3 Бөлім Құрылыстық және сәулеттік акустикалар негізі.

5 Тақырып. Бөлмелерге дыбыс өткізбеу.

Жоспар План

5.1 Дыбыс және оның қасиеттері туралы жалпы ұғымдар. Общие понятия о звуке и его свойствах

5.2 Конструкция арқылы дыбыстың өту жолдары. Проникновение звука через ограждающие конструкции

5.3 Дыбысты оқшаулау. Дыбыс оқшаулауды бағалау. Звукоизоляция. Оценка звукоизоляции

5.4 Шудан қорғау шаралар. Меры защиты от шума

Акустика – қандай да бір бөлмелердің дыбыстық (акустикалық) сипаттамасы.

Қолданбалы акустика екі тараудан тұрады – құрылыстық және сәулеттік акустика. Прикладная акустика состоит из двух частей – строительная и архитектурная акустика.

Құрылыстық акустика – сәулеттік жобалау және құрылыстық акустикалық (құрылымдық) әдістер мен құралдарды пайдалана отырып, бөлмелерді, ғимараттарды және шудан қорғау мәселелерін зерттейтін ғылыми пән.

Строительная акустика рассматривает вопросы звукоизоляции помещений, т.е. защиту помещений от внешних шумов, и вопросы снижения шума в помещениях, в которых находится источник шума.

Сәулеттік акустика бөлмелерде сөз бен музыканы жақсы есту үшін шарттарды зерттейді және сол шарттарды қамтамасыз ету үшін сәулеттік-жоспарлық және конструктивтік шешеімдерді шығарады.

Архитектурная акустика исследует условия, обеспечивающие хорошую слышимость речи и музыки в помещениях, и разрабатывает архитектурно-планировочные и конструктивные решения, обеспечивающие эту слышимость.

5.1 Общие понятия о звуке и его свойствах

Дыбыс – бұл кез келген дене (дыбыстың көзқайнары) тербелісінен пайда болатын ауаның механикалық тербелістері. Тербелістер ауаның барлық бағыттары бойынша сығымдалған және селдіреген дыбыстық толқындары түрінде таратылады. 16-20 000Гц шектеріндегі жиіліктерге ие ортада таралатын серпімді толқындар дыбыстық (немесе акустикалық) толқындар деп аталады. Аталған жиіліктегі толқындар, адамның есту аппаратына әсер ете отырып, дыбысты сезінуін туғызады. Дыбыс толқынның таралуы жылдамдығы дыбыстың жылдамдығы с болып табылады. Әртүрлі орталарда дыбыстың жылдамдығы әртүрлі: ауада – 340м/с, судын ішінде 1450 м/с, болаттын ішінде – 5100 м/с.

Звук – это механические колебания воздуха, возникающие при колебаниях какого-либо тела (источника звука). Колебания распространяются в воздухе по всем направлениям в виде звуковых волн (рис. 13), представляющих собой чередующиеся области уплотнения и разрежения. Скорость распространения звуковой волны и есть скорость звука с. Скорость звука различна в различных средах. Скорость звука в воздухе принимают равной 340 м/с, в воде 1450 м/с, в стали 5100 м/с.

Дыбыстың негізгі физикалық сипаттамаларына жататындары:

Дыбыс толқынның ұзындығы  - бір толық тербеліс уақытында дыбыс толқынның таралуы қашықтығы,м.  мәні дыбыс жылдамдығы с мен тербеліс жиілігі f қатынасы арқылы анықталады

;

Тербеліс жиілігі f – уақыттың бірлік шамасындағы толық тербелістердің саны. Жиіліктің өлшеу бірлігі – Герц (Гц) бір секунда ішіндегі бір тербеліске тең. Неғұрлым тербеліс жиілігі жоғары болса, соғұрлым толқын ұзындығы қысқа болады.

К основным физическим характеристикам звука относятся следующие.

