Методическое пособие 524 "АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА" Мельников Е.Д.

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Е.Д. МЕЛЬНИКОВ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА
Практикум
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлениям
270300 «Архитектура» и 270100 «Строительство»
Воронеж 2009
УДК 534 8:624 (07)
ББК 38.113я7
М482
Рецензенты:
кафедра общей и прикладной физики
Воронежской государственной лесотехнической академии;
Т.М. Павленко, ведущий архитектор ООО «Жилпроект-4»
Мельников, Е.Д.
М482
Архитектурно-строительная акустика [Текст] : практикум
/ Е.Д. Мельников; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж. - 48 с.
ISBN 978-5-89040-246-2
Излагаются наиболее важные вопросы архитектурно-строительной акустики: методы
акустического проектирования зальных помещений, основы частотного анализа шума и его
нормирование, методы расчетов звукоизоляции ограждений и эффективности экранов.
Приводятся примеры расчетов и необходимые нормативные данные.
Практикум предназначен для студентов, обучающихся по направлениям 270300 «Архитектура» и 270100 «Строительство»
Ил.16. Табл. 17.Библиограф.:5 назв.
УДК 534 8:624 (07)
ББК 38.113я7
ISBN 978-5-89040-246-2
© Мельников Е.Д., 2009
© Воронежский государственный
архитектурно-строительный
университет,2009
2
ВВЕДЕНИЕ
Улучшение условий труда и быта представляет важнейшую социальную
задачу, осуществление которой связано с решением многих научных и технических проблем в области психологии и санитарной гигиены, научной организации труда и функциональной технологии, архитектуры и строительства и др.
Среда, окружающая человека, должна иметь такие характеристики, которые наиболее полно соответствует оптимальным условиям для человеческого
организма при выполнении данной функции. Характеристики среды определяются условиями зрительного восприятия и видимости, освещением, микроклиматом, а также акустическим режимом, характеризуемым качеством восприятия звука, если оно обусловливается данным функциональным процессом или
уровнем мешающего шума, возникающего в помещении или проникающего в
него.
Эти вопросы являются предметом изучения строительной физики прикладной области физики, дисциплины, тесно связанной с теорией проектирования зданий и их ограждающих конструкций.
Основной задачей архитектурной акустики является исследование условий, определяющих слышимость речи и музыки в помещениях, и разработка
архитектурно-планировочных и конструктивных решений, обеспечивающих
оптимальные условия слухового восприятия.
Строительная акустика изучает вопросы звукоизоляции, снижения шума
в зданиях.
Практикум состоит из одной лабораторной и восьми расчетнографических работ.
Целью лабораторных и расчетно-графических работ по архитектурностроительной акустике является:
ознакомление с основными приборами, применяемыми в акустических
исследованиях;
приобретение студентами навыков работы с этими приборами;
изучение методов обработки результатов измерений;
освоение расчетов звукоизоляции строительных конструкций;
построение оптимальных профилей ограждающих конструкций зрительных залов;
изучение архитектурно-планировочных методов борьбы с шумом и т.д.
Варианты РГР приводятся в прил. 1.
3
Расчетно-графическая работа № 1
Определение суммарного уровня шума,
создаваемого несколькими источниками
1 .1. Цель работы
Освоить методы сложения уровней шума, создаваемого несколькими
источниками.
1.2. Основные теоретические сведения
Человек повседневно встречается с различными видами колебательных
движений, распространяющихся в виде волн в воздухе, жидкостях и твердых
телах. В определенных условиях эти колебания воспринимаются человеком в
виде звука.
Звук, как физическое явление, представляет собой волновое колебание
упругой среды. Звуковые волны возникают в случае, когда в упругой среде
имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды приведены в колебательное движение в результате воздействия на них какой-либо возмущающей силы.
В газообразной среде могут распространяться только продольные волны,
в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения
волн, называемого звуковым лучом. Поверхность, перпендикулярная звуковому лучу, на которой располагаются точки среды, имеющие в данный момент
одинаковую фазу колебаний, называется фронтом звуковой волны.
Звуковые волны распространяются с определенной скоростью, называемой скоростью звука (с). В газообразных средах скорость звука зависит в основном от их плотности и атмосферного давления. В воздухе при температуре
20о С и нормальном атмосферном давлении скорость звука составляет 344 м/с.
Область пространства, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Физическое состояние среды в звуковом поле или
точнее изменение этого состояния, обусловленное наличием звуковых волн, характеризуется звуковым давлением (р), т.е. разностью между значением полного давления и средним давлением в среде при отсутствии звукового поля.
Оценивают звуковое давление, изменяющееся от нуля до максимальной величины, не мгновенной величиной, а среднеквадратичным значением за период
колебаний рср = рmax 2 Единица измерения - паскаль (1 Па = 1 Н/м2).
Звуковые волны подобно всякому волновому движению характеризуются
длиной волны, частотой и скоростью распространения.
Расстояние, измеренное в направлении распространения звуковой волны,
между двумя ближайшими точками звукового поля, в которых колеблющиеся
частицы среды находятся в одной фазе, называется длиной звуковой волны
4
(λ). В изотропных средах длина звуковой волны определяется соотношением
λ = с/f = с Т,
(1.1)
где λ – длина волны, м;
с – скорость звука, м/с;
f- частота колебаний, Гц;
Т – период колебаний, с.
Частота звука измеряется в герцах (Гц). Герц – единица измерения колебательного движения, составляющая одно колебание в секунду. Диапазон частот, воспринимаемых человеческим ухом, находится в пределах 20-20000 Гц и
называется звуковым диапазоном. Звуки частотой до 400 Гц называют низкочастотными, от 400 до 1000 Гц – среднечастотными и частотой свыше 1000 Гц
– высокочастотными. Ухо человека имеет наибольшую чувствительность к звукам в диапазоне 500-5000 Гц. С возрастом чувствительность уха снижается.
Интервал частот, заключенный между двумя граничными частотами, из
которых, верхняя вдвое больше нижней, называется октавой. Нормируемый
диапазон включает 8 октав со среднегеометрическими значениями частот 63;
125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.
Интенсивностью или силой звука J называют количество звуковой энергии, проходящее в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звука; единица измерения Вт/м2.
Общее количество звуковой энергии, излучаемой источником звука в
единицу времени, называют звуковой мощностью W, (Вт).
W= ∫ Jds,
(1.2)
где J – интенсивность потока звуковой энергии в направлении, перпендикулярном элементу ds.
Сила звука J пропорциональна квадрату звукового давления р:
J = р2/ρс,
(1.3)
где ρ и с – плотность среды и скорость звука в этой среде.
Произведение ρс называют акустическим сопротивлением.
Интенсивность звука, еле различимого ухом человека (писк комара), находится в пределах от 10-12 до 10-11 Вт/м2 и называется слуховым порогом (Jо).
Интенсивность звука, вызывающего болевые ощущения в ушах (болевой порог), составляет 100 Вт/м2 и более. Такую интенсивность можно зарегистрировать вблизи от работающего реактивного двигателя. Соотношение силы звука
на болевом пороге и на пороге слышимости составляет 1012 - 1014.
Замечено, что каждое последующее увеличение силы звука в 1,26 раза
достаточно хорошо различимо на слух, т.е. ухо человека регистрирует относительный прирост силы звука по логарифмическому закону. Это позволило использовать в акустике логарифмическую систему измерения, где оперируют не
абсолютными величинами, а их логарифмическими уровнями по отношению к
пороговому значению.
Уровень интенсивности звука выражается в белах (Б) и определяется по
5
формуле:
ℓ = ℓg J/Jо, Б,
(1.4)
2
где J – интенсивность измеряемого звука, Вт/м ;
Jо = 10-12 Вт/м2 – пороговое значение интенсивности звука.
Практика показала, что удобнее уровни интенсивности звука измерять в
децибелах дБ, составляющих 1/10 бела, при этом выражение (1.4) примет вид
J
(1.5)
L = 10 lg , дБ.
J0
Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то переход от значений уровня интенсивности звука к значениям уровней
звукового давления можно записать как
L = 10 lg
p2
p
= 20 lg , дБ,
2
p0
p0
(1.6)
где ро = 2n 10 5 Н/м² - пороговое значение звукового давления.
Используя логарифмическую систему, весь звуковой диапазон можно
ограничить пределами от 0 до 120-140 дБ, абсолютные значения звука по энергии будут отличаться во много миллиардов раз.
На практике часто возникает необходимость определения суммарного
уровня шума, создаваемого несколькими источниками.
1.3. Методика выполнения работы
1.3.1. Аналитический метод
По этому методу исходные уровни (интенсивности, звукового давления)
в децибелах переводят в абсолютные величины и производят над ними арифметические операции, после чего снова переводят в децибелы.
Пример 1. Определить суммарный уровень звукового давления, создаваемого одновременной работой четырех станков, уровни звукового давления,
создаваемые ими, соответственно равны:
L1 = 78 дБ; L2 = 80 дБ; L3 = 70 дБ; L4 = 68 дБ.
Суммарный уровень звукового давления определяется по формуле
Li
10
n
Lсум = 10 lg ∑10 , дБ .
(1.7)
i −1
L3
L2
L4
 Li

Lсум = 10 lg 10 10 + 10 10 + 10 10 + 10 10  = 10 lg 10 7 ,8 + 10 8,0 + 10 7 ,0 + 10 6,8 =


[
[
]
]
= 10 lg 10 6,8 101, 0 + 101, 2 + 10 0, 2 + 10 0, 0 = 68 + 10 lg [10 + 15,85 + 1,58 + 1,0] = 68 + 10 lg 28,43 =
= 68 + 10 ∗ 1,453 = 82,53
(дБ ).
6
Если имеется n одинаковых источников звука, суммарный уровень, создаваемый их одновременной работой, определяется по выражению
(1.8)
Lсум = Li + 10 lg n, дБ ,
где L j - уровень, создаваемый каждым источником, дБ;
n - количество источников звука.
