7754

11

20

0

-10

-20

«А»

- 30

Рисунок 6 - Частотные характеристики чувствительности шумомера

Измерение уровня звука в дБА примерно соответствует измерению громкости звука, воспринимаемого человеческим слухом, поэтому эта характеристика очень широко применяется в практике борьбы с шумом.

Уровни звукового давления определяют с помощью линейной («лин») характеристики шумомера, которая не вносит коррективы в измеряемые величины, т.к. показания прибора в этом случае зависят лишь от величины воспринимаемого звукового давления. Для получения спектров шума (уровней звукового давления в каждой октавной или третьоктавной полосе частот) используют анализаторы шума, представляющие собой электрические фильтры, работающие совместно с шумомером.

Среднегеометрические частоты октавных и третьоктавных полос строго стандартизированы:

-для октавных полос – 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц

(при нормировании шума);

-для третьоктавных полос – 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500 и 3150 Гц (при расчете и измерении звукоизоляции строительных конструкций).

Нормирование шума производится в соответствии с требованиями СП 51.13330.2011 «Защита от шума» [1]. Шум считается допустимым, если измеренные уровни звукового давления во всех октавных полосах нормируемого диапазона частот (31,5 ÷ 8000 Гц) не превышают нормативных значений.

Применяют и другой метод, основанный на интегральной оценке всего частотного диапазона. В этом случае нормируется уровень звука в дБА, т.е. по шкале «А» шумомера.

Допустимые уровни звукового давления и уровни звука для некоторых видов помещений жилых и общественных зданий приведены в таблице №1.

12

Таблица 1

Допустимые уровни звукового давления и уровни звука для некоторых видов помещений

Для оценки непостоянного шума (т.е. изменяющегося во времени более чем на 5 дБ или дБА, например, транспортного) используют эквивалентные уровни звукового давления во всех октавных полосах нормируемого диапазона частот (Lэкв, дБ), эквивалентные уровни звука (LАэкв в дБА), а также максимальные уровни звука (LАмакс в дБА). Для их измерения применяются специальные интегрирующие шумомеры.

6.Распространение звука в замкнутом помещении

6.1.Отражение и поглощение звука

Впомещениях различают прямой звук, идущий непосредственно от источника, и отраженный от поверхностей. Вследствие многократных отражений звуковых волн и суммирования энергии прямых и отраженных волн в помещении устанавливается звуковое поле с определенными уровнями звукового давления. Кроме того, звуковая энергия поглощается строительными конструкциями, а также проходит через них.

13

2

1

Рисунок 7- Схема отражения, прохождения и поглощения звука:

1 – падающий звук; 2 – отраженный звук; 3 – звук, прошедший через конструкцию; 4 – поглощенный звук

Отношение поглощенной звуковой энергии к падающей называется ко-

где Епад и Еотр – энергия падающих и отраженных звуковых волн.

где Епогл и Епрош – энергия, поглощенная материалом ограждения, и энергия, прошедшая через ограждение.

Отношение энергии отраженного звука Еотр к энергии Епад представляет собой коэффициент отражения β:

Отношение энергии прошедшего через преграду звука Епрош к энергии

Епад представляет собой коэффициент прохождения звука τ:

Обычные строительные материалы имеют невысокие значения коэффициента звукопоглощения α. Например, для бетона на частоте 500 Гц значение α составляет 0,01 (т.е. только 1% звуковой энергии поглощается, а остальные 99% отражаются в помещение. Специальные звукопоглощающие материалы (звукопоглотители) имеют коэффициенты звукопоглощения в десятки раз больше (от 10 до 100 раз).

14

6.2. Основные методы расчета параметров звукового поля

Существующие методы расчета параметров звукового поля основаны на

волновой, геометрической и статистической акустике.

В геометрической акустике при рассмотрении отражения звуковых волн от поверхностей помещения используют понятие звукового луча (линии, перпендикулярной фронту волны во всех его точках, которая указывает направление распространения звуковой волны).

Законы построения картины отражений звука то поверхностей аналогичны законам геометрической оптики.

R

Рисунок 8 - Отражение звуковых лучей от поверхностей:

а – плоской; б – криволинейной; И – источник звука; R – радиус кривизны; 1 – прямой звуковой луч; 2 – отраженный звуковой луч

При незначительном звукопоглощении через каждую точку в объеме помещения, помимо прямых волн, одновременно проходит большое количество отраженных звуковых волн, распространяющихся по всевозможным направлениям. Статистическая теория акустики основана на предположении, что в помещении под действием источника звука возникает диффузное звуковое поле. Оно характеризуется тем, что во всех точках звукового поля уровни звукового давления постоянны.

Для учета звукопоглощения принимается величина среднего коэффици-

ента звукопоглощения

где Sобщ – суммарная площадь поверхностей помещения; Аобщ – суммарное звукопоглощение в помещении.

Суммарное звукопоглощение Аобщ определяется как сумма произведений коэффициентов звукопоглощения отдельных поверхностей на их площади.

15

Кроме того, учитывается звукопоглощение (А) отдельными объектами (людьми, предметами обстановки и т.п.):

Произведение α S представляет собой звукопоглощение данной поверх-

ности. Величина А = α S называется эквивалентной площадью звукопоглощения

этой поверхности.

Рассмотрим помещение с расположенным внутри некоторым источником звука. Звуковые волны, многократно отражаясь от поверхностей помещения и от находящихся в нем предметов, приходят к слушателю. После прекращения звучания источника в помещении звук исчезает не мгновенно: сначала исчезает прямая энергия звукового сигнала, затем энергия последующих отражений. Так как при каждом отражении часть звуковой энергии теряется, происходит спад уровня звукового давления в помещении.

Процесс постепенного затухания звука после прекращения действия источника звука называется реверберацией. Время, в течение которого происходит затухание звука, называется временем реверберации. В качестве эталона принято время затухания плотности звуковой энергии в 106 раз, что соответствует уменьшению уровня звукового давления на 60 дБ. Это время называется

временем стандартной реверберации (Т) и измеряется в секундах. Обычно в расчетах этот термин заменяется термином «время реверберации».

Полученное Сэбином эмпирически выражение для определения времени реверберации имеет вид:

где V – объем помещения, м3; Аобщ – суммарное звукопоглощение в помещении, м2.

Использование формулы Сэбина дает достаточно точные результаты только в случаях, когда средний коэффициент звукопоглощения в помещении αср, определяемый по формуле (9), не превышает 0,2.

В общем случае расчет времени реверберации в помещении производится по формуле Эйринга:

где φ(αср) – функция среднего коэффициента звукопоглощения, определяемая по выражению φ(αср) = – ln(1–αср).

16

Рисунок 9 - Динамика изменения уровня звукового давления в помещении: 1 – момент включения источника звука; 2 – момент выключения источника;

А – зона нарастания звука; Б – зона установившегося режима; В – зона затухания звука (процесс реверберации); Т – время стандартной реверберации

Для каждого помещения в зависимости от его назначения и объема существует оптимальное время реверберации, которое зависит от объема помещения и его назначения.

7. Распространение шума в зданиях

Причиной шума в зданиях являются как внешние, так и внутренние источники. Внешние источники шума – автомобильный и железнодорожный транспорт, трамваи, самолеты, промышленные предприятия, трансформаторные подстанции и т.п. (поз. 6 рисунок 10). Внутренние источники шума – это инженерное и санитарно-техническое оборудование, бытовые приборы, громкая музыка и т.п. (поз. 1 ÷ 5 рисунок 10).

Рассмотрим основные источники шума и пути его распространения в здании.

Если источник шума не связан с конструкциями (громкоговоритель, разговор и т.п.) и передача звуковой энергии из одного помещения в другое происходит в результате колебания конструкции, разделяющей эти помещения, то такой шум называют воздушным (поз. 1 на рисунке 10). Источниками воздушного шума являются бытовые приборы и оборудование, разговор людей.

При ударах по конструкциям здания (ходьба, падение предметов и т.п) передача энергии происходит также за счет колебания этих конструкций и излучения звуковых волн в изолируемое помещение. Такой шум называется ударным (поз. 2 на рисунке 10).

17

Структурным называют шум при излучении его конструкцией, жестко связанной с каким-либо вибрирующим механизмом, например, насосными, вентиляционными и лифтовыми установками (поз. 3 рисунок 10).

Пути передачи шума в изолируемое помещение могут быть прямыми (поз. 1 и 2 рисунок 10) и косвенными (обходными) (поз. 3 и 4 рисунок 10). Косвенная передача шума возможна из-за того, что колебания, вызванные воздушным или ударным шумом, распространяется по смежным конструкциям, которые излучают шум в помещения, расположенные даже на значительном расстоянии от источника.

Рисунок 10 - Распространение шума в здании:

1 – прямой путь распространения воздушного шума; 2 – прямой путь распространения ударного шума; 3 – косвенный путь распространения воздушного шума; 4 – косвенный путь распространения ударного шума; 5 – структурный шум; 6 – наружный шум

19

8.2Нормирование звукоизоляции ограждающих конструкций зданий

Всоответствии с [2] нормируемыми параметрами звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий

являются индекс изоляции воздушного шума Rw (дБ). Данный параметр в соответствии с [2] он является нормируемым одночисловым параметром звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.

Нормативные значения индесов изоляции воздушного шума внутренними

ограждающими конструкциями Rw для некоторых типов жилых и общественных зданий приведены в таблице2.

Таблица 2

Требуемые нормативные индексы изоляции воздушного шума ограждающих конструкций

Строительная конструкция будет удовлетворять нормативным требованиям по звукоизоляции от воздушного шума, если фактический индес изоляции воздушного шума Rw не менее значений, представленных в таблице 2.

8.3. Методика определения индекса изоляции воздушного шума внутренними ограждающими конструкциями зданий

На основании полученной расчетно-графическим методом частотной характеристика звукоизоляции ограждения в нормируемом диапазоне частот, в соответствии с методикой СП 51.13330.2011 «Защита от шума» [2] (с изменением № 2 от 17 января 2022г.), определяется одночисловой параметр оценки звукоизолирующей способности ограждающей конструкции.

Индекс изоляции воздушного шума Rw ограждающей конструкцией с известной (экспериментально определенной или теоретически рассчитанной) ча-

20

стотной характеристикой изоляции воздушного шума определяется путем сопоставления этой частотной характеристики со специальной оценочной кривой.

Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума однослойными плоскими тяжелыми ограждениями сплошного сечения в соответствии с п. 9.1 [1] производится в следующей последовательности. Расчет оформляется в виде таблицы и сведенных на 1 рисунок частотных характеристик.

1. Находим координаты точки В.

1.1Абсциссу точки В (частоту fB) определяем по таблице 3 [1] в зависимости от толщины и плотности материала конструкции.

Примечание: 1) h – толщина конструкции в м;

2) Для промежуточных значений плотности материала ρ частота fB определяется интерполяцией.

Вычисленное значение fB округляем до ближайшей среднегеометрической третьоктавной частоты, в пределах которой находится вычисленное значение fB. Границы третьоктавных полос представлены в таблице 4 [1].