Суммарный уровень звукового давления.

Звуковое давление в воздухе изменяется в широких пределах - от 10^-5 Н/м² вблизи порога слышимости до 103 Н/м² при самых громких звуках, например шумах реактивных самолётов.

При этом звуковое давление напрямую зависит от уровня интенсивности звука.

 

 

Уровень звукового давления:

 

 

где Р₀=2*10^-5 н/м², P_eff – эффективное звуковое давление в волне, интенсивность которой I.

Звуковое давление следует понимать как эффективное среднеквадратичное звуковое давление

 

При совместном действии нескольких источников шума результирующий уровень шума L_рез не является просто суммой уровней, создаваемых каждым из источников. Если есть n источников, каждый из которых создает уровень шума L, то суммарный уровень L_рез=L+10 lg n.

 

 

 

5. Восприятие звука человеком. Область слышимости. Уровень громкости.

Восприятие звука посредством сложной системы органов слуха, позволяют человеку воспринимать звуковой процесс в обширной области изменения звукового давления, частоты и тд. При этом слуховой аппарат человека при восприятии звука способен давать ему определенные субъективные оценки, в связи, с чем помимо физических свойств звука вводят физиологические характеристики.

 

Физическая х-ка	Физиологическая х-ка	Определяется (физиол.х-ка)
Частота звука	Высота	частотой колебаний
Сила звука	Громкость	амплитудой колебаний
Форма звуковой волны	Тембр	амплитудой колебаний обертонов

 

 

Область слышимости звука лежит между порогом слышимости (Р₀= 2*10^-5 Н/м²) и болевым порогом (Р= 20 Н/м²), при этом частоты, слышимые человеком с нормальным слухом лежат в пределах от 20 до 20000 Гц. (<20 гц - инфразвук, > 20000 гц – ультразвук). Но для звуков разных частот порог слышимости различен, так же как и болевой порог, хотя он в меньшей мере зависит от частоты.

 

 

Громкость, есть субъективная оценка звука, так если два звука имеют одну частоту, но разную интенсивность они различаются для нас по громкости, а звуки разных частот и при одинаковой интенсивности будут казаться нам разными по громкости.

Громкостью данного звука называется такая сила звука частотой 1000 Гц, при которой последний воспринимается как одинаково громкий с данным звуком.

Для оценки звуков по громкости введено понятие уровня громкости звука, который измеряется в фонах. Фон - логарифмическая единица, не имеющая размерности (применение логарифмических зависимостей в акустике обусловлено психофизиологическим законом Вебера-Фехнера по которому интенсивность всех ощущений пропорциональна логарифму интенсивности внешнего раздражителя). Уровень громкости в фонах принято называть эквивалентной громкостью.

На основании экспериментов были построены кривые равной громкости, каждая из них является геометрическим местом точек, которые соответствуют тонам разной частоты, имеющим одинаковую громкость.

 

6. Шум. Постоянный и непостоянный. Измерение и нормирования шума.

Шум – беспорядочное хаотичное смешение звуков, которые воспринимаются нами как помехи.

Большинство шумов содержат звуки почти всех частот слухового диапазона, но они имеют разное распределение звукового давления по частотам, а так же характеризуются изменением во времени.

Методы оценки шума зависят от его характера:

- постоянный шум оценивается по уровням звукового давления в децибелах (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 125, 250, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

- непостоянный шум оценивают исходя из уровня звука – общий уровень звукового давления, измеряемый шумомером на частотной коррекции «А», характеризующей приближенно частотную характеристику восприятия шума человеческим ухом.

Относительная частотная шкала «А», показывает, на сколько децибел на каждой частоте чувствительность уха отличается от его чувствительности на частоте 1000 Гц.

Непостоянные шумы принято оценивать эквивалентными (по энергии) уровнями звука. Эквивалентный уровень звука L_Аэкв (дБА) – это уровень звука постоянного широкополосного шума, который связан с изменяющимся уровнем звука непостоянного шума L_А, дБА, соотношением:

 

Нормирование шума осуществляется по СНиП 23-03-2003.

Расчетные точки для измерения уровня шума в строительстве выбираются в зонах прямого и отраженного звука.

Требуемое снижение уровня шума определяется по формуле: D L_тр = L_ист - L_доп + 10lg n

Коэффициент пропускания: t = I_пр/I₀, а коэффициент звукоизоляции R = 10 lg 1/ t

В строительных конструкциях разделяют так же воздушный, ударный и вибрационный шум, поэтому особые требования применяются к шумоизоляции межкомнатных и межквартирных перегородок, перекрытий, дверей.

7. Звукопоглощение. Эквивалентная площадь звукопоглощения.

Классификация звукопоглощающих материалов.

Звукопоглощающие конструкции. Звукопоглощающие облицовки.

