Место дисциплины в структуре ооп ВПО. Задания и Методические указания

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ АКУСТИКИ

 

Задания и методические указания

к расчетно-графической и контрольной работам

для студентов бакалавриата по направлению 270800 «Строительство»

очной и заочной форм обучения

 

 

Брянск 2012

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

 

Кафедра «Физика»

 

 

Утверждены научно-методическим советом БГИТА

Протокол № от 2012 г.

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ АКУСТИКИ

 

Задания и методические указания

к расчетно-графической и контрольной работам

для студентов бакалавриата по направлению 270800 «Строительство»

очной и заочной форм обучения

 

 

Брянск 2012

УДК 53

 

Физические основы строительной акустики. Задания и методические указания к расчетно-графической и контрольной работам для студентов бакалаврита по направлению 270800 «Строительство» очной и заочной форм обучения / Брянская гос. инж.-технол. акад. Сост. Е.А. Вощукова,– Брянск: БГИТА, 2012. – 21 с.

 

 

Составитель: Вощукова Е.А., к.ф.-м.н., доцент кафедры «Физика»

 

Рецензент: Алексеева Г.Д., к.ф.-м.н., доцент кафедры «Математика»

 

Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями

строительного факультета БГИТА

Протокол № ___ от _____________2012 года

 

 

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины «Физические основы строительной акустики» является ознакомление студентов с основными законами физической акустики и возможностями их применения при решении задач, возникающих в их последующей профессиональной деятельности.

Задачами изучения дисциплины являются:

- изучение основных понятий и законов физической акустики;

- овладение методами решения научно-технических задач, связанных с созданием акустического комфорта в помещениях и на территории жилой застройки;

- формирование навыков по применению законов физической акустики к грамотному научному анализу ситуаций, с которыми инженеру приходится сталкиваться при проектировании, возведении и эксплуатации зданий;

- освоение основных физических теорий, позволяющих описать процессы излучения, поглощения и распространения звуковых волн, методов расчета звуковых полей в помещениях, способов защиты от шума.

Результатами образования (РО) при изучении дисциплины «Физические основы строительной акустики» должно стать приобретение студентами следующих знаний, умений и навыков, применимых в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

- студент должен знать основные параметры звуковых сигналов, понимать, как связаны эти параметры с характеристиками восприятия звука;

- понимать принципы действия источников и приемников звука;

- иметь представление о процессах излучения и распространения звуковых волн в открытом пространстве и в ограниченном объеме (помещении);

- владеть основными методами расчета звукового поля в помещении;

- иметь представление о влиянии шума на организм человека и способах защиты от шума;

- уметь применять изученный материал для решения практических задач.

Перечисленные РО являются основой для формирования следующих компетенций, соответствующих ФГОС ВПО и требованиям к результатам освоения основной образовательной программы (ООП):

- общекультурных

ОК-1 – владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

- профессиональных

ПК-1 - использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК–1);

 ПК-2 - способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико – математический аппарат.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «Физические основы строительной акустики» относится к циклу математических и естественнонаучных дисциплин (цикл Б.2, вариативная часть) и является обязательной для изучения.

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для изучения дисциплины:

студент должен:

знать основные физические явления, фундаментальные понятия, законы и теории классической и современной физики в объеме курса физики, предусмотренного программой подготовки бакалавров;

уметь применять полученные знания по математике и физике для решения типовых физических задач;

владеть методами решения физических задач.

РО, полученные при изучении дисциплины «Физические основы строительной акустики», служат основой для изучения дисциплин «Экология», «Основы архитектуры и строительных конструкций»(математический, естественнонаучный и общетехнический цикл), «Безопасность жизнедеятельности», «Строительные материалы», «Инженерные системы зданий и сооружений» и других дисциплин профессионального цикла.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1 «Физические основы акустики»

 

Дидактическая единица (ДЕ) 1.1 – Звуковые волны в жидкостях и газах

Акустика как наука об излучении и распространении звуковых волн. Задачи прикладной акустики в области борьбы с шумом. Основные разделы курса "Физические основы строительной акустики ".

Волновое уравнение как следствие уравнений гидродинамики. Звуко­вое давление, колебательная скорость, потенциал скоростей. Скорость звука. Характеристический импеданс (волновое сопротивление) среды.

Плоская гармоническая звуковая волна.

 

ДЕ 1.2 – Энергия и спектр звуковых волн

Энергиязвуковой волны, Вектор Умова. Интенсивность звука. Лога­рифмическая шкала силы звука. Децибел.

Негармонические волны. Спектр звуковых сигналов.

 

ДЕ 1.3 – Восприятие звука человеком

Высота тона. Инфразвук. Ультразвук.

Уровень громкости. Кривые громкости. Порог слышимости. Болевой порог. Область слышимости.

Спектральный состав звука. Музыкальные звуки. Тембр. Речь. Шум.

 

ДЕ 1.4 – Источники и приемники звука

Излучение звука колеблющимися телами. Гидродинамические излучатели звука.

Микрофоны. Шумомеры. Способы записи звука.

 

ДЕ 1.5 – Отражение и преломление звуковых волн

Отражение звуковой волны от плоской границы при нормальном паде­нии. Граничные условия. Коэффициент отражения, коэффициент поглощения. Акустический импеданс поверхности.

Отражение и преломление при наклонном падении.

Прохождение звука через плоский слой. Коэффициент звукоизоляции.

 

Раздел 2 «Элементы архитектурной акустики»

ДЕ 2.1 – Волновая теория распространения звука в ограниченном пространстве

Колебания внутри прямоугольного параллелепипеда. Нормальные волны (моды). Собственные час­тоты. Резонансные явления.

 

ДЕ 2.2 – Статистический метод расчета звукового поля в помещении

Критерии применимости статистических методов расчета. Диффузное звуковое поле.

Расчет временной зависимости средней плотности звуковой энергии в помещении. Реверберация. Время ревербера­ции.

Время реверберации как основная характеристика акустических качеств помещения.

 

Раздел 3 «Проблемы борьбы с шумом»

ДЕ 3.1 - Источники шума. Классификация шумов

Общий подход к классификации источников шума: механизм возникно­вения шума, уровень шума, спектральный состав, временные характеристи­ки, возможность снижения шума в источнике.

Источники шума на производстве, в жилых помещениях, на транспорте.

 

ДЕ 3.2 – Действие шума на организм человека. Контроль уровня шума

Действие шума на организм человека. Шум как фактор загрязнения окружающей среды. Экологический аспект борьбы с шумом.

Требования к шумовым характеристикам жилых помещений и рабочих мест. Контроль уровня шума.

 

ДЕ 3.3 – Методы и средства борьбы с шумом

Снижение уровня шума в источнике. Строительно-акустические мероп­риятия по защите от шума. Использование звукопоглощающих материалов и конструкций. Звукоизоляция. Индивидуальные средства защиты.