Длина звуковой волны  – расстояние, на которое распространяется звуковая волна за время одного полного колебания, м, определяется, как отношение скорости звука к частоте колебаний:

(41)

Частота колебаний f – число полных колебаний в течении единицы времени. Единица измерения частоты – герц (Гц), равный одному колебанию в секунду.

Человек воспринимает звуки в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц. Чем больше частота колебаний, тем короче длина волны.

Екі жиілікпен шектелген - оның бірі ( жоғарғысы) алдындағы (төмендегі) екі есе үлкен - жиіліктердің ара қашықтығы октава деп аталады. (24 сурет).

Интервал частот, ограниченный двумя частотами, из которых – верхняя вдвое больше предыдущей нижней, называют октавой (см. рисунок 24).

Рисунок 24 – Октавная полоса

Бір толық тербеліс болатын уақыт мерзімі– периодты тербеліс Т деп аталады.

Период колебания Т– время в течении которого происходит одно полное колебание.

Уақыт бойынша орташа энергиямен анықталатын, дыбыстық толқынменбірлік аудан арқылы уақыт бірлігіне тасымалданатын , толқындардың таралу бағытына перпендикуляр шама, дыбыстың қарқындылығы (күштік дыбыс) I деп аталады.

ӨЖ-дегі дыбыстың қарқындылық бірлігі - квадраттағы метрге (сантиметрге) ватт Вт/м² немесе Вт/см².

Сила (интенсивность) звука I – количество энергии, переносимое звуковой волной за 1 секунду через площадку в 1 см² (или м²), перпендикулярную направлению движения звуковой волны. Единица измерения – Вт/см² или Вт/м².

Адамның құлағының әртүрлі жиіліктер үшін сезімталдығы әртүрлі. Дыбыстық сезуніді туғызу үшін , толқын біршама ең төмен ықтимал қарқындылыққа ие болуы тиіс, бірақ егер осы қарқындылық белгілі бір шектен артып кететін болса, онда дыбыс естілмейді және ауырсынуды сезінуды ғана туғызады. Осылайша, тербелістердің әрбір жиіліктері үшін ең төмен ықтимал (естілушілік шегі) (110^-16 Вт/см²) және жоғары ықтимал (ауырсынуды сезіну шегі) (110^-2 Вт/см²) дыбыс қарқындылығы өміір сүреді, бұлар қабылдаушылықты туғызуға қабілетті.

Минимальная сила звука (110^-16 Вт/см²), воспринимаемая человеческим ухом, называется порогом слышимости. Верхний предел силы звука (110^-2 Вт/см²), воспринимаемый как болевое ощущение, называется болевым порогом. Звуки одинаковой силы, но разной частоты, воспринимаются как различные по громкости. Эталон звука по частоте, равный 1000 Гц, служит количественной оценкой восприятия звука.

Дыбыс қысымы Р –ортадағы түйіршіктердің тербеліс қимылдарынан пайда болған дыбыс таралуынан туатын ауыспалы қысым.

Звуковое давление Р – переменное давление, возникающее при распространении звука вследствие колебательных движений частиц среды (рисунок 24). Единица измерения – Н/м² или Па.

(42)

Мұндағы р_n – дыбыстық толқында толық қысымының тез кездегі мәні;

р_ср – дыбыс жоқта белгілі нүктедегі орташа қысым.

где р_n – мгновенное значение полного давления в звуковой волне; р_ср – среднее давление в данной точке при отсутствии звука.

25- сурет – Дыбыс қысымдары

Егер дыбыс қарқындылығы, толқын процесін объективті сипаттайтын шама болып саналса, онда жиілікке тәуелді дыбыс жылдамдылығы оның қарқындылығымен байланысты, дыбыстың субьективтік сипаттамасы болып саналады. Вебер-Фахнердің физиологиялық заңына сәйкес, дыбыс қарқындылығының өсуімен дыбыстың қатты шығуы логарифмдік заң бойынша өседі. Оның қарқындылығының өлшенген мәні бойынша дыбыстың қатты шығуын объективті бағалау, осы негізінде шығарылады:

(43)

Мұндағы I₀ – барлық дыбыстар үшін 10^-12 Вт/м² –ге тең деп қабылданатын, естілушілік шегіндегі дыбыстың қарқындылығы.

