Загальні положення щодо ізоляції повітряного і ударного шумів і їх нормування

Звукоізоляція будівельних конструкцій являє собою сферу будівельної акустики, в якій досліджуються явища, пов’язані з поширенням звукових хвиль через конструкцію.

Звукоізоляційною здатністю називається послаблення звуку при його проходженні через конструкцію.

Загальна схема проходження звукової енергії через конструкцію наведена на рис. 2.

У разі падіння плоскої звукової хвилі на огорожу частина енергії її передається огорожі і випромінюється нею у вигляді плоскої звукової хвилі. Відношення звукової енергії, яка пройшла через огорожу (8), до енергії, що падає на неї (1), називається коефіцієнтом звукопередачі (звукопроникність) t. Без урахування побічної передачі (4) при дифузному паданні звуку ізоляція повітряного шуму огорожі

і називається власною звукоізоляцією огорожі. Вираз справедливий у випадках, коли будівельна конструкція розділяє приміщення однакових розмірів. У решті випадків власна звукоізоляція огорожі може бути визначена за формулою:

де L₁ і L₂ – рівні звукового тиску відповідно в приміщенні з джерелом звуку і в ізольованому приміщенні;

S – площа огорожі, яка розділяє приміщення;

А – еквівалентна площа звукопоглинання ізольованого приміщення, яка визначається як площа поверхні з коефіцієнтом a = 1 і може поглинути таку кількість звукової енергії, як і дане приміщення.

Під дією ударів на перекриття воно коливається і, отже, випромінює шум в ізольоване приміщення. Звукоізоляція перекриттів залежить від звукової потужності, випромінюваної огорожею під дією ударних імпульсів, і визначається зведеним рівнем звукового тиску (L_n), який виникає під перекриттям під час роботи стандартної машини. Остання робить 10 ударів в секунду п’ятьма молотками масою 0,5 кг, що вільно падають з висоти 4 см. Одержані під перекриттям в третьоктавних смугах частот рівні звукового тиску приводять до єдиного звукопоглинання А_о = 10 м²

де L – середній рівень звукового тиску в третьоктавній смузі частот;

А – еквівалентна площа звукопоглинання в приміщенні під перекриттям;

А_о – 10 м² – стандартна площа звукоглинання.

Середні частоти 1/3 октавних смуг в Гц

Рис. 2. Нормативна частотна характеристика ізоляції повітряного шуму огороджувальних конструкцій

Середні частоти 1/3 октавних смуг в Гц

Рис. 3. Нормативна частотна характеристика приведеного рівня ударного шуму під перекриттям

В результаті досліджень встановлено, що основна частина звукової енергії шумів, які виникають в будівлях, знаходиться у зоні порівняно низьких частот, тому при дослідженні ізоляції повітряного шуму обмежуються частотною характеристикою в діапазоні третьоктавних смуг із середньогеометричними частотами 100-5000 Гц, а ізоляції ударного шуму – 100-3200 Гц.

Нормативні криві звукоізоляційної властивості огорожі від повітряного і ударного шумів наведені на рис. 2 і 3. Імовірність акустичного комфорту при дотриманні нормативних вимог до огороджувальних конструкцій приміщення, що розділяє квартири, дорівнює 0,8.

До приміщень різного призначення пред’являють різні вимоги щодо відношенню їх звукоізоляції, тому нормативні криві самі по собі ще не є кривими потрібної звукоізоляції. Вони служать основним чином для оцінки звукоізоляції одним числом.

Нормованими параметрами звукоізоляції огороджувальних конструкцій житлових і громадських будівель, а також допоміжних будівель і приміщень промислових підприємств є нормативні індекси звукоізоляції.

