Studiu privind reducerea zgomotului și vibrațiilor tehnologice de construcții prin utilizarea materialelor composite

1.CARACTERISTICILE ACUSTICE ALE MATERIALELOR

1.1 PRINCIPII DE AMORTIZARE ŞI IZOLARE FONICĂ

Diversele aplicaţii industriale sau domestice pentru tratamente fonice se bazează pe două proprietăţi ale materialelor utilizate şi anume:

1)absorbţia undelor sonore şi a energiei acustice şi disiparea acesteia în masa materialului sub formă de energie termică (figura 1)

2)reflexia undelor sonore (figura 2)

Dacă se notează cu energia incidentă, cu energia reflectată, cu energia absorbită (amortizată) şi cu energia transmisă, conform fig. 3, se poate scrie:

(1)

Din punct de vedere al transferului de energie sonoră, materialele se pot caracteriza astfel:

-materiale fonoabsorbante dacă energia absorbită este mult mai mare decât energia reflectată (fiind apropiată de energia incidentă)

-materiale fonoizolante dacă energia transmisă este mult mai mică decât energia incidentă (care este, în mare măsură, reflectată)

1.2 MATERIALE COMPOZITE FONOABSORBANTE ŞI FONOIZOLANTE

În ultimii cincizeci de ani, datorită dezvoltării tehnologice în general şi a chimiei în mod particular, se constată o dezvoltare a domeniului materialelor şi, materialele compozite nu pot face abstracţie de la aceasta. În principiu, un material compozit poate fi analizat la scară macro, micro şi, mai nou, nanoscopică. Din punctul de vedere al protecţiei la factorii fizici de tip sunet şi vibraţii, un material compozit la scară macroscopică este alcătuit din mai multe straturi cu proprietăţi mecano-fizice diferite astfet încât ansamblul acestora să poată îndeplini mai multe cerinţe diferite, pe care fiecare material în parte nu le poate satisface.

1.3.CARACTERISTICILE ACUSTICE ALE MATERIALELOR

La reflectarea undelor sonore incidente pe suprafaţa unui material, se produc fenomenele de reflexie şi refracţie. Principial, energia undelor sonore refractate se transformă parţial în alt tip de energie (termică de cele mai multe ori), o altă parte se regăseşte în undele sonore reflectate de cealaltă suprafaţă a materialului (de tip perete despărţitor), diferenţa corespunzând undelor sonore care părăsec materialul.

Coeficientul de absorbţie fonică/sonoră/acustică al unei suprafeţe a unui material (suprafaţa de separaţie dintre aer şi material) este definit ca fiind

, (2)

unde este fluxul de energie acustică incidentă

este fluxul de energie acustică reflectată

Coeficientul de absorbţie acustică este parametrul ce caracterizează gradul de absorbţie sonoră al unui material (în consideraţia că tot ceea ce nu se reflectă se disipă în masa materialului). Un coeficient de absorbţie sonoră mare arată că materialul este eficient în tratamentele fonice, adică este un bun fonoabsorbant.

Coeficientul de reflexie fonică/sonoră/acustică (se mai notează cu ) al unei suprafeţe a unui material este definit după cum urmează:

(3)

Determinările experimentale ale coeficientului de absorbţie acustică (sau ale coeficientului de reflexie acustică) se fac pe baza metodei undelor staţionare şi a utilizării tubului Kundt, a cărei schemă de măsură este dată în figura 9.