По природе возникновения –Механический;- Аэродинамический;- Гидравлический; - Электромагнитный

ПУТИ РАСПРОСТАНЕНИЯ В ЗДАНИЯХ.

 

Большинство источников шума создают воздушный шум, который падая на ограждающие помещение конструкции, вызывает колебания, которые являются источником шума в соседних помещениях.

Ударный шум: при ударах по междуэтажному перекрытию(ходьба, танцы) передача энергии происходит также за счёт колебаний конструкций.

Пути передачи шума в изолируемое помещение могут быть прямыми и косвенными (обходными). Колебания, вызванные воздушным или ударным шумом, распространяются по конструкциям всего здания. Вибрирующие конструкции излучают шум в помещения, расположенные даже на значительном расстоянии от источника; такой шум называется структурным. Структурный шум излучают конструкции, жестко связанные с каким-либо вибрирующим механизмом (вентилятор, насос).

 

ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОГРАЖДЕНИЯ.

Коэффициент звукопроводности ограждения (перегородки, стены, перекрытия) выражается отношением звуковой энергии, излучаемой ограждением в единицу времени в звукоприемное помещение, W2 к энергии, падающей в единицу времени на ограждение из звукопередающего помещения W1:

τ = W2/ W1

Коэффициент звукоизоляции Ro (индек ослабления) есть величина, которая вы­ражается следующим образом:

Ro=101 · 1/τ

измеряется R₀ в децибелах. Для любого ог­раждения W2 меньше W1.

1) ограждение предполагается однородным;

2) длина и высота ограждения считаются бесконечными (благодаря этому исключается влияние на поведение ограж­дения при звукопередаче характера его закрепления по краям);

3) звуковая волна, падающая на ограждение, считается плоской, а само падение ее нормальным, что позволяет считать звуковое давление одинаковым на всей поверхности огражде­ния. Волна, излучаемая ограждением в звукоприемное помещение, также рассматривается плоской, следовательно, все части ограждения колеблются в одинаковых фазах, и поэтому между отдельными его частями не возникает никаких напряжений.

Звукоизолирующая способ­ность ограждения от воздушного шума имеет следующий вид:

R = L₁-L₂+I0lgS\A (дб).

 

L₁ — средний уровень звукового давления в звукопередающем помещении; L2 —в звукоприемном помещении; S — площадь ограждения, разделяющего помещения, S\А— полное поглощение звукоприемного помещения, сб, м².

В жилых комнатах площадью 15—20 м² при высоте 2,5 м поглощение А принимается равным 10 сэбинам. Площадь перегородок, стен, разделяющих квартиры и жилые комнаты равна примерно 8—12 м². В этом случае отношение S/A близко к единице, а поправочный членI0lg S/A близок к нулю.

Звукоизолирующая способность в этом случае практически равна разности уровней шумов в звукопередающем и звукоприемном помещении.

Так как шум в звукоприемное помещение проникает не только непосредственно через ограждение, разделяющее его и звукопередающее помещение, но и косвенными путями, то в строительной акустике пользуются величиной R', которую.на­зывают строитедьной звукоизолирующей способностью. Эта величина меньше R. Только если передача шума косвенным путем отсутствует, R'= R.

 

 

17.Нормирование звукоизоляции.

Нормированными параметрами шума являются уровни в децибелах (дб) среднеквадратичных значений звукового дав­ления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц. Уровни звукового давления определяются по формуле

L = 20 Ig P\ 2 · 10-⁵‫ (дб).

где L — уровень звукового давления, дб;

Р — измеренная величина среднеквадратичного давления звука, н/м²;

2-10-⁵ — пороговая величина среднеквадратичного звукового давдения, н/ м²

Значения допустимых уровней звукового давления для жилых помещений квартир приведены в таблице 4 (СНиП П-Л. 1—71).

Для того, чтобы обеспечить требуемые условия в помеще­ниях, ограждающие конструкции должны обладать определен­ными звукоизолирующими качествами. Величиной, которая характеризует звукоизолирующую способность внутренних стен и перегородок, является показатель звукоизоляции от воздушного шума Eв•

Звукоизолирующая способность перекрытий характеризу­ется показателем звукоизоляции от воздушного шума Е_в и от ударного Е_у. ти величины нормируются СНиП. оказатели Е_в и Е_у определяются при помощи нор­мативных кривых.

С нормативными кривыми сравниваются кривые, построенные по данным исследовании.

При этом подсчитывается величина среднего (по частотам) неблагоприятного отклонения δ_ср ординат кривой, полученной для данной конструкции при исследовании, от ординат нор­мативной кривой.

δ_ср принимается равным 1/15 суммы всех неблагоприятных отклонений на частотах, указанных на нормативных кривых. На крайних частотах 100 и 3200 гц отклонения берутся с коэф­фициентом 1/2; отклонения в благоприятную сторону не учи­тываются.

Показатель звукоизоляции от воздушного шума Е_в равен целому числу децибел, на которое надо сместить нормативную кривую для воздушного шума параллельно самой себе вниз, чтобы δ_ср не превышало 2 дб. При этом максимальное отклонение δ max на какой-либо отдельной частоте не долж­но быть больше 8 дб.

Показатель звукоизоляции от ударного шума Е_у равен це­лому числу децибел, на которое надо сместить нормативную кривую для уровня ударного шума вверх, чтобы δ_ср не превышало 2 дб. (δmax не должно быть больше 8 дб). Если при сравнении кривых оказывается, что δ_ср≤2, а δ max ≤8 дб, то соответ­ствующий показатель звукоизоляции равен нулю.

Если δ_ср>2 дб или при δ_ср<2 δ max >8 дб, то Е_в или Е_у<0.

Если частотная характеристика исследуемой конструкции превышает требования норм, то нормативные кривые должны смещаться в сторону благоприятных отклонений. В этом слу­чае показатели Е_в или Е_у имеют знак плюс.

 

18. Расчет индексов изоляции воздушного и ударного шума.

Нормы звукоизоляции конструкций в зданиях различного назначения приводятся в СНИП II-12-77 и МГСН 2.04-97. Допустимые уровни шума СНиП 23-103-2003.

Требуемое снижение октавных уровней звукового давления в дБ в расчетной точке в помещении, или на территории для одного источника шума или нескольких, отличающихся друг от друга по октавным уровням звукового давления менее чем на 10 дБ, следует определять:

а) для одного источника шума по формуле

(13)

6) для нескольких источников шума по формуле

(14)

где L и L_i – октавные уровни звукового давления в дБ, создаваемые соответственно одним или отдельно рассматриваемым источником шума в расчетной точке, определяемые в соответствии с пп, 4.2 – 4.8 настоящих норм;

– допустимый октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке, определяемый в соответствии с пп. 3.4 и 3.5 настоящих норм;

n – общее количество принимаемых в расчет источников шума, определяемое в соответствии с пп. 5.4 и 5.5 настоящих норм.

 

Нормируемыми параметрами звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией в дБ и индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием в дБ.

Индекс изоляции воздушного шума в дБ ограждающей конструкцией с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой изоляции воздушного шума следует определять по формуле

, (20)

где – поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией с нормативной частотной характеристикой изоляции воздушного шума (рис. 6) по методике, изложенной в прил. 1.

Средние частоты октавных полос в Гц

Рис.6. Нормативная частотная характеристика изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией

Индекс приведенного уровня ударного шума в дБ под перекрытием с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума следует определять по формуле

(21)

где – поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием с нормативной частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума (рис. 7) по методике, изложенной в прил. 1.

Средние частоты октавных полос в Гц

Рис. 7. Нормативная частотная характеристика приведенного уровня ударного шума под перекрытием

При ориентировочных расчетах индекс изоляции воздушного шума однослойными ограждающими конструкциями из материалов,, допускается определять по формулам:

дБ при кг/м²; (25)

дБ при кг/м², (26)

где – эквивалентная поверхностная плотность в кг/м²;

m – поверхностная плотность в кг/м² (для ребристых плит принимается без учета ребер);

К – коэффициент:

для сплошной ограждающей конструкции плотностью более 1800 кг/м³ К = 1;

для ограждающих конструкций плотностью 1200 – 1300 кг/м³ из бетонов на гипсовом вяжущем К = 1,25;

для ограждающих конструкций из железобетона и бетона с круглыми пустотами плотностью более 1800 кг/м³ коэффициент К следует определять по формуле

(27)

где – момент инерции сечения в м⁴;

b – ширина рассматриваемого сечения в м;

– приведенная толщина сечения в м;

для ограждающих конструкций из бетонов на пористых наполнителях и цементном вяжущем коэффициент К следует определять по формуле

(28)

где Е – модуль упругости материала в кгс/м²;

– плотность материала в кг/м³.

Индекс изоляции воздушного шума в дБ междуэтажным перекрытием с звукоизоляционным слоем следует определять по табл. 10 в зависимости от величины индекса изоляции воздушного шума плитой перекрытия и частоты резонанса в Гц, определяемой по формуле

(38)

где – динамический модуль упругости материала звукоизоляционного слоя в кгс/м², принимаемый по табл. 11;

– поверхностная плотность плиты перекрытия в кг/м²;

– поверхностная плотность конструкций пола выше звукоизоляционного слоя (без звукоизоляционного слоя) в кг/м^2;,

– толщина звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии в м, определяемая по формуле

(39)

где толщина звукоизоляционного слоя в необжатом состоянии в м;

– относительное сжатие материала звукоизоляционного слоя под нагрузкой, принимаемое по табл. 11.

Индекс приведенного уровня ударного шума в дБ под междуэтажным перекрытием с полом на звукоизоляционном слое следует определять по табл. 12 в зависимости от величины индекса приведенного уровня ударного шума плиты перекрытия , определенной по табл. 13, и частоты колебаний пола, лежащего на звукоизоляционном слое, в Гц, определяемой по формуле

(40)

где – динамический модуль упругости звукоизоляционного слоя в кгс/м², принимаемый по табл. 11;

– толщина звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии в м, определяемая по формуле (39);

– поверхностная плотность пола (без звукоизоляционного слоя) в кг/м².

 

Индекс изоляции воздушного шума в дБ междуэтажным перекрытием без звукоизоляционного слоя с полом из рулонных материалов следует определять в соответствии с пп. 6.8 и 6.9 настоящих норм, принимая при этом величину т равной поверхностной плотности плиты перекрытия (без рулонного пола).

Индекс приведенного уровня ударного шума в дБ под перекрытием без звукоизоляционного слоя с полом из рулонных материалов следует определять по формуле

(41)

где – индекс приведенного уровня ударного шума для плиты перекрытия в дБ, принимаемый по табл. 13;

– величина в дБ, принимаемая по табл. 14.

_________

Индекс изоляции воздушного шума R_w, дБ, ограждающей конструкцией с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой изоляции воздушного шума определяется путем сопоставления этой частотной характеристики с оценочной кривой, приведенной в таблице.

Для определения индекса изоляции воздушного шума R_w необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются отклонения вниз от оценочной кривой.

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса R_w составляет 52 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса R_w принимается ордината смещенной (вверх или вниз) оценочной кривой в третьоктавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.

 

Индекс приведенного уровня ударного шума L_nw для перекрытия с известной частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума определяется путем сопоставления этой частотной характеристики с оценочной кривой, приведенной в таблице 4, п. 2.

Для вычисления индекса L_nw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются отклонения вверх от оценочной кривой.

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса L_nw составляет 60 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной кривой не превышала указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смещается вниз (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смешенной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса L_nw принимается ордината смещенной (вверх или вниз) оценочной кривой в третьоктавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.

