Лабораторная работа №2 Тема: Звукоизоляция конструкциями с проемами

Цель: научиться определять индекс звукоизоляции воздушного шума для конструкций с проемами.

Теоретические сведения

Звукоизоляцию конструкцией с проемом определяют по формуле (4.28[1]):

, 1212\* MERGEFORMAT ()

где R_K – звукоизоляция глухой части конструкции, дБ;

R₀ – звукоизоляция конструкции проема, дБ;

S_K – площадь глухой части конструкции, м²;

S₀ – площадь окна или двери, м².

В качестве материалов заполнения проемов обычно используются тонкие конструкции из металла, стекла, гипсокартона, ДВП и подобных материалов. Построение частотной характеристики звукоизоляции для этих конструкций отличается от построения аналогичной характеристики для массивных конструкций, рассмотренных в предыдущей лабораторной работе. Рассмотрим этот факт более подробно.

Согласно второму закону Ньютона, давление пропорционально поверхностной плотности:

, 1313\* MERGEFORMAT ()

где P – давление, Па;

N =M·a² – сила (2-й закон Ньютона), Н;

M – масса, кг;

а – ускорение, м/с²;

S – площадь, м² ;

ρ – плотность, кг/м³

h – толщина, м;

m=ρ·h – поверхностная плотность, кг/м².

Учитывая, что изоляция воздушного шума определяется по формуле 4, изменение поверхностной плотности конструкции (а следовательно, и звукового давления) в два раза приводит к изменению звукоизоляции на 6 дБ. Эта зависимость называется законом масс (рис. ).

Однако практика показывает, что звукоизоляция конструкции подчиняется закону масс только на некотором диапазоне частот, причем увеличение поверхностной плотности тонких конструкции в два раза приводит к улучшению звукоизоляции только на 5 дБ (для конструкций из силикатного и органического стекла) или на 4 дБ (для конструкций из других материалов: металл, гипсокартон и т.д.). Это связано с резонансными явлениями.

6ДБ/октава

Рисунок – Закон масс

10

Кроме резонансных явлений, на звукоизоляцию конструкции оказывает влияние эффект совпадения.

Эффектом совпадения называется снижение звукоизоляции в результате совпадения проекции длины звуковой волны с длиной воны колебания конструкции, т.е. λ_з·sinα=λ_к (рис. ).

2

1

λ_к

α

λ_з

1 – колеблющаяся конструкция, 2 – звуковая волна

Рисунок – Эффект совпадения

11

Частота, ниже которой эффект совпадения невозможен, называется граничной или критической частотой. Существует также частота, выше которой эффект совпадения также не будет сказываться. Начиная с этой частоты, звукоизоляция конструкции также начнет практически прямолинейно возрастать. При этом увеличение звукоизоляции на октаву будет несколько больше чем по закону масс: 8 дБ для тонких конструкций и 7.5дБ для массивных.

Учитывая вышесказанное (закон масс и эффект совпадения) частотная характеристика звукоизоляции акустически однородными однослойными конструкциями из металла, стекла, асбестоцементного листа и подобных материалов имеет вид ломаной линии АВСD, представленной на рисунке .

Рисунок – Частотная характеристика звукоизоляции конструкциями из металла, стекла, асбестоцемента и подобных материалов (рис. 4.4 [1])

12

Участок АВ соответствует закону масс, его уклон принимается 5 дБ на каждую октаву для конструкций из органического и силикатного стекла и 4 дБ на каждую октаву – для конструкций из других материалов. Точка В соответствует минимальной (граничной) частоте, на которой возможен эффект совпадения. Начиная с точки С, звукоизоляция начинает возрастать с уклоном 8дБ на октаву.

В соответствии с эффектом совпадения звукоизоляция в точке B всегда больше чем звукоизоляция в точке С, т.е. Rв>Rc. При этом уклон линии ВС будет зависеть от материала конструкции. Для массивных конструкций из бетона, кирпича и т.д. аналогичный участок может быть заменен горизонтальной линией. Учитывая также, что для массивных конструкций граничная частота лежит за пределами исследуемого диапазона, кривая изоляции примет вид, представленный на рисунке .

Для построения частотной характеристики тонких конструкций (определения координат точек В и С) следует воспользоваться таблицей .

Таблица – Определение координат точек B и С (табл. 4.1. [1])

Материал	Плотность, кг/м3	Координаты точек В и С
		fВ, Гц	fС, Гц	RВ, дБ	RC, дБ
Сталь	7800	6000/h	12 000/h	39	31
Алюминиевые сплавы	2500–2700	6000/h	12 000/h	32	22
Стекло силикатное	2500	6000/h	12 000/h	35	29
Стекло органическое	1150	17 000/h	34 000/h	37	30
Асбестоцементный лист	2100	9000/h	18 000/h	35	29
	1800	9000/h	18 000/h	34	28
	1600	10 000/h	20 000/h	34	28
Гипсокартонный лист	1100	19 000/h	38 000/h	36	30
	830	19 000/h	38 000/h	34	27
Древесностружечная плита	850	13 000/h	26 000/h	32	27
	650	13 500/h	27 000/h	30,5	26
Твердая древесноволокнистая плита	1100	19 000/h	38 000/h	35	29
Примечание: h — толщина однослойной конструкции в миллиметрах.

4

Задание

Bк

Определить индекс звукоизоляции стены из лабораторной работы № 1, если она имеет оконный проем размером Bo х Но, заполненный органическим (для четных вариантов) или силикатным (для нечетных вариантов) стеклом толщиной h (рис.). Размер конструкции стены Bк x Hк. Данные принять по таблице согласно варианту.

Ho

Hк

v

ρ

Bo

v

Рисунок – Конструкция стены с проемом

13

Таблица – Задание для лабораторной работы №2 (начало)

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
h, мм	3	8	5.5	9	4.5	12	6	9	8	10
Ho, cм	90	120	150	180	210	240	270	100	240	300
Bo, cм	90	150	210	180	210	150	150	210	210	300
Нк, м	6	3	3	3	6	5	5	6	6	6
Bк, м	6	8	4	5	3	4	5	7.5	8	6

Таблица – Задание для лабораторной работы №2 (продолжение)

Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
h, мм	3	8.5	5.5	10	4	12	6	14	8	10
Ho, cм	210	240	180	180	210	100	270	90	240	300
Bo, cм	100	150	210	180	150	150	150	210	210	300
Нк, м	3	4	4	4	4.5	5.5	3.3	3.7	4.5	5
Bк, м	6	8	7	7.5	3.5	4.2	5.1	7.5	8.1	6.2

Таблица – Задание для лабораторной работы №2 (окончание)

Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
h, мм	3	9.5	5.5	10	4	12	6	10.5	4.5	10
Ho, cм	200	250	190	170	220	190	270	80	230	310
Bo, cм	110	140	260	130	140	110	100	200	290	200
Нк, м	3.8	4.2	4.4	4.1	3.5	5.1	3.2	3.1	4.8	5.4
Bк, м	9	4.9	7.6	8.1	7.2	6.2	3.1	4.5	9.1	7.2

5

Ход работы: