Изоляция
для промышленности

Звукоизоляция

Теория звука

Звуком называют механические колебания упругого тела в частотном диапазоне слышимости человека.


Что такое шум?

Noise wave

Шум – это нерегулярные колебания без закономерной зависимости.


Noise wave to the ear

Основные понятия

Звуковое давление p. Явление звука придает воздуху колебания. Это происходит потому, что импульс передается на молекулы воздуха, а от них – на следующие молекулы воздуха. Таким образом возникают попеременно зоны разрежения и уплотнения воздуха. При этом возникает звуковое давление, которое в нашем ухе вызывает ощущение звука.

Под звуковым давлением понимают изменение атмосферного давления внутри определенного периода времени. Началом отсчета является давление p0 = 2 * 10-5 Н/м2 или 20 µПа (1 Па = 1 Н/м2). Это самое меньшее давление звука, которое может воспринять еще человек с неповрежденным слухом (порог слышимости).

Звуковая мощность Р. Звуковой мощностью называют всю звуковую энергию, излучаемую источником звука по всем направлениям в помещении.

Звуковая мощность Р (Вт) = звуковая энергия Е / время t.

Звуковаяэнергия Е. Звуковая энергия зависит как от мощности звука, так и от времени его действия.

Е (Вт * с) = Р * t.

Интенсивность звука I. Под интенсивностью звука понимают звуковую мощность на единицу площади.

Интенсивность звука I (Вт/м2) = звуковая мощность Р / площадь А.

Уровень звукового давления L. Если две интенсивности звука соотнести в логарифмической зависимости, то такое соотношение интенсивности двух звуков названо в честь американского физика А. Б. Белла «Бел».

Уровень звукового давления = 10* lg (I1 / I ).

Чтобы по возможности избежать величины с запятой, уровни звукового давления даются в Децибелах (10 дБ = 1 Бел).

Скорость звука С. Скорость звука зависит:

  • от материала, в котором распространяется звук;
  • от температуры этого материала;
  • от частоты.

Чем выше температура материала, тем лучше звукопроницаемость, так как теплые молекулы более подвижны, чем холодные.

Для воздуха справедлива формула:

СL = 331,2 + 0,6 * ΔT, где

CL – скорость звука в воздухе в зависимости от температуры,

331,2 – скорость звука в воздухе при О°С,

ΔT – разница температур с О°С.

Длина волны λ. Звук распространяется волнообразно. Длина волны зависит:

  • от величины расстояния распространения звука в воздухе;
  • от частоты.

Длина волны может быть измерена:

  • от максимума до максимума;
  • от нулевой точки до нулевой точки.

Длина волны λ (м) = скорость звука в воздухе CL / Частота f.


Порог слышимости – болевой  порог

 

Порог слышимости

Болевой порог

Частота

Ок. 16 Гц

Ок. 16 000 Гц

Звуковое давление

P  = 2 * 10-5 H/м2 = 20 µПа

P  = 20 H/м2

Звуковая интенсивность

I  = 10-12 Вт / м2

I  = 1 Вт / м2

Уровень звукового давления

L  = 0 Дб

L  = 120 Дб

 

Звуковое давление имеет такую силу, что 30-летний человек с нормальным слухом еще может его воспринять.

Звуковое давление достигает такого уровня звука, что мы воспринимает его давление или его интенсивность как болевое ощущение.

 Шкала громкости

Ступени шума

Фоны в дБ (А)

Процесс

Ощущения

 

20

Тиканье тихих часов, легкий шелест листвы, спокойная комната ночью

Очень тихо

 

30

Шелест листьев, шепот, разговор соседей, еле понятный

Тихо

1

40

Близкий шепот, средние шумы в жилом помещении

Почти тихо

50

Разговор

Умеренно громко

60

Шум в офисе, ресторане, магазине

Умеренно громко

2

70

Громкий разговор, громкое радио, крик

Громко

80

Уличный шум при сильном движении

Громко

90

Шумный производственный цех, автосигнал

От громкого до непереносимого

3

100

Отбойный молоток, маленький самолет

110

Штаповочно-котельное производство, громкая музыка, сигнал машины скорой помощи

≥120

Реактивный двигатель, двигатель ракеты


Виды шума

  • Воздушный шум                                          
  • Корпусный шум
  • Ударный шум (особая форма передачи корпусного шума)

Вид шума

Воздушный

Корпусный

Ударный

Среда передачи

Воздух

Твердые и жидкие материалы

Твердые тела

Источники

Разговор, музыка, радио, телевизор

Захлопывание двери, щелканье выключателя, смыв воды в туалете, шум потока в водопроводных трубах и в системе центрального отопления

Ходьба по перекрытиям (по полу)

Действие

Источник приводит в колебательное движение частицы воздуха. Эти периодические колебания со своей стороны сообщают стене или перекрытию изгибные колебания, которые в свою очередь приводят частицы воздуха в соседнем помещении в колебательное движение. Это создает воздушный шум в соседнем помещении.

Стены или перекрытия за счет механического воздействия приводятся в колебательное движение (изгибные колебания), которые в свою очередь приводят в колебательное движение частицы воздуха в соседнем помещении. Это создает воздушный шум в соседнем помещении.

Перекрытие при ходьбе приводится в колебательное движение (изгибные колебания). Оно приводит в колебательное движение частицы воздуха над перекрытием и под ним. Кроме того, колебания передаются лежащим сверху и снизу частям стен и могут восприниматься в виде воздушного шума в соседних помещениях.

Так как все три вида шума в конце концов воспринимаются ухом человека, то конечным видом действия в них является всегда воздушный шум.


Пути прохождения звука через конструкцию

  1. Звукопоглощение.
  2. Отражение.
  3. Звукопередача через конструкцию.