2. Звукоізоляція і звукопоглинання

2.1. Методи розрахунку

Для ефективного зниження шуму на шляхах його поширення встановлюють перешкоди, а саме: стіни, перегородки, кожухи, кабіни, які відбивають звукову енергію. Для орієнтовних розрахунків звукоізоляційної здатності R плоских огорож (дБА) корис­туються такими формулами (2):

Для огорож з бетону, цегли і подібних матеріалів, маса 1 м² яких (т) 100-1000 кг/ м2:

R=22 lg m - 12 ;

маса 1 м² яких (т) більша за 1000 кг/ м²:

R=23 lg m - 5.

Для огорож зі сталі завтовшки h = 1-10 мм:

R=22+9 lg h.

Для глухого вікна з силіконового скла завтовшки h=2-10 мм:

R=18+8, 5lg h.

Для глухого вікна з органічного скла завтовшки h-5—20мм:

R=18+8.5 lg h.

Звукова енергія не тільки відбивається від огорож, а частково поглинається ними. Для ефективного звукопоглинання матеріал повинен мати наскрізну пористу структуру. Це такі матеріали, як капронове волокно, мінеральна вата, пористий полівінілхлорид, пористі тверді плити та ін. Звукопоглинальні властивості конструкції залежать від товщини поглинального шару, частоти звуку, ширини повітряного про­міжку між цим шаром і відбивною стінкою, на якій він встановлений. Звукопогли­нальні облицювання вкривають перфорованим екраном.

Посилити звукоізоляцію можна за допомогою звукопоглинальних стін з повіт­ряним прошарком. Для стіни з подвійною перегородкою при зазорі 80-100 мм рівень шуму за стіною можна визначити за формулою:

_{Lіз = Lф – [20 lg (Q1 – Q2) - 6]} (3)

де Lф - рівень шуму перед стіною, дБ; Q₁, та Q₂- відповідно маса 1 м² першої і другої перегородки, кг/ м².

На рис. 4.4 наведено деякі з конструкцій подвійних плоских огорож.

Рис. 4.4. Подвійні плоскі огорожі з двох одношарових пластин, з'єднаних між собою пружними зв'язками: а - повітряним шаром; б - звукопоглинальним матеріалом; в - ребрами жорсткості, шпильками тощо (1 - пластини; 2 – повітряний проміжок; 3 — шар ЗПМ;

4 - з'єднувальні елементи)

Максимальне зменшення енергії шуму звукопоглинальною панеллю відбува­ється при повітряному зазорі між нею і стіною, який дорівнює близько 1/4 довжини хвилі за мінусом 1/2 товщини звукопоглинального шару Тоді величина зазору, м:

l = λ / 4 – b/2 = c / 4 f – b / 2; (4)

де λ— довжина хвилі, м; с — швидкість звуку, м/с; f — частота, Гц; b — товщина панелі (перегородки), м.

Панельні конструкції переважно поглинають звуки низьких частот - 200-400 Гц. Це пояснюється тим, що у цій області лежать резонансні частоти власних коливань панелей. Тому доцільно застосовувати звукопоглинальні панелі лише там, де переважають низькочастотні шуми.

Частота власних коливань панелі орієнтовно можна визначити з виразу:

де Q₁ — маса одиниці площі панелі, кг/м2; l — повітряний зазор між панеллю і стіною, см.

Звукоізолювальна здатність однорідних конструкцій стін і деяких перегородок наведена у табл. З.2.

На відкритому повітрі і у великих приміщеннях зниження звукового тиску обер­нено пропорційне квадрату відстані від джерела шуму, тоді рівень звуку (звукового тиску), дБА (дБ):

(5)

де L₁ - рівень звукового тиску на відстані r₁ від джерела шуму; г₂ — відстань, на якій визначається рівень звукового тиску (г₂< 30 м).

Рівень звуку (звукового тиску) на відстанях понад 30 м визначають за формулою, ДБА (дБ):

(6)