доклад -Какво е звук

И така, какво е звук?

Звукът е разпространението на механични вибрации на среда в пространството, характеризиращо се с нейното компресиране и разширяване (увеличаване и намаляване на налягането) с честотата на външно въздействие, като например струна на музикален инструмент или трептящо бутало.

Силата на звука е числена характеристика на смущението на налягането по време на разпространението на звука, т.е. краткотрайно увеличение на налягането спрямо нормалното, колкото по-голямо е увеличението на налягането, толкова по-силен е звукът. Шумът е съвкупност от всички ненужни звуци, излъчвани от оборудване, човек и т.н., които пречат и трябва да бъдат премахнати (в този случай). Минималният праг на чуване на човешкото ухо е 0,00002 Pa (за сравнение, нормалното атмосферно налягане е 100 000 Pa), тази стойност се увеличава с възрастта и зависи от честотата. Човешкото ухо е способно да чува звуци с честота от 17 до 20 000 херца, които се възприемат от човешкото ухо с различна чувствителност. Чувствителността може да се промени, когато ухото свикне с шума.

Например, след като слушате силна музика за дълго време, човек може да не говори веднага шепнешком („нормален“ шепот в тиха среда, тъй като той няма да се чуе веднага). Максималната стойност на звука на звука се нарича праг на болка, над който настъпва увреждане на тъпанчетата.

Зависимостите на нивата на силата на звука от честотата са показани на фигура 1. За удобство силата на звука се измерва в относителна, логаритмична скала (където нулата съответства на прага на чуване при честота от 1000 Hertz), чиято единица е децибел (dB). Изразът за силата на звука в децибели е както следва:

където Pthreshold е праговата стойност на смущението на налягането, P етекущата стойност на смущението на налягането.

Например по-долу е дадена таблица с нива на звука за различни шумове:

Звук	Сила на звука	Налягане
праг на чуване	0dB	20 µPa
Шумоленето на листата и тихия вятър Тиктакането на часовник Дишането	10-20dB	60 - 200 µPa
Тих шепот Стенен часовник тиктака	20-30dB	200 - 600 µPa
Шум в стаята	30-40dB	0,6 - 2 MPa
Тих разговор	40-50dB	2 - 6 MPa
Разговор със среден обем	50-60dB	6 - 20 MPa
Силно говорене	60-70dB	20 - 60 MPa
шумна улица	70-80dB	60 - 200 mPa
двигател на камион

80dB200 MPaШум в метрото по време на шофиране Въртен чук

90dB600 MPaшумна дискотека100-120dB2 - 20 PaСамолет при излитане120dB20 Paпраг на болка130dB60 Pa

Ако има няколко източника на шум, тогава максималната сила на звука не е равна на сумата от силата на звука. Нека да разгледаме няколко примера:

Имаме 2 източника на шум с еднакъв обем, в този случай общият обем се увеличава с 3 dB.
Ако разликата в нивата на шума надвишава 10 dB, общото ниво на шума е равно на по-големия от двата шума (за 2 източника на шум с обем 30 и 60 dB общото ниво е 60 dB)
Ако разликата в нивото на шума е по-малка от 10 dB, трябва да се използва таблицата по-долу. Изчислете разликата в нивата на шумаинсталации. (Има 2 шума с обем 52 и 48 dB, общият обем е 53,5 dB)

Разлика в нивото на шума, dB	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Индикатор-добавка, dB	2.6	2.1	1.8	1.5	1.2	1.0	0,8	0,6	0,5	0,4

Продължителният престой в стая с високо ниво на шум влияе негативно на психиката, в резултат на което човек се уморява много, става раздразнителен, появява се сънливост, намалява ефективността и дори може да се развие хипертония. В същото време престоят дълго време в много тихо или заглушено помещение също влияе зле на психиката. Ето защо е много важно да се поддържа акустично комфортна среда.

Когато звукът преминава през границата на два материала, част от енергията се отразява от контакта, част се предава по-нататък. Количеството отразена енергия или отражателната способност зависи от свойствата на материалите, а именно от акустичните импеданси на тези материали. Акустичният импеданс на даден материал е произведението на неговата плътност и скоростта на звука в този материал.

Коефициентът на отражение има израза:

където Z1 = ρ1С1 и Z2 = ρ2С2 са акустичните импеданси на материалите, ρ е плътността на материала, С е скоростта на звука в посочения материал. Акустично съгласувани са два материала (две среди), чиито акустични импеданси могат да се считат за приблизително равни на Z1 ≈ Z2.

От (2) следва, че за да може звукът да премине напълно във втория материал, тези материали трябва да бъдат акустично съгласувани или да имат равни плътности и скорости на разпространение (еластични свойства) и обратно, за да изолират възможно най-многоакустично, материалите трябва да имат възможно най-различни свойства. Най-акустично координираните с въздуха могат да се считат за различни меки порести материали, като мек базалт (минерал) или стъклени влакна, които в момента имат максимални абсорбиращи свойства.

Тук стават важни и високите абсорбиращи свойства по време на преминаването на звука вътре в материала, които зависят от еластичните, вискозни и топлопроводими свойства на веществото. Тези свойства също са много високи в базалт и минерални влакна.

Една от основните характеристики на акустичните материали е коефициентът на поглъщане, който е равен на

където Wpassed, Wfall са енергията съответно на предавания и инцидентния звук. Коефициентът на поглъщане се измерва от 0 до 1, но в случая, когато говорим за така наречения коефициент на звукопоглъщане на реверберация, който се получава чрез изчисляване на промяната във времето на реверберация в специална камера, когато пробата за изпитване се вкарва в нея и се фиксира към повърхността, с отместване от 200 mm (по подразбиране). Приложението DIN EN съдържа класификация на коефициента на звукопоглъщане в следните класове:

Клас на звукопоглъщане	А	б	° С	д	д	не е класифициран
Стойност	0,90-1,00	0,80-0,85	0,60-0,75	0,3-0,55	0,15-0,25	0,00-0,10

Коефициентът на поглъщане се измерва при осем октавни честоти като 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 херца. Резултатът от измерването се представя като функция на честотата. Не е необичайно вместо тази зависимост да се напише коефициентът NRC, който се изчислява като:

където са коефициентите на поглъщане, измерени при съответната октавачестоти.

Основният акустичен параметър на помещението е времето за реверберация, което характеризира времето, необходимо за намаляване на нивото на звука с 60 dB.

В зависимост от предназначението, за конкретно помещение, има оптимална стойност на времето за реверберация, което в най-простия случай (дифузно поле (равномерно разпределено) в помещение под формата на куб и до 2000 m2 обем) се описва с уравнението на Walek Klemet Sabin.

където V е обемът на помещението, А = ≈под*площ на пода + ≈таван*площ на тавана + ≈стена*площ на стена + ≈обект*площ на обекта – еквивалентна звукопоглъщаща повърхност.

В по-сложни случаи еквивалентните повърхности и коефициентите на поглъщане се изчисляват чрез компютърни симулационни методи. От гореизложеното следва, че за да се получи оптимално време за реверберация за високоспециализирано помещение, е необходимо да се монтират акустични тавани, стенни панели и подови настилки с определени коефициенти на звукопоглъщане. Така например за оперните театри е важно да се максимизират звуците на музиката, гласовете на актьорите и високоговорителя (средно това е честотен диапазон от 500 до 2000 Hz). За зали с електроусилвателни системи (кина, концертни зали), както и офиси и други помещения, където е необходимо максимално да се премахне ефекта на трептящо ехо (усещане за забавяне на звука поради отразяването му от успоредни повърхности на стени и под-таван).

Звукоизолацията се отнася до предмета на строителната акустика, област от акустиката, която изучава разпространението на звук (шум) между помещенията на една и съща сграда или между помещенията на сграда и излъчващи шум обекти, които не принадлежат към сградата (пътища, свободно стоящи кафенета, ресторанти, фабрики). Например, целта на шумоизолацията е да намали нивотошум от насилствени съседи отстрани, тъпчене отгоре, работа на инженерно оборудване. Шумът, разпространяващ се през сградата, може условно да се раздели на 3 вида: въздушен, ударен и структурен. Освен това първите две се класифицират според начина на възникване, а третият според начина на предаване.

Източниците на въздушен шум са писъците на съседите, кучешкият лай, включен на пълна сила музикален център и т.н., т.е. той се сблъсква с препятствие, след като е бил излъчен във въздуха.

Ударен шум възниква, когато предмет директно се удари в тавана, източниците му могат да бъдат звук от токчета, перфораторна бормашина, затръшнала се врата и т.н., толкова по-добре).

Структурният шум се характеризира не с метода на възбуждане, а с принципа на разпространение: той се разпространява през структурните елементи на сградата. Когато се разпространява през строителната конструкция, шумът се чува от всяка повърхност и става трудно да се определи основният източник на шум, тук работи само интегриран подход към звукоизолацията, включително изолация на стени, таван и под. Ярък пример за такъв шум е шумът от перфоратор от съседи, които правят ремонт кой знае къде.

Коефициентът на изолация от въздушен шум се влияе от масивността (плътността на материала, дебелината) на ограждащите конструкции и се определя главно на етапа на строителството. Например, най-тънката куха стоманобетонна плоча с дебелина 140 mm, използвана главно за подови настилки, има индекс на изолация на въздушен шум от 49-51 dB. Присъстояние на монтаж на шумоизолиращ под с дебелина 40-60 мм. Тази стойност е равна на 52 dB, което съответства на SNiP-23-03-2003. В същото време индексът на намаленото ниво на ударен шум е 80 dB, при норма от 58 dB. Разликата в ΔLn,w =23dB отделя такива стойности от нормативните показатели, а самите норми не гарантират пълен акустичен комфорт, а са по-скоро санитарни. Ето защо става много важно да се направи допълнителна звукоизолация на пода и тавана. За акустичните подови настилки не е необичайно да се посочи намаленият индекс на намаляване на ударния шум ΔLn,w, а не намаляването на шума от въздуха ΔR,w.

Не е необичайно различните производители на таванни плочи да посочват конкретна стойност на индекса на въздухоизолация за своите продукти, така че е важно да знаете каква точно звукоизолация имат предвид! Ако разглеждаме стая, наета като офис, в която бързо монтирани вътрешни прегради често не достигат до тавана, а останалият отвор е затворен само с окачен таван. В този случай, като се има предвид, че вътрешната преграда не провежда шум, има смисъл да се направи звукоизолация между две съседни стаи поради окачен таван (звукоизолация на междината на тавана). Диаграма на такъв дизайн е показана на фигура 3.

Ориз. 3 Схематично представяне на работата на шумоизолиран окачен таван.

За шумоизолация се препоръчва използването на масивни тавани със скрита растерна система, това се дължи на факта, че структурният шум се предава много добре през металните конструкции на окачения таван. При тънки тавани (15-20 мм) е необходимо да се използват дъски с минимален коефициент на звукопоглъщане (повече звук ще се отрази обратно и няма да отиде в тавана).

Холдинг "Търговская площадка"