Акустика помещений

      Комментарии к записи Акустика помещений отключены

Итак, что же такое звук?

Звук – распространение механических колебаний среды в пространстве, характеризующихся ее растяжением и сжатием (уменьшением и увеличением давления) с частотой внешнего действия, для того чтобы, например, как струна музыкального инструмента либо колеблющегося поршня.

Громкость звука – это численная черта возмущения давления при распространении звука, другими словами короткое повышение давления относительного обычного, чем больше прирост давления, тем громче звук. Шум – совокупность всех лишних звуков, испускаемых оборудованием, человеком и т.д, каковые мешают и каковые направляться убрать(в этом случае).

Минимальный порог слышимости уха человека 0,00002 Па(для сравнения обычное давление 100000Па), это значение растет с возрастом и зависит от частоты. Человеческое ухо способно слышать звуки частотой от 17 до 20000 Герц, каковые воспринимаются людской ухом с разной чувствительностью. Чувствительность может изменяться в ходе привыкания уха к шуму.

К примеру, по окончании продолжительного прослушивания громкой музыки человек не сходу может говорить шепотом («обычным» шепотом в негромкой обстановке так как он не сходу будет себя слышать). Большое слышимое значение громкости именуется болевой порог, при превышении которого происходит повреждение барабанных перепонок.

Акустика помещений

Зависимости уровней громкости от частоты приведены на рисунке 1. Для удобства, громкость измеряют по относительной, логарифмической шкале, (где нулевое значение соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Герц) единицей измерения которой помогает децибел (дБ). Выражение для громкости в децибелах выглядит следующим образом:

(Рисунок 1)

где Рпорог – пороговое значение возмущения давления, Р – текущее значение возмущения давления. Для примера, ниже приведена таблица уровней громкости разных шумов:

Звук Громкость Давление Порог слышимости 0дБ 20 мкПа Шелест слабого ветра и листвы
Тиканье наручных часов
Дыхание 10-20дБ 60 — 200 мкПа Негромкий шепот
Тиканье настенных часов 20-30дБ 200 — 600 мкПа Шум в помещении 30-40дБ 0.6 — 2 мПа Негромкий разговор 40-50дБ 2 — 6 мПа Разговор средней громкости 50-60дБ 6 — 20 мПа Громкий разговор 60-70дБ 20 — 60 мПа Шумная улица 70-80дБ 60 — 200 мПа Двигатель грузовика ~80дБ 200 мПа Шум в метро на ходу
Отбойный молоток ~90дБ 600 мПа Громкая дискотека 100-120дБ 2 — 20 Па Самолет на взлете 120дБ 20 Па Болевой порог 130дБ 60 Па

В случае если же существуют пара источников шума, то большая громкость не равна сумме громкостей. Разглядим пара примеров:

  • У нас имеется 2 источника шума с однообразной громкостью, в этом случае суммарная громкость возрастает на 3 дБ.
  • В случае если отличие уровней шума превышает 10 дБ, суммарный уровеньшума равен величине большего из двух шумов.(Для 2 источников шума с громкостями 30 и 60 дБ суммарный уровень равен 60 дБ)
  • В случае если отличие уровней шума не более 10 дБ, необходимо воспользоваться нижеприведенной таблицей. Вычисляем разность уровней шума установок. (Имеется 2 шума громкостью 52 и 48 дБ, суммарная громкость равна 53,5 дБ)

Отличие уровней шума, дБ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Показатель-добавка, дБ 2.6 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4

Продолжительное нахождение в помещении с большим уровнем шума очень плохо воздействует на психику, как следствие человек очень сильно устает, делается раздражительным, появляется сонливость, понижается работоспособность, может кроме того развиться гипертоническая заболевание. Одновременно с этим продолжительное нахождение в весьма негромком либо приглушенном помещении воздействует на психику кроме этого не лучшим образом. Исходя из этого крайне важно сохранять акустически комфортную среду.

