Лабораторная работа № 3Э

Исследование звукоизоляции ограждающих конструкций

1.Теоретическая часть

1.1.Основные источники акустических излучений в жилой застройке. Анализ источников шума.

Основные понятия и определения по характеристикам шума приведены в теоретической части лабораторнорй работы № 1 Шум в жилых домах складывается из проникающего внешнего шума и собственного

внутреннего шума, возникающего при работе санитарно-технического, инженернотехнологического оборудования, бытовых приборов, при игре на музыкальных инструментах, передвижении людей и мебели, разговорах, криках детей и т. д. Отдельные шумы зависят от культуры и режима жизни населения дома, поэтому основное внимание при изучении квартирного шума было обращено на источники, определяющие более или менее постоянный шумовой режим внутри жилого дома.

Источники городского шума — транспорт, промышленность, внутридомовое оборудование, радио, активная деятельность людей (спорт, песни, крик и т.п.) в акустическом отношении характеризуются уровнями звука и уровнями звукового давления в октавных полосах частот, а также распределением уровней во времени.

Пути проникновения шума в квартиру показаны на рисунке 1.1

Рис. 1. 1. Пути проникновения шума в квартиру.

1.2. Изоляция ограждающих конструкций от воздушного звука.

С точки зрения строительной акустики, ограждающие конструкции подразделяются на: однослойные, колеблющиеся как одно целое и многослойные, способные колебаться с разными для каждого слоя амплитудами.

Акустически однородные однослойные ограждения состоят из однородного строительного материала или нескольких слоев различных, но по техникоакустическим свойствам родственных строительных материалов, полностью связанных между собой и по всей поверхности (например, слой каменной кладки и слой штукатурки). Многослойные ограждения состоят из слоев, не имеющих друг с другом жесткой связи; между слоями имеются воздушные прослойки или проложены мягкие изоляционные слои.

Звуковые волны, возникающие в воздухе, падая на ограждения, вызывают в них изгибные волны, которые излучаются в соседние помещения как воздушный шум. Мощность передаваемого звука зависит от различных факторов: частоты, веса ограждений, углов падения звуковых волн, размеров ограждений, их материала, типов стыкования ограждений.

Звукоизолирующая способность ограждения от воздушного звука определяется как десятикратный десятичный логарифм отношения звуковых мощностей падающего звука к прошедшему через ограждение звуку:

где P1—падающая звуковая мощность; P2— прошедшая звуковая мощность.

В частотной характеристике звукоизоляции однослойных ограждений можно выделить три различных диапазона (рис.1. 2) Звукоизоляция в первом частотном диапазоне определяется жесткостью ограждения и резонансными явлениями. В этом частотном диапазоне звукоизоляция не поддается расчету. Однако у большинства однослойных ограждений собственная частота колебаний лежит ниже интересующего нас частотного диапазона (ниже 50 Гц), выше дву-троекратной величины низшей резонансной частоты.

Рис. 1.2. Частотные диапазоны звукоизоляции от воздушного звука однослойных ограждений.

Второй диапазон звукоизоляция обычно определяется массой панели, и ограждение можно рассматривать как состоящее из большого количества отдельных масс, колеблющихся независимо одна от другой. В этом частотном диапазоне звукоизолирующую способность ограждения определяют с учетом беспорядочного падения звуковых волн по так называемому закону массы:

R = 20 lg Р*f – 47, 5 (2)

где Р - вес панели в кг / м2 ; f – частота звука в Гц.

В третьем частотном диапазоне звукоизолирующая способность зависит не только от массы, но и от жесткости конструкции.

При наклонном падении звуковых волн падающая под углом волна передает свою энергию ограждению и вызывает в ней бегущую волну изгиба ограждений. При определенных условиях длина изгибной волны в преграде может оказаться равной проекции длины падающей звуковой волны /sin . В результате такого совпадения амплитуда волн изгиба значительно возрастает и при отсутствии потерь на трение наступает полная передача звуковой энергии по другую сторону ограждения. Это явление получило название эффекта волнового совпадения . (рис.1.3)

Ухудшение звукоизоляции ограждения из-за эффекта волнового совпадения

34

происходит в определенной (для данного ограждения) области частот, начиная с некоторого значения частоты, называемой критической. Выражение для критической частоты при диффузном падении звуковых волн имеет вид:

(3)

где Е— модуль упругости в кг/см2; h —толщина преграды в см;

— плотность материала в кг/м3.

