Звукопоглощение

        Данный метод защиты применяется в том случае, когда источник шума и рабочее место находятся в одном помещении, поскольку снижается отраженная составляющая звука.

   Звукопоглощение основано на переходе энергии колеблющихся частиц воздуха в тепло за счёт потерь на трение в порах материала. Реализуется путем акустической обработки помещения.

В качестве поглощающих материалов используются волокнисто-пористые материалы, такие как войлок, фетр, вата, стекловолокно, акустическая штукатурка, вспененные плиты. Характеристикой звукопоглощающих свойств материала является коэффициент звукопоглощения α, зависящий от частоты. Коэффициент α вышеназванных материалов колеблется в пределах от 0,7 - 1 на частоте 1000Гц. Применение средств звукопоглощения снижает шум на 6-8 дБ в зоне отраженного звука.

     Звукопоглощение достигается путем увеличения постоянной помещения В, для этого нужно увеличить эквивалентную площадь А и средний коэффициент звукопоглощения. С этой целью применяются ломаные или гофрированные конструкции, которые позволяют увеличить действительную площадь ограждения. Также увеличить S_огр можно путём применения объёмных звукопоглотителей. Акустическая обработка помещения проводится в том случае, если α_ср. на частоте 1000 Гц акустически не обработанного помещения не превышает 0,25.

         Снижение шума путем звукопоглощения определяется следующим образом:

ΔL = 10 ∙ lg (B₂/B₁),

где B₁ и B₂ - постоянные помещений до и после установки поглотителей соответственно.

B₁ = A₁/(1-α₁) ,

B₂ = A₂/(1-α₂),

где A₁ и A₂ - эквивалентные площади звукопоглощения до и после установки поглотителей соответственно.

A₁ = α₁ ∙ S_{поглощ.}

A₂ = α₂ ∙ S_{обраб. поверх.}

Звукоизоляция

  Звукоизоляция - это способность материала препятствовать распространению звуковой энергии в воздушном пространстве. Для реализации звукоизоляции применяются жесткие материалы.

Характеристики звукоизоляции:

1. коэффициент звукопроницаемости τ

τ = P_пр/P_пад = I_пр/I_пад

2. звукоизолирующая способность

R = ΔL = L₂ - L₁,

где L₁ и L₂ - уровни звукового давления до и после применения средств звукоизоляции.

   Звукоизолирующая способность и коэффициент звукопроницаемости связаны следующей зависимостью:

R = 10 ∙lg (1/τ)

Факторы, влияющие на звукоизоляцию:

1. Поверхностная масса Q, кг/м².

При удвоении поверхностной массы звукоизолирующая способность увеличивается на 6 дБ.

2. Однородность материала.

Если в перегородке есть отверстия, то через них будет проходить побочная передача шума, что значительно снижает звукоизоляцию.

3. Жесткость.

Чем выше жесткость материала, тем выше звукоизолирующая способность, поскольку материал меньше поддается деформации.

4. Побочная передача шума.

Побочный шум - проникающий в помещение не через звукоизолирующий материал.

5. Воздушная прослойка изоляции.

Если 2 стены примыкают вплотную с общей толщиной 230мм, то общая звукоизолирующая способность = 50дБ.

При передаче шума последовательно через 2 кирпичные стены толщиной 115мм, отстоящие друг от друга на расстоянии, то суммарная звукоизолирующая способность двух стен = 45+45=90 дБ.

6. Частота. Чем выше частота, тем выше звукоизолирующая способность.

      На всем диапазоне слышимых частот звукоизолирующая способность делится на четыре области.

1 область: звукоизоляция определяется жесткостью материала и резонансом. На низких частотах перегородка способна искривляться, действуя как мембрана и имея собственные частоты колебаний f₁ и f₂. Чем выше сопротивление мембраны, тем выше звукоизоляция. В первой области звукоизоляция не определяется.

2 область: звукоизоляция определяется законом масс.

R = 20 ∙lgQ + 20 ∙lgf - 47,5,

где: Q - поверхностная масса, кг/м²,

f - частота, Гц,

47,5 - эмпирический коэффициент, определяемый для каждого помещения.

При увеличении частоты в 2 раза звукоизоляция увеличивается на 6 дБ на октаву. 2 область длится до частоты f_гр = с²/(1,8∙c₁∙h), где с - скорость распространения звука, м/с, c₁ - скорость распространения изгибных колебаний в пластине, м/с, h - толщина пластины, м.

3 область: Область волнового совпадения.

Эффект совпадения волн.

а - длина падающий звуковой волны.

б - изгибной волны в пластине.

1 -пластина.

Волновое совпадение происходит в случае падения плоской волны на пластину под косым углом, что вызывает вынужденные колебания пластины, длина волны, которая больше длины падающей звуковой волны. Если частота падающих волн совпадает с частотой колебания пластины, то возникает эффект волнового совпадения и звуковая энергия полностью проходит в соседнее помещение. В данной области звукоизоляция на частоте 2f_гр на 8 дБ выше, чем на частоте f_гр.

4 область: звукоизоляция увеличивается на 8-10 дБ на октаву.

Величина звукоизоляции окна R_{Атран.о}, дБА, определяется на основании частотной характеристики изоляции воздушного шума окном с помощью эталонного спектра шума потока городского транспорта. Для определения величины звукоизоляции окна R_Атран по известной частотной характеристике изоляции воздушного шума необходимо в каждой третьоктавной полосе частот из уровня эталонного спектра L_i вычесть величину изоляции воздушного шума R_i данной конструкцией окна. Полученные величины уровней следует сложить энергетически и результат сложения вычесть из уровня эталонного шума, равного 75 дБА.

Величину звукоизоляции окна R_Атран, дБА, определяют по формуле

где L_i - скорректированные по кривой частотной коррекции «А» уровни звукового давления эталонного спектра в i-й третьоктавной полосе частот, дБ.

R_i - изоляция воздушного шума данной конструкцией окна в i-й третьоктавной полосе частот, дБ.

Требуемая звукоизоляция воздушного шума R_тр, дБ, в октавных полосах частот ограждающей конструкции, через которую проникает шум, определяется при распространении шума в помещение, защищаемое от шума, из смежного помещения с источниками шума, а также с прилегающей территории по формуле

(16)

Требуемую звукоизоляцию наружных ограждающих конструкций (в том числе окон, витрин и других видов остекления)   помещений площадью более 25 м², в зданиях, расположенных вблизи транспортных магистралей, следует определять по формуле

где L_A2м, S_о, В_и, k - то же, что и в формуле (16);

L_Aдоп - допустимый эквивалентный (максимальный) уровень звука в помещении, дБА.

Требуемую звукоизоляцию   следует определять из расчета обеспечения допустимых значений проникающего шума как по эквивалентному, так и по максимальному уровню, т.е. из двух величин  принимают большую.