструкции слои стеновых модулей и модулей перекрытий выполнены из звукопоглощающего материала, толщина которого превышает толщину остальных слоев модулей и имеет коэффициент поглощения энергии акустических колебаний, превышающий величину соответствующих коэффициентов других слоев, а сами эти модули вместе с оконным и дверным блоками выполнены с полыми каркасами, заполненными звукопоглощающим материалом, стыки соединений модулей, оконных и дверных блоков заполнены уплотнительными элементами по всей длине соединений. Технический результат изобретения заключается в достижении снижения стандартного времени реверберации звукового сигнала внутри конструкции, большего снижения энергии акустических колебаний, исходящих от внешних источников, и большего снижения энергии механической вибрации, исходящей от твердой поверхности, на которой устанавливается конструкция. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция, содержащая соединенные с боковыми стенками посредством разъемных соединений, по меньшей мере, один модуль основания и, по меньшей мере, один модуль перекрытия, причем боковые стенки выполнены из стеновых модулей и, по меньшей мере, из одного оконного и одного дверного блоков, отличающаяся тем, что она снабжена опорными узлами, каждый из которых выполнен в виде корпуса, установленного на неподвижном основании и заполненного упругим материалом для поглощения ударного шума и механических вибраций, на который оперт модуль основания, выполненный в виде многослойной утяжеленной панели, обрамленной по периметру с возможностью звукоизоляции в этом направлении, при этом внутренние слои панели выполнены из материала с коэффициентом потери энергии акустических колебаний, превышающим величины соответствующих коэффициентов наружных слоев, материал которых обладает коэффициентами поглощения энергии акустических колебаний, превышающими величину соответствующего коэффициента внутреннего слоя, стеновой модуль и модуль перекрытия в основе своей конструкции содержат многослойную структуру с различными коэффициентами поглощения и потери энергии акустических колебаний, при этом со стороны внутреннего пространства конструкции слои стеновых модулей и модулей перекрытий выполнены из звукопоглощающего материала, толщина которого превышает толщину остальных слоев модулей и имеет коэффициент поглощения энергии акустических колебаний, превышающий величину соответствующих коэффициентов других слоев, а сами эти модули вместе с оконным и дверным блоками выполнены с полыми каркасами, заполненными звукопоглощающим материалом, стыки соединений модулей, оконных и дверных блоков заполнены уплотнительными элементами.2. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что оконный блок выполнен из светопрозрачных слоев для осуществления визуального контакта, обрамленных пустотелым каркасом, заполненным звукопоглощающим материалом с высоким коэффициентом поглощения энергии акустических колебаний, при этом, по меньшей мере, в одной камере, образованной светопрозрачными слоями, по периметру расположен звукопоглощающий материал.3. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что опорный узел установлен на неподвижном основании посредством упругого элемента.4. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что опорный узел снабжен устройством регулирования положения по вертикали модуля основания относительно неподвижного основания.5. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция по п.4, отличающаяся тем, что устройство регулирования положения по вертикали выполнено в виде винтовой передачи.6. Сборно-разборная пространственная замкнутая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что она оборудована автономной системой вентиляции с фильтрами шумоглушения.