Материал: Техническая эксплуатация зданий, сооружений и городских территорий. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления подготовки бакалавров. Воробьева Ю.А

Величины P и I в природе изменяются в широких пределах: давление от 2·10² до 2·10^–5 Па, интенсивность звука от 10² до 10^–12 Вт/м². В технической акустике принято оценивать эти величины в относительных логарифмических единицах – децибелах (дБ). Поскольку оперировать многозначными числами неудобно, а также вследствие способности уха человека оценивать не абсолютное, а относительное изменение величин, введено понятие уровней.

В плоской или сферической волнах интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления и, следовательно, уровень звукового давления определяется как

L=10 lg =20 lg , (7.1)

где P₀ = 2·10^–5 Па – величина звукового давления, соответствующая пороговой интенсивности звука I₀ = 10^–12 Вт/м², соответствующей едва слышимому звуку в области наибольшей чувствительности уха.

При падении звуковой волны на некоторую поверхность, большая часть звуковой энергии отражается, некоторое количество ее поглощается и переходит в тепло, а часть проникает через конструкцию. Звуки могут проникать в смежное помещение через незакрытые поры материала, отверстия и щели, а также за счет излучения энергии колеблющимся под воздействием звуковых волн ограждением. Способность ограждающей конструкции уменьшать проходящий через нее звук называется звукоизоляцией. Звукоизолирующая способность или изоляция воздушного шума ограждения, R, дБ, может быть определена по формуле

R = 10 lg I/τ, (7.2)

где τ – коэффициент звукопередачи, определяемый как отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию, к падающей на нее; I – интенсивность звука, Вт/м².

Звукоизоляция ограждения, R, дБ, может быть охарактеризована разностью уровней звукового давления в помещении с источником звука и в изолируемом от звука помещении, определяемой по формуле

(7.3)

где L₁ - уровень звукового давления в помещении с источником звука, дБ; L₂ - уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ; S - площадь ограждающей конструкции, м²; А - эквивалентная площадь звукопоглощения в защищаемом помещении, м² (площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения α = 1 (полностью поглощающей звук), которая поглощает такое же количество звуковой энергии, как и данная поверхность или предмет).

В частотной характеристике звукоизоляции ограждающей конструкции можно выделить три характерных диапазона. В первом частотном диапазоне звукоизоляция не поддается расчету (для большинства ограждений этот диапазон лежит ниже нормируемого диапазона частот). Во втором диапазоне звукоизоляция определяется по закону массы. В третьем частотном диапазоне звукоизоляция зависит не только от массы, но и от жесткости и коэффициента потерь звуковой энергии в материале конструкции.

Порядок проведения работы

Определить частотную характеристику звукоизоляции однослойной ограждающей конструкцией поверхностной плотностью 100…1000 кг/ м² из бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков графическим способом в виде ломаной линии, аналогичной ABCD на рис. 4

1. Определить абсциссу точки В - f_в по табл. 8 в зависимости от толщины, h, мм, и плотности, g, кг/м³, материала конструкции, округляя ее до среднегеометрической частоты, в пределах которой находится f_в.

.

Рис.4. Построение частотной характеристики звукоизоляции

Однослойным плоским ограждением

Таблица 8

Зависимость частоты от толщины и плотности материала конструкции

Примечание: для промежуточных значений g частота f_в определяется интерполяцией.

2. Определить ординату точки В - R_в по графику рис.5 в зависимости от поверхностной плотности, т, кг/м², определяемой по формуле

т = g h, (7.4)

где g- удельный вес материала конструкции, кг/м³, h – толщина ограждающей конструкции, м.

Рис. 5. Зависимость R_в, (дБ) от поверхностной плотности, m (кг/м²)

3. Из точки В влево провести горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В - отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой R_С = 65 дБ. Из точки С вправо провести горизонтальный отрезок CD. Если точка С лежит за пределами нормируемого диапазона частот (f_С > 3150 Гц), отрезок CD отсутствует.

4. На том же графике построить оценочную частотную характеристику звукоизоляции ограждающей конструкции по нормативным данным (приложение В). Сравнить построенные кривые и сделать заключение о частотной характеристике исследуемой ограждающей конструкции.

Лабораторная работа № 8

Определение индекса изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией

Цель работы: Ознакомиться с основными приборами, применяемыми при экспериментальных исследованиях изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями, определить индекс звукоизоляции ограждающей конструкции по экспериментальной кривой. Проанализировать полученные результаты.

Приборы и принадлежности: шумомер ВШВ-003-М2 с комплектом шнуров и микрофонов, исследуемая конструкция или лабораторная установка, источник шума (акустическая звуковая колонка или громкоговоритель).

Общие сведения

Всякий нежелательный для человека звук называют шумом. Шум от одного помещения другому передается посредством звуковых волн. Шумы разделяются на стационарные и нестационарные по фактору зависимости от начала отсчета времени. Шум в помещениях в преобладающем большинстве случаев является нестационарным, т.е. значительно изменяющимся во времени по величине уровней звукового давления. Биологическое воздействие нестационарного шума на организм человека в существенной мере отличается от воздействия стационарного шума и определяется рядом факторов. К ним относят средний или эквивалентный уровень звуковой энергии, характер шума (периодический или случайный), время нарастания звуковой энергии, величина фонового шума, соотношение максимального и минимального значений уровней.

Борьба с шумом имеет не только санитарно-гигиеническое, но и большое технико-экономическое значение. В зависимости от способа реализации методы борьбы с шумом подразделяются на организационно-технические, архитектурно-планировочные и акустические.

К акустическим методам относятся звукоизоляция, звукопоглощение и экранирование. Выбор метода снижения шума и его эффективность зависят от конкретных условий: частотного состава шума; требуемого снижения уровней; объемно-планировочного решения помещений и т.п.

В процессе эксплуатации зданий нередко возникает необходимость быстрой и нетрудоемкой оценки звукоизоляции ограждения или его отдельного участка. В таких случаях производится экспериментальное измерение уровней звукового давления в помещении с диффузным звуковым полем и в изолируемом помещении. По результатам измерений производится расчет индекса изоляции, Rw, дБ - нормативного параметра звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий одним числом. Полученные результаты позволяют в первом приближении установить соответствие изоляции требованиям норм и наметить практические пути ее повышения. В данной лабораторной работе используется указанный выше приближенный метод оценки изоляции воздушного шума.

Нормативные значения индексов изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями, R_w, дБ, для жилых и общественных зданий приведены в табл. 9.

Порядок проведения работы

1. Измерить изоляцию воздушного шума, R, дБ, ограждающей конструкцией с помощью шумомера (при исключении случайных шумов достаточно 3 измерения на каждом из диапазонов). Занести полученные значения в табл. 10.

2. Построить оценочную кривую по нормативным данным (приложение В). Сопоставить значения измеренной частотной характеристики с оценочной кривой.

3. Определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считают отклонения вниз от оценочной кривой.

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса R_w составит 52 дБ. Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочную кривую сместить вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину. Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочную кривую сместить вверх на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально приблизилась к 32 дБ, но не превысила эту величину.

Таблица 9

Нормативные значения индексов изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями, Rw, дБ

Таблица 10

Определение индекса изоляции воздушного шума ограждающей

конструкцией