 

Звукопоглощение - ослабление силы звука в помещении за счет поглощения части энергии звуковых колебаний специальными материалами, конструкциями, мебелью, облицовкой и тп.

Эквивалентная площадь звукопоглощения – площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения α = 1 (полностью поглощающей звук), которая поглощает такое же количество звуковой энергии, как и данная поверхность или предмет.

Если lо — интенсивность падающего звука, а lρ, lα и lτ —
интенсивности соответственно отраженного, поглощенного и
прошедшего за преграду звука.

 

lρ +lα + lτ = lo (закон сохранения и превращения энергии)

 

Разделив обе части этого равенства на lo, будем иметь

lρ/lo + lα/lo + lτ/lo = 1

 

Отношение поглощенной звуковой энергии к падающей lα/lo называется коэффициентом звукопоглощения α.

 

Звукопоглощающими материалами принято назы­вать такие, которые поглощают на средних частотах не ме­нее 20% звуковой энергии, падающей на их поверхность. Следовательно, коэффициент звукопоглощения больше 0,2.

Коэффициент звукопоглощения материала зависит от свойств материала, его толщины, от способа отделки его по­верхности. Для разных частот α данного материала в общем случае различен.

 

Звукопоглощающие материалы и конструкции можно под­разделить на следующие группы:

1. пористые материалы (материалы этой группы поглощают звук вследствие того, что энергия звуковых волн, падающих на их поверхность, за­трачивается на приведение в колебание воздуха, находящегося в порах материала. При этом эффективно поглощающими звук являются материалы с сообщающимися порами. Воздух пор обладает вязкостью и оказывет сопротивление трения прохо­дящей через него звуковой волне. Вследствие этого звуковая энергия затрачивается на нагревание воздуха в порах мате­риала, т. е. активно поглощается им. Деформация жесткого скелета материала при прохождении через него звуковой вол­ны настолько незначительна, что на это практически звуковая энергия не затрачивается):

а) пористые плиты из материалов с жестким скелетом, которые изготовляются из минеральной крошки (пемзолита, перлита). К этой группе материалов можно отнести и акустические штукатурки;

б) пористые материалы волокнистой структуры с гибким скелетом (древесноволокнистые, минераловатные плиты);

в) пористые плиты из неволокнистых материалов с упругим скелетом (пенополиуретан, поропласт);

2. резонансные поглотители (резонансные системы в виде сплошных панелей из жест­ких материалов поглощают звуковую энергию вследствие за­траты ее на приведение панелей в вынужденные колебания. Максимальное звуко­поглощение имеет место при резонансе, т. е. прихо­дится на частоту собст­венных колебаний панели):

а) тонкие щиты из различных материалов (дерево, фанера), расположенные на некотором расстоянии от жесткой поверхности ограждения;

б) перфорированные панели, представляющие собой конструкцию из тонкого (0,5—5 мм) перфорированного, т. е. с отверстиями, листа (металлического, деревянного, пластмассового), к которому изнутри приклеивается редкая ткань;

в) мембранные поглотители в виде натянутых на раму пленок из эластичного материала, например полиэтилена. Эти рамы крепятся на некотором относе от жесткой конструкции, а
промежуток обычно частично или полностью заполняется пористым волокнистым материалом или тканью;

3. штучные звукопоглотители, представляющие собой пло­ские или объемные элементы, которые либо свободно подве­шиваются в помещении, либо устанавливаются в виде экра­нов. Изготовляются штучные поглотители из пористых мате­риалов или из резонаторных конструкций.

 

 

Просто для примеров:

 

Коэффициенты звукопроглащения материалами и конструкциями

 

Материалы или конструкции	Коэффициенты звукопоглощения при среднегеометрических частотах октановых полос. Гц. 500 Гц
Полы
Натертый мастикой на деревянных лагах	0,10
Паркет по асфальту	0,07
Паркет по деревянному основанию	0,10
Ковер шерстяной обычного типа	0,24
Линолеум по твердому основанию	0,03
Стены и потолки
Бетон	0,02
Бетон окрашенный	0,01
Стена кирпичная оштукатуренная и окрашенная масляной краской	0,02
Мрамор, гранит и т.п.	0,01
Гипсокартонные листы	0,06
Гипсокартонные листы на расстоянии 5 см от поверхности	0.15
Деревянная обшивка,сосна толщиной 19мм	0,10
Деревянная панель толщиной 5-10мм	0,06
Звукопоглощающие покрытия
Перфорированные конструкции из фанеры	0,58
Гипсовые перфорированные плиты	0,54
Плиты минераловатные аккустические	0,68
Пористые аккустические плиты "Акмигран"	0,85
Минераловатные маты толщиной 100мм	0,56
Плиты "Силакпор" толщиной 45мм	0,60