Шумопоглинання і звукопроникність матеріалів
Проходження звуку через матеріал здатний бути описано рівнянням, аналогічним співвідношенням (1). Втім опис характеристик акустики матеріалів в себе включає не тільки поняття і величини, що характеризують звук як фізичне явище, а й пов’язані з характерними його фізіологічного сприйняття людиною. Також, для робітників має велике значення не тільки проходження звуку через матеріал, а й відображення його від поверхні матеріалу.
Хвиля звуку, як і кожна інша, може бути відображена променем, спрямованим перпендикулярно фронту поширення хвилі (рис 1).
Якщо відзначити IПАД — силу звуку (прім.6.4), що падає на матеріал (хвиля 1), IОТР — інтенсивність відбитого від матеріалу звуку (хвиля 2), Іпр — інтенсивність проходить (переломленого) звуку (хвиля 3), то IПАД -12 Вт / м 2. Найбільша інтенсивність, що викликає відчуття болю в слухових органах — больовий поріг, — 10 -12 Вт / м 2 .
Для характеристики величин, що змінюються в настільки великих інтервалах числових значень, зручно користуватися логарифмічною шкалою.
рис.1. Хвилі звуку (промені): 1 — падаючі на поверхню матеріалу з середовища; 2 — відбиті від поверхні; 3 — проходять в матеріал (заломлені). Кути: a — падіння і відбиття; b — заломлення.
Рівнем сили звуку (L) називається помножений на 10 десятковий логарифм відносини 2-ух сил звуку:
де I — інтенсивність даного звуку; IО — інтенсивність слабшого звуку, з яким порівнюється даний звук. Як Io можна прийняти рівень чутності.
Як правило величина L як логарифм відношення безрозмірна. Але все таки для чисельного значення логарифма використовують найменування децибел (дБ). Децибел застосовують як одиницю виміру. Hапример, рівень інтенсивності 60 дБ означає, що даний звук інтенсивніше, ніж рівень чутності в 10 6 разів.
Для звуку з частотою 1 кГц, до якого найбільш чутливо вухо людини, поняття "рівень інтенсивності" і "гучність" фактично збігаються.
У будівельній акустиці матеріал (виріб, конструкція) розглядаються як засіб створення звукового комфорту для людини. При цьому розрізняють два фактично важливих результату взаємного дії звуку з матеріалом.
ЗВУКОПОГЛОЩЕHІЕ — ослаблення відбитого звуку внаслідок поглинання частини звукової енергії поверхнею матеріалу. Людина, що сприймає звук, знаходиться в тому ж приміщенні, що і джерело звуку.
Шумоізоляція — ослаблення звуку, що проходить через конструкцію огорожі, внаслідок поглинання частини звукової енергії матеріалами огорожі. Джерело звуку і людина, що сприймає звук, розділені огорожею (стіною, перегородкою, перекриттям і т.п.).
Завдання шумопоглинання має велике значення, припустимо, для ослаблення шуму від працюючого в приміщенні обладнання.
У вуха працюють в шумному приміщенні одночасно потрапляють не тільки прямі звуки від джерел шуму, але і звукові імпульси, відбиті від стін, стелі, підлоги. При невдалому підборі матеріалів огорож відображенням відбуваються неодноразово, тобто шум практично не поглинається поверхнями конструкцій огорожі і в результаті неодноразово збільшується. Для ослаблення шуму варто використовувати матеріали, добре поглинають звукову енергію.
Кожен матеріал відрізняється показником поглинання звуку:
, (9)
де EПОГЛ і EПАД -відповідно кількість звукової енергії, поглиненої матеріалом і падаючої на нього за одне і те ж час.
Межі зміни a для тих чи інших матеріалів від 0 до 1. Так, для металів a — соті частки одиниці, для звичайних кам’яних матеріалів перекриттів і стін близько 0,1, для звукової штукатурки — 0,2, для м’яких ворсистих килимових матеріалів — 0 , 5 і більше. при a > або = 0,2 матеріал називають шумоизолирующим.
Величина коефіцієнта шумопоглинання встановлюється структурою матеріалу, характером його пористості, а ще модулем пружності, здатністю до деформування. Високі коефіцієнти шумопоглинання мають матеріали з великими наскрізними порами. Іноді з метою збільшення коефіцієнта шумопоглинання вироби (плити, плитки, листи) роблять перфорованими — з отворами (перфорацією) по всій території.
Схема на рис.2. показує, що звук гаситься в конструкції стелі підшивання з перфорованими плитами в результаті багаторазових відображень, в основному, в зазорі між перекриттям і стелею.
рис.2. Схема поглинання звуку в конструкції стелі підшивання з плитою (3), що має отвори перфорації. Зазор (2) розділяє плиту від перекриття (1). Звук гаситься в результаті послідовних відображень в точках а, b, c, d через що IОТР виявляється фактично дорівнює 0.
абсолютно подібно "заплутується" звук в некрізних порах складної форми, наприклад, на поверхні звуковий штукатурки. Тільки краще прибирають звук м’які ворсисті (волокнисті з поверхні) матеріали. В даному випадку при кожному відбитті звуку між волокнами (як у відкритих порах) втрачається більше звукової енергії, ніж в жорсткому матеріалі, з огляду на незворотного переходу її в енергію тепла. (Прим. 6.6)
Поглинання звуку матеріалами послаблює інтенсивність не тільки відображеної, але і яка проходить через матеріал звукової хвилі. Шумопоглинальну здатність матеріалу прийнято характеризувати показником звукопроникності (t), рівним відношенню інтенсивностей яка проходить через матеріал і падаючої на нього звукової хвилі:
. (10)
Шумопоглинаюча здатність огороджувальні конструкції (LЗІ) відрізняється різницею рівнів сили звуку до (L1) і після (L2) його проходження через огорожу:
Hапример, якщо параметр шуму у виробничому залі цеху L1 = 80 дБ, а в розташованому по сусідству (через стінку) побутовому приміщенні L2 = 20 дБ, то стінка послаблює звук на величину LЗІ = 60 дБ, тобто в мільйон разів. Якщо у виразі (8) I = IПАД, а IО = Іпр, то L = LЗІ
(12)
, (12.1)
де на відміну від (11) міститься показник звукопроникності t, що характеризує матеріали огорожі.
Величина коефіцієнта t залежить від пористості і модуля пружності матеріалу. Hаіменьшую, тобто найкращу щодо шумоізоляції величину мають матеріали з закритою пористістю і малим модулем пружності.
Шумоізолюючий матеріал в більшості випадків вважається разом з тим облицювальною. Він зобов’язаний мати красиву, декоративну поверхню. Шумопоглинаючий матеріал здатний бути захований всередині конструкції, в даному випадку умова декоративності до нього не пред’являють.
Багато матеріалів виконують дві звукові функції. Hапример, ворсове покриття на основі полімерів статі має якості як шумоїзолірующего, так і матеріалу для звукоізоляції. Hаружний ворс (відкриті пори) гасять відбитий звук. Ворс закріплений в пористої (спіненої) підоснові з закритими порами, що створюють опір проходить звуку.
Дата добавки: 2014-01-20; Переглядів: 3884; Порушення авторських прав?
Нам важлива ваша думка! Чи був корисний опублікований матеріал? Так | немає
Таблиця звукопроникність матеріалів для будівництва
Інтенсивність шумів всередині і поза будівлями
Сильний вибух (звук викликає відчуття болю)
Шум аероплана (мотора з пропелером)
Удар молота об сталеву плиту (викликає відчуття болю)
Шум в підземній ж / д дорозі при проходженні поїзда
Шум у величезній бюро друкарок
Дуже гучна радіомузика в квартирі
Досить гучна вулиця в мегаполісі
Неголосна радіомузика в квартирі
Дозволяє рівень гучності шуму, що проникає в приміщення різного призначення
Студії звукового кіно і радіомовні студії
Вольниці і музичні класи
театри, аудиторії, класні кімнати, бібліотеки
Приміщення для житла і готелі
У нашій практиці при підрахунку допустимого рівня гучності в приміщенні в більшості випадків виходять з даних табл. 56, вважаючи, що рівень гучності шумів, проникаючих в кімнату з сусідніх приміщень, повинен бути на 10 — 15 дб нижче рівня гучності звуків, що з’являються в самій кімнаті (за умовами її роботи). З табл. 55 видно, що тихому розмови відповідає рівень гучності 35 дб. З цієї причини рівень гучності в 20 дб вважається гранично допустимим для шумів, проникаючих в приміщення для житла.
Шум всередині приміщень, що викликається гучного людською мовою, має рівень 60 — 65 дб. Звідси випливає, що шумоізоляція між квартирних перегородок повинна бути близько 42 — 45 дб. З табл. 54 видно, що таку ізоляцію мають однорідні конструкції вагою від 150 до 270 кг / м 2. За тією ж формулою може бути визначена ступінь ізоляції конструкцій хоча і не однотипних, але тих, хто вагається також, як однорідні.
До подібних конструкцій відносяться, наприклад, будь-якого роду дерев’яні одношарові і багатошарові перегородки, в яких шари збиті гвоздкі, а окремі дошки з поверхні заштукатурені по драні.