I - дыбыстың қарқындылығы (күштік дыбыс).

L дыбыстың қарқындылық деңгейі деп аталады және бел арқылы (телефонды ойлап табушы Белланың құрметіне) көрсетіледі.

Әдетте, он есе кіші бірліктер - децибельдер (дБ) пайдаланылады. Фондармен (фон) көрсетілетін, дыбыстың қаттылық деңгейі дыбыстың физиологиялық сипаттамасы болып саналады . 1000 Гц ( стандартты таза үн жиілігі) дыбыс үшін қаттылық 1 фонға те., егер оның қарқындылық деңгейі 1 дБ болса.

Уровень силы звука L. По закону Вебера – Фехнера слуховое восприятие пропорционально не абсолютному изменению силы звука, а ее логарифму. В акустике для измерения силы звука пользуются логарифмическим масштабом:

(43)

где I – сила данного звука; I₀ – сила звука на пороге слышимости.

Уровень звукового давления L_p – характеризует восприятие звука человеком. Единица измерения – бел (Б).

(44)

где Р – звуковое давление звука данной частоты; Р₀ - давление звука частотой 1000 Гц на пороге слышимости.

Единица измерения – Бел (Б), крупная единица, поэтому принята величина децибел (дБ); 1 дБ = 10 Б.

Чем больше уровень силы звук, тем громче звук.

Уровни интенсивности звука не учитывают чувствительности слуха к звукам различной частоты и не дают правильного представления о громкости звука. Ухо человека обладает наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (3200 – 4500 Гц) и наименьшей – на низких (500...100 Гц). Поэтому в акустике вводится понятие уровня громкости, который выражается в фонах.

Бөлме акустикасы дыбыс пайда болатын бөлмедегі адамға дыбыс әсерінің мәселелерімен айналысады.

Бұдан бір қалыпты түзу дыбыспен мүмкіндігі бойынша бөлменің барлық жерлерінде тыңдаушыны қамтамасыз етуге тырысады. Дыбыстың берілуі ауа бойынша шығады. Бөлме акустикасы тұрғын бөлмелер, бюро бөлмелері, концерт залдары, конференц-залдар, шіркеулер, спорт залдары сияқты мағыналарға ие. Бөлме акустикасы үшін, яғни дыбыстың әрекеті, әсіресе келесілер маңызды:

• Реверберация уақыты.

• Конструкцияның дыбысты жұту мүмкіндіктері, қабырғалар, төбелер, едендер, сондай-ақ бөлмелерді жиһаздандыру

• Резонаторлар, сорғыштар=> бірдей есту бөлмесі және жіберілген дыбыстық сигналдың түсініктілігінің әрбір орнындағы қамтамасыз етуге арналған дыбыстың бір қалыпты таратылуы және үлестірілуі.

8.2. Акустикалық есеп келесі реттілікте жасалуы қажет:

1) шу көздерін және олардың сипаттамаларын анықтау;

2) есептеу жүргізуге (есептеу нүктелері) қажет аймақтардағы және бөлмелердегі нүктелерді таңдау;

3) тәсілдердің әрбіреуі бойынша көзден (көздер) дыбыстық энергияны жоғалту және есептеу нүктелеріне дейін шудың таралу жолдарын анықтау;

4) есептеу нүктелеріндегі шу дәрежелерін анықтау;

5) мүмкін мәндері бар шудың деңгейлерінің салыстыруы негізінде шу деңгейлерінің тиісті төмендеуін анықтау;

6) шудың тиісті төмендеуін қамтамасыз ету бойынша шаралардың өңделуі;

7) құрылыс-акустикалық шаралардың орындауын есепке алумен есептеу нүктелеріндегі шудың деңгейлерін сынап есептеу.