Задание 2
1. Акустическая обработка помещений.
Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. Поэтому если нет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно снизить энергию отраженных волн. Этого можно достичь, увеличив эквивалентную площадь поглощения А помещения, путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещении штучных звукопоглощателей. Это мероприятие называется акустической обработкой помещения.
Свойствами поглощения звука обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими материалами и конструкциями принято называть лишь те, у которых коэффициент звукопоглощения а на средних частотах больше 0,2. У таких материалов, как кирпич, бетон, величина а мала (0,01—0,05).
Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой (незамкнутые поры), чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.
Наиболее часто в качестве звукопоглощающей облицовки применяют конструкции в виде слоя однородного пористого материала определенной толщины, укрепленного непосредственно на поверхности ограждения, либо с отнесением от него на некоторое расстояние.
В настоящее время применяют такие звукопоглощающие материалы, как ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые, минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и профилированной поверхностью, пенополиуретановый поропласт (поролон), пористый поливинилхлорид, различные пористые жесткие плиты на цементном вяжущем и другие материалы.
Звукопоглощающие свойства данного пористого материала зависят от толщины слоя, частоты звука, наличия воздушного промежутка между слоем и отражающей стенкой, на которой он установлен.
Практически толщина облицовок составляет 20—200 мм, при этом максимальное поглощение обеспечивается на средних и высоких частотах (а = 0,6-0,9). Для увеличения поглощения на низких частотах и для экономии материала между слоем и ограждением делают воздушный промежуток.
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки зависит от частотных характеристик шума в помещении и звукопоглощающих свойств конструкции, при этом максимуму в спектре шума должен соответствовать максимум коэффициента звукопоглощения на этих же частотах.
Величину снижения шума в помещении путем применения звукопоглощающей облицовки определяют в децибелах по формуле,
ΔLобл=10lg(A2/A1)
где A1 — эквивалентная площадь поглощения помещения до установки облицовки, величина которой может быть рассчитана по результатам измерений времени реверберации или приближенно определена какА1 = анеоблSпов, принимая коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещенияSпов равныманеобл= 0.1; А2 — эквивалентная площадь поглощения после установки облицовки. Величина эквивалентной площади поглощения
A2=A1+ΔA
где ΔA— добавочное поглощение, вносимое облицовкой. Тогда величина снижения шума (дБ) составит
ΔLобл=10lg(1+ΔA/A1) (1)
На рабочих местах производственных помещений, куда вместе с отраженным звуком приходит и прямой звук от различных источников, величина снижения шума за счет акустической обработки помещения оказывается существенно меньше рассчитанной по формуле (1).
На эффективность звукопоглощающих облицовок влияет не только величина ДЛ, но и высота расположения их над источниками шума, а также конфигурация помещения. Облицовки более эффективны при относительно небольшой высоте помещения (до 4 - 6 м). Это объясняется тем, что в низких помещениях большой площади потолок и пол являются основными отражающими поверхностями, а применение облицовок, как отмечалось выше, основано на уменьшении отраженного звука. В таких помещениях закрыть пол поглощающим материалом обычно не представляется возможным, поэтому облицовываются только потолки; стены здесь почти не играют роли в отражении звука и поэтому их не облицовывают.
Наоборот, в высоких и вытянутых помещениях, где высота больше ширины, облицовка стен дает больший эффект.
В помещениях кубической формы облицовываются как стены, так и потолок.
Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум по суммарному уровню на 6 — 8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от источника) и на 2 — 3 дБ вблизи источника шума. Несмотря на такое относительно небольшое снижение, применение облицовок целесообразно по следующим причинам: во-первых, спектр шума в помещении меняется за счет большой эффективности (8 — 10 дБ) облицовок на высоких частотах. Он делается более глухим и менее раздражающим; во-вторых, становится более заметным шум своего оборудования, например, станка, а следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи.
Если стены помещения, перекрытие выполнены светопрозрачными или площадь свободных поверхностей недостаточна для установки плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения шума применяют штучные (объемные) поглотители различных конструкций, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемые к потолку равномерно по помещению на определенной высоте.
Снижение шума за счет установки штучных поглотителей определяют по формуле (1), принимая величину
ΔA=
nAшт
где Ашт — эквивалентная площадь поглощения штучного поглотителя, n— число поглотителей.
Необходимо отметить, что современная тенденция применения в промышленных зданиях больших остекленных поверхностей, перегородок из стеклоблоков, различных декоративных пластмассовых покрытий и т. п. мероприятий, улучшая эстетический облик предприятия, приводит к ухудшению шумовых условий поскольку звукопоглощающие свойства таких конструкций очень малы. Поэтому проведение акустической обработки подобных помещений часто является необходимым мероприятием.