Расчет звукоизоляции акустически однородными конструкциями

К акустически однородным относятся однослойные конструкции (в том числе с небольшими пустотами и часто расположенными ребрами), а также конструкции, состоящие из двух или более слоев (элементов) из твердых материалов (бетона, кирпичной кладки, раствора, металла, дерева и т. п.), жестко связанных между собой по всей площади конструкции.

Частотную характеристику фактической звукоизоляции акустически однородной однослойной конструкции в соответствии с [21] строят в следующей последовательности.

Последовательность выполнения расчета изоляции от воздушного или структурного шума:

1 В удобном масштабе построить график нормативной частотной характеристики (по оси абсцисс отложить частоты 1/3 октавных полос, Гц; по оси ординат сделать разбивку от 0 до 65 дБ и отложить приведенные значения нормативной частотной характеристики).

Пример построения приведен на рисунке 10.3. Шкала абсцисс — логарифмическая.

2 В приведенной графической области следует построить ломаную АВСD — расчетную частотную характеристику имеющейся конструкции.

Построение ломаной АВСD проводят следующим образом:

1) сначала следует найти координаты точки В.

Значение В_Х следует привести к стандартной величине частоты с учетом интервала, в который попадает расчетное значение, пользуясь при этом таблицей 10.4.

Координату Ву дБ, находят по формуле:

Ву = 20 · lg mэ — 12,.

где mэ — эквивалентная поверхностная плотность, кг/мІ:

mэ = гдК,.

где г — плотность материала, кг/мі;

д — толщина ограждения, м;

К — коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов и т. п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью. Для сплошных ограждающих конструкций плотностью г = 1800 кг/мі и более принимают К = 1.

• 2) нанести точку В в графической области;
• 3) влево провести линию параллельно оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Точка пересечения и есть точка А;
• 4) вправо от точки В отступить одну октаву (три единичных отрезка), от вспомогательной точки подняться вверх на 6 дБ — получим точку Bґ. Провести из точки B через точку Bґ луч. Точка пересечения луча с верхней границей графической области (65 дБ) — точка C;
• 5) точка пересечения верхней (65 дБ) и правой (3150 Гц) границ графической области — точка D;
• 6) соединить точки ломаной линией. Ломаная АВСD — расчетная частотная характеристика изоляции конструкции от воздушного шума.
• 3 Сравнить значения нормативной (приведенной) частотной характеристики и расчетной частотной характеристики конструкции (ломаной АВСD).

Следует отметить, что возможны различные варианты расположения нормативной и расчетной частотных характеристик в графической области, как показано на рисунке 10.5. Во многом это зависит от физико-механических характеристик исследуемой конструкции.

Неблагоприятными при расчете изоляции от воздушного шума принято считать отклонения вниз от оценочной кривой (эти области на рисунке a заштрихованы).

Для определения индекса изоляции воздушного шума Rw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются отклонения вниз от оценочной кривой (отрицательные).

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину (см. рисунок 10.5, а), величина индекса Rw составляет 52 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ (см. рисунок 10.5, в), оценочная кривая смещается вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ (см. рисунок 10.5, б) или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса Rw принимается ордината смещенной (вверх или вниз) оценочной кривой со среднегеометрической частотой 500 Гц.

Для определения индекса изоляции ударного шума Lnw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются отклонения вверх от оценочной кривой (положительные).

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, то величина индекса Lnw составляет 60 дБ.

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной кривой не превышала указанную величину.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смещается вниз (на целое число децибелов) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

За величину индекса Lnw принимают ординату смещенной вверх или вниз оценочной кривой со среднегеометрической частотой 500 Гц.

4 Сравнить значение нормативной изоляции воздушного шума с расчетным значением.

Должно выполняться следующее неравенство:

Rwр? Rw N,.

где Rwр — изоляция от воздушного шума расчетной конструкции,.

Rw N — нормативная изоляция воздушного шума [17, таблица 1; 18, таблица 1].

Оценив неравенство, следует сделать вывод о пригодности конструкции к использованию и необходимых мерах по улучшению звукоизоляции ограждающей конструкции.

Пример 1.

Построить частотную характеристику и вычислить индекс изоляции воздушного шума бетонной конструкции толщиной h = 140 мм и плотностью =2400 кг/м³.

Поверхностная плотность конструкции m_n = h = 2400Ч0,14 = 336 кг/м². По графику на рисунке 9.1 [21] находим f_в 270 Гц, по графику на рисунке 10.6 (рисунок 9.2 [21]) находим R_в 39 дБ.

Строим прямоугольную систему координат, наносим точку В с координатами f_в = 270 Гц,.

R_в = 39 дБ (см. рисунок 10.6). Влево проводим горизонтальную прямую до пересечения с осью ординат. Для удобства построения прямой ВС наносим на график точку К с координатами f_К = 10 f_В и R_К = R_В +25. Прямая, проведенная через точки В и К, имеет наклон 7,5 дБ на октаву. Подставляя значения, имеем:

f_К = 10 Ч 270 = 2700 Гц и R_К = 39 + 25 = 64 дБ.

Из точки С пересечения прямой ВК с прямой R_C = 60 дБ проводим горизонтальный отрезок СD.

Индекс изоляции воздушного шума бетонной конструкции толщиной h = 140 мм и плотностью.

Пример 2.

Построить частотную характеристику и вычислить индекс изоляции воздушного шума конструкции из силикатных стеновых блоков размерами 250Ч250Ч188 мм и плотностью =1600 кг/м³. Толщина конструкции 250 мм.

Поверхностная плотность конструкции m_n = h = 1600Ч0,25 = 400 кг/м².

Строим прямоугольную систему координат, наносим точку В с координатами f_в = 230 Гц, R_в = 40,5 дБ.

Влево проводим горизонтальную прямую до пересечения с осью ординат. Для удобства построения прямой ВС наносим на график точку К с координатами f_К = 10 f_В и R_К = R_В + 25. Прямая, проведенная через точки В и К, имеет наклон 7,5 дБ на октаву. Подставляя значения, имеем.

f_К = 10Ч230 = 2300 Гц, R_К = 40,5 + 25 = 65,5 дБ.

Из точки С пересечения прямой ВК с прямой R_C = 60 дБ проводим горизонтальный отрезок СD.

Индекс изоляции воздушного шума конструкции из силикатных стеновых блоков размерами 250Ч250Ч188 мм и плотностью =1600 кг/м^3, Rw = 52 + 1 = 53 дБ.