Pohlcování akustické energie

Při snižování hluku se často používají vhodné akusticky pohltivé materiály, které umožňují část dopadající akustické energie přeměnit na jinou formu energie. Dopadající akustická energie může být těmito materiály pohlcena (přeměna energie) následujícími způsoby:

  • kmitáním zatlumené vrstvy
  • třením v porézním materiálu
  • rezonancí

Kmitání zatlumené vrstvy lze aplikovat na minimálně dvouvrstvé konstrukce materiálů. Dopadající zvukové vlnění uvádí materiál do ohybového kmitání, přičemž v důsledku vnitřního, nebo vnějšího, tření dochází k absorpci dopadající energie, která je přeměněna na teplo. Akustická účinnost tohoto pohlcování energie je ovlivněna hmotností a tuhostí jednotlivých materiálů. Dopadající akustické vlnění uvede do pohybu vrchní vrstvu materiálu o dané hmotnosti. Tato hmota při pohybu překonává tuhost a odpor. Nosný materiál tak bude absorbovat tepelnou energii vzniklou ohybovými kmity vrchní vrstvy. Tento typ materiálů se hodí pro aplikace, kde vrchní vrstva zlepšuje jinou materiálovou vlastnost např. odolnost proti vyšším teplotám nebo odolnost vůči kapalinám.

Pro využití tření v porézním materiálu jsou nutné materiály vysoce porézní nebo vláknité (netkané textilie). Zvukové vlny dopadají na pórovitý povrch, vlnění proniká do pórů v materiálu a prostupuje jím. Vzduchové částice, které do kmitavého pohybu uvedlo zvukové vlnění, se třou o stěny pórů, čímž přeměňují značnou část své pohybové energie na energii tepelnou. Akustická pohltivost je tím vyšší, čím vyšší je pórovitost materiálu a tím do jaké hloubky v materiálu se vlnění dostane. Tento typ materiálu, ve formě vláken, se běžně používá pro stavební a průmyslové aplikace a to především pro svoji nízkou cenu. Nevýhodou porézního (vláknitého) materiálu je možnost uvolňování vláken. Proto je nutné pohledové části tohoto materiálu vhodně upravit.

Využití rezonance v pohlcování akustické energie je velmi specifický případ, který vyžaduje speciální konstrukci materiálu a působí pouze na konkrétních frekvencích. V materiálu musí být otvory (hrdla) a za otvory vhodný objem. V principu jde o to, aby dopadající akustické vlnění uvedlo do kmitavého pohybu vzduchový objem hrdla rezonátoru. Jakmile se budící kmitočet přiblíží k rezonančnímu kmitočtu, rozkmitá se celý jeho objem. Vyzařující akustické vlnění bude mít opačnou fázi než dopadající vlnění a tím dojde k výraznému snížení odražené akustické energie. Nevýhodou tohoto jinak velmi účinného způsobu pohlcování akustické energie je úzký frekvenční rozsah použití (frekvence buzení blízká frekvenci rezonanční). Tyto materiály lze běžně spatřit ve formě děrovaných panelů, kdy pohledové otvory tvoří hrdla, za nimiž se nachází objem rezonátorů. Tento způsob pohlcování využívá tzv. Helmholtzův rezonátor.

Vzorek materialu pro mereni akusticke pohltivosti

 

Vzorek materialu pro mereni akusticke pohltivosti
 

vytvořeno: duben 2018


Návrat na seznam všech článků