Звукопоглощение

При прохождении звука через границу двух материалов часть энергии отражается от контакта, часть передается дальше. Количество отраженной энергии либо коэффициент отражения зависит от особенностей материалов, в частности от звуковых импедансов этих материалов. Звуковым импедансом материала именуют произведение его плотности на скорость звука в этом материале.

Коэффициент отражения имеет выражение:

(Рисунок 2)

где Z1 = ?1С1 и Z2 = ?2С2 звуковые импедансы материалов, ? – плотность материала, С – скорость звука в указанном материале. Акустически согласованными именуются два материала(две среды), звуковые импедансы которых примерно можно считать равнымиZ1 ? Z2.

Из (2) направляться, что чтобы звук всецело проходил во второй материал, эти материалы должны быть акустически согласованными, либо иметь скорости распространения и равные плотности(упругие особенности), и напротив, дабы максимально заизолировать акустически, материалы должны иметь максимально разные особенности. Самый акустически согласованными с воздухом можно считать разные мягкие пористые материалы, к примеру мягкое базальтовое(минеральное) либо стеклянное волокно, каковые на настоящий момент времени имеют большие поглощающие особенности.

Тут делается ответственным и высокие поглощающие особенности при прохождении звука в материала, каковые зависят от упругих, вязких и теплопроводящих особенностей вещества. Эти свойства кроме этого довольно большие у базальтового и минерального волокна.

Одной из главных черт звуковых материалов есть коэффициент поглощения, что равен

(Рисунок 3)

где Wпрошед, Wпад – энергия прошедшего и падающего звука соответственно.

Коэффициент поглощения измеряется от 0 до 1, но если идет обращение о так именуемом реверберационном коэффициенте звукопоглощения, что получается при расчете трансформации времени реверберации в особой камере при внесении в нее испытываемого примера и крепление его к поверхности, с относом 200мм(по умолчанию). В приложении стандарта DIN EN содержится классификация коэффициента звукопоглощения по следующим классам:

Класс звукопоглощения A B C D E не классифицируется

Значение 0,90-1,00 0,80-0,85 0,60-0,75 0,3-0,55 0,15-0,25 0,00-0,10

Коэффициент поглощенияизмеряют на восьми октавных частотах, таких как 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Герц. Итог измерения воображают в виде зависимости от частоты. Не редко вместо данной зависимости пишут коэффициент NRC, что считается как:

(Рисунок 4)

где- коэффициенты поглощения, измеренные на соответствующих октавных частотах.

Главным звуковым параметром помещения есть время реверберации, которое характеризует время понижения уровня звука на 60 дБ.

В зависимости от назначения, для конкретного помещения существует оптимальное значение времени реверберации, которое в несложном случае (диффузное поле(равномерно распределенное) в помещении в форме куба и количеством до 2000 м2) описывается уравнение Уалека Клемета Сэбина.

(Рисунок 5)

где V – количество помещения, А = ?пола·площадь пола + ?потолка·площадь потолка + ?стен·площадь стен + ?предметов·площадь предметов – эквивалентная звукопоглощающая поверхность.

В более сложных случаях коэффициенты поглощения и эквивалентные поверхности вычисляются способами компьютерного моделирования.

Из вышеперечисленного направляться, что для получения оптимального времени реверберации узкоспециализированного помещения нужно устанавливать звуковые потолки, напольное покрытие и стеновые панели с заданными коэффициентами звукопоглощения.

Так, к примеру, для театров оперы и балета принципиально важно максимально усилить звуки музыки, голоса актеров и выступающего (в среднем это частотный диапазон от 500 до 2000 Гц). Для комнат с совокупностями электрического усиления (кинотеатры, концертные залы), и другие помещения и офисы, в которых требуется максимально убрать эффект порхающего эха (чувство запаздывания звука за счет его переотражения параллельными поверхностями стен и пола-потолка).

