Строительная акустика

 

Строительная акустика как самостоятельная наука возникла в начале 30-х  годах 20 столетия и получила интенсивное развитие с 50-х годов. в связи со значительным ростом мощности источников шума внутри зданий (инженерное и санитарно-техническое оборудование, радиоприёмники, телевизоры, магнитофоны, бытовые электрические приборы и др.) и на территориях населённых мест (средства автомобильного, воздушного и ж.-д. транспорта), а также в связи с расширением масштабов применения индустриальных облегчённых ограждающих конструкций, обладающих сравнительно низкой звукоизолирующей способностью.

 

Строительная акустика

 

Строительная акустика базируется на теоретических положениях общей акустики, в ней используются экспериментальные методы исследований в лабораторных и натурных условиях (например, метод моделирования при исследовании звукоизолирующей способности ограждающих конструкций и изучении распространения шума в помещениях, инженерных коммуникациях, а также на территориях городской застройки).

 

Акустика помещений

 

Акустика помещений занимается вопросами звукового воздействия на человека, находящегося в том же помещении, в котором возникает звук.

 

При этом стремятся обеспечить слушателя во всех местах помещения по возможности равномерным прямым звуком. Передача звука происходит исключительно по воздуху. Акустика помещений имеет значение для таких помещений, как жилые помещения, помещения бюро, концертные залы, конференц-залы, церкви, спортивные залы, залы многоцелевого назначения. Для акустики помещений, т.е. действия звука на то помещение, в котором он возникает, особенно важно следующее:

• Время реверберации.
• Возможности звукопоглощения поверхностями конструкций, такими, как стены, потолки, полы, но также и меблировка помещений.
• Равномерное распространение и распределение звука для обеспечения на каждом месте помещения одинаковой слышимости и понятности посланного звукового сигнала (разговор, музыка) => поглотители, резонаторы.

 

Если эти все пункты оптимально решены, то посетитель или слушатель не чувствует ни в одном месте помещения, что он оглушен звуком или он не жалуется на недостаточную понятность (разборчивость) и четкость того, что он хотел услышать.
Строительная акустика исследует проблему передачи звука в зданиях. Здесь источник звука и воспринимающий звук человек находятся в разных помещениях. Передача звука происходит по воздуху (=> воздушный шум), а также через строительные конструкции — через стены и перекрытия (корпусный шум, ударный шум).

 

 

 

Время реверберации Т

 

Время реверберации рассчитывается по формуле:

Т = 0,163 V/ А₀ ,

здесь:

Т— время реверберации в секундах (с)
V — объем помещений в м³
А₀ — эквивалентная площадь звукопоглощения всех существующих в помещении звукопоглотителей.

 

Рис.

 

Формула показывает, что время реверберации зависит как от величины помещения, так и от эквивалентной площади звукопоглощения А₀

• Большой объем помещения => большое время реверберации
• Малый объем помещения => малое время реверберации

 

Эквивалентную площадь звукопоглощения нельзя прямо задать. Ее нужно получить через измеренное время реверберации и существующий объем помещения. Время реверберации определяется с помощью специального прибора.
Эквивалентная площадь звукопоглощения — это площадь, которая при 100% поглощения могла бы поглотить такой же звук, какой поглощают все поверхности в помещении.

Величина эквивалентной площади звукопоглощения определяет впечатление об акустике помещения.
• Большая величина А₀ => малая звонкость => тупая, сухая акустика помещения
• Малая величина А₀ => большая звонкость => объемное, полное звучание, эхо, порхающее эхо.
Время реверберации получается в терцийных или октавных интервалах для частот от 63 Гц до 8000 Гц.

 

Терцийные шаги (интервалы)

 

 

Реверберации тем меньше:

• чем больше и лучше звукопоглощающие поверхности в помещении
• чем мягче и пористее поверхности строительных конструкций =} звукопоглощение => твердые и гладкие поверхности конструкций повышают время реверберации => материалы с открытыми порами лучше, чем с закрытыми
• чем более гибки поверхности конструкций => жесткие на изгиб конструкции имеют большее отражение звука, чем гибкие
• чем более разбиты на отдельные участки поверхности стен и перекрытий => геометрия помещений => разбитые на участки поверхности отклоняют звук и рассеивают его равномерно по помещению => геометрическая пространственная акустика
• чем меньше объем помещения => в противном случае — эхо

 

Рис. Интервалы

 

Для концертных залов, помещений для докладов, лекционных залов, классных комнат и т.п. оптимальное время реверберации имеет большое значение. Так в помещениях для докладов из-за требуемой четкой и разборчивой слышимости произносимых слов требуется малое время реверберации, около 1 секунды. В концертных залах, напротив, вследствие требуемой полной и живой звуковой картины, необходимо обеспечить более высокие значения времени реверберации (от 1 до 2 секунд). Помещения с вокальными представлениями и залы для камерной музыки требуют также обеспечения больших значений времени реверберации, чтобы создать более полное объемное звучание. В спортзалах и ландшафтных офисах из-за большой шумовой нагрузки требуемое время реверберации составляет около 0,5 секунды. Для жилых помещений DIN 52210 устанавливает время реверберации, равное 0,5 секунды.

 

Рис. Время реверберации для разных помещений

 

 

В церквях такие большие значения времени реверберации имеют место потому, что форма помещений в них (высокие помещения, гладкие прямые стены), меблировка и отделка (почти нет поглотителей на полу, потолке и стенах, например, нет занавесей, мягкой мебели, ковров) — не дают предпосылок для более низких значений времени реверберации. В многоцелевых помещениях и, в первую очередь, в универсальных залах необходимо применять мобильные элементы, такие, как тяжелые занавески на окнах и, если нужно, на стенах, а также изменяющиеся по высоте и углу поворота регулируемые элементы потолка, которые имеют целью обеспечить соответствующее задаче время реверберации.

 

В следующей статье я расскажу о путях прохождения звука через конструкцию.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: