Пожаробезопасное применение акустических материалов в зданиях культурно-зрелищного назначения

Введение. В театральных и концертных залах создание акустической среды достигается, в том числе, за счет применения панелей для стен и потолков со специальными свойствами звукопоглощения. Однако современные материалы с необходимым уровнем акустических свойств зачастую не обеспечивают их соответствие существующим требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Проблематика вопроса. К наиболее эффективным по звукопоглощению и с широкой возможностью обеспечения высококачественного дизайнерского оформления зрительных залов относятся современные акустические панели на основе минеральных волокон.
Несмотря на негорючую основу, высокие акустические свойства таких декоративных изделий обеспечиваются дополнительным использованием комплекса материалов различного химического состава, строения и физико-механических свойств, которые в совокупности несколько снижают их пожарную безопасность. Из-за отсутствия требований пожарной безопасности, предъявляемых к специальным материалам, выполняющим функции звукопоглощения, возможность их применения в зрительных залах зданий и сооружений подтверждается, как правило, соответствием требованиям к традиционным декоративно-отделочным материалам. Вместе с тем, применение высокоэффективных акустических материалов затрудняется достаточно жесткими требованиями пожарной безопасности к декоративно-отделочным материалам стен и потолков.
Целью настоящей работы являлось проведение аналитических исследований по существующему нормативному обеспечению пожаробезопасного применения акустических материалов, выполнение сравнительных экспериментальных исследований по оценке их пожарно-технических характеристик для установления возможности разработки предложений по совершенствованию их допустимого использования в помещениях и залах культурно-зрелищных объектов.
Результаты и их обсуждение. На основе аналитических исследований установлены наиболее эффективные звукопоглощающие отделочные материалы пониженной пожарной опасности — минераловатные изделия из стекловолокна или каменной ваты. Проведены сравнительные экспериментальные исследования комплекса показателей пожарной опасности акустических декоративных материалов на основе минеральных волокон с целью возможной их регламентации для пожаробезопасного применения в общественных зрительных залах.
Выявлена целесообразность установления требований к акустическим материалам для стен и потолков в качестве изменений в действующие нормативно-технические документы по пожарной безопасности.
Выводы. Разработаны предложения по внесению изменений в действующие нормативно-технические документы по пожарной безопасности, в частности, сформулированы отдельные требования к акустическим материалам для стен и потолков зальных помещений.

1. Gülru Koca. Interior finishing materials // Developments in Science and Engineering. Chapter 43. St. Kliment Ohridski University Press, 2016. Pp. 588–601.

2. Schiavoni F., D’Alessandro S., Bianchi F., Asdrubali F. Bianchi Insulation materials for the building sector: A review and comparative analysis // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 62. Pp. 988–1011. DOI: 10.1016/j.rser.2016.05.045

3. Гусев В.П., Жоголева О.А., Леденев В.И. Акустические и динамические характеристики эластомерных строительных материалов на основе NBR каучука // Строительные материалы. 2019. № 6. С. 56–61. DOI: 10.31659/0585-430X-2019-771-6-56-61

4. Williams T.L. The Interior Design Sourcebook. New York : Allworth Press, 2012. 224 p.

5. Arenas J.P. Malcolm Crocker Recent. Trends in porous sound-absorbing materials // Sound & Vibration. 2010. Vol. 44 (7). Pp. 12–17.

6. Арутюнян А.Р. Исследования изменений акустических свойств конструкционных материалов в процессе циклических испытаний : дис. … канд. физ.-мат. наук. СПб., 2009. 145 с.

7. Limin Peng, Boqi Song, Junfeng Wang, Dong Wang. Mechanic and acoustic properties of the sound-absorbing material made from natural fiber and polyester // Advances in Materials Science and Engineering. 2015. P. 274913. DOI: 10.1155/2015/274913

8. Геппель С.А. Некоторые проблемы выбора современных акустических материалов для отделки помещений // Наука, образование и экспериментальное проектирование в МАРХИ : тезисы докладов международной научно-практической конференции, профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов, г. Москва, 2–6 апреля 2018 года. М., 2018. С. 252–253.

9. Stec A.A., Hull T.R. Assessment of the fire toxicity of building insulation materials // Energy and Buildings. 2011. Vol. 43 (2-3). Pp. 498–506. DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.10.015

10. Шульдешов Е.М., Платонов М.М., Нестерова Т.А., Сагомонова В.А. Акустические полимерные материалы нового поколения (обзор) // Труды ВИАМ. 2016. № 4 (40). C. 78–84. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-4-9-9

11. Asdrubali F., Schiavoni S., Horoshenkov K.V. A review of sustainable materials for acoustic applications // Building Acoustics. 2012. Vol. 19. Issue 4. Pp. 283–312. DOI: 10.1260/1351-010X.19.4.283

12. Vercammen M. On the revision of ISO 354, Measurement of the sound absorption in the reverberation room // Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics 9 to 13 September 2019 in Aachen, Germany. Geneva, Switzerland : ISO/WD, 2018. Pp. 3991–3997.

13. Cheng Y., Cheng L., Pan J. Absorption of oblique incidence sound by a finite micro-perforated panel absorber // The Journal of the Acoustical Society of America. 2013. Vol. 133. Issue 1. Pp. 201–209. DOI: 10.1121/1.4768869

14. Романюк М.А. Экспериментальные исследования акустических свойств современных строительных материалов и рекомендации по их применению для обеспечения аудиоэкологичности помещений // Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 9 (122). С. 156–160. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=16853365

15. Субботкин А.О., Щиржецкий Х.А., Алешкин В.М. К вопросу объективной оценки влияния реального шумового фона публики на оптимизацию нормативных требований к допустимому шумовому режиму в зрительных залах // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2018. № 4 (24). С. 57–63. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37214220

16. D’Orazio D., Fratoni G., Rovigatti A., Hamilton B. Numerical simulations of Italian opera houses using geometrical and wave-based acoustics methods // Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, Aachen, Germany, 9–13 September. 2019. Geneva, Switzerland : ISO/WD, 2019. Pp. 5994–5996.

17. Смирнова Е.В., Васюткина Д.И. Результаты сравнительного анализа акустических свойств строительных материалов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 1. С. 26–29. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18761370

18. Румянцев Б.М., Жуков А.Д., Барыбин А.А., Жуков А.Ю. Структура и свойства акустических материалов // Научное обозрение. 2017. № 7. С. 41–44.

19. Zhukov A.D., Bobrova Е.Yu., Zelenshchikov D.B., Mustafaev R., Khimich A. Insulation systems and green sustainable construction // Advanced Materials, Structures and Mechanical Engineering. 2014. Vol. 1025–1026. Pp. 1031–1034. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1025-1026.1031

20. Zhukov A.D., Bessonov I.V., Sapelin A.N. Composite wall materials // Italian Science Review. 2014. Issue 2 (11). Pp. 155–157.

21. Ильина Л.В., Игнатова О.А., Каткова Т.Ф., Кучерова Э.А. Современные материалы и технологии : учебное пособие для студентов. Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2012. 236 с.