Індекси ізоляції повітряного шуму I_п (в дБ) огороджувальних конструкцій з відомою (розрахованою або виміряною) частотною характеристикою ізоляції повітряного шуму визначаються за формулою:

I_п = 50 + D_п

де D_п – ціле число децибел, на яке необхідно змістити нормативну криву
(рис. 2), щоб середнє несприятливе відхилення частотної характеристики ізоляції повітряного шуму огороджувальними конструкціями від зміщеної нормативної кривої було максимально близьке, але не більше 2дБ, а максимальне, несприятливе відхилення не перевищувало 8дБ. Середнє несприятливе відхилення від зміщеної нормативної кривої приймається рівним 1/18 від суми всіх несприятливих відхилень.

Несприятливими вважаються відхилення від нормативної частотної характеристики.

Якщо середнє несприятливе відхилення менше 2дБ або несприятливе відхилення зовсім відсутнє, нормативна частотна характеристика зміщується вгору так, щоб середнє і максимальне несприятливі відхилення були у визначених межах. У цьому випадку поправка Dп позитивна і дорівнює величині зміщення нормативної частотної характеристики вгору.

Індекс приведеного рівня ударного шуму I_y (в дБ) під перекриттям з відомою (розрахунковою чи виміряною) частотною характеристикою приведеного рівня ударного шуму визначається за формулою

I_y = 70 – D_у

де D_у – поправка, визначена шляхом порівняння частотної характеристики приведеного рівня ударного шуму з нормативною кривою (рис. 3).

Поправку D_у визначають аналогічно D_п, за винятком того, що середнє несприятливе відхилення приймається рівним не 1/18 суми, а 1/16. При цьому несприятливими є відхилення вгору від нормальної кривої. Зміщення нормативної кривої позитивне, якщо воно відбувається у бік сприятливих відхилень. Конструкція відповідає нормативним вимогам, якщо її індекс ізоляції повітряного шуму не менше, а індекс приведеного рівня ударного шуму під перекриттям не більше нормативного. Нормативні індекси ізоляції повітряного шуму і приведені рівні ударного шуму під перекриттям залежать від призначення огорожі, від призначення приміщень, які ця огорожа розділяє. Вони наведені в додатку,
табл. Д-5.

Частотну характеристику звукоізоляції конструкції для визначення D_п і D_у можна одержати на основі даних експерименту або розрахунковим шляхом.

Остаточна оцінка звукоізоляції огороджувальних конструкцій житлових будинків за новими типовими проектами повинна даватись на основі натурних випробувань огороджувальних конструкцій експериментальних будівель.

Приклад 1. Визначити індекс ізоляції повітряного шуму перегородкою, для якої експериментальним шляхом визначена частотна характеристика ізоляції повітряного шуму R (рис. 4).

Розрахунок індексу виконуємо в табличній формі

Таблиця 1

Сума несприятливих відхилень S = -105дБ S = -34 дБ

Середнє несприятливе відхилення 105:18=5,83>2дБ 34:18=1,89»2 дБ

Максимальне несприятливе відхилення 15дБ 7 дБ

Зміщуємо нормативну криву вниз на 8 дБ (графа 5).

Середнє несприятливе відхилення – 34: 18 = - 1,89 < 2 дБ.

Якщо б нормативну криву зсунули на 7дБ, то середнє несприятливе відхилення склало б 42:18 = 2,33 дБ > 2 дБ. При зсуненні на 9 дБ середнє відхилення буде менше, ніж при переміщенні на 8дБ.

Максимальне несприятливе відхилення при зсуненні на 8 дБ складає 7дБ < 8дБ. Отже, поправка D_п = -8 дБ і індекс ізоляції повітряного шуму перегородкою

I_п = 50 + (-8) = 42дБ.

Приклад 2. Визначити індекс приведеного рівня ударного шуму під перекриттям, для якого на основі експерименту одержана частотна характеристика приведеного рівня (рис. 5).

Розрахунок індексу приведеного рівня ударного шуму виконаний в табличній формі

Таблиця 2

Індекс приведеного рівня ударного шуму

І_у = 70 – (-3) = 73 дБ

Рис. 4. Експериментальна R і нормативна R_н – частотні характеристики ізоляції повітряного шуму

Рис. 5. Експериментальна L_n і нормативна L_n^н – частотні характеристики приведеного рівня ударного шуму під перекриттям