Таблица 1.1
Возведение числа 10 в дробную степень
Показатель
степени n
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
1,023
1,047
1,071
1,096
1,122
Показатель
степени n
0,26
0,27
0,28
0,29
0,30
1,820
1,862
1,905
1,950
1,995
Показатель
степени n
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
0,06
007
0,08
0,09
0,10
1,148
1,175
1,202
1,230
1,259
0,31
0,32
0,33
0,34
0,35
2,042
2,089
2,138
2,188
2,239
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
1,288
1,318
1,349
1,380
1,412
0,36
0,37
0,38
0,39
0,40
0,16
0,17
0,18
0,19
0,20
1,445
1,479
1,514
1,549
1,585
0,21
0,22
0,23
0,24
0,25
1,622
1,659
1,698
1,738
1,778
10n
3,236
3,311
3,388
3,467
3,548
Показатель
степени n
0,76
0,77
0,78
0,79
0,80
0,56
0,57
0,58
0,59
0,60
3,631
3,715
3,802
3,890
3,981
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
6,456
6,607
6,761
6,918
7,079
1,30
1,35
1,40
1,45
1,50
19,953
22,387
25,119
28,184
31,623
2,291
2,344
2,399
2,455
2,512
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
4,074
4,169
4,266
4,365
4,467
0,86
0,87
0,88
0,89
0,90
7,244
7,413
7,586
7,765
7,943
1,55
1,60
1,65
1,70
1,75
35,481
39,811
44,668
50,119
56,234
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
2,570
2,630
2,691
2,754
2,818
0,66
0,67
0,68
0,69
0,70
4,571
4,677
4,786
4,898
5,012
0,91
0,92
0,93
0,94
0,95
8,128
8,318
8,511
8,710
8,912
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
63,096
70,795
79,433
89,125
100,00
0,46
0,47
0,48
0,49
0,50
2,884
2,951
3,020
3,090
3,162
0,71
0,72
0,73
0,74
0,75
5,129
5,248
5,370
5,495
5,623
0,96
0,97
0,98
0,99
1,00
9,120
9,332
9,550
9,772
10,000
10n
10n
7
5,754
5,888
6,026
6,166
6,310
Показатель
степени n
1,05
1,10
1,15
1,20
1,25
11,220
12,589
14,125
15,849
17,783
10n
10n
1.3.2. Номографический метод
Суммарный уровень звукового давления вычисляют в этом случае с
помощью номограммы, приведенной на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Номограмма для сложения уровней шума
Суммирование начинают с первого наиболее интенсивного источника.
Затем определяют разность уровней шума Lmax–Ln. По установленной разности
определяют добавку ∆L, которую прибавляют к большему уровню. Полученная
сумма – уровень шума, создаваемый двумя источниками при одновременной
работе. Если требуется сложить уровни нескольких источников шума, суммирование производят последовательно. Расчет удобно вести в табличной форме
(табл.1.2).
Пример 2. Исходные данные к примеру 1.
Таблица 1.2
Расчет суммарного уровня шума по номограмме
Lсум + ∆L
80 *
+2,1
82,1
+0, 26
82,36
Ln
Lсум − Ln
∆L
78
2
2,1
70
12,1
0, 26
68
14,36
0,16
+0,16
82,52 –суммарный уровень шума
* В начале вычислений за Lсум + ∆L принимается максимальный уровень из числа
складываемых.
2.3.3. Метод относительных долей
Этот метод основывается на том, что каждый из суммируемых уровней
вносит свою долю в звуковой процесс. Если один из уровней выбрать в качестве нулевого Lо и вносимую им относительную долю считать единицей, то по
8
разности остальных уровней Li c нулевым можно определить доли всех i-х источников, воспользовавшись табл.1.3.
Таблица 1.3
Перевод уровней шума, дБ, в отношение мощностей
Отношение
мощностей
Ji /Jo при
Li -Lо< 0
1,00
0,89
0,79
0,71
0,63
Разность
уровней шума,
Li –Lо, дБ
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Отношение
мощностей
Ji/Jo при
Li -Lо> 0
1,00
1,12
1,26
1,41
1,59
Отношение
мощностей
Ji/Jo при
Li -Lо< 0
0,089
0,079
0,071
0,063
0,056
Разность
уровней шума,
Li –Lо, дБ
10,5
11,0
11,5
12,0
12,5
Отношение
мощностей
Ji /Jo при
Li -Lо> 0
11,20
12,59
14,13
15,85
17,78
0,56
0,50
0,45
0,40
0,35
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
1,78
2,00
2,24
2,51
2,82
0,050
0,045
0,040
0,035
0,032
13,0
13,5
14,0
14,5
15,0
19,95
22,39
25,12
28,18
31,62
0,32
0,28
0,25
0,22
0,20
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
3,16
3,55
3,98
4,47
5,01
0,028
0,025
0,022
0,020
0,018
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
35,48
39,81
44,67
50,12
56,28
0,18
0,16
0,14
0,13
0,11
0,10
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
5,62
6,31
7,08
7,94
8,91
10,00
0,016
0,014
0,013
0,011
0,010
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
63,10
70,79
79,43
89,13
100,00
Так, например, если один из источников создает уровень шума, превышающий нулевой на 3 дБ, интенсивность этого источника в два раза больше
интенсивности нулевого источника и его доля равна 2.
Аналогично определяют доли всех остальных источников, находят сумму
этих долей, а десять логарифмов этой суммы являются добавкой, которую нужно прибавить к нулевому уровню, чтобы получить суммарный уровень, т.е.
n
Lсум = L0 + 10 lg ∑
j −1
9
Ji
, дБ .
J0
(1.9)
Пример 3. Исходные данные к примеру 1.
За нулевой уровень может быть принят любой из складываемых уровней.
Для упрощения вычислений принимаем Lо= 70 дБ. Расчет приведен в
табличной форме (табл. 1.4).
Таблица 1.4
Расчет суммарного уровня шума по методу относительных долей
Номер агрегатов
1
Li, дБ
78
Li - Lо, дБ
8
Ji /Jo
6,31
2
80
10
10,00
3
70
0
1,00
4
68
-2
0,63
Σ Ji /Jo=17,94
Добавка к нулевому уровню может быть определена логарифмированием
полученной суммы отношений мощностей и увеличением ее в 10 раз. Однако
проще воспользоваться табл.1.3. В графе «отношение мощностей» отыскиваем
числа, близкие к Σ Ji /Jo, а в графе «разность уровней», используя линейную
интерполяцию, с достаточной точностью определяем искомую добавку ∆L.
В данном примере Σ Ji /Jo = 17,94, ближайшие числа 17,78 и 19,95, которым соответствуют добавки 12,5 и 13,0, дБ. При интерполировании получаем:
∆L = 12.5 +
13.0 − 12.5
(17.94 − 17.78) = 12.54 (дБ ) ;
19.95 − 17.78
Lсум = 70 + 12,54 = 82,54 (дБ).
Вопросы для самопроверки
1. Назовите основные единицы измерения, применяемые в акустике.
2. Перечислите методы определения суммарного уровня шума,
создаваемого несколькими источниками.
3. Определите суммарный уровень шума, если одновременно работают:
а) два; б) десять; в) сто одинаковых источников;
4. Во сколько раз интенсивность шума одного из двух источников
5. больше интенсивности другого, если разница между уровнями шума
6. создаваемого ими, равна:
а) 3 дБ; б) 7 дБ; в) 10 дБ; г) 20 дБ.
10
Лабораторная работа №2
Частотный анализ шума и его нормирование
2.1. Цель работы
Построить частотную характеристику шума, определить общий уровень
звука в дБА и дать оценку о соответствии (или несоответствии) нормативным
требованиям измеренных параметров.
2.2. Основные теоретические сведения
Шум – всякий неприятный или нежелательный звук или совокупность
звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих вредное или раздражающее воздействие на организм человека, снижающих его работоспособность.
В зависимости от спектрального состава, временных характеристик и
продолжительности воздействия шумы подразделяют:
а) по спектральному составу – на низкочастотные (максимальные уровни
звукового давления в спектре шума располагаются в пределах 20-400 Гц);
среднечастотные ( от 400 до 1000 Гц); высокочастотные (выше 1000 Гц).
б) по характеру спектра - на тональные (в шуме прослушиваются отдельные тона) и широкополосные;
в) по временным характеристикам - на постоянные (уровень звукового
давления
постоянный
или
изменяется
во
времени
не
более
чем на 5 дБ), импульсные или ударные, прерывистые (действие
которых повторяется через некоторые промежутки времени);
г) по продолжительности действия - на продолжительные (суммарная
длительность производственного шума непрерывна или с паузами не менее 4 ч
в смену), кратковременные (длительность менее 4 ч в смену).
Для защиты людей от неблагоприятного воздействия шума необходимо
регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и
другие характеристики. Эту цель преследует санитарно-гигиеническое нормирование. Нормы устанавливают допустимые параметры шума для различных
мест и условий пребывания человека в зависимости от основных физиологических процессов, свойственных определенному роду деятельности человека (умственная или физическая работа, активный отдых или сон, учебный процесс и
т.д.).
Действующие в настоящее время и нашей стране нормы по ограничению
шума основаны на рекомендациях Международной организации по стандарти11
зации (ИСО). В соответствии с этими рекомендациями при оценке постоянного
или прерывистого шума следует пользоваться допустимыми предельными
спектрами (ПС) шума (предельно допустимыми уровнями звукового давления в
октавных полосах частот), с которыми сравниваются реальные спектры шумов.
Предельные спектры различных шумов приведены на рис. 2.1.
Нормируемыми параметрами постоянного шума в расчетных точках являются уровни звукового давления L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
Для ориентировочных расчетов допускается использование уровней звука
LА, дБА. Нормируемыми параметрами непостоянного (прерывистого, колеблющегося во времени) шума являются эквивалентные уровни звукового давления
Lэкв, дБ, и максимальные уровни звукового давления Lмакс, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000;
2000; 4000 и 8000 Гц.
Рис.2.1. Нормативные кривые (предельные спектры)
для оценкии нормирования шума
Допускается использовать эквивалентные уровни звука LАэкв, дБА, и максимальные уровни звука LАмакс, дБА. Шум считают в пределах нормы, когда он
как по эквивалентному, так и по максимальному уровню не превышает установленные нормативные значения.
12
Для измерения общего уровня шума используются шумомеры, если же
они снабжены блоком октавных (или 1/3 - октавных) фильтров, можно получить значения уровней звуковых давлений в нормируемом диапазоне частот спектр шума. Шумомер имеет вмонтированные корректирующие фильтры, позволяющие определять различные характеристики: линейную, А, В, С и D.
При измерении шума с помощью корректирующей характеристики «А» в
спектре шума уменьшаются составляющие на низких и средних частотах, что
соответствует характеру субъективного восприятия шума на этих частотах человеком. Определяемый уровень шума при этом называется уровнем звука, который измеряется в дБА. Изменение уровня звука в дБА примерно соответствует изменению громкости звука, воспринимаемого слухом, поэтому эта характеристика широко применяется в практике борьбы с шумом.
Для объективной оценки шума определяют уровни звукового давления
с помощью характеристик С и линейной, которые практически не вносят изменений в частотную характеристику исследуемого шума.
Частотную характеристику или спектр шума получают с помощью
анализатора, присоединяемого к шумомеру. Анализатор представляет собой
электрические фильтры с шириной полосы пропускания в октаву или 1/3 октавы. В соответствии с шириной полос пропускания анализатора получают октавный или третьоктавный спектр шума.
Октавой называют полосу частот, в которой отношение верхней ƒ2 и
нижней ƒ1 граничных частот равно 2, т.е.
f2
=2.
f1
Для третьоктавной полосы
f2 3
= 2 ≈ 1, 26 . В качестве частоты, характериf1
зующей полосу в целом, принимается среднегеометрическая частота
f =
f1 ⋅ f 2
Среднегеометрические частоты стандартизированы и для октавных полос
представляют : 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000; для 1/3октавных полос: 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500,
630, 800, 1000, 1250, 1600. 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000 Гц.
Частотная характеристика может быть получена визуальным считыванием показаний пробора и построением графика на координатной сетке, приведенной
на рис.2.2.
13
Рис.2.2. Координатная сетка
для построения частотной характеристики шума
2.3. Методика проведения измерений шума
в помещениях и на территориях
При проведении измерений микрофон шумомера должен быть направлен
в сторону источника шума и удален не менее, чем на 0,5 м от человека. При
ветре со скоростью более 1 м/с следует производить измерения с противоветровым приспособлением.
При измерениях шумомер включают на положение «быстро». При стабильных шумах и шумах, имеющих флуктуацию уровней до 5 дБ, берут отсчет
по среднему положению стрелки при ее качании, а для импульсных шумов - по
максимальному отклонению. В каждой точке измерения повторяются не менее
трех раз и результаты усредняются. Для шумов, имеющих флуктуацию уровней
более 5 дБ, следует снимать показания шумомера через короткие промежутки
времени (порядка 1 с) для последующего расчета эквивалентного уровня.
Измерения шума от внутренних источников в помещениях жилых и общественных зданий проводят при закрытых окнах, по крайней мере, в трех точках на высоте 1,2 м, удаленных не менее чем на 1,2 м от ограждающих конструкций. При измерении шума от внешних источников открывают форточки или
приоткрывают окна.
Измерения шума на территориях, прилегающих к зданиям с нормируемыми в них уровнями шумов, на площадках отдыха микрорайонов и кварталов,
14
на территориях больниц и санаториев, проводятся на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, расположенных на расстоянии 2 м от стен здания и зеленых
насаждений.
Измерения шума для выявления шумового режима на территориях проводят в течение суток с интервалами не более 2 ч в точках, определяемых координатной сеткой. Размеры ячеек координатной сетки и график часов измерений
устанавливаются специальной программой.
Измерения шума на рабочих местах промышленных предприятий производятся на уровне уха работающего при включении не мене 2/3 установленного
оборудования в характерном режиме его работы. Количество и расположение
точек измерений в цехах следует принимать:
а) для цехов с однотипным оборудованием - не менее чем на трех рабочих местах в средней части цеха;
б) для цехов с групповым размещением разнотипного оборудования - не
менее чем на трех рабочих местах для каждого типа оборудования.
Измерения шума в производственных помещениях, не имеющих шумного
оборудования, например в кабинах наблюдения и дистанционного управления,
проводят при закрытых окнах и включенной механической вентиляции в трех
точках, удаленных не менее чем на 2 м от ограждающих конструкций, а для кабин и помещений малого размера - в середине кабины или помещения.
2.4.
Проведение измерений, нормирование
В помещении создается звуковое поле включением источника шума. Откалиброванный приемный тракт приводят в рабочее состояние и проводят измерения параметров шума в соответствии с руководством по эксплуатации
приборов акустического тракта и методикой проведения измерений.
По результатам измерений строится частотная характеристика шума и
отображается общий уровень звука. Построенный график накладывают на соответствующую нормативную кривую, после чего можно сделать вывод о соответствии (или несоответствии) параметров исследуемого шума нормативным
требованиям.
Нормативные параметры шума на рабочих местах в производственных
зданиях, помещениях некоторых общественных зданий, жилых комнатах квартир, общежитий и домов отдыха приведены в табл.2.1.
15
Таблица 2.1
Нормируемые параметры шума
Назначение помещений
и территорий
16
31,5
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
107
95
87
82
78
75
73
71
69
80
95
7.0023.00
76
59
48
40
34
30
27
25
23
35
50
23.007.00
69
51
39
31
24
20
17
14
13
25
40
76
59
48
40
34
30
27
25
23
35
50
79
63
52
45
39
35
32
30
28
40
55
Время
суток,
ч
1.Помещения с постоянными рабочими местами производств. предприятий, территорий предприятий с постоянными рабочими местами
2. Палаты больниц и санаториев
3. Операционные больниц, кабинеты
врачей больниц, поликлиник, санаториев.
4. Классные помещения, учебные кабинеты, аудитории учебных заведений, конференц-залы, читальные
залы, зрительные залы клубов и кинотеатров, залы судебных заседаний, культовые здания
Максимальный
уровень
звука,
LАмак,
дБА
Уровень
звука,LА
(эквивалентный
уровень
звука
LАэкв),
дБА
Уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового
давления) L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц
Продолжение табл. 2.1
Назначение помещений
и территорий
Время
суток,
ч.
Уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового
давления) L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц
31,5
17
5. Жилые комнаты квартир :
-в домах категории А
- в домах категории Б и В
6. Жилые комнаты общежитий
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Уровень
звука,
LА (эквивалентный
уровень
звука
LАэкв),
дБА
Максимальный
уровень
звука,
LАмак,
дБА
7.0023.00
23.00 7.00
76
59
48
40
34
30
27
25
23
35
50
69
51
39
31
24
20
17
14
13
25
40
7.0023.00
79
63
52
45
39
35
32
30
28
40
55
23.00 7.00
72
55
44
35
29
25
22
20
18
30
45
7.0023.00
83
67
57
49
44
40
37
35
33
45
60
23.007.00
76
59
48
40
34
30
27
25
23
35
50
17
Окончание табл. 2.1
Назначение помещений
и территорий
7.Номера гостиниц:
-категории А
-категории Б
18
- категории В
8.Жилые помещения домов отдыха,
пансионатов, домов интернатов для
престарелых и инвалидов, спальные
помещения детских дошкольных учреждений и школ-интернатов
Время
суток,
ч.
Уровень
звука, LА
(эквивалентный
уровень
звука
8000 LАэкв),
дБА
31,5
23
35
Уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового
давления) L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц
31,5
63
125
250
500
7.0023.00
23.007.00
7.0023.00
23.007.00
7.0023.00
23.007.00
76
59
48
40
34
30
27
25
69
51
39
31
24
20
17
14
13
25
40
79
63
52
45
39
35
32
30
28
40
55
72
55
44
35
29
25
22
20
18
30
45
83
67
57
49
44
40
37
35
33
45
60
76
59
48
40
34
30
27
25
23
35
50
7.0023.00
23.007.00
79
63
52
45
39
35
32
30
28
40
55
72
55
44
35
29
25
22
20
18
30
45
18
1000 2000
4000
Максимальный
уровень
звука,
LАмак,
дБА,
63
50
Вопросы для самопроверки
1.
2.
3.
4.
5.
По каким параметрам можно классифицировать шумы?
Что называется октавой, 1/3 октавы?
Что называют уровнем звука, и в каких единицах он измеряется?
Отличается ли уровень звука от уровня звукового давления?
Как определяют спектра шума?
Графическая работа №3
Построение профиля потолка зрительного зала методом плоскостей
3.1.
Цель работы
Освоить метод плоскостей при проектировании профиля потолка зрительного зала.
3.2. Основные теоретические сведения
Вопросы акустического проектирования залов различного назначения
решаются с учетом отражения звуковых волн от ограждающих конструкций.
Принцип акустического проектирования заключается в том, чтобы направить
необходимое количество звуковой энергии в ту или иную зону зала для обеспечения оптимальных условий восприятия полезного сигнала. Большую роль в
этом процессе играют ограждающие конструкции (стены, потолки), запроектированные с учетом отражения звуковой энергии в нужную зону, преимущественно отдаленную от источника звука. В ряде случаев необходимо учитывать
другие факторы, как, например, разность по времени прихода в ту или иную
точку отраженных и прямых звуковых лучей, дифракцию звуковых волн вследствие огибания фронтом звуковых волн препятствий и т.п.
Хороших акустических качеств зрительного зала можно добиться, построив профиль потолка методом плоскостей (рис. 3.1) .
В этом случае необходимо определить точку, где будет находиться источник звука S, наиболее удаленную точку зрительских мест А от источника
звука, самую близкую точку В, находящуюся в первых рядах зрителей. Эту
точку намечаем на расстоянии около 8 м от источника, так как на более близком расстоянии нет необходимости усиления звука первыми отражениями, поскольку прямой звук обеспечивает при этом хорошую слышимость.
19
Рис.3.1. Построение профиля потолка зрительного зала методом плоскостей
3.2.
Порядок выполнения работы
Пример. Построить профиль потолка зрительного зала с источником
звука на сцене. Зоны размещения зрителей определены точками А,В,С, высота
зала точкой Nо (см. рис.3.1). На предполагаемой границе между двумя отражающими поверхностями потолка выбираем точку Nо. Плоскости, расположенные вблизи от источника S, т.е. справа от точки Nо, ориентируем так, чтобы
каждая из них обеспечивала первыми звуковыми отражениями всех зрителей
зала (зона А-В). Для построения первой отражающей плоскости звуковой луч
из точки S направляем в точку Nо , отраженный от нее - в точку А (последний
ряд зала). На продолжении отраженного луча Nо А находим мнимый источник
S1, отложив NоS1 = SNо. Перпендикуляр из Nо на SS1 дает направление первой отражающей плоскости, а луч S1В, проведенный в первые ряды зрителей, ограничивает справа первую отражающую плоскость NоN1. Аналогично строится следующая плоскость N1N2 с мнимым источником в точке S2 и т.д.
Плоскости, которые обеспечили бы первыми звуковыми отражениями
зрителей зоны АС предполагаем разместить слева от точки Nо. Первая из этих
плоскостей строится следующим образом. Направляем звуковой луч из S в Nо
отраженный –– в точку С (первый ряд удаленной зоны). На продолжении отраженного луча откладываем NоSn = SNо и находим мнимый источник Sn. Перпендикуляр, опущенный из Nо на SSn дает направление новой плоскости, сама
же плоскость находится за пределами ∆SNоSn на продолжении упоминаемого
20
перпендикуляра слева от точки Nо. Участок искомой плоскости ограничивается
точкой Nn – точкой пересечения луча SnА и продолжением перпендикуляра из
точки Nо на SSn.
Подобным способом можно и далее продолжать построение отражающих
поверхностей потолка с учетом усиления интенсивности отраженного звука в
удаленной от источника зоне.
Если есть необходимость оценить акустические качества зала, имеющего
значительную ширину, то подобные построения выполняются для нескольких
сечений, чтобы проследить распространение отраженного звука в различных
направлениях от источника.
Следует отметить, что подобный метод можно использовать и для решения ограждающих поверхностей помещения в плане.
Вопросы для самопроверки
1. Как найти положение зеркального источника, если отражающая
поверхность плоская?
2. Определить на отражающей плоскости точку, в которую должен быть
направлен звуковой луч, чтобы отраженный от нее луч попал в заданную точку.
Графическая работа № 4
Построение профиля потолка зрительного зала
театра с оркестровой ямой
4.1.
Цель работы
Использование методов геометрической акустики при построении профилей отражающих поверхностей в залах.
4.2. Основные теоретические сведения
Большую сложность представляет акустическое проектирование зрительных залов оперных театров, где источники звука находятся на сцене и в оркестровой яме, отделённой барьером-экраном от зрительного зала. В этом случае
проверку акустических качеств зала можно провести на стадии эскизного проектирования, используя метод геометрической акустики.
Рассмотрим задачу решения профиля потолка зрительного зала, который
обеспечил бы отражённой звуковой энергией партер и два балкона (рис. 4.1)
при расположении источника звука в оркестровой яме. Будем считать, что форма зала в плане решена с учётом акустических требований. Оркестр, находясь
21
ниже уровня пола зала (S0), не может обеспечить прямой звуковой энергией
всей зоны зала в области высоких и средних частот. Низкочастотные составляющие звука оркестра огибают барьер и распространяются по залу без ограничений, прежде всего, в зоне у оркестра. Необходимо запроектировать отражение средне - и высокочастотных составляющих звучания оркестра так, чтобы
создать оптимальное звучание в зале. Очевидно, следует некоторую часть отражений звуковой энергии направить в зону около оркестра, чтобы уравновесить интенсивность низкочастотных составляющих звука оркестра.
4.3. Порядок выполнения работы
Пример. Построить профиль потолка зрительного зала с источником звука
S0 в оркестровой яме. Зоны размещения зрителей определены точками 1-6, высота зала – точкой N1 (рис. 4.1).
Отражающие поверхности потолка зала могут быть решены в виде плоских, параболических и эллиптических элементов, способы построения которых рассмотрим ниже.
Для рядов 1-2 и оркестровой ямы можно решить отражающую поверхность в виде плоскости. Для этого проводим биссектрису угла S0N11 и на перпендикуляре к ней намечаем плоскость N1N0. Опуская на неё из точки S0 перпендикуляр и продолжая его за линию плоскости на такое же расстояние
S0N0= N0S1 , получаем зеркальный источник S1. Соединяя точку S1 с точкой 2,
находим на продолжении плоскости N0N1 точку N2 , которая ограничивает
плоскость потолка N1N2 , отражающую звук в зону зала 1-2.
Зону зала 2-3 предполагаем обеспечить отражённой звуковой энергией от
участка потолка, имеющего эллиптическую форму. Учитывая, что нельзя фокусировать звук от этой поверхности в зоне размещения зрителей, фокус этой поверхности выбираем в точке F, достаточно удалённой от зрителей, на продолжении прямой S1N22. В то же время линия F3N3 должна отсечь на потолке довольно большой участок N2N3 с тем, чтобы отражённые лучи имели достаточную мощность. Вместе с тем следует оставить часть потолка для обеспечения
первыми отражениями зоны 3-6. Центр окружности О1, образующей часть эллиптической поверхности, находим на биссектрисе угла S0N2F (с учётом углов
α1= α2=90˚).
Зону зала 3-4 предполагаем обеспечить отражённым звуком от плоскости
N3N4. Построение этой плоскости осуществляется следующим образом. Строится биссектриса угла S0N33, к которой в точке N3 восстанавливается перпендикуляр; далее, описанным выше способом, находится зеркальный источник S2, соединяя который с точкой 4, получаем плоскость N3N4.
Слушателей балкона первого яруса (зона 4-5), предполагаем обеспечить
отражённой энергией от параболической поверхности потолка (в этом случае
наблюдается минимальная потеря отражённой энергии). Центр окружности О2,
образующей часть параболы, будет находиться на биссектрисе угла S0N44.
22
Рис. 4.1. Построение профиля потолка зрительного зала с оркестровой ямой
23
Для этого из S0 проводим прямую, параллельную N44 и на пересечении её с
биссектрисой строим прямой угол α3, затем α4. Радиусом О2N4 проводим участок параболической поверхности, ограничивает которую точка N5, полученная
на пересечении луча 5N5//4N4.
Зона 5-6 (балкон второго яруса) обеспечивается отражённой энергией от
плоской поверхности потолка. Направление её определяем с помощью угла
S0N55, к биссектрисе которого проводим перпендикуляр через точку N5. С помощью зеркального источника в точке S3, соединяя его с точкой 6, находим
точку N6, ограничивающую плоскую поверхность N5N6, отражающую звуковую
энергию в зону 5-6.
Опасность эха в связи с возможным отражением звука в переднюю часть
зала от задней стены устраняем наклоном её в сторону сцены. Для этого выберем точку N7 на высоте 2-2,5 м от пола последнего ряда балкона и соединим её
с точкой N6. Плоскость N6N7 дополнительно усиливает отражённый звук в зоне
5-6.
Вопросы для самопроверки
1.Как построить плоскую отражающую поверхность потолка зала?
2.Как построить эллиптическую отражающую поверхность
потолка зала?
3.Как построить параболическую отражающую поверхность
потолка зала?
Расчётно-графическая работа № 5
Построение сценической части
(отражающих раковин) открытых театров
5.1. Цель работы
Изучение правил построения отражающих раковин открытых театров.
5.2. Основные теоретические данные
При акустическом проектировании открытых театров необходимо учитывать: особенности распространения звука в различных атмосферных условиях;
акустические характеристики окружающей местности (шумовой фон, эпизодические шумы и т.д.); универсальность назначения открытых театров используемых для концертных, оперно-драматических, хореографических, хоровых
выступлений, демонстраций кинофильмов и т.д. При распространении сфери24
ческих волн от точечного источника звука разница в уровнях звукового давления ∆L в точках, находящихся от источника на расстоянии D1 и D2, определяется по формуле
∆L = 20 ⋅ lg
D1
, дБ.
D2
(5.1)
Из этой формулы можно определить, что уровень звукового давления
снижается на 20 дБ при каждом увеличении расстояния в 10 раз или на 6 дБ при
его удвоении.
Для открытых драматических или эстрадных театров предел удалённости
без звукоусиления обычно ограничивается 30 м при вместимости от 1500 до
2500 человек. Однако при наличии хорошей защищённости амфитеатра от шума и ветра удалённость последнего ряда мест от эстрады может быть увеличена
до 40 м.
Хорошая акустика открытых театров зависит от правильного выбора
площадки для возведения театрального сооружения: использования местности
для размещения амфитеатра (с нужным углом подъёма) на естественном основании, окружения чаши амфитеатра широкой полосой зелени, насыпями и т.п.,
защищающими её от внешних (городского и транспортного) шумов, удаления
от высоких естественных преград или строений, могущих создать эхо или
вредные звуковые отражения; защищённости от ветров, ухудшающих артикуляцию и др.
Довольно простым в конструктивном отношении является решение раковины в виде сценической трапециевидной площадки, ограниченной задней вертикальной стеной, двумя расходящимися боковыми стенами и наклонным потолком. Однако чаще всего отражающие раковины расчленяют на отдельные
секции, которые располагают таким образом, чтобы обеспечить первыми звуковыми отражениями зрительские места и, в первую очередь, наиболее удалённые от сцены.
5.3. Порядок выполнения работы
Пример 1. Построить отражающую раковину открытого театра с источником звука на сцене и заданным профилем амфитеатра. Высота сцены определена точкой Б. Для определения угла наклона отражающей потолочной поверхности первой секции выполнены следующие построения (рис. 5.1).
Из точки А, соответствующей уху слушателя, сидящего в последнем ряду
(1,10 м от пола), проводится прямая линия через т. Б, являющуюся началом отражающей потолочной поверхности первой секции. На продолжении линии АБ
откладывается отрезок БВ, равный БК (расстоянию от источника звука – рта
исполнителя – до начала отражающей поверхности); точка В является мнимым
источником звука. Точка Б принимается за центр окружности, радиус которой
принимается равным 0,75λ, но не менее 1,50 м (в данном случае радиус окруж-
25
ности принят равным 1,50 м). К данной окружности от мнимого источника звука В и источника звука К проводятся касательные ВГ и КД, которые
Рис. 5.1. Построение отражающих “раковин” по методу Ф.Р. Ватсона
пересекаются в точке И. Точку пересечения касательных ВГ и КД соединяют с
Б; данная линия БИ и есть направление отражающей потолочной поверхности.
Продолжив БИ до точки пересечения с вертикалью, ограничивающей первую
секцию слева, получаем точку И1 – нижний край первой плоскости. Угол АВЕ
называется углом охвата той части амфитеатра, которая будет получать отражённые звуковые лучи от поверхности БИ1. Определение углов наклона потолочных отражающих плоскостей для последующих секций может производиться аналогично.
В дальнейшем решении построения сценической части принят метод
Ф.Р. Ватсона: потолочные поверхности всех четырёх секций построены с одинаковым углом наклона со смещением правого края каждой следующей «коробки» на 0,3-0,4 м вверх от левого края предыдущей. В зазорах между наклонными потолочными поверхностями могут быть расположены светильники, вентиляционные решётки и т.п. Наклонная потолочная поверхность второй секции
будет посылать отражённые звуковые лучи к слушателям первых рядов, а поверхности 3- 4-й секции – к исполнителям, находящимся на сцене.
В целях более звуконасыщенного отражения, посылаемого в амфитеатр,
можно применить комбинированный метод построения отражающих поверхностей потолка, заключающийся в следующем: для потолка первой секции выполняется построение, приведенное на рис. 5.1; угол наклона потолка четвёртой
секции определяется по формуле
β1=45+
26
γ
2
(5.2)
Углы наклона 2- 3-й «коробок» и β1 и β3 должны иметь промежуточные
значения между β1 и β4 с равномерным переходом от меньшего угла β1 к большему β4. Величина изменения угла наклона очередной коробки по отношению к
углу наклона предыдущей
β 4 − β1
∆ β=
3
.
(5.3)
Построение отражающей раковины комбинированным методом приведено на рис.5.2
Пример 2. Построить отражающую раковину комбинированным методом,
если β1 = 32о30' (см. пример 1) и γ = 8о.
Определяем угол наклона 4-й секции:
γ
β4=45+ =49о.
2
Угол наклона каждой следующей секции будет изменяться на величину ∆ β:
∆ β=
β 4 − β1
3
49 о − 32 о 30 ,
=
= 5 о 30 , .
3
Углы наклона 2- 3-й секции:
о;
β 2 = β 1 + ∆β = 32 о 30 , + 5 о 30 , =38
β 3 = β 2 + ∆β = 38 о + 5 о 30 , = 43о 30 , .
Рис. 5.2. Комбинированный метод построения отражающих раковин
В целях максимального использования площади сцены высота вертикальной
задней стены должна быть не менее двух метров. Это даёт возможность разместить, например, большой симфонический оркестр, вплоть до задней стены, а
27
сама вертикальная стена, находящаяся непосредственно позади оркестра, будет
значительно увеличивать интенсивность звука, направляемого к слушателям.
Вопросы для самопроверки
1. От каких факторов зависит акустика открытых театров?
2. На сколько дБ снижается уровень звукового давления на
расстоянии 5, 10, 15, 20, 25, 30 метров от источника звука?
3. Как влияет количество отражающих поверхностей раковины
на её акустические свойства?
Расчетно-графическая работа № 6
Расчёт снижения уровня шума зданиями – экранами
6.1. Цель работы
Определение эффективности экранов для защиты от транспортного шума.
6.2. Основные теоретические данные
Основными источниками внешнего шума в городах являются транспортные потоки на улицах и магистралях, трансформаторы, предприятия, расположенные в зоне застройки, внутриквартальный шум и т.п.
В крупных городах уровни различных шумов возрастают в среднем на
1 дБ в год. Поэтому борьба с шумом в градостроительстве весьма актуальна.
Существенное влияние на распространение шума оказывают препятствия в виде экранов (сплошные стены, насыпи, здания и т.д.). Если между источниками
шума и расчётной точкой располагается такой экран, то за этим экраном образуется звуковая тень.
Однако в зоне звуковой тени шум от источника исключается не полностью. Звуковые волны частично огибают экран, что объясняется явлением дифракции.
Эффективность экрана зависит от его размеров, расстояния от источника
шума до экрана, расстояния от экрана до расчетной точки, длины звуковой волны.
6.3. Порядок выполнения работы
Расчёт эффективности экрана без учёта затухания шума по мере удаления
от источника осуществляется в следующем порядке.
28
Вычерчивается в масштабе поперечный разрез и план места расположения источника шума, экрана (здания) и расчётной точки (рис. 6.1).
Источник шума располагается на наиболее удалённой полосе движения
транспорта на высоте 1м от поверхности дорожного покрытия. Определяют
расстояния a, b и c, вычисляют δ = a+b-c в соответствии со схемой (рис. 6.1).
По табл. 6.1 определяют снижение звука зданием-экраном ∆L'Аэкр, дБА, в зависимости от δ. Определяют углы α1 и α2 (рис. 6.1) при принятой длине экрана и
затем - снижение уровня звука ∆LАэкрα1 и ∆LАэкрα2, дБА, в зависимости от ∆L'Аэкр
и углов α1 и α2 по табл. 6.2.
Рис. 6.1. Расчётная схема здания-экрана
29
Таблица 6.1
Снижение уровня звука ∆L'Аэкр ,дБА, экраном в зависимости от δ.
Разность длин путей
прохождения звукового луча δ , м
Снижение уровня звука экраном
∆L'Аэкр, дБА
0,005
0,02 0,06 0,14 0,28 0,48 0,83 1,4 2,4 6,0
6,0
8,0
10
12
14
16
18
20
22
24
Таблица 6.2
Снижение уровня звука, дБА, экраном в зависимости от ∆L'Аэкр
и углов α1 и α2
Снижение уровня звука экраном, дБА, при углах
L'Аэ
45°
50°
55°
60°
65°
70°
75°
80°
85°
1,2
1,7
2,2
2,4
2,6
2,8
2,9
3,2
3,3
3,5
1,7
2,3
2,9
3,1
3,4
3,6
3,7
3,9
4,1
4,3
2,3
3,0
3,8
4,0
4,3
4,5
4,7
4,9
5,1
5,8
3,0
4,0
4,8
5,1
5,4
5,7
5,9
6,1
6,3
6,5
3,8
4,8
5,8
6,2
6,7
7,0
7,3
7,6
8,9
8,2
4,5
5,6
6,8
7,5
8,1
8,6
9,0
9,4
9,8
10,2
5,1
6,5
7,8
8,8
9,7
10,4
10,8
11,3
11,9
12,6
5,7
7,4
9,0
10,2
11,5
12,4
13,0
13,7
14,5
15,4
6,0
8,0
10,0
11,7
13,3
15,0
16,8
19,7
20,7
22,6
р дБА
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
По табл. 6.3 в зависимости от разности величин ∆LАэкрα1 и ∆LАэкрα2 определяют поправку Л (дБА), которую затем прибавляют к меньшей величине
∆LАэкр αmin :
∆Lэкр = ∆L'экрα min + ∧ (дБ)
(6.1)
Полученная величина ∆LАэкр определяет эффективность снижения уровня
звука (дБА) экранирующим сооружением в расчётной точке.
30
Таблица 6.3
Поправка Л в зависимости от разности ∆LАэкр αmax - ∆LАэкр αmin
Разность
0
∆LАэкр αmax - ∆LАэкр αmin
0
Поправка Л
2
4
6
8
0,8 1,5 2
10
12
14
16
18
20
22
2,4 2,6 2,8 2,9
3
3
3
3
Пример:
Определить эффективность экрана, если а=40 м; b=36 м;c =43 м;
δ = 40 + 36 – 43 =33 м; α1=41˚ и α2=82˚
По табл. 6.1 находим ∆L'Аэкр=24 дБА (при значениях δ>6 м принимаем
максимальную величину ∆L'Аэкр).
По табл. 6.2 определяем ∆LАэкр α1=3,5 дБА и ∆LАэкр α2=18,3 дБА. Разность ∆LАэкр α2 – ∆LАэкр α1=18,3 – 3,5=14,8 дБА. По табл. 6.3 находим Л = 3 дБА.
Эффективность экрана ∆LАэкр :
∆LАэкр = ∆LАэкр α1 + Л = 3,5 + 3 = 6,5 дБА.
Из табл. 6.2 следует: чем больше значения углов α1 и α2, тем выше эффективность экрана, а величина этих двух углов при постоянной длине экрана зависит от расстояния между экраном и расчётной точкой, поэтому чем меньше
это расстояние, тем выше эффективность экрана.
Вопросы для самопроверки
1.Как влияет частотная характеристика шума на эффективность экрана?
2.Как меняется эффективность экрана при изменении расстояния от
экрана до расчётной точки?
Расчётно-графическая работа № 7
Определение индекса изоляции воздушного шума
однослойным массивным ограждением
7.1. Цель работы
Освоить методику расчёта звукоизоляции однослойного массивного ограждения от воздушного шума.
31
7.2. Основные теоретические данные
Под однослойным ограждением подразумевается конструкция, состоящая
из одного или нескольких слоёв, жёстко связанных друг с другом (например,
оштукатуренная кирпичная стена).
Воздушный шум может проникать в помещение из внешней среды или из
соседнего помещения через различные щели, неплотности, либо возникать в результате излучения звука ограждением, приведённым в колебательный процесс
в результате падения на него звуковых волн.
Изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией оценивается в
децибелах и зависит от коэффициента звукопроницаемости τ, который представляет собой отношение величины звуковой энергии, прошедшей через ограждение (Епрош), к величине энергии, падающей на это ограждение (Епад), т.е.
τ=
Eпрош
.
(7.1)
Изоляция воздушного шума ограждением без учёта косвенной передачи и
при диффузном падении звуковых волн определяется выражением
1
(7.2)
R = 10 lg , дБ .
0
Eпад
τ
В соответствии с [3,4] одним из нормируемых параметров звукоизоляции
ограждающих конструкций зданий является индекс изоляции воздушного шума
ограждающими конструкциями Rw (дБ).
Индекс изоляции воздушного шума Rw (дБ) ограждающей конструкцией
с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой изоляции воздушного шума определяется путём сопоставления её с оценочной кривой, приведённой на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Оценочная кривая изоляции воздушного шума ограждением
32
Для определения индекса изоляции воздушного шума Rw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждения от оценочной кривой.
Если сумма неблагоприятных отклонений равна 32 дБ либо незначительно меньше этой величины, индекс изоляции Rw составляет 52 дБ, что соответствует ординате оценочной кривой в третьоктавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.
В случае, когда сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ,
оценочная кривая смещается вниз на целое число децибел таким образом, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещённой оценочной кривой не
превышала эту величину.
Если неблагоприятные отклонения отсутствуют или сумма их значительно меньше 32 дБ, оценочная кривая смещается на целое число децибел вверх,
чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещённой оценочной кривой
максимально приблизилась к 32 дБ, но не превысила этой величины.
7.3. Порядок выполнения работы
Расчёт изоляции однослойной конструкции проводится при проектировании
ограждающих конструкций. Окончательная проверка и оценка звукоизоляции
ограждений зданий должна проводиться экспериментальным методом.
Индекс изоляции воздушного шума однослойными ограждающими конструкциями следует определять на основании рассчитанной частотной характеристики изоляции воздушного шума.
Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским ограждением сплошного сечения поверхностной плотностью от 100 до
800 кг/м2 из бетона, железобетона, кирпича и тому подобных материалов изображается графически в виде ломаной линии, аналогичной линии ABCD на
рис. 7.2.
Рис. 7.2 .Частотная характеристика изоляции воздушного шума
однослойным плоским ограждением
33
Абсциссу точки B – fВ следует определять по табл. 7.1 в зависимости от
толщины и плотности материала конструкции. Значение fВ следует округлять до
среднегеометрической частоты полосы, в пределах которой находится fВ. Границы третьоктавных полос частот приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.1
Зависимость fВ от γ и h
Плотность бе- ≥1800
1600
1400
1200
1000
800
600
3
тона , γ , кг\м
29000/ 31000/ 33000/ 35000/ 37000/ 39000/ 40000/
f в , Гц
h
h
h
h
h
h
h
Примечание:1. h – толщина ограждения, мм.
2. Для промежуточных значений γ частота f в определяется интерполяцией.
Ординату точки В - RВ следует определять в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности mЭ по формуле
Rв = 20 lg mэ − 12 (дБ)
или по графику, приведённому на рис. 7.3.
Рис. 7.3. График зависимости RВ от поверхностной плотности
34
(7.1)
Таблица 7.2
Параметры 1/3-октавных полос частот
Среднегеометрическая Границы 1\3 – Среднегеометрическая Границы 1\3 –
частота 1\3 – октавной октавной по- частота 1\3 – октавной октавной пополосы
лосы
полосы
лосы
63
57-70
630
562-707
80
71-88
800
708-890
100
89-111
1000
891-1122
125
112-140
1250
1123-1414
160
141-176
1600
1415-1782
200
177-222
2000
1783-2244
250
223-280
2500
2245-2828
315
281-353
3150
2829-3563
400
354-445
4000
3564-4489
500
446-561
Эквивалентная поверхностная плотность mЭ определяется по формуле
2
mэ = Km (кг/м ),
(7.2)
m – поверхностная плотность, кг/м2
(для ребристых конструкций принимается без учёта ребер);
K – коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной
жёсткости ограждения из бетонов на лёгких заполнителях,
поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из
тяжёлого бетона с той же поверхностной плотностью.
Для сплошных ограждающих конструкций плотностью γ=1800 кг/м3 и
более К=1. Для сплошных ограждающих конструкций из бетонов на лёгких заполнителях, поризованных бетонов, кладки из кирпича и пустотелых керамических блоков коэффициент К определяется по табл. 7.3.
где
Для ограждений из бетона плотностью 1800 кг/м3 и более с круглыми
пустотами коэффициент К определяется по формуле:
K = 1,5 4
где
j
,
bhпр3
j – момент инерции сечения, м4 ;
b – ширина сечения, м;
hпр – приведённая толщина сечения, м.
35
(7.3)
Таблица 7.3
Значение коэффициента К для различных материалов
Класс
В 7,5
Плотность, кг/м3
1500-1550
1300-1450
1200
1100
К
1,1
1,2
1,3
1,4
В 12,5- В 15
1700-1750
1500-1650
1350-1450
1250
1,1
1,2
1,3
1,4
Перлитобетон
В 7,5
Аглопоритобетон
В 7,5
1400-1450
1300-1350
1100-1200
950-1000
1300
1100-1200
950-1000
1500-1800
1600-1700
1700-1800
1000
800
600
1500-1600
1200-1400
1,2
1,3
1,4
1,5
1,1
1,2
1,3
1,2
1,2
1,2
1,5
1,6
1,7
1,1
1,2
1300
1200
1000
800
1,3
1,4
1,5
1,6
Вид материала
Керамзитобетон
Шлакопемзобетон
Газобетон, пенобетон, газосиликат
Кладка из кирпича,
пустотелых керамических блоков
Гипсобетон, гипс (в
том числе поризованный или с лёгкими заполнителями)
В 12,5
В 7,5
В 12,5
В 5,0
В 7,5
Для ограждающих конструкций из лёгких бетонов с круглыми пустотами
коэффициент К принимается как произведение коэффициентов, определённых
отдельно для сплошных конструкций из лёгких бетонов и конструкций с круглыми пустотами.
Значение RВ следует округлять до 0,5 дБ.
Построение частотной характеристики производится в следующей последовательности: из точки В влево проводится горизонтальный отрезок ВА, а
36
вправо от точки В проводится отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С
с ординатой RС = 65 дБ, из точки С вправо проводится горизонтальный отрезок
CD. Если точка С лежит за пределами нормируемого диапазона частот
(fС > 3150 Гц), отрезок CD отсутствует.
Пример. Определить индекс изоляции воздушного шума железобетонной перегородки толщиной 140 мм и плотностью 2400 кг/м3.
Построение частотной характеристики производим в соответствии
с рис. 7.2. По табл. 7.1 определяем абсциссу точки В – f B :
fB =
29000 29000
=
= 207 ≈ 200 Гц .
140
h
Поверхностная плотность ограждения:
m = γ h = 2400 ⋅ 0,14 = 336 кг / м 2 .
В данном случае К=1, поэтому
mЭ = 336 ⋅1 = 336 кг / м 2 .
Ординату точки В определяем по формуле 7.1:
RB = 20 lg mЭ − 12 = 20 lg 336 − 12 = 20 ⋅ 2,526 − 12 = 38,5 дБ
Этот же результат можно получить по графику, приведённому на рис. 7.3.
Строим частотную характеристику звукоизоляции (рис. 7.4) и наносим на
неё оценочную кривую. Точка С с ординатой 65 дБ находится за пределами
нормируемого диапазона частот.
Рис. 7.4. Графики к расчёту индекса изоляции воздушного
шума однослойным ограждением
37
Результаты расчёта сводим в табл. 7.4
Таблица 7.4
Результаты расчета звукоизоляции ограждения
Сумма небл
откл
3
4
5
6
500
630
1250
1600
2000
2500
3150
1000
400
33
36
39
42
45
48
51
52
53 54 55 56
56
56
56
56
800
315
Расчётная частотная характеристика, R, дБ
250
2
200
Оценочная кривая, дБ
160
1
125
Параметры
38
№
п. п
100
Среднегеометрические частоты 1/3-октавн. полос, Гц
38, 38, 38, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60,
62,5
5
5
5
5
5
5
5
5
5 5 5 5
5
5
5
Неблагоприятные отклонения от оценочной кривой, дБ
Оценочная кривая, смещённая на 1дБ вниз
32
Неблагопр. отклонения от
смещённой оценочн. кривой, дБ
Индекс изоляции воздушного шума, Rw, дБ
-
0,5 3,5 4,5 5,5 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5
35
38
-
-
41
44
47
50
51
52 53 54 55
2,5 3,5 4,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 0,5
51
38
-
-
-
-
55
55
55
55
38
28,5
Сравнивая полученное значение индекса изоляции воздушного шума
рассчитанной конструкции с нормативными значениями, приведёнными в
табл. 7.5, можно сделать вывод, в каких случаях может быть использована
эта конструкция в качестве перегородки.
Таблица 7.5
Нормативные значения индекса изоляции
воздушного шума
Наименование и расположение ограждающей конструкции
Rw,дБ
Жилые здания
1 Стены и перегородки между квартирами, между помещениями
квартир и лестничными клетками, холлами,коридорами,
вестибюлями:
в домах категории А
в домах категории Б
в домах категории В
54
52
50
2 Стены между помещениями квартир и магазинами:
в домах категории А
в домах категории Б и В
59
57
3 Перегородки между комнатами, между кухней и комнатой в
одной квартире:
в домах категории А
в домах категории Б и В
4 Перегородки между санузлом и комнатой одной квартиры
5 Стены и перегородки между комнатами общежитий
6 Стены и перегородки, отделяющие помещения
культурно- бытового обслуживания общежитий друг от друга
и от помещений общего пользования (холлы, вестибюли
лестничные клетки)
7 Входные двери квартир:
в домах категории А
в домах категории Б
в домах категории В
8
Гостиницы
Стены и перегородки между номерами:
категории А
категории Б
категории В
39
43
41
47
50
47
34
32
30
52
50
48
Продолжение табл. 7.5
Наименование и расположение ограждающей конструкции
Стены и перегородки, отделяющие номера от помещений
общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы,
буфеты):
категории А
категории Б и В
10 Стены и перегородки, отделяющие номера от ресторанов, кафе:
категории А
категории Б и В
Административные здания, офисы
11 Стены и перегородки между кабинетами и отделяющие
кабинеты от рабочих комнат:
категории А
категории Б и В
12 Стены и перегородки, отделяющие рабочие комнаты от
помещений общего пользования(вестибюли, холлы, буфеты)
и от помещений с источниками шума (машбюро, телетайпные.):
категории А
категории Б и В
13 Стены и перегородки, отделяющие кабинеты от помещений
общего пользования и шумных помещений:
в домах категории А
в домах категории Б и В
Больницы и санатории
14 Стены и перегородки между палатами, кабинетами врачей
15 Стены и перегородки между операционными и отделяющие
операционные от других помещений. Стены и перегородки,
отделяющие палаты и кабинеты от столовых и кухонь.
16 Стены и перегородки, отделяющие палаты и кабинеты от
помещений общего пользования
Учебные заведения
17 Стены и перегородки между классами, кабинетами и
аудиториями и отделяющие от помещений общего пользования.
18 Стены и перегородки между музыкальными классами средних
учебных заведений и отделяющие эти помещения
от помещений общего пользования.
Rw,дБ
9
40
54
52
62
59
51
49
50
48
54
52
47
57
52
47
57
Окончание табл. 7.5
Наименование и расположение ограждающей конструкции
19 Стены и перегородки между музыкальными классами высших
учебных заведений
Детские дошкольные учреждения
20 Стены и перегородки между групповыми комнатами, спальнями
и между другими детскими комнатами.
21 Стены и перегородки, отделяющие групповые комнаты, спальни
от кухонь
Rw,дБ
60
47
51
Категории зданий по комфортности (определяются техническим заданием на проектирование):
А – высококомфортные условия;
Б – комфортные условия;
В – предельно допустимые условия.
Вопросы для самопроверки
1. Что такое звукоизоляция ограждения, в каких единицах она
измеряется?
2. Нормирование звукоизоляции ограждений.
3. Методика расчёта звукоизоляции.
Расчетно-графическая работа №8
Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума
однослойным тонким ограждением
8.1. Цель работы
Определение звукоизоляции тонкого однослойного ограждения
8.2. Основные теоретические сведения
Под плоскими тонкими однослойными ограждениями понимают ограждения, выполненные из металла, стекла, асбестоцементного листа, древесностружечных плит и т.п. Такие конструкции широко применяются на практике, когда разрабатывают мероприятия по борьбе с шумом методом звукоизоляции. Кожухи, кабины наблюдения, выгородки, экраны, как правило,
устраивают из листовых материалов, поэтому при их проектировании необходимо уметь выполнять расчет звукоизолирующей способности тонкостенных конструкций, из которых они изготовлены.
41
8.3. Порядок выполнения работы
Частотная характеристика изоляции воздушного шума плоской тонкой
однослойной ограждающей конструкцией из металла, стекла, асбестоцементного листа и тому подобных материалов может быть определена графическим способом в виде ломаной линии, аналогичной линии АВСD на рис.8.1.
Рис.8.1. Частотная характеристика изоляции воздушного шума
плоским тонким однослойным ограждением
Координаты точек В и С определяются по табл. 8.1 . Значения f B и fС
следует округлять до ближайших значений среднегеометрических частот
третьоктавных полос. Наклон участка АВ – 4,5 дБ/окт, участка СD – 7,5
дБ/окт.
Таблица 8.1
Данные для определения координат точек В и С
Материалы
1
1. Сталь
2. Алюминиевые сплавы
3. Стекло силикатное
4. Стекло органическое
Плотность,
кг/м³
2
7800
2500
2700
2500
1200
ƒв, Гц
ƒс, Гц
Rв, дБ
Rс, дБ
3
6000/h
6000/h
4
12000/h
12000/h
5
40
32
6
32
22
6000/h
17000/h
12000/h
34000/h
35
37
29
30
42
Окончание табл. 8.1
Материалы
5. Асбестоцементные
листы
Плотность,
кг/м³
2100
1800
1600
1100
850
6. Гипсокартонные листы
(сухая гипсовая
штукатурка)
7. Древесно-стружечная
850
плита (ДСП)
650
8. Твердая древесно1100
волокнистая плита
Примечание – h – толщина, мм.
ƒв, Гц
ƒс, Гц
Rв, дБ
Rс, дБ
9000/h
9000/h
10000/h
19000/h
9000/h
18000/h
18000/h
20000/h
38000/h
38000/h
35
34
34
36
34
29
28
28
30
28
13000/h
3500/h
19000/h
26000/h
27000/h
38000/h
32
30,5
35
27
26
29
Пример. Определить частотную характеристику изоляции воздушного
шума однослойной тонкой перегородкой, выполненной из асбестоцементных
листов толщиной h=8 мм и плотностью γ = 2100 кг / м3 . По табл.8.1 определяем координаты точек В и С
f B = 9000 / h = 9000 / 8 = 1125 Гц ≈ 1250 Гц; RB = 35 дБ ;
fС = 18000 / h = 18000 / 8 = 2250 ≈ 2500 Гц; RС = 29 дБ .
Частотную характеристику строим в соответствии со схемой на рис. 8.1.
Соединяем точки В и С .Из точки В влево и вниз проводим отрезок ВА с уклоном 4,5 дБ на октаву, из точки С вправо и вверх- отрезок с подъемом 7,5 дБ
на октаву (рис. 8.2).Ломаная линия АВСD представляет частотную характеристику изоляции воздушного шума данной перегородкой.
Рис. 8.2. Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойной
перегородкой,выполненной из асбестоцементных листов толщиной 8 мм
43
Таблица 8.2
Результаты расчета звукоизоляции тонкого ограждения
Частота, f , Гц
Звукоизоляция, R, дБ
100
18,5
125
20
160
21,5
200
23
250
24,5
315
26
400
27,5
500
29
Окончание табл. 8.2
Частота f , Гц
Звукоизоляция
R, дБ
630
30,5
800
32
1000
33,5
1250
35
1600
33
2000
31
2500
29
3150
31,5
Вопросы для самопроверки.
1. Что называется частотной характеристикой звукоизоляции
однослойного тонкого ограждения?
2. Какими способами можно получить частотную характеристику
звукоизоляции?
3. В каких единицах измеряется звукоизоляция?
4. Охарактеризуйте практическое значение расчета звукоизоляции
тонких ограждений?
Расчётно-графическая работа № 9
Расчёт изоляции воздушного шума
двойным глухим остеклением
9.1. Цель работы
Практическое освоение расчёта изоляции воздушного шума перегородкой
из двух тонких листов с воздушным промежутком между ними
9.2. Основные теоретические сведения и методика расчёта
Частотная характеристика изоляции воздушного шума окном с двойным остеклением при герметичном выполнении притворов и при одинаковой
толщине стекол определяется в следующем порядке.
Строится частотная характеристика изоляции воздушного шума одним
стеклом (см. работу №8) – вспомогательная линия ABCD на рис. 9.1.
44
Рис. 9.1. Частотная характеристика изоляции воздушного шума
конструкцией из двух листов одинаковой толщины
с воздушным зазором
Вспомогательная линия А'B'C'D' строится параллельным переносом
каждого участка ломаной ABCD вверх на величину поправки ∆R1, которая
принимается по табл. 9.1 и учитывает увеличение поверхностной плотности.
Таблица 9.1
Поправка ∆R1 на увеличение поверхностной плотности
двойного остекления
mобщ / m1
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
2,0
2,2
2,3
2,5
∆R1, дБ
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
mобщ / m1
2,7
2,9
3,1
3,4
3,7
4,0
4,3
4,6
5,0
∆R1, дБ
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
В рассматриваемом случае толщины стекол одинаковы, поэтому
mобщ / m1 = 2 и ∆R1 = 4,5 дБ .
Определяется частота резонанса конструкции по формуле
f р = 60
m1 + m2
.
d . m1 m2
45
, Гц.
(9.1)
где m1 и m2 – поверхностные плотности листового материала обшивок, кг/м2 ;
d – величина воздушного зазора, м.
Так как в данном случае m1 = m2, формулу (9.1) можно упростить:
f p = 60
2
d ⋅m
( Гц ) .
(9.2)
Вычисленное значение f p округляется до ближайшей среднегеометрической частоты 1/3 – октавной полосы.
Окончательная частотная характеристика двойного остекления до частоты 0,8 f p совпадает с началом участка A'B' (до точки Е, см. рис. 9.1). На частоте f p звукоизоляция конструкции принимается ниже линии A'B' на 4 дБ
(точка F, см. рис. 9.1). Точки E и F соединяем.
На частоте 8 f p (три октавы выше f p ) наносим точку К с ординатой
RK = RF + H и соединяем её с точкой F. Величину H находим по табл. 9.2 в зависимости от толщины воздушного зазора между стёклами.
Таблица 9.2
Поправка, учитывающая влияние воздушного зазора
на звукоизоляцию ограждения
Толщина воздушного зазора, d, мм
Величина H, дБ
15-25
50
100
150
200
22
24
26
27
28
От точки К вправо и вверх проводим отрезок KL с уклоном 4,5 дБ на
октаву до частоты f B (т.е. параллельно вспомогательной A'B').
Превышение KL над вспомогательной A'B' - поправка ∆R2 на влияние
воздушного зазора в диапазоне частот выше 8fр. Может оказаться, что fВ = 8fр.
В этом случае точки K и L сливаются в одну.
И наконец, если получится что f B < 8 f p , то точка К окажется вне расчётной частотной характеристики и будет вспомогательной для построения
отрезка FL( f L = f B ) .
От точки L вправо проводится горизонтальный отрезок LM до частоты
1,25 f B , т.е. на ширину 1/3 – октавы. На частоте fС намечаем точку N с ординатой RN = RC ` + ∆R2 и соединяем её с точкой M. От точки М вправо и вверх
проводим отрезок NP//C’D’ с уклоном 7,5 дБ/окт.
Ломаная линия A'EFKLMNP – частотная характеристика изоляции воздушного шума двойным остеклением.