Рис. 1.3. Схема возникновения эффекта волнового совпадения /—падающая волна. 2—отраженная волна 3 — прошедшая волна 4 — направление изгибной волны, 5 — колеблющаяся панель.

В области эффекта совпадения снижение звукоизоляции достигает 10—20 дБ, а сама область пониженной звукоизоляции, располагаясь выше критической частоты fкр, занимает интервал частот примерно в одну октаву. Номограмма для определения критической частоты ограждений из различных материалов показана на рис. 1.4. В настоящее время слоистые и многослойные конструкции находят все более широкое применение в практике строительства.Звукоизоляционные качества двойной перегородки с несвязанными жестко панелями зависят от массы панелей, толщины воздушного промежутка между панелями, критической частоты каждой панели, от резонанса всей конструкции (масса — воздух — масса) и от углов падения звуковой волны.

Собственная частота колебаний двойных ограждений должна быть по возможности низкой (меньше 100 Гц). Собственную частоту можно определить по следующей формуле:

(4)

где S1 — динамическая жесткость среднего слоя в кг/см3; P1 и P2— вес стенок в кг/м2.

На частотах выше критической наличие жесткой боковой связи значительно снижает звукоизоляцию двух и многослойных стен вследствие косвенной передачи звука — перехода изгибных волн из одной панели в другую через связи по контуру.

Снизить вес перегородок при заданной звукоизоляции можно применением двойных перегородок.

Звукоизолирующая способность двойных перегородок зависит от: 1) способа закрепления двойной перегородки по контуру, которое должно быть либо жесткое, либо смешанное;

35

2)тщательности заделки мест сопряжении перегородки между собой и другими ограждениями;

3)толщины воздушного промежутка;

4)степени заполнения воздушного промежутка материалом с высоким коэффициентом звукопоглощения (за исключением перегородок из пористых материалов и мягких на изгиб элементов);

5)соотношения масс и жесткостей составляющих ветвей двойной перегородки. Звукоизоляция однородных двойных перегородок может быть также определена на основе ориентировочного расчета.

Частотная характеристика звукоизолирующей способности двойной перегородки определяется в зависимости от суммарного веса перегородки по методу, изложенному выше. Звукоизолирующая способность повышается во всех узкоктавных полосах частот на число децибелов, определенное по графику, изображенному на рис. 1.5., в зависимости от толщины воздушного промежутка.

Рис. 1.4. Номограмма для определения критической частоты.

1 — резина; 2 — пробка; 3—свинец; 4 — гипс; 5 — плексиглас; 6—бетон; 7 — чугун, дуб; 8 — алюминий, сталь, стекло, сосна.

Необходимо отметить, что точная оценка звукоизоляционных качеств перегородок может быть сделана только путем проведения экспериментальных измерений.

36

Рис. 1.5. Влияние толщины воздушного промежутка на звукоизолирующую способность от воздушного звука двойной перегородки 1 — железобетонная перегородка, 2 — гипсошлакобетонная перегородка, 3 — легкобетонная перегородка.

1.3. Расчет звукоизоляции ограждающих конструкций.

1) Требуемую звукоизоляцию от шума, создаваемого звуковой волной, распространяющейся по воздуху (воздушный шум) рассчитывают в октавных полосах частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Для проведения расчета определяют общее количество ограждений или элементов ограждений (стены, окна, двери, перекрытия и т. п.), через которые шум может проникать в изолирующее помещение. Требуемую звукоизолирующую способность рассчитывают отдельно для каждого элемента ограждения (перекрытие, дверь и т.

п.).

В случае проникновения шума из помещения с источником шума в смежное помещение (изолируемое), звукоизолирующая способность определяется:

где: LРсум - суммарный октавный уровень звуковой мощности всех источников шума в помещении, дБ, .

n - общее количество источников шума в шумном" помещении, шт.,

Вш и Ви - соответственно постоянные "шумного" и изолируемого помещений, м2;

Si - площадь рассматриваемого ограждения или его элемента, через который шум проникает в соседнее помещение, м2;

Lдоп - допустимый уровень звукового давления в изолируемом помещении, дБ, определяется по ГОСТ и СанПиН;

m - общее количество принимаемых в расчет отдельных элементов ограждения, шт; Lср - средний октавный уровень звукового давления в шумном помещении, дБ.

.

Звукоизоляционные качества полов от ударного звука принято оценивать разностью частотных характеристик приведенных уровней ударного шума в помещении под перекрытием до, и после устройства пола.

37

(7)

где Ln0 -приведенный уровень ударного звука в помещении под несущей частью перекрытия без пола при работе на нем стандартной ударной машины в дБ;

Ln – приведенный уровень ударного звука в помещении под перекрытием с полом при работе на нем стандартной ударной машины в дБ.

2. Экспериментальная часть

Запуск программы. Для успешного запуска программы необходимо включить компьютер и дождаться до окончания загрузки операционной системы.

Запуск программы осуществляется путем двойного щелчка левой клавишей мыши на исполняемом модуле программы с расширением *.EXE, который можно найти с помощью программы «Проводник» операционной системы.

Второй способ запуска программы – двойной щелчок правой клавишей мыши по ярлыку программы, размещенном на рабочем столе.

Последовательность выполнения программы

Выполнение программы начинается с заполнения формы авторизации

(см. рис. 2.1)

Рис. 2. 1

Сначала нужно указать номер студенческой группы, затем фамилии студентов. После ввода фамилии и номера группы необходимо кликнуть мышью «приступить». Появится «цель работы». Записать её и нажать «продолжить». Дальше появится задание на выполняемою работу. Внимательно изучить, и нажать «продолжить».

Непосредственное выполнение программы:

Расчетный модуль представляет собой последовательно вызываемые окна. Для перехода по окнам модуля используются ссылки в окне выбора задания. (см.

рис. 2.2)

38

Рис. 2.2

Для построения графиков зависимостей, необходимо предварительно выбрать типы звукоизолирующих материалов.

1) Построить график зависимости уровня шумопоглащения от толщины звукоизолирующей перегородки. Для этого необходимо подвести указатель мыши на «График 1» и нажать левую кнопку мыши. Появиться окно. (см. рис. 2.3)

Рис. 2.3

В котором необходимо выбрать «Вид материала» следующим образом: Встать курсором мыши на стрелочку, и нажать левую кнопку мыши, и выбрать вид соответствующего материала. (см рис.2. 4)

39

рис.2. 4

Аналогичным способом выбрать толщину выбранного материала. Для построения графика, после выбранных элементов необходимо нажать «Построить график». После этого всплывёт окно построенного графика. (см. рис. 2.5)

р

Рис. 2. 5

40

рис. 2.6

Для продолжения выполнения работы необходимо нажать «Закрыть». Вы вернётесь

кпредыдущему окну. (см. рис. 2.3) Дольше необходимо нажать «Завершить». Это вернёт вас к первоначальному окну. (см. рис.2. 2)

2)Построить график зависимости dl от уровня шума в шумном помещении, относительно допустимых норм. Для этого необходимо подвести указатель мыши на «График 2» и нажать левую кнопку мыши. Появиться окно. (см. рис. 2.6)

Аналогичным способом, как и на Рис. 4 выбрать «Вид трудовой деятельности». И для построения графика необходимо нажать «Построить график». Всплывёт окно построенного графика. (см. рис. 2.7).

Для продолжения выполнения работы необходимо нажать «Закрыть». Вы вернётесь

кпредыдущему окну. (см. рис.2. 6) Дальше необходимо нажать «Закрыть». Это вернёт вас к первоначальному окну. (см. рис.2. 2)

2)Выполнение «Задания 3». Для этого необходимо подвести указатель мыши на «Задания 3» и нажать левую кнопку мыши. Появиться окно. (см. рис. 2. 8) В котором необходимо ввести площадь ограждающей поверхности Se в пределах (от 11 до 200), уровень звуковой мощности источника Lp в пределах (от 85 до 120), радиус гулкости помещения r в пределах (от 1 до 10) и коэффициент поглощения α в пределах (от 0,1 до 0,9). После чего необходимо выбрать «Конструкцию» и «Условие прилегания» таким же способом как показано на рис.2. 4. После чего необходимо вычислить Lзи треб., для этого необходимо нажать «Вычислить».

41

Рис. 2.7

На этом выполнение лабораторной работы заканчивается.

Закрытие программы осуществляется нажатием правой клавишей мыши по крестику, расположенному в правом верхнем углу программы, либо нажатием сочетания клавиш на клавиатуре ALT+F4, либо нажатием на кнопку «Выход».

рис. 2.8

3. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

42