Фізичні характеристики звуку

Загальні поняття про звук. Звукоізоляція приміщень.

ПЛАН

1.Поняття архітектурна акустика, її задачі.

2. Фізичні характеристики звуку.

3. Фізіологічні характеристики звуку.

4.Звукоізоляція приміщень

ЛІТЕРАТУРА

 

1.Гусев Н.М. Строительная физика. – с. 102-105

Поняття архітектурна акустика, її задачі.

Акустика - одна з найдавніших галузей фізики, яка зародилася в зв'язку з потребою дати пояснення слуху і мови.

Прикладну акустику підрозділяють на наступні прикладні наукові дисципліни:

Архітектурна акустика - наука, завданням якої є створення сприятливих умов для півноцінного сприйняття звуків, які є корисною звуковою інформацією.

Будівельна акустика - наука, мета якої є придушення, ослаблення та обмеження поширення небажаних звуків, які прийнято називати шумами.

Архітектурна акустика містить в собі природне звучання й озвучення і звукопосилення.

Архітектурна акустика вивчає:

• закони розповсюдження в будинках і містобудівних просторах звукових хвиль;

• акустичний режим приміщень різного призначення;

• акустичні характеристики будівельних матеріалів і виробів і несучих і захисніх конструкцій;

• умови планування і забудови населених пунктів.

Метою архітектурної акустики є захист середовища життєдіяльності людини від негативного шумового впливу і створення сприятливого акустичного режиму.

 

Фізичні характеристики звуку

Звук це різновид коливальних рухів (хвиль) у повітрі, воді, твердих тілах.

Основні характеристики хвильового руху: довжина хвилі -відстань між двома точками хвилі в одній фазі, амплітуда хвилі - відстань, на яку частка коливнь відхиляється від положення рівноваги.

Звукові хвилі характеризуються довжиною хвилі, частотою коливання і швидкістю їх поширення. Частота звукових хвиль, сприйнятих нормальним вухом людини, лежить у межах від 20 до 20000 Гц. Звукові коливання з частотою менше 20 Гц - інфразвук, більше 20000 Гц - ультразвук.

Звукові хвилі поширюються в усіх напрямках від точки поширення, цей простір називається звуковим полем. Фізичний стан середовища в звуковому полі характеризується звуковим тиском і швидкістю коливань.

Звуковий тиск (Па) - різниця між миттєвим значенням повного тиску і середнім тиском, який спостерігається в середовищі при відсутності звукового поля. У фазі стиску тиск є позитивний, а у фазі розрідження - негативний.

Інтенсивністю звуку називають потужність на одиницю площі, передану в напрямку поширення звукових хвиль.

Джерела звуку характеризуються звуковою потужністю і спрямованістю випромінювання. Звуковою потужністю джерела називають загальну кількість звукової енергії, що випромінювана джерелом звуку в навколишній простір за одиницю часу; одиниця виміру Вт.

Звукова потужність джерела у вільному звуковому полі визначається інтегруванням інтенсивності звуку в усіх напрямках від джерела.

Величина звукового тиску, сила звуку, а також звукова потужність джерел звуку змінюються в дуже великих межах. Незважаючи на труднощі, зв'язані з використанням абсолютних значень цих величин у технічній акустиці, прийнято їх оцінювати у відносних логарифмічних одиницях - децибелах.

Кожений розподіл логарифмічної шкали відповідає зміні сили звуку, звукового тиску і потужності у визначене число раз.

Зведення рівня звукового тиску дозволило перетворити величезний діапазон звукового тиску в практично зручний від 0 до 120 дб. Інша перевага рівня звукового тиску - зміна його на 1 дб приблизно відповідає мінімальному, ледь відчутному людині при зміні голосності звуку. Для складного звуку, що складає з багатьох чистих тонів. Виміряються рівні звукового тиску окремих чистих тонів або сумарний звук рівня звукового тиску в деякій смузі частот виміру.

Випромінювана джерелом звукова енергія розподіляється за частотами, тому при вирішенні акустичних завдань проектувальнику треба знати частотну характеристику звуку, яка показує розподіл рівнів звукового тиску за частотами.

Спектр звуку може бути лінійчастим і суцільним (Рис. 24). При суцільному (безперервному) спектрі джерела звуку вводиться поняття рівня спектра В, що являє собою рівень сили звуку в смузі частот. Рівний 1 Гц. Звуки, у яких рівень спектра В постійний при всіх частотах, називають білим шумом.

Чистим тоном називають звуки, у яких коливання тиску є гармонійними, тобто визначається у вигляді синусоїдальної функції часу.

Залежно від співвідношення довжини хвилі і рельєфу поверхні, відображення звуку може бути дзеркальним і дифузним. При розмірах рельєфу поверхні, порівняних з % довжини хвилі, звук відбивається дифузно (розсіюється), при менших - дзеркально. При дзеркальному відображенні звуку слухач може сприймати послідовно прямий і відбитий звуки. При різниці в часі між прямим і відбитим звуками менше 1/18 - 1/20 с відбитий звук сприймається як «затягування» основного, якщо різниця часу більше, обидва звуки сприймаються роздільно, що називається явищем луна.

При зустрічі з поверхнею звукові хвилі частково від неї відбивають, утрачаючи при цьому частину перенесиної енергії, цей процес характеризується поглинанням поверхнею звукової енергії й називається звукопоглинанням. Структура, фактура, конструкція обробки - от від чого залежить здатність поверхні поглинати звукову енергію.

Коефіцієнт звукопоглинання а - відношення енергії, що поглинена поверхнею, до енергії, що падає на поверхню.

Коефіцієнт поглинання залежить від частоти коливань звуку і від кута падіння на поверхню звукових хвиль.