1.Понятие об уровне силы звука и громкости.

Уровень силы звука понятие которое используется на практике L уровень силы звука = 10 lg I/I дБ

Шкалу придумал Белл. 1/10 Бела=1децибелл В связи с тем, что звуки, имеющие одну и ту же силу, но разную частоту вызывают у человека

ощущение разной громкости, введено понятие уровня громкости звука. Единица уровня громкости [фон].

Фон - это уровень громкости стандартного тона частотой 1000 Гц и уровнем силы звука 1дБ, т.е. уровень громкости в фонах для частоты 1000 Гц равен уровню силы звука в дБ.

2.Виды звуковых волн. Распространение звука в помещениях.

продольные (в воздухе, жидкостях и твердых телах)колебание частиц среды происходит в направлении распространения частички не движутся

поперечные (в твердых телах)колеблются в перпенд. направ. Распростростр. Волны волна вправо частички вверх вниз

изгибные (в строительных конструкциях: балках, плитах)

3.Коэффициент звукопоглощения. Звукопоглощающие материалы и конструкции.

Звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители) могут быть подразделены на следующие группы:

пористые материалы; резонирующие панели; перфорированные конструкции; штучные поглотители.

Коэффициент звукопоглощения таких материалов увеличивается с повышением частоты звуков.Основой для пористых материалов (с незамкнутыми порами) служат минеральная крошка, гравий, пемза, шлак, древесное волокно, асбест, стекловолокно и другие с использованием в качестве вяжущего цемента, жидкого стекла, битума, смол и т. п.

К пористым материалам относятся также драпировки, ковры, мягкие синтетические покрытия.

Резонирующие панели представляют собой тонкие пластины, закрепленные на относе (т.е. с промежутком) от поверхности. Под действием звуковых волн панели начинают колебаться. Максимальные амплитуды колебаний наблюдаются при совпадении частот собственных с вынужденными.

Отсюда избирательный характер звукопоглощения, в основном в области низких частот. В качестве пластин могут применяться фанера, металл, стекло, пластик и т. п.

Перфорированные конструкции представляют собой слой пористого материала, закрытого перфорированным экраном. Частотная характеристика звукопоглощения регулируется подбором материала, шагом, размером и формой отверстий, толщиной и размером экрана. Достаточно большое значение коэффициента звукопоглощения можно получать в любой области частот.

Штучные звукопоглотители выполняют из перфорированных звукопоглощающих конструкций, объединенных в коническую, кубическую или другую формы, подвешенные как можно ближе к источникам шума и в зонах концентрации звуковой энергии.

4.Сложение уровней силы звуков нескольких источников.

При совместном действии двух источников шума результирующий уровень силы звука не может быть выражен их простым сложением: необходимо складывать их интенсивности или квадраты соответствующих звуковых давлений, пользуясь формулой:

Lрез. = 10 lg (I1/I0 + I2/I0) = 10 lg (P12/P02 + P22/P02)

При n одинаковых источниках шума суммарный уровень равен L = L1+10 lg n

Сложение уровней производят последовательно, начиная с максимального. Сначала определяют разность двух складываемых уровней, затем добавку к более высокому уровню.

5.Явления при отражении звука.

Когда размеры отдельных участков поверхности больше длины звуковых волн, плоская поверхность сохраняет рассеивание отраженных звуковых волн, выпуклая всегда увеличивает рассеивание звуков, вогнутая в зависимости от расположения источника звука (И) по отношению к центру кривизны поверхности (т. О) фокусирует отраженные звуки, отражает направленно или рассеивает их.

По отношению к звукам различных частот в зависимости от размеров криволинейных (ломанных) участков одна и та же поверхность может или отражать звуки направленно, или рассеивать их.

Отраженные звуковые лучи доходят до слушателя с некоторым запаздыванием после прямых звуков. Они могут быть подразделены на 2 группы:

1 - отражения, достигающие слушателя за время, меньшее критического интервала. При этом под критическим интервалом понимается время между отдельными звуковыми импульсами, когда человек воспринимает их раздельно.

При меньшем интервале человек воспринимает два импульса как один звук. Эти отражения способствуют усилению звука.

2 - отражения, достигающие слушателя за время, превышающее критический интервал: такие отражения в зависимости от их интенсивности могут создавать эхо и помехи, ухудшающие слышимость.