Звукоизоляция

Звукоизоляция относится к предмету строительной акустики, области акустики, которая занимается изучением вопросов распространения звука (шума) между помещениями одного строения либо между помещениями строения и излучающими шум объектами, не принадлежащих строению(дороги, раздельно стоящие кафе, рестораны, фабрики). Для примера, целью звукоизоляции есть понижение уровня шума от буйных соседей сбоку, топота сверху, работы инженерного оборудования.

Шумы, распространяющиеся по строению условно возможно поделить на 3 типа: воздушный, ударный и структурный. Причем первые два классифицируются по методу происхождения, а третий по методу передачи.

Источниками воздушного шума помогают крики соседей, лай собаки, включенный на полную громкость музыкальный центр и др., т. е. он попадает на препятствие по окончании того, как был излучен в атмосферу.

Ударный шум появляется при ярком действии какого-нибудь предмета на перекрытие, источниками его могут служить стук каблуков, сверло перфоратора, хлопок дверью и др. В правилах и строительных нормах (СНиП-23-03-2003), для стенку, перегородок, перекрытий и окон указаны нормативные значения изоляции воздушного шума, что обозначаются Rw, А для перекрытий существует индекс допустимого уровня ударного шума, что обозначается Ln,w (Чем ниже данный индекс, тем лучше).

Структурный шум характеризуется не методом возбуждения, а принципом распространения: он распространяется по элементам конструкции строения. При распространении по конструкциям зданияшум делается слышен от любой поверхности и делается не легко выяснить первичный источник шума, тут трудится лишь комплексный подход для звукоизоляции, включающий изоляцию стен, потолка и пола. хорошим примером для того чтобы шума есть шум перфоратора от неизвестно где делающих ремонт соседей.

На коэффициент изоляции воздушного шума воздействует массивность (плотность материала, толщина) ограждающих конструкций и по большей части решается на стадии строительства. К примеру, самая тонкая безпустотная бетонная плита толщиной 140мм, по большей части используемая для устройства перекрытий имеет индекс звукоизоляции воздушного шума 49-51 дБ. При условии установки звукоизолирующего пола толщиной 40-60 мм.

Это значение равняется 52 дБ, что соответствует СНиП-23-03-2003.

Наряду с этим индекс приведенного уровня ударного шума – 80 дБ, при норме в 58 дБ. Отличие в ?Ln,w =23дБ отделяет такие значения от нормативных показателей, причем сами нормы не гарантируют полного звукового комфорта, а являются скорее санитарными.

Исходя из этого делается крайне важно создавать дополнительную звукоизоляцию пола и потолка.

Для напольных звуковых покрытий не редко показывают как раз индекс понижения приведенного ударного шума ?Ln,w, а не понижения воздушного шума ?R,w..

Разные производители потолочных плит не редко заявляют определенное значение индекса воздушной изоляции для собственных продуктов, исходя из этого крайне важно знать, какую как раз звукоизоляцию они подразумевают!

Если рассматривается помещение, снятое в аренду под офис, в котором скоро смонтированные межкомнатные перегородки не редко не доходят до потолка и оставшийся проем закрывается лишь подвесным потолком. В этом случае, при учете, что межкомнатная перегородка не проводит шум, имеет суть звукоизоляция между двумя соседними помещениями за счет подвесного потолка (звукоизоляция потолочной щели). Схема таковой конструкции изображена на рисунке 3.

Рис. 3 Схематическое изображение работы звукоизолирующего подвесного потолка.

Для целей звукоизоляции рекомендуется применять массивные потолки со скрытой подвесной совокупностью, это связано с тем, что структурный шум отлично передается по железным конструкциям подвесного потолка.

При узких потолков(15-20мм), нужно применять плиты с минимальным коэффициентом звукопоглощения (больше звука отразится обратно и не отправится в перекрытие).

ХолдингТорговая площадь

Рандомные показатели записей:

Акустическая оптимизация помещений


Подборка наиболее релевантных статей: