Акустическая обработка помещений реферат

Обновлено: 30.06.2024

Документ предоставляется как есть, мы не несем ответственности, за правильность представленной в нём информации. Используя информацию для подготовки своей работы необходимо помнить, что текст работы может быть устаревшим, работа может не пройти проверку на заимствования.

Можно ли скачать документ с работой

Да, скачать документ можно бесплатно, без регистрации перейдя по ссылке:

Реферат
по дисциплине
Физика

Выполнил:
студент группы ПКС-9
ФИО:
Проверил: преподаватель
ФИО:

Иркутск, 2014
Оглавление

1. Введение 3
2.Звукоизоляция и акустическая обработка студии звукозаписи 4
2.2.Звукоизоляция 6
2.3.Акустическая обработка 8
2.4.Звукоизоляция, как физика процессов 11
3.Заключение………………………………………………………………………………………….13
4.Список литературы 14

Цель работы:
Узнать о звукоизоляции проектной студия звукозаписи ограниченного бюджета.
Основной проблемой, которого будет то, что помещение негативно влияет на процесс работы, внося нежелательное окрашивание в звук. Второй проблемой окажется — проникновение звука в соседние помещения

Задачи:
Изучить звукоизоляцию в проектной студии.

Актуальность выбранной темы:
Актуальность данной темы, имеет малую аудиторию в физике, как изоляция звука, но зато имеет большую актуальность в теме: “Введение в звукозапись”.

Звукоизоляция и акустическая обработка студии звукозаписи

Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде.
Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Проектная студия звукозаписи (проджект - студия) очень часто строится на основе ограниченного бюджета. Владелец студии стремится правильно вложить свои средства в оборудование и по финансовым соображениям вынужден придавать, куда меньшее значение акустической обработке. Однако собственный звук студии — это не только пульт, приборы и колонки: это в первую очередь стены и потолки, и потому акустика помещения, в котором вы собираетесь работать, нуждается в самом пристальном внимании на раннем этапе планирования студии.
Основная проблема, с которой обычно сталкивается владелец студии звукозаписи, заключается в том, что помещение негативно влияет на процесс работы, внося нежелательное окрашивание в звук. Вторая проблема — проникновение звука в соседние помещения (этот вопрос в особенности принципиален для тех, кто собирается записывать барабаны, гитары и другие громкие инструменты, а также сводить музыку на большой громкости: далеко не все соседи будут терпимо относиться к постоянному шуму, проникающему к ним через стены, пол и потолок).
Эти две проблемы решаются с помощью двух совершенно разных процессов: в первом случае применяется акустическая обработка помещения, во втором — звукоизоляция. Акустическая обработка позволяет улучшить акустические свойства помещения с точки зрения слушателя. Это значит, что при наличии качественных мониторов звук в контрольной комнате, подвергнутой акустической обработке, будет более точным, нежели при использовании тех же самых мониторов в необработанном помещении. Звукоизоляция, с другой стороны, занимается исключительно вопросами снижения просачивания звука из студии во внешний мир (и наоборот). Мы начнем именно с этой темы, так как в большинстве случаев эту задачу требуется решить, прежде всего.
Звукоизоляция

