Расчет звукоизоляции ограждения

ИНСТИТУТ СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В Г. ШАХТЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

(ИСОиП (ФИЛИАЛ) ДГТУ)

На правах рукописи

Строительная физика

Методические указания к выполнению практических работ

для студентов направления подготовки

08.03.01 «Строительство»

ШАХТЫ 2015

Составители:

В.А. Дмитриенко, Т.А. Дулоглу

Рецензенты:

д.т.н. профессорМ.Д. Молев

к.т.н. доцентС.А. Масленников

Строительная физика [Электронный ресурс]: методические указания для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство»/ сост. В.А. Дмитриенко, Т.А. Дулоглу; Ин-т сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ в г. Шахты. – Шахты: ИСОиП (филиал) ДГТУ, 2015.- Сетевой ресурс (1619 Кб).- Б.ц. – Режим доступа: http:// www.libdb.sssu.ru

Методические указания содержат 8 практических работ по дисциплине «Строительная физика». Приведены рекомендации к расчетам звукоизоляции, теплозащитных свойств ограждающих конструкций и площади светопроемов.

Предназначены для направления 08.03.01 «Строительство», профиль «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Практическая работа №1

Расчет звукоизоляции ограждения

По закону Вебера-Фехнера слуховое восприятие пропорционально не абсолютному изменению силы звука, а ее логарифму. В акустике для измерения силы звука используют логарифмический масштаб

L = lg I/I₀

где I - сила данного звука; I₀ - сила звука на пороге слышимости.

Уровень звукового давления L_p - характеризует восприятие звука человеком

L_p = 20·lgP/P₀,

где Р - звуковое давление звука данной частоты; Р₀ - давление звука частотой 1000 Гц на пороге слышимости.

Уровень звукового давления L_в в произвольной точке В определяют в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности m_Э по формуле

L_в = 20·lg m_Э – 12.

Эквивалентную поверхностную плотность m_Э, кг/м², определяют по формуле

m_Э = К·m ,

где К - коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов; кладки из кирпича и пустотелых керамических блоков, по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью; m - поверхностная плотность конструкции, кг/м²:

m = γ · δ ,

где - γ плотность материала однослойного ограждения; - δ толщина ограждения, м.

Основные пути прохождения звука через перегородки следующие: прохождение через поры, щели и т. п. (воздушный перенос), прохождение через материал стены или по трубам отопления, газа и водопровода в виде продольных колебаний его частиц (материальный перенос) и передача колебаний посредством поперечных колебаний перегородки (мембранный перенос). В реальных случаях звуковые колебания передаются через перегородку всеми тремя способами.

Для уменьшения переноса через перегородки необходимо делать их слоистыми, подбирая материалы слоев перегородки с резко отличающимися акустическими сопротивлениями (бетон-поролон). Стены делают двойными с поглощением между ними.

Для уменьшения мембранного переноса стены делают массивными (чтобы их резонанс обычно был на очень низких частотах).

Для уменьшения шума, создаваемого вибрациями, перегородки устанавливают на виброизолирующие прокладки.

При падении звуковых волн с интенсивностью I_пад на какую-либо перегородку больших размеров в сравнении с длиной волны интенсивность звука с другой стороны перегородки I_пр в условиях отсутствия отражения звука в пространстве за перегородкой будет определяться только звукопроводностью перегородки. Коэффициент звукопроводности

A_пр=I_пр/I_пад=ρ²_пр/ρ²_пад

или в логарифмических единицах (звукоизоляция перегородки)

Q_пер=L_пад-L_пр = 20 lg (ρ_пад/ρ_пр),

где L_пр и L_пад - уровни звукового давления с внутренней и внешней сторон перегородки.

Для стен с поверхностной плотностью ρ<200 кг/м², для частот 500-1000 Гц, коэффициент звукоизоляции перегородки в децибелах (с учетом только мембранного переноса) может быть определен по формуле

Q_nep= 12,5 lg ρ+14,

Это значение для частот 50 - 100 Гц звукоизоляция будет на 6 дБ меньше, то есть

Q_nep= 12,5 lg ρ+8,

а для частот около 4000 Гц - на 6 дБ больше.

Q_nep= 12,5 lg ρ+20.

Для стен с плотностью более 200 кг/м² можно пользоваться формулой

Q_пep = 14,5 lg ρ+15

Если шум проникает в помещение извне через перегородку, то разность уровней с внешней стороны перегородки L₁ и в помещении L₂ называют звукоизоляцией помещения

Q_пом=L₁-L₂=20lg (Р₁/Р₂),

где Р₁ и Р₂ - звуковые давления вне помещения и внутри его, соответствующие уровням L₁ и L₂

В этом случае уровень звукового давления в помещении

L₂=L_прн+10 lg (S_np/A) = L₁-Q_пep+10 lg (S_пер/А)

где Q_nep - звукоизоляция перегородки; L_прн - уровень проникающего шума;

S_np - площадь перегородки; А - общее поглощение в помещении.

Пример 1.1 Найти звукоизоляцию стены с поверхностной плотностью 60 кг/м².

Она будет

Q_neр = 12,5 lg 60+14=33,5 дБ

Пример 1.2. Найти звукоизоляцию стены (поверхностью 20 м² и общей массой 6000 кг.

Находим

Q_nep= 14,5 lg (6000/20) +15=51 дБ.

На частотах 50-100 Гц она будет около

Q_nep=51-6=45 дБ,

а на частотах около 4000 Гц

Q_nep=51+6=57 дБ.

Для двойных жестких перегородок с воздушной прослойкой между ними звукоизоляция может быть определена по формуле

Q_nep =14,3 lg (ρ₁ /ρ₂) + 20 lg δ_в -13,

где ρ₁ и ρ₂ - поверхностная плотность первой и второй перегородок; δ_в - толщина воздушного слоя между ними.

Формула дает хорошее совпадение с экспериментом для перегородок с поверхностной плотностью 30-100 кг/м2 для частот 500-1000 Гц.

Величины звукоизоляции для некоторых конструкций и материалов перегородок приведены в таблице 1.

Таблица 1

Звукоизоляция материалов

Практическая работа №2