Архитектурно-строительная акустика

Содержание

Слайд 2

Нормативные документы

СП 51.13330.2011
СВОД ПРАВИЛ «Защита от шума»
Актуализированная редакция
СНиП 23-03-2003
СП 23-103-2003
«Проектирование звукоизоляции

Нормативные документы СП 51.13330.2011 СВОД ПРАВИЛ «Защита от шума» Актуализированная редакция СНиП
ограждающих конструкций жилых и общественных зданий»
СП 275.1325800.2016
СВОД ПРАВИЛ «КОНСТРУКЦИИ ОГРАЖДАЮЩИЕ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ»
Правила проектирования звукоизоляции

Слайд 3

Архитектурно-строительная акустика

Создание условий
для наилучшего восприятия речи и музыки
Подавление шума,

Архитектурно-строительная акустика Создание условий для наилучшего восприятия речи и музыки Подавление шума, (обеспечение звукоизоляции и шумозащиты)

(обеспечение звукоизоляции и шумозащиты)

Слайд 4

Колебания

движения или процессы,
характеризующиеся определенной
повторяемостью во времени
Периодические процессы –
процессы,

Колебания движения или процессы, характеризующиеся определенной повторяемостью во времени Периодические процессы –
повторяющиеся
через равные промежутки времени

Слайд 5

Свободные (собственные) колебания

совершаются за счет
первоначально сообщенной энергии
при последующем
отсутствии внешних воздействий
на систему,
совершающую колебания

Свободные (собственные) колебания совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии

Слайд 6

Гармонические колебания

- амплитуда колебания
- собственная частота колебаний
- начальная фаза

Гармонические колебания - амплитуда колебания - собственная частота колебаний - начальная фаза

Слайд 7

Затухающие колебания

- колебания, амплитуда которых
с течением времени уменьшается
из-за потерь энергии
реальной колебательной системой

Затухающие колебания - колебания, амплитуда которых с течением времени уменьшается из-за потерь энергии реальной колебательной системой

Слайд 8

Вынужденные колебания

возникают под действием
внешнего
периодически изменяющегося
фактора

Вынужденные колебания возникают под действием внешнего периодически изменяющегося фактора

Слайд 9

Резонанс

явление резкого возрастания
амплитуды вынужденных колебаний
при приближении частоты вынуждающей силы
к собственной частоте

Резонанс явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы
колебательной системы

Слайд 10

Упругая или механическая волна

- процесс распространения колебаний
в упругой среде
механические возмущения
(деформации),
распространяющиеся в

Упругая или механическая волна - процесс распространения колебаний в упругой среде механические
упругой среде

Слайд 11

Звуковые волны (звук)

– упругие волны,
т.е. механические возмущения,
распространяющиеся в упругой среде,
вызывающие у человека
звуковые

Звуковые волны (звук) – упругие волны, т.е. механические возмущения, распространяющиеся в упругой
ощущения

Слайд 12

Частотные диапазоны

Частотные диапазоны

Слайд 13

Колебательное движение камертона можно сделать видимым

Колебательное движение камертона можно сделать видимым

Слайд 14

Гармоническая волна или синусоидальная волна

Упругая волна называется
гармонической,
если соответствующие ей
колебания частиц среды
являются гармоническими

Гармоническая волна или синусоидальная волна Упругая волна называется гармонической, если соответствующие ей

Слайд 15

Волновая модель

Волновая модель

Слайд 16

Зависимость смещений частиц среды от расстояния до источника в какой-либо определенный момент времени

Зависимость смещений частиц среды от расстояния до источника в какой-либо определенный момент времени

Слайд 17

Длина волны

- расстояние, измеренное вдоль направления
распространения волны,
между ближайшими частицами, колеблющимися в

Длина волны - расстояние, измеренное вдоль направления распространения волны, между ближайшими частицами,
одинаковой фазе (разность фаз их колебаний равна 2π)
- расстояние,
на которое распространяется волна
за время равное периоду колебаний