Величина критического интервала зависит от частоты чередования импульсов (например количества слогов в секунду), от интенсивности звука, направления прихода звуков к слушателю. В среднем для речи он составляет 0.05сек.

При превышении критического интервала времени отраженное повторение доходит до слушателя в виде эхо, т.е. когда между восприятием прямого и отраженного звуков образовалась пауза.

В закрытых помещениях эхо образуется чаще всего при отражении звука потолком и задней стеной и вызывает помехи для слушателей передних рядов и оратора.

Между параллельными стенами звуковые волны могут отражаться многократно и может возникать порхающее эхо. То же может наблюдаться между несколькими поверхностями, когда многократные отражения возвращаются повторно в исходный пункт

6.Критерии качества акустики залов.

Реверберація.

Звуковой импульс, возникающий в какой либо точке помещения, очень быстро (со скоростью равной 340 м/сек) достигает поверхностей, ограничивающих помещение, частично проходит через ограждение, частично поглощается в ограждении и отражается от поверхности ограждения. Поскольку скорость распространения звука велика, отражения следуют один за другим с большой частотой. В результате многократного отражения звук в помещении после выключения источника затухает постепенно.

Продолжения звучания после выключения источника называется реверберацией.

Время, в течении которого интенсивность звука уменьшается в миллион раз, принято называть - стандартным временем реверберации данного помещения. Уменьшение интенсивности (силы звука) I в миллион раз соответствует снижению уровня силы на 60 дБ, что означает практически полное замирание звука. Это снижение можно определить по формуле

где I1/I2 - отношение начальной интенсивности к конечной

Стандартное время реверберации Т зависит от размеров, формы помещения и поглощения звука ограждениями и находящимся в помещении предметами.

Чем больше поглощение, тем слабее отраженный сигнал, тем быстрее замирает звук.

7.Выбор формы зала в плане.

3

Рис.6. 1. Форми залiв у планi:

1.напiвкругла;

2.прямокутна;

3.прямокутна зi скошеними кутами;

4.трапецiїподiбна;

5.трапецiїподiбна зi скошеними кутами;

6.cхiдчаста.

Перевагою таких планiв залiв і мiнiмальний шлях розповсюдження звуку мiж слухачами та виконавцем, але це вимагає сплачувати спецiальної акустичної обробки поверхонь, щоб не допустити фокусування вiдбитих звукових хвиль.

При виборi профiлю залу в розтинi необхiдно звертати увагу на висоту стелi, ухил пiдлоги. Слiд врахувати, що ухил пiдлоги, який збудований по лiнiї мiнiмального пiдйому, i який забезпечує видимiсть, вiдповiдає й вимогам акустики, забезпечуючи задовiльне проходження прямої звукової енергiї до кожного слухача. Щодо стелi, це найбiльш важлива поверхня, що розподiляє звукову енергiю по площi, зайнятою слухачами.

З iї допомогою кориснi вiдбивання спрямовуються на останнi мiсця залу, де рiвень сили звуку значно cлабкiше внаслiдок збiльшення вiдстанi, вбирання звукової енергiї поверхнею пiдлоги, зайнятого слухачами. Тому положення пiдлоги та форма не можуть бути довiльними.

Плоска стеля вiдповiдає вимогам акустики в примiщенях невеликої висоти. Проте, при висотi примiщень 10-12 м перша частина залу - партер позбавляєтся перших корисних вiдображень з запiзненням до 0,02 - 0,03 сек., а запiзнення на 0,05 сек. i бiльше призводять до утворення луни, i тому взагалi першi лави cлухачiв потрiбно позбавляти вiдбото енергiї за рахунок порталу. Звук сухий, неживий.

Паралельнiсть пiдлоги i стелi створює умови для утворення стоячих хвиль. (У залi з слухачами стоячi хвилi не утворяться у зв'язку з поглинанням звукових хвиль).

Замiсть плоскої стелi застосовують схiдчасту, гофровану або ломану, подiляючи поверхню на окремi дiлянки, що спрямовують кориснi вiдбивання на рiзнi мiсця залу, забезпечуючи їх запiзнення до 0,02 - 0,03 сек. (Рiзниця перебiгу вiдображених i прямих звукових хвиль 7 - 10 м).

8.Выбор формы зала в разрезе.

Рис. 6.2. Форми залiв у розрiзi:

1.з плоскою стелею;

2.зi схiдчастою стелею;

3.з ломаною стелею;

4.з гофрованою стелею;

5.з криволiнiйною стелею.