Звукоизоляция, как физика процессов
Звуковое давление в продольной волне (колебания направлены по пути ее движения) p=Z∙v где Z – коэффициент пропорциональности представляет собой акустическое сопротивление среды, равное произведению плотности среды на скорость распространения звука в ней , v – колебательная скорость частиц интенсивность или сила звука, представляющей собой поток звуковой энергии через единицу площади фронта волны в единицу времени (J=p2)/〖Z=v〗^2 /(2∙Z). Итак, при отражении звуковой волны в металле образуется переменное давление вдвое больше давления в волне, соответственно и громкость удваивается, так как слуховые аппараты большинства животных реагируют именно на величину звукового давления. Удивительное происходит если внимательно посмотреть на формулы приведенные выше. Пусть звуковое давление p увеличится в 2 раза, тогда числитель первой дроби увеличится в 4 раза, но ввиду того что коэффициент звукового сопротивления среды Z в знаменателе увеличится в тысячи раз, звуковая энергия во второй среде(металл) будет ничтожно мала. Так например в воду из воздуха переходит лишь малая доля энергии падающей волны, а в металл и того меньше. Звуковая энергия почти полностью отражается от границы раздела среды с большим акустическим сопротивлением. При обратном переходе, колебательная скорость во второй среде будет близка к удвоенному значению, а звуковое давление близко к нулю, при ничтожной величине передаваемой энергии звука.
Следует помнить о явлении резонанса совпадения. Суть его заключается в том, что при равенстве фазовой скорости звуковой волны вдоль поверхности пластины и скорости изгибных волн в пластине падающая волна должна полностью пройти через пластину. Иными словами, при данной частоте и данном угле падения звука звукоизоляция пластины будет равна нулю, если в ней нет потерь энергии. "Дефективный" резонанс совпадения обусловил довольно противоречивую картину зависимости звукоизоляции от толщины стенки. С одной стороны, увеличение толщины стенки согласно "закону массы" увеличивает звукоизоляцию, но с другой стороны, поскольку при этом уменьшается отношение массы стенки к ее изгибной жесткости, ухудшающий звукоизоляцию, резонанс совпадения проявляется на более низких частотах и захватывает более широкую полосу частот. Так как в диффузном, размешанном звуковом поле все углы падения звука на пластину равновероятны, то при этом виде поля, полоса частот резонанса совпадения каждой перегородки (а следовательно, и полоса частот, в которой перегородка пропускает звук) достаточно широка. Для хорошей звукоизоляции материал должен быть твердым, тяжелым и гибким.


Заключение
Проделав работу по выбранной теме я, изучил звукоизоляцию в физике, в поглощение шума, применение в работе, в студиях.
Выполнил задачу перед собой, тем самым нашел точную информацию о звукоизоляции и рассказал, о ней.

Применение данного метода борьбы с шумом чаще всего связано с необходимостью его снижения в самих производственных помещениях. Однако в тех случаях, когда предприятия расположены близко от жилой застройки или среди нее, через открытые окна цехов проходит шум, нередко превышающий допустимые уровни в жилых помещениях. Поэтому снижение шума в шумных цехах за счет акустической обработки позволяет одновременно решить две задачи - улучшить условия труда на предприятии и защитить население жилой застройки от действия шума. Необходимо отметить, что снижать шум, используя данный метод, бывает нужно не только на действующих, но и на проектируемых предприятиях.

Содержание

Введение 3
1. Понятие акустической обработки помещения 4
2. Методы акустической обработки помещений 8
2.1. Голограммно-акустическая обработка помещения 8
2.2. Звукопоглощение 9
3. Современные акустические материалы для обработки помещений 11
Заключение 14
Список используемой литературы 15

Прикрепленные файлы: 1 файл

KKR.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

1. Понятие акустической обработки помещения 4

2. Методы акустической обработки помещений 8

2.1. Голограммно-акустическая обработка помещения 8

2.2. Звукопоглощение 9

3. Современные акустические материалы для обработки помещений 11

Список используемой литературы 15

Акустическая обработка помещений - это установка в помещениях звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей для уменьшения интенсивности отраженных звуковых волн с целью снижения шума в этих помещениях.

Применение данного метода борьбы с шумом чаще всего связано с необходимостью его снижения в самих производственных помещениях. Однако в тех случаях, когда предприятия расположены близко от жилой застройки или среди нее, через открытые окна цехов проходит шум, нередко превышающий допустимые уровни в жилых помещениях. Поэтому снижение шума в шумных цехах за счет акустической обработки позволяет одновременно решить две задачи - улучшить условия труда на предприятии и защитить население жилой застройки от действия шума. Необходимо отметить, что снижать шум, используя данный метод, бывает нужно не только на действующих, но и на проектируемых предприятиях. При этом величина снижения шума в жилой застройке не превышает 7-12 дБ в области средних и высоких частот, где применение акустической обработки наиболее эффективно.

