Строительная акустика. Лекция 2. Тезисы

2 Лекция - тезисы
Область слышимости
Уровень звукового давления
Громкость
Измерение и оценка шума

Частицы воздуха в звуковой волне

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

Звуковое давление, создаваемое чистым тоном
В плоской бегущей волне
p – эффективное значение звукового давления
v – среднеквадратичное значение колебательной скорости частиц
ρ – плотность воздуха
vзвука – скорость распространения звука
ρ∙vзвука – акустическое сопротивление среды

Интенсивность звука
- энергия звуковой волны, переносимая за единицу времени через единицу площади поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны

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

Плотность звуковой энергии
- энергия, содержащаяся в единице объёма звукового поля

При распространении продольной плоской волны плотность звуковой энергии

Звуковая мощность источника
- звуковая энергия, излучаемая в единицу времени

Шкалы звуковой мощности, уровни звуковой мощности и звуковая мощность источников шума

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

Фактор направленности
- отношение интенсивности звука I, создаваемой источником в данной точке звукового поля, к интенсивности Iсфера , которую имел бы источник такой же мощности, равномерно излучающей звук по всем направлениям (в сферу)

Уровень интенсивности звука
(Б)
(дБ)

Уровень звукового давления
(Б)
(дБ)

Область слышимости

Область слышимости

Уровни звука в дБ

Уровень звуковой мощности источника
(Б)
(дБ)

Показатель направленности излучения звука источником

Сложение уровней интенсивности звука

При совместном действии n одинаковых независимых равноудалённых источников

Сложение уровней звукового давления

Физиологические характеристики звука
Высота
Тембр (окраска звучания)
Громкость

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

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

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

Кривые равной громкости

Выводы
Чувствительность уха возрастает с увеличением частоты звука
В области частот 500-2000 Гц уровень звукового давления (дБ) и уровень громкости (фоны) численно совпадают
При повышении интенсивности звука различие в чувствительности уха к различным частотам становится менее заметным

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

Шкала громкости в сонах
Громкость в 1 сон имеет звук с уровнем громкости 40 фон
Удвоение громкости звука в сонах эквивалентно изменению уровня громкости на 10 фон (эквивалентно изменению уровня звукового давления на 10 дБ)

Зависимость между уровнями громкости (в фонах) и громкостью (в сонах)

Относительная частотная характеристика коррекции А

По характеру спектра
Широкополосные шумы (реактивный самолёт)
Тональные шумы или дискретный (дисковая пила)

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

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

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

В случае постоянного шума
нормируются уровни звукового давления
L, дБ
в октавных полосах частот
31,5; 63; 125; 250; … 8000 Гц

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

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

Источники бытового шума
Уровень шума,
дБА

В случае прерывистого и импульсного шума
Определяют эквивалентные (по энергии) уровни звукового давления
Lэкв, дБ
в октавных полосах частот
31,5; 63; 125; 250; … 8000 Гц