Таблица 4

№ п. п.

Параметры

Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, Гц

Изоляция воздушного шума Ri, дБ

Приведенный уровень ударного шума Lnw, дБ

Скорректированный уровень звукового давления эталонного спектра li, дБ

 

19. Звукоизоляция воздушного шума однослойными конструкциями.

Звукоизолирующую функцию в многоквартирных домах выполняют межквартирные стены, межкомнатные перегородки, межэтажные перекрытия. Звукоизоляция наружных стен от уличного шума определяется звукоизоляцией окон. Звукоизоляция перегородок с дверьми определяется звукоизоляцией дверей.

 

Различают звукоизоляцию воздушного шума (т.е. шум, непосредственно излученный в воздух, когда источник шума не связан с ограждающими конструкциями механической связью, например, разговор, работа теле- и радиоприемников и т.п.) и изоляцию ударного шума.

Элементы ограждений рекомендуется проектировать из материалов с плотной структурой, не имеющей сквозных пор. Ограждения, выполненные из материалов со сквозной пористостью, должны иметь наружные слои из плотного материала, бетона или раствора. Внутренние стены и перегородки из кирпича, керамических и шлакобетонных блоков рекомендуется проектировать с заполнением швов на всю толщину (без пустошовки) и оштукатуренными с двух сторон безусадочным раствором.

В целях облегчения ограждающих конструкций рекомендуется применение слоистых конструкций вместо акустически однородных. При этом следует по возможности исключать жесткие связи между слоями и заполнять воздушные промежутки звукопоглощающими материалами (например, стекловолокнистыми или минераловатными матами, плитами). Следует иметь в виду, что при применении минераловатных плит плотностью более 60 кг/м³ специальных мер по креплению плит в воздушном промежутке не требуется.

Ограждающие конструкции необходимо проектировать так, чтобы в процессе строительства и эксплуатации в них не было и не возникало даже минимальных сквозных щелей и трещин.

Нормы звукоизоляции конструкций в зданиях различного назначения приводятся в СНИП II-12-77 и МГСН 2.04-97.

 

Требуемую изоляцию воздушного шума в дБ ограждающей конструкцией в октавной полосе частот следует определять:

а) при проникновении шума из одного помещения в другое по формуле

(22)

где – октавный уровень звукового давления в незащищаемом от шума помещении в дБ, определяемый по формулам (3) или (6), заменяя L на ;

В_п – постоянная защищаемого от шума помещения в м², определяемая в соответствии с п. 4.3 настоящих норм, заменяя B на В_п.

S_i – площадь ограждающей конструкции (или отдельного ее элемента), через которую проникает шум в защищаемое от шума помещение, в м²;

– допустимый октавный уровень звукового давления в дБ в защищаемом от шума помещении, определяемый согласно пп. 3.4 и 3.5 настоящих норм;

п – общее количество ограждающих конструкций или их элементов, через которые проникает шум;

б) при проникновении шума из помещений на прилегающую территорию (в атмосферу) по формуле

(23)

где – допустимый октавный уровень звукового давления в дБ на прилегающей территории, определяемый согласно пп. 3.4 и 3,5 настоящих норм;

,– то же, что в формуле (22);

S_i – площадь рассматриваемой ограждающей конструкции (или отдельного ее элемента), через которую проникает шум, в м²;

– расстояние от ограждающей конструкции или ее элемента до расчетной точки в м;

в) при проникновении шума с прилегающей территории в помещение по формуле

(24)

где – суммарный октавный уровень звукового давления в дБ от всех источников шума в 2 м от рассматриваемой ограждающей конструкции, определяемый по табл. 5, причем от каждого отдельного источника шума следует определять по формуле (7), заменяя L на .

Остальные обозначения те же, что в формуле (22).

