- •20.03.01 «Техносферная безопасность»,
- •Нормативная база для оценки акустичеких характеристик материалов и конструкций
- •20.03.01 «Техносферная безопасность»,
- •Операции с децибелами
- •Краткие теоретические положения
- •Сложение шума двух и более источников
- •Расчет общего уровня шума в цехе
- •Общие положения нормативной базы по определению уровня звуковой мощности источника
- •Аппаратура
- •Условия измерений
- •Подготовка к измерениям
- •Обработка результатов измерений
- •Расчёт звуковой мощности источника
- •Оформление отчета
- •Вопросы для самоконтроля
- •Определение звукоизоляции однослойной стенки
- •Краткие теоретические положения
- •Практический метод расчета изоляции однослойных ограждений от воздушного шума
- •Оформление отчета
- •Вопросы для самоконтроля
- •20.03.01 «Техносферная безопасность»,
Практический метод расчета изоляции однослойных ограждений от воздушного шума
Путем обобщения экспериментальных результатов был предложен практический метод расчета звукоизоляции однослойных ограждений для частот
(3.6)
где – первая (низшая) частота собственных колебаний ограждения при отсутствии косвенных путей передачи звука.
Весь диапазон частот разбивается на три области. Первая – область низких частот
, (3.7)
где – граничная частота для плоской стенки, – скорость звука в воздухе, – поверхностная плотность плоской стенки (вес одного квадратного метра стены), – цилиндрическая жесткость, – динамический модуль Юнга, – половина толщины плоской стенки, – коэффициент Пуассона.
Звукоизоляция в первой области определяется массой ограждения и вычисляется по формуле
. (3.8).
Вторая – область граничной частоты; в первом приближении частотная характеристика принимается независимой от частоты. В третьей — область выше граничной частоты — величина звукоизоляции быстро возрастает на 10 дб в пределах одной октавы, а затем по 6 дб на каждую последующую октаву. Общий вид частотной характеристики звукоизоляции приведен на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Частотная характеристика изоляции однослойного ограждения от воздушного шума.
Таблица 3.1
Координаты точек В и С для построения частотной характеристики изоляции однослойного ограждения от воздушного шума
№ пп |
Материал |
Плотность ρ, кг/м3 |
Звукоизоляция RB, RC, дБ |
Частота fB, Гц |
Частота fC, Гц |
1 |
Бетон, железобетон |
2200 ÷ 2500 |
38 |
190000/q |
850000/q |
2 |
Гипсобетон |
1300 |
37 |
170000/q |
950000/q |
3 |
Дерево (сосна) |
550 |
25 |
42000/q |
200000/q |
4 |
Кирпич |
1800 |
37 |
170000/q |
770000/q |
5 |
Стекло силикатное |
2600 |
29 |
67000/q |
400000/q |
6 |
Шлакобетон (блоки) |
1600 |
30 |
75000/q |
460000/q |
7 |
Шлакопемзобетон |
1900 ÷ 2200 |
36 |
150000/q |
810000/q |
Таблица 3.2
Исходные данные для выполнения задания
№ пп |
Материал |
Звукоизоляция стенки Rmin, дБ |
Звукоизоляция стенки Rmax, дБ |
|
Дерево (сосна) |
35 |
44 |
|
Шлакопемзобетон |
35 |
44 |
|
Кирпич |
35 |
44 |
|
Стекло силикатное |
34 |
43 |
|
Шлакобетон (блоки) |
33 |
41 |
|
Шлакопемзобетон |
36 |
45 |
|
Бетон, железобетон |
36 |
45 |
|
Гипсобетон |
37 |
47 |
|
Дерево (сосна) |
40 |
50 |
|
Кирпич |
38 |
47 |
|
Стекло силикатное |
38 |
48 |
|
Шлакобетон (блоки) |
38 |
47 |
|
Шлакопемзобетон |
38 |
47 |
|
Бетон, железобетон |
37 |
47 |
|
Кирпич |
34 |
43 |
|
Стекло силикатное |
36 |
45 |
|
Шлакобетон (блоки) |
34 |
43 |
|
Шлакопемзобетон |
37 |
47 |
|
Бетон, железобетон |
36 |
45 |
|
Гипсобетон |
35 |
44 |
|
Дерево (сосна) |
35 |
43 |
|
Кирпич |
35 |
44 |
|
Стекло силикатное |
37 |
47 |
|
Шлакобетон (блоки) |
36 |
45 |
|
Шлакопемзобетон |
36 |
45 |
|
Бетон, железобетон |
39 |
48 |
|
Гипсобетон |
35 |
44 |
|
Дерево (сосна) |
36 |
45 |
|
Кирпич |
38 |
48 |
|
Стекло силикатное |
38 |
47 |
|
Шлакобетон (блоки) |
30 |
38 |
|
Шлакопемзобетон |
32 |
38 |
Задание. Определить толщину стены, собственная звукоизоляция которой соответствует диапазону, указанному в варианте задания. Построить частотную характеристику звукоизоляции стены из материала, определенного вариантом в табл. 3.2. Вычислить среднюю величину собственной звукоизоляции и сравнить её с диапазоном, указанным в варианте задания. Если полученное значение собственной звукоизоляции стены не попадает в указанный диапазон, то необходимо изменить толщину стены и весь расчет повторить сначала.