Слайд 18

Волновая поверхность (фронт волны)

– геометрическое место точек,
в которых фаза колебаний
имеет одно и то

Волновая поверхность (фронт волны) – геометрическое место точек, в которых фаза колебаний
же значение
Направление распространения волны
в каждой точке волновой поверхности
является нормалью к ней

Слайд 19

Волна называется

Плоской,
если ее волновые поверхности
представляют совокупность плоскостей,
параллельных друг другу
Сферической (шаровой),
если ее

Волна называется Плоской, если ее волновые поверхности представляют совокупность плоскостей, параллельных друг
волновые поверхности
имеют вид концентрических сфер
Цилиндрической,
если ее волновые поверхности
имеют вид боковых поверхностей цилиндра

Слайд 21

Уравнение бегущей волны

источник:
точка, расположенная на расстоянии
от источника колебаний в момент времени

Уравнение бегущей волны источник: точка, расположенная на расстоянии от источника колебаний в
:
– время, необходимое
для прохождения волной расстояния

Слайд 22

Уравнение бегущей волны

Плоская волна
Сферическая волна

Уравнение бегущей волны Плоская волна Сферическая волна

Слайд 23

Волновое уравнение (в общем случае в однородной изотропной среде)

для плоской волны

Волновое уравнение (в общем случае в однородной изотропной среде) для плоской волны

Слайд 24

Продольная волна

направление колебаний частиц среды
совпадает
с направлением распространения волны
Продольные волны
связаны с объемной деформацией
Могут

Продольная волна направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения волны Продольные
образовываться
и распространяться в любой среде

Слайд 25

Поперечная волна

частицы среды колеблются,
оставаясь в плоскостях,
перпендикулярных
направлению распространения волны
Поперечные волны
связаны с деформациями сдвига
Могут

Поперечная волна частицы среды колеблются, оставаясь в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны
образовываться
и распространяться только в твердых телах

Слайд 26

Упругие свойства среды характеризуются одной или двумя упругими постоянными

K – модуль объемной

Упругие свойства среды характеризуются одной или двумя упругими постоянными K – модуль
упругости
G – модуль сдвига

Слайд 27

Скорость распространения

Продольной волны в однородной газообразной среде или жидкости
Поперечной волны в

Скорость распространения Продольной волны в однородной газообразной среде или жидкости Поперечной волны
неограниченной изотропной твердой среде
Продольной волны в тонком стержне
В пластине

Слайд 28

Скорость распространения звуковой волны в газе

Скорость распространения звуковой волны в газе

Слайд 29

Волна характеризуется

Амплитудой (определяет громкость)
Частотой (определяет высоту тона)
Формой (определяет окраску звучания)

Волна характеризуется Амплитудой (определяет громкость) Частотой (определяет высоту тона) Формой (определяет окраску звучания)

Слайд 30

Амплитуда

Амплитуда

Слайд 31

Частота

Частота

Слайд 32

Форма волны

Синусоидальная звуковая волна –
чистый тон
Несинусоидальная звуковая волна

Форма волны Синусоидальная звуковая волна – чистый тон Несинусоидальная звуковая волна

Слайд 33

Сложение трех синусоидальных колебаний с кратными частотами (1:2:3) (на примере скрипичного тона)

Сложение трех синусоидальных колебаний с кратными частотами (1:2:3) (на примере скрипичного тона)

Слайд 35

Форма волны

Форма волны

Слайд 36

Частотный спектр (или частотная характеристика)

– распределение (зависимость)
какой-либо физической величины
(звуковой энергии,
амплитуды колебаний и т.п.)
от

Частотный спектр (или частотная характеристика) – распределение (зависимость) какой-либо физической величины (звуковой
частоты

Слайд 37

Типы спектров

Линейчатый (дискретный) спектр – а
Сплошной спектр – б
Смешанный спектр

Типы спектров Линейчатый (дискретный) спектр – а Сплошной спектр – б Смешанный спектр – в
– в