 

Звукоизоляция воздушного шума ограждающими конструкциями зависит от типа конструкции (однослойные и многослойные конструкции) и от наличия в конструкции отверстий или щелей в примыканиях этой конструкции к другим строительным элементам.
Под однослойными понимаются конструкции, состоящие из одного или нескольких слоев, жестко связанных друг с другом. Отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию (E_пр), к энергии падающей на нее (E_пад), называется коэффициентом звукопроводности:

τ = E_пр \ Е_пад

Изоляция воздушного шума конструкций без учета косвенной передачи при диффузном (равнонаправленном) падении звука, дБ равна

R₀ = 10 lg 1/t

 

Связь между значениями τ и R приведена в таблице 2.
Таблица 2.

Энергия, прошедшая через конструкцию, %	t	R, дБ	Конструкция, обеспечивающая звукоизоляцию
	0,1		-
	0,01		Дверь
0,1	0,001		Окно
0,01	0,0001		Междукомнатная перегородка
0,001	0,00001		Междуквартирная стена

 

Таким образом, для обеспечения достаточно высокой звукоизоляции воздушного шума конструкция не должна пропускать более стотысячной доли падающей на нее энергии. Поэтому так велико значение качества строительно-монтажных работ. Только при обеспечении хорошей герметичности, отсутствии щелей и трещин можно достичь высокой изоляции воздушного шума.

Основное влияние на передачу звука оказывают изгибные волны, которые образуются при толщине конструкции меньше 1/6 длины волн изгиба на данной частоте. Ограждающие конструкции удовлетворяют этому условию во всем нормируемом диапазоне (100-5000 дБ).

Звукоизоляция строительных конструкций зависит от частоты возбуждающей колебания звуковой волны. Так, на низких частотах (ниже 100 дБ) вблизи первых частот собственных колебаний конструкции возникает резонансное явление, и звукоизоляция во многом зависит от внутреннего трения материала конструкции. На более высоких частотах амплитуда колебаний зависит от массы конструкции (закон массы), при удвоении массы или частоты звукоизоляция увеличивается на 5-6 дБ.

Однако для легких конструкций прирост звукоизоляции с ростом частоты значительно меньше расчетного. Это происходит из-за явления так называемого волнового совпадения, когда совпадают длина проекции падающей на конструкцию продольной звуковой волны и длины возбуждающей в конструкции изгибной волны.

В реальных конструкциях уменьшение звукоизоляции наблюдается на частотах 500-1000 дБ вследствие явления волнового совпадения. А это область наиболее часто излучаемых частот шума. В этой области звукоизоляция конструкции во многом определяется ее толщиной и жесткостью, которые в свою очередь определяют длину изгибных волн.

На более высоких частотах (F> 2F_гр, где F_гр - начальная частота волнового совпадения) звукоизоляция опять растет с частотой примерно 7,5 дБ на октаву.

Для ориентировочной оценки индекса изоляции воздушного шума однослойных ограждений из бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков, гипсокартона и др. подобных материалов с поверхностной массой 100-1000 кг/м² можно использовать следующие формулы:

при P > = 200кг/м² I_B=23lgP_э-10дБ

при P < = 200кг/м² I_B=23lgP_э+10дБ;

где - P_э эквивалентная поверхностная плотность кг/м²
- коэффициент

· Для сплошных конструкций из материала, γ > 1800кг/м³, k=1

· Для конструкций из бетонов на цементном вяжущем, γ > 1200...1300кг/м³, k=1,25

· Для конструкций из бетона и железобетона с круглыми пустотами, γ > 1800кг/м³,

, где

I - момент инерции сечения, м⁴;
b - ширина сечения, м;
h_пр- приведенная толщина сечения, м.

· Для конструкций из бетонов на пористых заполнителях и цементном вяжущем (керамзито-, пено-, шлакобетоном и т.п.)

, где
Е - модуль упругости материала, Па;
p- плотность материала, кг/м³

В области средних и низких частот звукоизоляция зависит от массы, частоты звука, коэффициента потерь, изгибной жесткости и размеров ограждения. Увеличение значений этих параметров повышает звукоизоляцию.