Расчет звукопоглощающей облицовки

 

Значительное снижение шума обеспечивает облицовка внутренних поверхностей производственных помещений звукопоглощающими материалами (рис. 2.2, а). Наибольший акустический эффект от звукопоглощения наблюдается в зоне отраженного звука. В точках помещения, где преобладает прямой звук, эффективность звукопоглощения существенно снижается.

Применение звукопоглощающей облицовки целесообразно, когда в расчетных точках в зоне отраженного звука требуется снизить уровень звука не более чем на 10…12 дБ, а в расчетных точках на рабочих местах – на 4…5 дБ.

Рис. 2.2. Фрагмент звукопоглощающей облицовки (а) и штучные  звукопоглотители (б): 1 – защитный перфорированный слой; 2 – звукопоглощающий материал; 3 – защитная стеклоткань; 4 – стена или потолок

Количественной характеристикой эффективности поглощения звука является безразмерный коэффициент звукопоглощения α, представляющий собой отношение разности энергий падающего и отраженного звука к энергии падающего звука. Для обычных строительных материалов величина α сравнительно мала и не превышает 0,02…0,04 на средних и высоких частотах (табл. 2.5). Поэтому в производственных помещениях значения прямого и отраженного звуков зачастую соизмеримы, и в результате многократного звукоотражения в помещениях создается так называемое «эхо» или «гул». Уменьшение «гулкости» помещения, т.е. снижение величины отраженного звука, достигается искусственным увеличением в 10…15 раз звукопоглощающей способности отражательных поверхностей помещения. Это достигается установкой на отражательных поверхностях помещений (потолке, стенах) специальных звукопоглощающих материалов и конструкций, эффективность звукопоглощения которых составляет 0,4…0,9.

Звукопоглощающую облицовку размещают на потолке и на верхних частях стен. Максимальное звукопоглощение достигается при облицовке не менее 60 % общей площади ограждающих поверхностей помещения (без учета площади окон).

Для снижения интенсивности отраженного звука в помещениях небольших объемов эффективно применение штучных звукопоглотителей разных конструкций, подвешиваемых к потолку (рис. 2.2, б).

Примерное задание на проектирование: в производственном помещении с повышенным уровнем шума обеспечить его снижение с помощью звукопоглощающей облицовки потолка и стен. Выбрать подходящий материал для звукопоглощающей облицовки и определить эффективность ее применения в данном помещении.

 

Методика расчета [7, 11]

 

1. Определяют объем помещения:

V = , м²                                                                  (2.3)

где  - длина, ширина и высота помещения, м.

Затем рассчитывают площадь ограждающих поверхностей помещения:

, м²                               (2.4)

 

2. Определяют постоянную акустически необработанного помещения при частоте 1000 Гц В ₁₀₀₀,м², в зависимости от объема помещения V из соотношений, представленных в табл.3.3, либо по графической зависимости (рис. 2.3):

B ₁₀₀₀ = V/ 10, м²(2.5)

 

Таблица 2.3

Соотношения для определения постоянной помещения В₁₀₀₀

Характер помещения	В 1000, м2
С небольшой численностью людей	V /20
С жесткой мебелью и большой численностью людей или с небольшой численностью людей и мягкой мебелью (лаборатории, деревообрабатывающие и ткацкие цеха, кабинеты и т. п.)	V /10
С большой численностью людей и мягкой мебелью (залы конструкторских бюро, учебные аудитории, комнаты управления, жилые помещения и т. п.)	V /6
Помещения со звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен	V /1,5

 

3. Определяют частотный множитель μ (по табл. 2.4) и рассчитывают постоянную акустически необработанного помещенияв октавных полосах:

В=В ₁₀₀₀·μ ,                                 (2.6)

Рис. 2.3. Зависимость постоянной помещения В 1000 на частоте 1000 Гц от объема помещения V п

 

Таблица 2.4

Частотный множитель μдля помещений различных объемов

Объем помещения, м3	Значения µ на среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Менее 200	0,80	0,75	0,70	0,80	1	1,4	1,8	2,5
200…1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1	1,5	2,4	4,2
Более 1000	0,50	0,50	0,55	0,70	1	1,6	3,0	6,0

 

4. По найденной постоянной помещения В для каждой октавной полосы вычисляют эквивалентную площадь звукопоглощения, м²:

                                                           (2.7)

где S – общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м².

5. Определяют границу зоны отраженного звука по величине предельного радиуса r _пр, т. е. расстояния от источника шума, на котором уровень звукового давления отраженного звука равен уровню звукового давления прямого звука, излучаемого данным источником. Когда в помещении находится п одинаковых источников шума:

,                              (2.8)

где В ₈₀₀₀ – постоянная помещения на частоте 8000 Гц:

B ₈₀₀₀ = B ₁₀₀₀ ∙μ_8000.

6. Выбирают звукопоглощающий материал, который будет использован для облицовки, и определяют по справочным данным его коэффициенты звукопоглощения (табл. 2.5).

7. Вычисляют максимальное снижение уровня звукового давления, дБ, в каждой октавной полосе при использовании звукопоглощающего покрытия в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного звука:

Δ L= ,                              (2.9)

где В' – постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающих конструкций, м², определяется по формуле:

,                               (2.10)  

где А ₁–эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями без звукопоглощающей облицовки, м²,

                          А ₁ = α (S – S _o );                             (2.11)

Δ A –суммарная дополнительная площадь звукопоглощения, м²;
α – средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки для каждой октавной полосы:

α = В/(В+ S);                            (2.12)

α₁ – средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения для каждой октавной полосы:

α₁= (А ₁ + Δ A)/S.                           (2.13)

Суммарная дополнительная площадь звукопоглощения от конструкций звукопоглощающей облицовки или штучных звукопоглотителей:

Δ А = α₀ S ₀ = α₀ A _шт п,                              (2.14)

где α₀ – коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки (табл. 2.5); S₀ – суммарная площадь облицованных поверхностей, м² (при полной облицовке стен и потолка S ₀= ); А _шт – площадь звукопоглощения одного штучного звукопоглотителя, м²; п – число штучных поглотителей.

8. Вычисляют достигнутые уровни звукового давления:

L_дос=L_сущ –Δ L                            (2.15)

 

Результаты расчета вносят в таблицу 2.6.

Таблица 2.5