9.Стандартное и оптимальное время реверберации.

Процесс затухания уровня звукового давления в помещении после прекращения звучания источника называется реверберацией.

Время, в течении которого интенсивность звука уменьшается в миллион раз, принято называть - стандартным временем реверберации данного помещения.

Значение времени реверберации, при котором акустические качества помещения оказываются наилучшими, называется оптимальным временем реверберации данного помещения.

Величина оптимального времени реверберации определяется назначением и размерами помещения и частотой звука и приведена в специальной литературе.

10.Артикуляция.

11.Размещение звукопоглощающих материалов в залах.

Требование звкоизоляции от ударного шума предъявляется к междуэтажным перекрытиям. Звукоизоляция ударного шума определяется приведенным уровнем звукового давления Lп, возникающим в помещении под перекрытием при работе стандартной ударной машины. (Последняя производит 10 ударов в сек. Пятью молотками массой 0,5 кг, падающих с высоты 4 см.).

Lп = Lу – 10 lg Ао/А дБ,

Где Lу – измеренный уровень звукового давления;

Ао = 10 м2 – стандартное звукопоглощение;

А - фактическое звукопоглощение в помещении под перекрытием.

Частотная характеристика Lп определяется в диапазоне 100-300 гц, сравнивается с нормативной и путем сравнения вычисляется индекс Iу превышение уровня

Iу = 70 - Dу

Методика уравнения приводится в СниП II-12-77

Физический смысл индекса Iу – это примерно величина уровня шума под перекрытием при работе стандартной ударной машинах. Перекрытия удовлетворяет требованиям звукоизоляции от ударного шума, если Iу меньше нормативного Iун

Iу ³ Iун

Нормативное значение Iун для перекрытий жилых зданий – 70 дБ.

17.Звукоизоляция легких ограждений от воздушного шума.

19.Приближенный метод расчета изоляции воздушного шума однослойных ограждений.

Данный момент применим для конструкций из бетона, железобетона, кирпича, гипсобетона и т.п. с поверхностной плотностью от 100 до 1000 кг/м2, т.е. акустически однородных. (Сюда входят и конструкции с пустотами). Исходные данные для расчета: материал, плотность, толщина ограждения. Порядок расчета приводим в примере.

Пример II-1.

Построить частотную характеристику звукоизоляции перегородкой из бетона толщиной h = 85 мм плотностью r = 2100 кг/м3.

1.Определяем поверхностную плотность перегородки Mп = r × h = 2100 × 0,085 = 178 кг/м3

2.Строим график в прямоугольной системе координат.

По оси абцисс в логарифмическом масштабе откладываем частоты. Каждое удвоение частоты, называемое октавой, наносим через равные отрезки. Каждый из отрезков делим на 3 равные части (1/3 октавы). По оси ординат откладываем величину звукоизоляции R в дБ.

3. В зависимости от толщины ограждения (h ), поверхностной плотности (Mп) материала перегородки (тяжелый бетон, легкий, кирпич и т.д.) определяются координаты точки В – частоту fв и величину звукоизоляции Rв на этой частоте. Графики для определения приведены в СниП II-12-77 и в пособии «Звукоизоляция в гражданских зданиях» – методкабинет, ауд. 483.

При ρ = 2100, h = 0,085 fв = 300 гц.

4. Наносим точку В на график. Из точки В влево проводим горизонтальную прямую, вправо с наклонной 7,5 дБ на октаву до точки С с ординатой 60 дБ. Из точки С проводим горизонтальную прямую вправо. Это и будет частотная характеристика звукоизоляции.

Наносим на график нормативную кривую. Результаты расчета сводим в таблицу.

δ = Rв Rвн

-28,5

Sбср = − 28,5 Ð× 2 18

Iв = 50 – q = 41 дБ.

При ориентировочных расчетах индекс изоляции воздушного шума может быть определен по формуле

к – коэффициент, зависящий от вида конструкции.

Для плоских тонких однослойных ограждающих конструкций (асбестоцементные плиты, сухой штукатурки, стекло, стальные листы, оргстекло и т.п.) частотные характеристики определяются графически в зависимости от толщины и материала.

Порядок построения частотной характеристики:

1.Строим прямоугольную систему координат;

2.Определяем координаты точки В и С;

fв , fс, Rв Rс

По таблице СНиП II-12-77.

Характер кривой приведен на рисунке.