Пример выполнения задания.
Выбираем вариант № 32. Исходные и расчетные данные для этого варианта занесем в табл. 3.5.
Выбирается толщина стенки из предпочтительного ряда м.
Вычисляется поверхностная плотность стены:
Н/м2
Вычисляется частота для точек В и С
Гц,
Гц.
Строится частотная характеристика изоляции от воздушного шума. Построение целесообразно проводить в такой последовательности. Строятся две взаимно перпендикулярные оси координат (рис. 3.2). По оси абсцисс откладываются в логарифмическом масштабе частоты f, а по оси ординат – величина звукоизоляции R. По данным табл. 3.1 находим значения Rg = Rc = 36 дб и соответствующие им частоты fB = 60 Гц; fC = 324 Гц. Через точки В (60 Гц, 36 дб) и С (324 Гц, 36 дб) проводится (рис. 3.2) горизонтальный отрезок ВС. Из точки В влево откладывается прямая ВА с наклоном 6 дб на октаву. Из точки С вправо проводится на одну октаву прямая с наклоном 10 дб на октаву до точки D (648 Гц, 46 дб), а из последней— прямая DE с наклоном 6 дб на каждую октаву.
Рис. 3.2. Частотная характеристика изоляции однослойного ограждения от воздушного шума.
На частотной характеристике откладываются точки, соответствующие частотам однооктавного спектра. Характеристики, соответствующие этим точкам, показаны в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Величины собственной звукоизоляции стенки для частот однооктавного спектра
Номер точки на частотной характеристике |
Частота однооктавного спектра, Гц |
Звукоизоляция, дб |
Номер точки на частотной характеристике |
Частота однооктавного спектра, Гц |
Звукоизоляция, дб |
1 |
63 |
36 |
5 |
1000 |
49 |
2 |
125 |
36 |
6 |
2000 |
56 |
3 |
250 |
36 |
7 |
4000 |
61 |
4 |
500 |
42 |
8 |
8000 |
68 |
Вычисляется среднее значение собственной звукоизоляции стенки по формуле
39,8 дб,
принимаем дб и заносим в табл. 3.5. Полученное значение звукоизоляции выходи за верхнюю границу заданного диапазона, поэтому необходимо повторить расчет, изменив толщину стенки в меньшую сторону.
Выбирается толщина стенки из предпочтительного ряда м.
Вычисляется поверхностная плотность стены:
Н/м2
Вычисляется частота для точек В и С
Гц,
Гц.
Строится частотная характеристика изоляции от воздушного шума. Построение целесообразно проводить в такой последовательности. Строятся две взаимно перпендикулярные оси координат (рис. 3.3). По оси абсцисс откладываются в логарифмическом масштабе частоты f, а по оси ординат – величина звукоизоляции R. По данным табл. 3.1 находим значения Rg = Rc = 36 дб и соответствующие им частоты fB = 120 Гц; fC = 648 Гц. Через точки В (120 Гц, 36 дб) и С (648 Гц, 36 дб) проводится (рис. 3.3) горизонтальный отрезок ВС. Из точки В влево откладывается прямая ВА с наклоном 6 дб на октаву. Из точки С вправо проводится на одну октаву прямая с наклоном 10 дб на октаву до точки D (1296 Гц, 46 дб), а из последней— прямая DE с наклоном 6 дб на каждую октаву.
На частотной характеристике откладываются точки, соответствующие частотам однооктавного спектра. Характеристики, соответствующие этим точкам, показаны в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Величины собственной звукоизоляции стенки для частот однооктавного спектра
Номер точки на частотной характеристике |
Частота однооктавного спектра, Гц |
Звукоизоляция, дб |
Номер точки на частотной характеристике |
Частота однооктавного спектра, Гц |
Звукоизоляция, дб |
1 |
63 |
30 |
5 |
1000 |
41 |
2 |
125 |
36 |
6 |
2000 |
49 |
3 |
250 |
36 |
7 |
4000 |
55 |
4 |
500 |
36 |
8 |
8000 |
61 |
Рис. 3.3. Частотная характеристика изоляции однослойного ограждения от воздушного шума.
Вычисляется среднее значение собственной звукоизоляции стенки по формуле
36,36 дб,
принимаем дб и заносим в табл. 3.4. Полученное значение звукоизоляции попадает в заданный диапазон. Задача решена. Толщину стенки принимаем равной 63 мм.
Таблица 3.5
Данные по варианту № 32
Материал стены |
Толщина стены h, м |
Плотность ρ, кг/м3 |
Поверхностная плотность q, Н/м2 |
Звукоизоляция RB, RC, дБ |
Частота fB, Гц |
Частота fC, Гц |
Средняя звукоизоляция стенки Rcp, дБ |
Звукоизоляция стенки Rmin, дБ |
Звукоизоляция стенки Rmax, дБ |
Шлакопемзобетон
|
0,125 |
2039 |
2500 |
36 |
60 |
324 |
40 |
32 |
38 |
0,063 |
2039 |
2500 |
36 |
60 |
324 |
36 |
32 |
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|