    1. Понятие акустической обработки помещения

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,

где A1 — эквивалентная площадь поглощения помещения до установки облицовки, величина которой может быть рассчитана по результатам измерений времени реверберации или приближенно определена как А1 = анеоблSпов, принимая коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения Sпов равным анеобл= 0.1; А2 — эквивалентная площадь поглощения после установки облицовки. Величина эквивалентной площади поглощения

где ΔA — добавочное поглощение, вносимое облицовкой. Тогда величина снижения шума (дБ) составит

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

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.

    1. Методы акустической обработки помещений
    1. Голограмно-акустическая обработка помещений

    Акустика, сформированная посредством метода голограммно-акустической обработки помещения, обладает следующими качествами:

    1. Человеческий голос и музыка, звучащие в помещении, обладают ясностью, звучностью и объемом.
    2. Полученный звук абсолютно "чистый", без так называемого "акустического мусора".
    3. По оценкам экспертов полученный звук красивый и гармоничный, что очень важно, например, для театральных и концертных залов. Гармония и красота звука усиливают эмоционально-эстетическое воздействие музыки и человеческого голоса на слушателя. Гармоническая акустика, создаваемая нами, предъявляет большие требования к исполнителям и к музыкальным инструментам, звучащим в помещении. Она не терпит расстроенных инструментов и фальшивых голосов, немедленно обнаруживая их неточность.
    4. Качество полученного звука в театральном либо концертном зале обеспечивает его многофункциональность: в нем одинаково эффективно можно проводить как любые сольные концерты, концерты камерной и оркестровой музыки, так и речевые мероприятия, такие как драматические спектакли, поэтические чтения и даже конференции.
    5. Человеческая речь, звучащая в помещении, становится абсолютно разборчивой.
    6. Слышимость в любой точке помещения независимо от местоположения источника звука.
    7. При звучании музыкальных инструментов в оркестре (если речь идет о зале) регистры разбираются не только по группам, но и по отдельным инструментам.
    8. Качество полученного звука позволяет производить в помещении высококачественную звукозапись любых речевых и музыкальных мероприятий.
      1. Звукопоглощение за счет звукопоглощающих материалов

      Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Потери на трение наиболее значительны в пористых материалах, которые вследствие этого используются в звукопоглощающих материалах. Звукопоглощение используется при акустической обработке помещений.

      Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Вследствие этого снижается интенсивность отраженных звуковых волн. Дополнительно к потолку могут подвешиваться звукопоглощающие щиты, конусы, кубы, устанавливаться резонаторные экраны, тоесть искусственные поглотители. Искусственные поглотители могут применяться отдельно или в сочетании с облицовкой потолка и стен. Эффективность акустической обработки помещений зависит от звукопоглощающих свойств применяемых материалов и конструкций, особенностей их расположения, объема помещения, его геометрии, мест расположения источников шума. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

      Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет 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 быть незамкнутыми, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

      Свойствами звукопоглощения обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими материалами и конструкциями принято называть только те, у которых коэффициент звукопоглощения a на средних частотах больше 0,2. Это прежде всего такие материалы как ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые плиты, пористый поливинилхлорид, различные пористые жесткие плиты на цементной вяжущей основе и др.

        1. Современные акустические материалы для обработки помеще ния

      Для большинства современных помещений обеспечение комфортной акустической среды является на данный момент одним из основных функциональных требований (например, в кинотеатрах, концертных, многопрофильных и конференц-залах, офисных помещениях и др.).
      Акустические свойства помещения существенно влияют на характер звуковоспроизведения в нем. Именно поэтому помещения, предназначенные, например, для лекций или концертов, должны иметь разные акустические свойства.

      Ранее было отмечено, что интенсивность звука в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. Поэтому если нет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно уменьшить энергию отраженных волн. Этого можно достичь, увеличив эквивалентную площадь звукопоглощения помещения путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещении штучных звукопоглотителей. 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 a на средних частотах больше 0,2. У таких материалов, как кирпич, он на порядок меньше.

      Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах 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 (рис. 9).


      Рис. 9. Звукоизолирующие облицовки:

      1 – защитный перфорированный слой; 2 – звукопоглощающий материал; 3 – защитная стеклоткань; 4 – стена или потолок; 5 – воздушный промежуток; 6 – плита из звукопоглощающего материала

      В настоящее время применяют такие звукопоглощающие материалы, ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые и минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и профилированной поверхностью. Звукопоглощающие свойства пористого материала зависят от толщины слоя, частоты звука, наличия воздушного промежутка между слоем и отражающей стенкой, на которой он установлен.

      Величину снижения шума (дБ) в помещении в зоне преобладания отраженного звука путем применения звукопоглощающей облицовки определяют по формуле

      где В1 и В2 – постоянные помещения до и после его акустической обработки.

      Постоянную помещения до его акустической обработки рассчитывают по формуле

      где A1 = a1Sп – эквивалентная площадь звукопоглощения помещения до проведения акустической обработки; a1 - средний коэффициент звукопоглощения этого помещения; Sп – площадь внутренних поверхностей помещения, м 2 .

      Постоянная помещения после его акустической обработки

      где A2 – эквивалентная площадь помещения после его акустической обработки; a2 - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения.

      Величину A2 можно представить в виде A2 = А + DА, где А – эквивалентная площадь звукопоглощения помещения, не занятая облицовкой,

      Sобл – площадь звукопоглощающей облицовки; DА – добавочное поглощение, вносимое при акустической обработке,

      aобл – коэффициент звукопоглощения облицовки; Ашт – эквивалентная площадь звукопоглощения штучного поглотителя; nшт – число поглотителей.

      В расчетных точках помещения, где вместе с отраженным звуком приходит и прямой звук от различных источников, величина снижения шума в результате акустической обработки помещения оказывается существенно меньше рассчитанной по формуле (11).

      На эффективность звукопоглощающих облицовок влияет 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. Наоборот, в высоких и вытянутых помещениях, где высота больше ширины, облицовка стен дает больший эффект. В помещениях кубической формы облицовывают как стены, так и потолок.

      Акустические экраны

      Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воздействия шума используют экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочим местом (рис. 10).


      Рис. 10. Акустическое экранирование:

      1 – источник шума; 2 – высокочастотная область; 3 – среднечастотная область; 4 – низкочастотная область; 5 – акустическая тень

      Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. По этой причине экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума. На низких частотах экраны мало эффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Важным является также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана.

      В особо благоприятных условиях экраны обеспечивают снижение уровня шума на 25 дБ. Однако практически нет оснований ожидать снижения уровня шума более чем на 10 дБ, а в ряде случаев уменьшение шума с помощью экранов едва-едва оправдывает вложенные затраты.

      При использовании экранов в помещениях, где звук многократно отражается от всех внутренних поверхностей, шум передается на площадь тени реверберирующим компонентом звукового поля, что в значительной степени снижает эффективность экрана. Таким образом, преграды можно эффективно использовать только в открытом пространстве или в акустически обработанных помещениях. Для повышения эффективности экраны часто делают сложной формы, при этом их облицовывают звукопоглощающим материалом.

      Звукоизолирующие ограждения

      Физические явления, характеризующие процессы звукоизоляции и звукопоглощения, различны, но тесно связаны между собой. Рассматривая процесс прохождения звука через препятствие (перегородку) (рис. 11), можно видеть, что интенсивность падающего на препятствие звука Iпад разделяется на энергию, отраженную от этого препятствия Iотр, поглощенную в нем Iпогл и прошедшую через препятствие Iпр.


      Рис. 11. Распределение звуковой энергии при падении на

      Перегородку

      Звукоизоляция перегородки определяется через отношение интенсивности прошедшего через перегородку звука к интенсивности падающего на нее звука. Она обозначается через R и выражается обычно в дБ:

      Процесс звукоизоляции оценивается отношением прошедшего потока энергии к потоку падающей энергии независимо от того, отразилась она или поглотилась препятствием. Процесс звукопоглощения оценивается отношением доли энергии, перешедшей в теплоту, к падающей энергии.

      Звукоизоляция может определяться как отражением (рассеянием) звуковой волны от перегородки, так и поглощением звуковой энергии в перегородке. Звукоизоляцию однородной однослойной перегородки определяют с помощью следующего выражения:

      R = 20 lg (m0f) – 47,5, (17)

      где m0 – поверхностная масса перегородки, кг/м 2 .

      Из формулы (17) следуют два важных вывода:

      § звукоизоляция ограждений тем выше, чем они тяжелее, она меняется по так называемому закону массы; так, увеличение массы в 2 раза приводит к повышению звукоизоляции на 6 дБ;

      § звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты; другими словами, на высоких частотах эффект от установки ограждения будет значительно выше, чем на низких частотах.

      В качестве звукопоглощающих материалов используются материалы: объемные волокнистые, вспененные полимерные и комбинированные. Заметим, что все эти материалы имеют низкий коэффициент теплопроводности, поэтому одновременно могут использоваться и для теплоизоляции.

      Волокнистые материалы обладают высоким звукопоглощением и могут быть изготовлены из отходов текстильной промышленности по экологически чистой технологии. Предпочтительным является использование синтетических волокон в силу их прочности, стойкости к старению, устойчивости к гниению, воздействию грибка, атмосферным воздействиям, огнестойкости.

      Широко используются материалы на основе стеклянных или базальтовых волокон. Так теплозвукоизоляционные маты марки СМ производятся из отходов производства стеклянного волокна и покрыты с двух сторон стеклотканью. Базальтовые маты БЗМ из супертонких стеклянных волокон горных пород, облицованных акустически прозрачной оболочкой, применяют в качестве звукопоглощающего наполнителя в средствах шумозащиты, работающих при высоких температурах, например, в глушителях шума.

      К вспененным полимерным материалам относятся эластичный пенополиуретан, обладающий открытоячеистой структурой. Он стоек к действию бензина, масел, малогигроскопичен и используется в качестве звуко- и теплоизоляционного материала.

      При разработке шумозащитных мероприятий все шире применяются многослойные комбинированные материалы, отвечающие определенным требованиям как к акустическим, так и к механическим свойствам. Это особенно важно, когда материал используется в неблагоприятных условиях эксплуатации, например, внутри моторного отсека машины. К таким материалам относится “Изомат”, состоящий из слоя пенополиуретана, защищенного стекловолокном, алюминиевой фольги и монтажного клеевого слоя; “Фолгин”, состоящий из нетканого волокнистого материала, соединенного с алюминиевой фольгой.

      Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях.

      Звукоизолирующие кожухи, кабины. Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Кожухи изготовляют обычно из дерева, металла или пластмассы. Внутреннюю поверхность стенок кожуха обязательно облицовывают звукопоглощающим материалом (рис. 12). С наружной стороны на кожух иногда наносят слой вибродемпфирующего материала. Кожух должен плотно закрывать источник шума.


      Рис. 12. Звукоизолирующие кожухи энергетической установки:

      1, 2 – глушители шума на впуске и выпуске двигателя внутреннего сгорания (ДВС); 3 – кожух с звукопоглощающим материалом; 4, 5 – каналы с глушителями для входа и выхода воздуха;

      6 – ДВС; 7 – компрессор; 8 - радиатор

      Для машин, выделяющих теплоту (электродвигателей, компрессоров и т. п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями.

      Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом.

      В противном случае его применение дает отрицательный эффект (кожух становится дополнительным источником шума). Сама машина также должна устанавливаться на виброизоляторы, что дает существенный положительный эффект главным образом на низких частотах.

      В тех случаях, когда невозможно изолировать шумные машины или в связи с необходимостью следить за рабочим процессом, пульт управления машин заключают в звукоизолированную кабину со смотровым окном, при этом помещение кабины акустически обрабатывают.

      Глушители шума

      Для снижения воздушного шума, создаваемого газодинамическими установками, содержащими участки с движением газа, используют глушители шума. Их главное назначение – существенно снизить шум, вызываемый потоком газа на выходе канала, где происходит выпуск газов в атмосферу. Совершенно очевидно, что в отличие от устройств звукоизоляции и звукопоглощения, в которых основной функцией является решение только акустической задачи, глушители шума кроме этого не должны существенно изменять производительность канала по выпуску газов, циркуляции воздуха и заметно снижать КПД газодинамической установки.

      Глушители шума можно разделить на абсорбционные (диссипативные), реактивные и комбинированные. В диссипативных глушителях снижение шум достигается за счет потерь акустической энергии на трение в звукопоглощающих материалах (волокнистых или пористых поглотителях), расположенных на пути распространения звука. В реактивных глушителях (так называемых отражающих) это уменьшение шума достигается отражением энергии набегающих звуковых волн обратно к источнику. Глушители, в которых наблюдаются и диссипация, и отражение звуковой энергии, называют комбинированными. Строго говоря, любой глушитель является комбинированным, так как диссипативные элементы глушителей частично отражают волны, а в реактивных – энергия колебаний после переотражений переходит в тепловую.

      Диссипативные глушители. Они эффективно работают в широком диапазоне частот, когда коэффициент звукопоглощения применяемого материала близок к единице (a = 0,8…1,0). Их целесообразно использовать для снижения шума, характеризуемого непрерывным (сплошным) спектром или дискретным спектром с большим числом гармонических составляющих. При этом в каналах с большой скоростью потока, высокой температурой или агрессивной средой применение таких глушителей предъявляет особые требования к содержащимся в них звукопоглощающим материалам. Так при использовании этого типа глушителей в системах выпуска двигателей используют температуростойкие поглотители. Обычно это минеральная вата, стекловолокно, базальтовые волокна.

      Наиболее простым и распространенным глушителем абсорбционного типа является так называемый трубчатый глушитель, облицовка трубы которого осуществлена звукопоглощающим материалом (рис. 13, а).

      С целью увеличения заглушения звука используются пластинчатые глушители, в которых аэродинамический трактат разделен продольными перегородками, облицованными звукопоглощающим материалом (рис. 13, б).

      На выходе канала в атмосферу или на входе в канал устанавливают экранные глушители (рис. 14). На низких частотах экран практически не оказывает влияния на излучаемый шум. На высоких частотах эффективность его установки составляет 10…25 дБ, причем максимальный эффект наблюдается в осевом направлении.


      Рис. 13. Диссипативные глушители шума:

      а – трубчатый; б – пластинчатый


      Рис. 14. Типовые конструкции экранных глушителей шума

      Реактивные глушители. Реактивные глушители шума представляют собой, по сути, акустические фильтры и характеризуются чередующимися полосами заглушения и пропускания звука, поэтому применяются для снижения шума с резко выраженными дискретными составляющими спектра. Реактивные глушители подразделяются на камерные, резонансные и комбинированные.

      Камерные глушители состоят из одной или нескольких камер, представляющих собой полости в виде расширения трубопровода по его сечению (рис. 15, а). В камерном глушителе звуковые волны отражаются от противоположной стенки и, возвращаясь к началу в противофазе по отношению к прямой волне, уменьшают ее интенсивность.

      Резонансные глушители бывают двух типов: резонаторы Гельмгольца и четвертьволновые резонаторы.

      Резонатор Гельмгольца представляет собой полость объемом V, соединенную с трубопроводом отверстиями, называемыми горлом резонатора (рис. 15, б). Полость и отверстия в таком резонаторе образуют систему, обеспечивающую практически полное отражение звуковой энергии обратно к источнику на частотах, близких к его собственной (резонансной) частоте.

      Собственная частота резонатора Гельмгольца определяется формулой:

      где n – количество отверстий; S – площадь одного отверстия; L – эффективная длина горла резонатора, L = t +pd/4; t,d – соответственно глубина отверстий (толщина стенки трубопровода) и их диаметр.


      Рис. 15. Реактивные глушители шума:

      а – камерный; б – резонатор Гельмгольца; в – четвертьволновой резонатор; г – комбинированный

      В четвертьволновом резонаторе (рис. 15, в) звуковая волна на резонансной частоте проходит путь до торца трубы и обратно, кратный половине длины волны, и затем встречается со вслед бегущей волной, будучи с ней в противофазе. Образуется узел стоячей волны, через который, как известно, энергия на данной частоте не распространяется, т.е. шум на данной частоте будет заглушен.

      Для создания более совершенной системы заглушения используют несколько четвертьволновых элементов различной длины или комбинацию камерного и четвертьволнового элементов (рис. 15, г).

      Широкое распространение получили на практике реактивные глушители с перфорированными трубами. Наиболее простой из них, концентрический резонатор, представлен на рис. 16.

      Отметим, что реактивные глушители следует использовать прежде всего для снижения шума на низких частотах, где они эффективнее диссипативных глушителей. Большим достоинством реактивных глушителей является то, что они не боятся засорения газовыми выбросами и легко прочищаются.

      Наибольшее применение глушители нашли для снижения газодинамического шума двигателей внутреннего сгорания. Так, в системах выпуска автотранспортных средств устанавливаются, как правило, два или даже три глушителя шума, один из которых является диссипативного или комбинированного типа.

      Для снижения шума в цехах широкое применение находит акустическая обработка помещений, основанная на использовании явления поглощения воздушного звука волокнисто-пористыми материалами.

      При встрече звуковой волны с преградой часть её энергии отражается, часть поглощается и часть проникает сквозь преграду.

      Звукопоглощение – процесс трансформации кинетической энергии колеблющихся частиц воздуха в тепловую вследствие трения слоёв воздуха о стенки пор. Звукопоглощение основано на поглощении звуковых волн при их падении на поверхность.

      Для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой. Обычно звукопоглощающее покрытие располагается на потолке или стенах помещения. В качестве звукопоглощающего материала применяются поролон, различные волокнистые материалы.

      Акустическая обработка помещений заключается в размещении на стенах и потолках звукопоглощающих облицовок, а также кулисных и штучных звукопоглотителей.

      В качестве звукопоглощающей облицовки обычно применяют изготавливаемые из однородного пористого материала маты или плиты, укрепляемые на внутренней поверхности ограждения.

      Звукопоглощение применяется для снижения отражённой звуковой энергии в замкнутых помещениях и объёмах. Эта мера направлена на снижение внутреннего шума, излучаемого ограждающими конструкциями в окружающую среду.

      Алгоритм расчёта звукопоглощающих облицовок

      1. Определяют расчётные точки и расстояние от источника шума до расчётной точки.

      2. По формуле (5.10) определяют граничный радиус.

      Следует учитывать, что максимально возможное снижение уровней звукового давления в зоне действия отраженного звука на расстоянии от источника r ³ 2rгр составляет 8—10 дБ. В промежуточной зоне (при 0,5rгр 2 , определяемая по формуле (5.11); k1 и B1 — то же, но после устройства звукопоглощающих конструкций.

      В упрощённых расчётах величину снижения звукового давления в расчётной точке DL, дБ можно определить по формуле

      При этом акустическая постоянная необработанного помещения В находится из выражения

      где – акустическая постоянная необработанного помещения на частоте 1000 Гц, м 2 (величина справочная), – частотный множитель.


      Тем не менее, серьезно улучшить звук большинства наших обычных городских комнат можно — причем, без существенных затрат средств, нужно лишь терпение и некоторая гибкость в подходе. Ниже мы попробуем остановиться на главных принципах этого — обеспечивающих, как минимум отсутствие серьезного разочарования от вновь приобретенной и тщательно прослушанной вещи. Ну, или, усмиряющих капризный женский нрав техники.

      Главные составляющие

      Во-вторых — высокочастотная секция. Стереофоническое позиционирование в избранной точке пространства стало не столь актуальным с изобретением многоканального звука, менее требовательного к размещению, но, все равно, высокие ноты сильно подвержены влиянию зала и во многом определяют общее впечатление от дорожки.

      И, в-третьих, средние частоты — они менее критичны к залу, но, все равно, его плохое оформление может здорово снизить разрешение, прозрачность и уничтожить тембральные оттенки. Сбалансировав и минимизировав звук комнаты можно добиться характеристик, пусть и не достигающих безэховой камеры, но вполне приемлемых для большинства киноманов. Итак.

      Ремонт, ремонт и еще раз ремонт

      2. При этом, нарастите подиум для техники — высотой 10-12 см над уровнем основного пола (просто подняв стяжку в этой области еще на 10 см. и сделав далее все по вышеописанному алгоритму): переменная высота пола здорово поможет в борьбе с резонансами. Если есть возможность, сделайте высоту потолка, также, переменной.

      4. Не увлекайтесь обработкой стен — не проверив поведение вашей системы в зале и излишне переглушив помещение можно получить печальные результаты — снижение уровня высоких частот. Мы рекомендуем использовать звукопоглощающие панели типа Soundlux только в том случае, если у вас очень капризные соседи, маленькие дети и т. п.


      6. Дверь сделайте герметичной, из тяжелого деревянного или пластикового профиля, коробку закрепите максимально жестко. Окна — трехслойные стеклопакеты в герметичном пластиковом профиле.

      7. Поместите в центр зала тяжелый мягкий диван и установите сабвуфер и систему. По большому счету, без наличия огрехов в звуке, вам никакая мебель сверх этого не понадобится. Не изменяя уровень в 0 Дб у каналов, несколько раз запустите ТНХ-лого с любого диска и определите то место в зале, в котором сосредоточивается наиболее сильный бас. При возможности разместите сабвуфер именно в этой точке пространства.

      9. Под сабвуфером расположите гранитную или мраморную плиту на 20-30% превышающую его размер и толщиной 10 см, такие же плиты установите под колонками. Их легко заказать в мастерских по обработке камня.

      На заметку ленивым

      Дешевые приемы

      Лучшее средство, чтобы сойти с ума

      Опять мало? Тогда тема выходит за рамки данной статьи.

      Что в итоге?

      Этот путь многие проходят с тонкой переделкой зала в течение десятилетий, а некоторые решают одним ударом, за пару месяцев капитального ремонта. Так или иначе, место для маневра есть всегда — равно, как и возможности улучшения звука именно в вашей конкретной комнате. Надо лишь не бояться экспериментировать и не слишком держаться за внешнюю презентабельность. Увы, стойки заставленные техникой, если разобраться, тоже смотрятся не как итальянский гарнитур.

      А расплатой за труды для вас будет то самое, ради чего и покупается новая техника — лучшая динамика, объемность, локализация… Спешите в магазин? Попробуйте сначала поработать над залом.

      Читайте также: