2. Излучение и распространение звука

Явление излучения звука источниками, а также элементами шумозащитных конструкций имеют сложный характер. Но все они могут быть сведены к упрощенным моделям.

Так, все источники можно свести к трём простейшим (рис. 1.1):

• протяженная пластина, совершающая синфазные, т.е. имеющие одинаковую фазу по всей поверхности, колебания;

• точечный источник;

• линейный источник.

Рис. 1.1. Виды источников звука:

а – протяженная пластина; б – точечный источник; в – линейный источник

Если обозначить максимальный размер источника звука как а, а минимальный как b, то на расстоянии от источника звуковая волна плоская, от до — цилиндрическая, а при расстоянии более — сферическая. Если источник характеризуется линейным размером с, то на расстояниях до звуковая волна цилиндрическая.

Снижение УЗД по мере удаления от источников различной формы показано на рис. 1.2. При каждом удвоении расстояния от точечного источника УЗД снижается на 6 дБ, а от линейного — на 3 дБ.

Рис. 1.2. Зависимость звукового давления от расстояния до источника:

а – точечного; б – линейного; в – плоского

Затухание свободных колебаний в замкнутом объеме называется реверберацией.

Реверберация – процесс постепенного затухания звука в помещении при отключении источника за счёт собственных колебаний воздушного объёма. Длительность реверберации характеризуется стандартным временем реверберации, т.е. временем, в течение которого интенсивность звука уменьшается в 10⁶ раз, а его уровень на 60 дБ. Чем меньше отражений в помещении, тем меньше время реверберации, чем больше время реверберации, тем более гулкое помещение.

3. Поглощение, отражение и прохождение звука

Звуковая энергия, падающая на бесконечную ограждающую поверхность, частично поглощается, частично отражается от неё, а частично проходит через неё (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема падения звука на преграду.

Согласно представленной на рис. 1.3 схеме, уравнение баланса звуковой энергии выглядит следующим образом:

т.е. интенсивность падающего звука (I_пад)_. равна сумме интенсивности поглощённого звука (I_погл), отражённого(I_отр) и прошедшего(I_пр).

Отношение интенсивности прошедшего звука к интенсивности падающего называется коэффициентом звукопроводности:

Звукоизоляцией называется величина, обратная звукопроводности. Звукоизоляция обозначает процесс отражения звука и является мерой, показывающей степень непрохождения звука через преграду. Значение звукоизоляции, дБ, определяется следующим образом:

Коэффициент звукопоглощения определяется отношением интенсивности поглощенного в конструкции звука к интенсивности падающего:

Звукопоглощение обозначает физический процесс перехода звуковой энергии в тепловую, а коэффициент звукопоглощения служит мерой звукопоглощения.

При распространении звука от различных источников может возникнуть процесс взаимодействия звуковых волн.

Интерференция волн - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны.

Дифракция волн – явление, наблюдаемое при прохождении волн мимо края препятствия путём его огибания.