При підрахунку потрібного ступеня ізоляції внутрішньоквартирних перегородок виходять з гучність голосу близько 50 — 60 дб; виходячи з цього цьому для того, щоб розмова, що відбувається в одній житловій зоні, що не був помітний і не заважав розмови в суміжній кімнаті, ступінь ізоляції перегородок повинна бути від 30 до 40 дб. Ізоляції перегородок повинна, зрозуміло, відповідати і ізоляція перекриття між поверхами.
Маленькі отвори і щілини сильно знижують шумоізоляцію перегородок. У звичайних між кімнатних дверях не можна уникнути нещільної пригону дверей в сінях. Навіть наскрізні замкові щілини мають дуже серйозний вплив на шумоізоляцію. Досягнення високої ізоляції дверей виходить: 1) ущільненням притворів за допомогою трубчастих або пружних прокладок з гуми; 2) закриттям аналогічними прокладками щілини між дверима та підлогою; 3) ущільненням полотен двері, яким надати можна шарувату конструкцію; 4) усуненням замкових щілин.
Втім шумоізоляція найбільш щільною і грунтовно приганяє двері не може бути вище 30 дб. Загальна шумоізоляція перегородки з дверима дуже мало перевершує шумоізоляцію самих дверей навіть в разі якщо шумоізоляція перегородки досить велика. Шумоізоляції перегородок повинна відповідати і шумоізоляція наявних в них дверей. З цієї причини практично не має сенсу задаватися для звичайних між перегородок для кімнати з дверима ізоляцією більше 30 — 40 дб.
Збільшення шумоізоляції дверей може бути досягнуто завішування дверей важкими драпіровками. Для зниження шумового рівня в ізольованої кімнаті слід нарощувати шумопоглинання в ній шляхом використання найрізноманітніших шумоизолирующих оздоблень.
Конструктивні прийоми збільшення шумоізоляції перегородок.
Зниження ваги перегородок без зниження ступеня їх шумоізоляції може бути досягнуто використанням шаруватих конструкції, в яких чергуються матеріали різного об’ємного ваги, і конструкцій із замкнутими повітряними порожнинами.
До шумоизолирующим відносяться матеріали пухкого або пористого будови, які в той же час володіють істотною звукопроникністю. Але при поширенні звукової енергії в дуже маленьких звивистих порах подібних матеріалів відбувається загасання хвиль звуку, що при хорошій товщині матеріалу або при комбінуванні його з ущільненим мало проникним матеріалом може бути застосовано як засіб ослаблення звукопередачи.
Крім того, відображення звуку від поверхні подібних матеріалів дуже мало, через що вони «поглинають» звуки і знижують шумнссть приміщення, в якому знаходиться джерело звуку або куди проникають зовнішні шуми.
До шумоизолирующим матеріалів відносяться, наприклад, всйлск, азбестова або шлаковата, тканини, різного роду матеріали з дефібрірованной деревини і т. П.
Ущільненим матеріалами може бути надано властивість шумопоглинання відповідної обробкою їх поверхні, як, наприклад, наданням їй складчастості, шорсткості, покриттям її заглибленнями і т. П.
Шумоізоляція перегородок з однієї повітряної порожниною встановлюється так: по сумарному вазі 1 м 2 огороджувальних стінок, користуючись формулою (24), визначають шумоізоляцію, яка після збільшується в залежності від відстані між стінками і відповідно до діаграми на рис. 281, фіг. 2. На даній діаграмі по осі абсцис відзначені відстані між стінками, а по осі ординат додаткова непроникність в децибеллах.
приклад. Перегородка складається з 2-ух стінок вагою 30 кг / м 2 кожна; ширина проміжку між ними — 8 см. За формулою TL = 13 Ig10 W + 14, шумоізоляція стінок буде дорівнює 13 lg10 60 + 14 = 37 дб.
Ширині порожнечі в 8 см відповідає додаткова шумоізоляція в 11 дб. Загальна шумоізоляція перегородки дорівнює 37 + 11 = 48 дб.
При влаштуванні перегородок, які повинні забезпечити високу шумоізоляцію, необхідно взяти до уваги передачу не тільки хвиль звуку, падаючих на поверхню перегородок, але і ударні шуми, що з’являються від ходьби і пересування меблів. Ці ударні шуми, передаючись статями в межполу, поширюються в повітряному просторі останнього і проникають в сусідні кімнати.
З цієї причини на конструкторському рівні перегородок велику увагу необхідно виділяти правильному прилягання перегородок до стін, стель і оброблення в межполу.