46
9.3. Порядок выполнения работы
Пример. Требуется построить частотную характеристику изоляции
воздушного шума витражом, остеклённым стеклопакетом. Толщина стёкол
6 мм, воздушный зазор между стёклами 20 мм.
Строим частотную характеристику изоляции воздушного шума одним
стеклом. Координаты точек В и С определяем по табл. 8.1.
f B = 6000 / 6 = 1000 Гц; RB = 35 дБ ;
fС = 12000 / 6 = 2000 Гц; RС = 29 дБ .
Поверхностная плотность стекла толщиной 6 мм:
m = γ . h = 2500 . 0.006 = 15кг / м 2 .
Наносим точки В и С на график (рис. 9.2) и соединяем их. Из точки В
влево и вниз проводим отрезок ВА с уклоном 4,5 дБ на октаву. Из точки С
вправо и вверх – отрезок CD с уклоном 7,5 дБ на октаву. Полученная ломаная ABCD – частотная характеристика изоляции воздушного шума одним
стеклом толщиной 6 мм. Вспомогательная линия А'B'C'D' строится параллельным переносом линии ABCD вверх на величину поправки ∆R1 = 4,5 дБ на
увеличение поверхностной плотности, принимаемой по табл. 9.1.
Частота резонанса конструкции определяется по формуле (9.2) :
f p = 60
2
2
= 60
= 154,9 ≈ 160 Гц .
0, 02 ⋅15
d ⋅m
На отрезке вспомогательной линии A'B' намечаем точку Е, абсцисса
которой f E = 0,8 ⋅ f P = 0,8 ⋅160 = 125 Гц . На частоте fр находим точку F, ордината
которой на 4 дБ ниже отрезка A'B', т.е. RF = 27,5 − 4 = 23,5 дБ .
На частоте 8 f p = 8 ⋅160 ≈ 1250 Гц отмечаем точку К с ординатой
RK = RF + H = 23,5 + 22 = 45,5 дБ ,
где H = 22 дБ – поправка на влияние воздушного промежутка между стёклами, определяемая по табл. 9.2.
Так как f B = 1000 Гц меньше fK= 8 f p = 1250 Гц , точку L намечаем на отрезке FK над точкой B', т.е. f L = 1000 Гц ( RL = 43 дБ ) ). Точка К не принадлежит
частотной характеристике конструкции и является вспомогательной. Поправка ∆R2 на влияние воздушного промежутка на частоте f B будет равна
разности ординат точек L и B', т.е. ∆R2 = RL − RB ` = 43 − 39,5 = 3,5 дБ . До частоты
1, 25 f B = 1250 Гц проводим горизонтальный отрезок LM. На частоте f c = 2000 Гц
намечаем точку N с ординатой
RN = RC ` + ∆R2 = 33,5 + 3,5 = 37 дБ
и соединяем её с точкой М. Далее из точки N проводим вправо и вверх отрезок NP//C′D′ (т.е. с уклоном 7,5 дБ на октаву).
47
Ломаная линия A`EFLMNP – частотная характеристика изоляции воздушного шума заданной ограждающей конструкцией.
Рис. 9.2. Частотная характеристика изоляции воздушного шума витражом,
остеклённым стеклопакетом, при толщине стёкол 6 мм
и воздушном зазоре 20 мм
Вопросы для самопроверки
1. Какие факторы влияют на звукоизоляцию двойного остекления?
2. Изменится ли расчёт звукоизоляции двойного ограждения с воздушной
прослойкой, если вместо стекла использовать другой листовой материал?
Библиографический список литературы
1. Елизаров, Ю. М. Строительная физика / Ю. М.Елизаров, Т. А Изместьева. - Воронеж: Изд-во ВГУ. 1967. – 238 с.
2. Ковригин, С. Д. Архитектурно-строительная акустика / С.Д. Ковригин,
С.И. Крышов. – М.: Высшая школа, 1986. – 256 с.
3. СНиП 23-03-2003. Защита от шума
4. СП 23-103-2003. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. - М., 2004. – 36 с.
5. Тишин, С.Д. Таблицы возведения в степень / С.Д. Тишин, С.С. Тишин.
– М.: Статистика, 1972. – 400 с.
48
Приложение 1
Исходные данные для выполнения работ
Работа №1
Задание: Определить суммарный уровень шума, создаваемый при работе
четырех агрегатов, если уровни шума каждого из них равны:
Уровни шума, создаваемые агрегатами
Номер
варианL2, дБ
L3, дБ
L4, дБ
L1, дБ
та
1
65,5
68,5
72,0
80,0
2
92,0
86,4
78,0
81,0
3
109,0
104,5
96,0
96,0
4
85,8
85,9
86,9
86,0
5
71,5
73,0
72,6
66,9
6
102,6
100,0
99,0
97,3
7
92,4
85,0
77,0
91,0
8
74,4
80,0
76,3
79,0
9
100,0
97,8
85,5
99,2
10
74,0
64,0
66,5
64,3
11
93,3
95,7
91,4
94,8
12
96,3
90,0
97,2
100,4
13
84,4
78,6
72,0
77,5
14
112,0
108,3
107,5
107,6
15
101,6
92,8
97,3
99,0
16
101,3
102,2
100,8
100,9
17
76,2
79,1
70,0
67,8
18
77,1
73,2
75,8
81,4
19
63,0
64,5
65,7
79,0
20
69,8
73,5
76,1
83,9
21
58,2
67,1
60,0
69,4
22
59,0
61,4
50,0
49,6
23
62,5
53,4
49,8
53,4
24
70,0
59,4
61,7
60,9
25
80,2
76,3
69,7
79,6
26
96,8
90,3
89,2
90,0
27
101,7
100,7
87,3
102,9
28
85,3
79,6
72,1
88,8
29
75,0
63,6
84,3
68,0
30
68,1
71,9
75,0
64,3
Работа № 2
Задание: С помощью передающего тракта в помещении создается звуковое
поле. Откалиброванный приемный тракт приводят в рабочее состояние и выполняют измерения параметров шума. Строят частотную характеристику и осуществляют нормирование.
49
50
51
Работа № 5
Задание: Выполнить построение отражающих раковин открытых театров методом Ф.Р.Ватсона и комбинированным методом по следующим параметрам:
ƒ Глубина сцены – 6,4 м;
ƒ Количество отражающих секций – 4;
ƒ Расстояние от сцены до дальнего ряда зрителей – 30 м;
ƒ Угол наклона амфитеатра - 10º;
ƒ Высота сцены – 7 м.
Работа № 6
Варианты заданий
Номер
варианта
А, м
В, м
В´, м
С, м
1
10
15
30
10
2
10
20
40
10
3
10
25
50
10
4
15
10
20
15
5
15
15
30
15
6
20
15
30
15
7
20
20
40
20
8
20
25
50
20
9
25
20
40
25
10
25
25
50
25
11
25
15
30
25
12
25
20
40
25
13
25
25
50
15
14
25
10
20
25
15
25
30
60
30
52
Номер
варианта
А, м
В, м
В´, м
С, м
16
30
15
30
10
17
30
20
40
15
18
30
25
50
20
19
30
30
60
25
20
30
35
70
30
21
40
15
30
20
22
40
20
40
30
23
40
25
50
40
24
40
30
60
50
25
40
35
70
60
26
15
15
30
10
27
15
20
40
25
28
15
15
30
20
29
15
15
30
25
30
15
10
20
30
Работа № 7
Варианты заданий
Номер
Плотность кладки
варианта
γкл, кг/м
1700
1500
1400
1300
1200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1800
Конструкция ограждения
53
3
Толщина, мм
hкл
65
90
120
250
380
65
90
120
250
380
65
90
120
250
380
65
90
120
250
380
65
90
120
250
380
65
90
120
250
380
hогр
105
130
160
290
420
105
130
160
290
420
105
130
160
290
420
105
130
160
290
420
105
130
160
290
420
105
130
160
290
420
Работа № 8
Варианты заданий
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Плотность,
кг/м3
Материал ограждения
Сталь
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Алюминиевые сплавы
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Стекло силикатное
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Стекло органическое
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Асбоцементный лист
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Сухая гипсовая штукатурка
—// —//— //—//—//—
То же
—// —//— //—//—//—
Древесностружечная плита
—// —//— //—//—//—
То же
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
Твердая ДВП
—// —//— //—//—//—
—// —//— //—//—//—
7800
2500-2700
2500
2400
2100
1800
1600
1100
830
850
650
1100
Примечание: h – толщина однослойной конструкции, мм
54
Hогр, мм
4
6
8
5
7
9
4
5
6
7
9
11
6
9
10
12
6
8
10
10
15
10
15
10
20
10
15
20
5
7
9
Работа № 9
Варианты заданий
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Толщина стекол
H1, мм
H2, мм
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Воздушный
зазор, d, мм
25
50
100
150
200
25
50
100
150
200
25
50
100
150
200
25
50
100
150
200
25
50
100
150
200
25
50
100
150
200
55
m, кг/м3
7,5
10,0
11,25
12,5
15,0
17,5
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ……………………………………………………………………
1. Расчетно-графическая работа №1……………………………………...
2. Лабораторная работа №2 ………………………………………………
3. Графическая работа №3 ………………………………………………...
4. Графическая работа №4 ………………………………………………...
5. Расчетно-графическая работа №5 ……………………………………...
6. Расчетно-графическая работа №6 ……………………………………...
7. Расчетно-графическая работа №7 ……………………………………...
8. Расчетно-графическая работа №8 ……………………………………...
9. Расчетно-графическая работа №9 ……………………………………...
Библиографический список ……………………………………………….
Приложение. Исходные данные для выполнения работ ………………..
3
4
11
19
21
24
28
31
41
44
48
49
Учебное издание
Мельников Евгений Дмитриевич
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА
Практикум
для студентов, обучающихся по направлениям 270300 «Архитектура»
270100 «Строительство»
Компьютерный набор Агеенко М.В.
Фомичева С.М.
Редактор Аграновская Н.Н.
Подписано в печать 29.06.2009.. Формат 60х84, 1/16. Бумага писчая.
Уч.-изд л. 3,1. Усл.- печ. 3,0. Тираж 180 экз. Заказ №
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
56