Слайд 38

Типы спектров

Линейчатый дискретный спектр
периодические колебания сложной формы (представляются суммой синусоидальных колебаний
с различной

Типы спектров Линейчатый дискретный спектр периодические колебания сложной формы (представляются суммой синусоидальных
амплитудой)
Сплошной спектр
непериодические колебания сложной формы
(представляются в виде бесконечно большого числа синусоидальных составляющих)
Смешанный спектр
наложение линейчатого и сплошного спектров

Слайд 39

Белый шум

– равномерное распределение энергии в звуковом диапазоне частот

Белый шум – равномерное распределение энергии в звуковом диапазоне частот

Слайд 40

Октава

– полоса частот (от до ), в которой
верхняя частота в 2

Октава – полоса частот (от до ), в которой верхняя частота в
раза больше нижней
За среднюю частоту полосы принимают среднегеометрическую частоту

Слайд 41

Третьоктавная полоса

– полоса частот (от до ), в которой

Третьоктавная полоса – полоса частот (от до ), в которой

Слайд 42

Основные физические (объективные) характеристики звукового поля

Звуковое поле – область пространства, в которой

Основные физические (объективные) характеристики звукового поля Звуковое поле – область пространства, в которой наблюдаются звуковые волны
наблюдаются звуковые волны

Слайд 43

Частицы воздуха в звуковой волне

Частицы воздуха в звуковой волне

Слайд 44

Звуковое давление

– разность между
мгновенным значением полного давления
в данной точке звукового поля
и

Звуковое давление – разность между мгновенным значением полного давления в данной точке
средним атмосферным давлением
(наблюдаемым в среде
при отсутствии звукового поля)

Слайд 45

Звуковое давление,
создаваемое чистым тоном

Звуковое давление, создаваемое чистым тоном

Слайд 46

Интенсивность звука

– энергия звуковой волны,
переносимая за единицу времени
через единицу площади поверхности,
нормальной

Интенсивность звука – энергия звуковой волны, переносимая за единицу времени через единицу
к направлению
распространения звуковой волны

Слайд 47

При любом фронте волны для свободного звукового поля интенсивность звука
Интенсивность звука пропорциональна

При любом фронте волны для свободного звукового поля интенсивность звука Интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления
квадрату звукового давления

Слайд 48

Плотность звуковой энергии

– энергия, содержащаяся
в единице объема звукового поля

Плотность звуковой энергии – энергия, содержащаяся в единице объема звукового поля

Слайд 49

Звуковая мощность источника

– звуковая энергия,
излучаемая в единицу времени

Звуковая мощность источника – звуковая энергия, излучаемая в единицу времени

Слайд 50

Звуковая мощность P, Вт

Разговор 10 -5
Наибольшая мощность человеческого голоса 2 10 -3
Фортепиано

Звуковая мощность P, Вт Разговор 10 -5 Наибольшая мощность человеческого голоса 2
2 10 -3
Труба 0,3
Автосигнал 5
Громкоговоритель 10 2
Сирена 3 10 3
Реактивный двигатель 10 4
Ракетный двигатель 10 6

Слайд 51

Интенсивность звука и звуковая мощность источника связаны соотношением
I – интенсивность звука, P

Интенсивность звука и звуковая мощность источника связаны соотношением I – интенсивность звука,
– звуковая мощность, S – площадь фронта волны
При распространении сферической волны в среде без поглощения
В однородной среде поглощение волн обусловлено внутренним трением
- линейный коэффициент поглощения волн,
зависящий от свойств среды и частоты волны

Слайд 52

Восприятие звука человеком. Уровень интенсивности звука. Уровень звукового давления.

Восприятие звука человеком. Уровень интенсивности звука. Уровень звукового давления.

Слайд 53

Область слышимости

Область слышимости

Слайд 60

Эрнст Генрих Вебер  1795 - 1878
(Ernst Heinrich Weber)
немецкий психофизиолог и анатом,
брат

Эрнст Генрих Вебер 1795 - 1878 (Ernst Heinrich Weber) немецкий психофизиолог и
физика Вильгельма Вебера
Густав Теодор Фехнер 
(Gustav Theodor Fechner) 1801 - 1887
немецкий психолог, один из первых экспериментальных психологов, основоположник психофизиологии и психофизики 

Слайд 61

Уровень интенсивности звука
(Б)
(дБ)

Уровень интенсивности звука (Б) (дБ)

Слайд 63

Уровень звукового давления
(Б)
(дБ)

Уровень звукового давления (Б) (дБ)

Слайд 65

Область слышимости

Область слышимости

Слайд 66

Уровни звука в дБ

Уровни звука в дБ

Слайд 68

Уровень звуковой мощности источника
(Б)
(дБ)

Уровень звуковой мощности источника (Б) (дБ)

Слайд 69

Сложение уровней интенсивности звука

Сложение уровней интенсивности звука

Слайд 70

При совместном действии n одинаковых независимых равноудаленных источников

При совместном действии n одинаковых независимых равноудаленных источников

Слайд 72

Пример

Пример

Слайд 73

Физиологические характеристики звука

Высота (Частота)
Тембр или окраска звучания (Форма волны)
Громкость (Амплитуда)

Физиологические характеристики звука Высота (Частота) Тембр или окраска звучания (Форма волны) Громкость (Амплитуда)

Слайд 74

Громкость – субъективная оценка, которую мы даем звуку Громкость зависит от звукового давления,

Громкость – субъективная оценка, которую мы даем звуку Громкость зависит от звукового
частоты, формы звуковой волны, длительности воздействия, условий восприятия

Частота 100 Гц, звуковая мощность 0,25 Вт
Частота 1000 Гц, звуковая мощность 0,02 Вт
– звуки кажутся слушателю равногромкими

Слайд 75

Уровень громкости какого-либо звука (в фонах)

численно равен
уровню звукового давления (в дБ)
равногромкого

Уровень громкости какого-либо звука (в фонах) численно равен уровню звукового давления (в
эталонного звука (тона 1000 Гц)

Слайд 76

Кривая равной громкости

– геометрическое место точек, изображающих тоны различных частот с

Кривая равной громкости – геометрическое место точек, изображающих тоны различных частот с
одинаковым уровнем громкости
(равногромкие звуки различных частот)

Слайд 77

Кривые равной громкости

Кривые равной громкости

Слайд 78

выводы

Чувствительность уха возрастает
с увеличением частоты звука
В области частот 500 - 2000 Гц
уровень

выводы Чувствительность уха возрастает с увеличением частоты звука В области частот 500
звукового давления (дБ)
и уровень громкости (фоны)
численно совпадают
При повышении интенсивности звука
различие в чувствительности уха
к различным частотам
становится менее заметным

Слайд 79

Психофизиологический закон Вебера - Фехнера

Отношение минимального приращения силы раздражителя, впервые вызывающего новые

Психофизиологический закон Вебера - Фехнера Отношение минимального приращения силы раздражителя, впервые вызывающего
ощущения, к исходной величине раздражителя есть величина постоянная
Изменение чувствительности при изменении раздражителя обратно пропорционально значению раздражителя, имевшему место до начала изменения раздражения

Слайд 82

Субъективному ощущению
удвоения громкости звука
соответствует
увеличение уровня звукового давления
на 10 дБ

Субъективному ощущению удвоения громкости звука соответствует увеличение уровня звукового давления на 10 дБ

Слайд 83

Шкала громкости в сонах

Громкость в 1 сон имеет звук
с уровнем громкости 40

Шкала громкости в сонах Громкость в 1 сон имеет звук с уровнем
фон
Удвоение громкости звука в сонах
эквивалентно изменению
уровня громкости звука на 10 фон
(эквивалентно изменению
уровня звукового давления на 10 дБ)

Слайд 85

Измерение уровня звукового давления

Измерение уровня звукового давления

Слайд 86

Шумомер

Шумомер

Слайд 87

При измерении по линейной шкале

получаем уровни звукового давления
L, дБ
в октавных полосах

При измерении по линейной шкале получаем уровни звукового давления L, дБ в
частот
31,5; 63; 125; 250; … 8000 Гц
(спектр)

Слайд 88

При измерении по шкале А (с частотной коррекцией А) в спектре шума

При измерении по шкале А (с частотной коррекцией А) в спектре шума
уменьшаются составляющие на низких и средних частотах, что соответствует характеру восприятия шума человеком

Получаем уровень звука в дБА
LА, дБА
(одно число)

Слайд 89

Измерение уровня звука в дБА

Измерение уровня звука в дБА

Слайд 90

Нормирование уровней шума

Уровни шума не должны превышать максимально допустимых значений

Нормирование уровней шума Уровни шума не должны превышать максимально допустимых значений

Слайд 91

По характеру спектра

Широкополосные шумы
Тональные шумы

По характеру спектра Широкополосные шумы Тональные шумы

Слайд 92

По положению максимума уровня звукового давления на спектре

Низкочастотные шумы (до 300 Гц)
Среднечастотные шумы (300

По положению максимума уровня звукового давления на спектре Низкочастотные шумы (до 300
– 800 Гц)
Высокочастотные шумы (выше 800 Гц)

Слайд 93

По временным характеристикам

Постоянные шумы
(уровень звука изменяется во времени не более чем на

По временным характеристикам Постоянные шумы (уровень звука изменяется во времени не более
5 дБА)
Непостоянные шумы
(уровень звука изменяется во времени более чем на 5 дБА)

Слайд 94

Непостоянные шумы

Колеблющиеся во времени
уровень звукового давления непрерывно изменяется
(шум транспорта)
Прерывистые шумы
уровень звукового давления

Непостоянные шумы Колеблющиеся во времени уровень звукового давления непрерывно изменяется (шум транспорта)
падает до фонового значения, но длительность интервалов,
в течение которых шум постоянен более 1 секунды
(шум лифта, холодильника)
Импульсные шумы
удары длительностью менее 1 секунды
(хлопанье дверями, кузнечное оборудование)

Слайд 95

В случае постоянного шума

нормируются уровни звукового давления
L, дБ
в октавных полосах частот
31,5;

В случае постоянного шума нормируются уровни звукового давления L, дБ в октавных
63; 125; 250; … 8000 Гц

Слайд 96

В случае непостоянных шумов

нормируется
эквивалентный (по энергии)
уровень звука в дБА
LА экв, дБА

В случае непостоянных шумов нормируется эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА LА экв, дБА

Слайд 97

Эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА
– уровень постоянного широкополосного шума,
связанный с

Эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА – уровень постоянного широкополосного шума,
изменяющимся уровнем непостоянного шума соотношением
- изменяющийся во времени уровень звука
непостоянного шума в дБА
- время наблюдения
- текущее время

экв

Слайд 98

Источники бытового шума Уровень шума, дБА

Музыкальный центр 85
Телевизор 70
Разговор (спокойный) 65
Детский плач

Источники бытового шума Уровень шума, дБА Музыкальный центр 85 Телевизор 70 Разговор
78
Работа пылесоса 75
Работа стиральной машины 68
Работа холодильника 42
Работа электробритвы 60
Вытекающая из крана вода 44-50
Наполнение ванны 36-58
Наполнение бачка в санузле 40-67
Приготовление пищи на плите 35-42
Перемещения лифта 34-42
Стук закрываемой двери лифта 44-52
Стук закрываемого мусоропровода 42-58

Слайд 99

В случае прерывистого и импульсного шума

Определяют эквивалентные (по энергии) уровни звукового давления
Lэкв,

В случае прерывистого и импульсного шума Определяют эквивалентные (по энергии) уровни звукового
дБ
в октавных полосах частот
31,5; 63; 125; 250; … 8000 Гц
Имя файла: Архитектурно-строительная-акустика.pptx
Количество просмотров: 34
Количество скачиваний: 0