Анализ свойств, звукоизоляции и звукопроницаемости материалов. Методы и свойства их измерения
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?сятся, например, мембранные и резонаторные конструкции.
Сплошные материалы. Эти материалы (бетон, кирпич, мрамор, дерево и т. п.), как правило, твердые, т. е. имеют акустическое сопротивление значительно больше сопротивления воздуха. Поэтому их коэффициенты (табл. 1.2) очень малы, не более 5% (табл. 1.1). В последнем случае их коэффициент поглощения оказывается больше, чем в первом, так как происходит дополнительное поглощение из-за поперечных колебаний, возникающих в слое облицовочного материала. С увеличение частоты коэффициенты отражения от твердых сплошных материалов немного уменьшаются из-за некоторой шероховатости поверхности материалов и поэтому коэффициенты поглощения растут (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Материалы (объекты)Коэффициенты поглощения на частотах, Гц125250500100020004000Стена, штукатуренная, окрашенная0,0120,0130,0170,0200,0230,025Акустическая штукатурка0,220,270,310,310,330,40Акустическая штукатурка типа АГШ0,610,940,990,860,730,46То же, типа АГШ-Б0,990,780,730,760,600,59Ковер с ворсом 1 см на бетоне0,090,080,210,270,270,37Резиновый ковер толщиной 0,5см0,040,040,080,120,030,10Линолеум0,020,0250,030,0360,040,045Сосновая панель0,0980,1100,1000,0870,0820,110Стекло ординарной толщины0,0350,300,0270,0240,0200,020Мрамор0,0100,0100,0100,0130,0150,017Драпировка вплотную к стене (бумажная ткань 500 г/м2)0,040,070,130,220,320,35Щиты Бекеши (холст, натянутый по вате)0,800,810,730,580,460,45Один слушатель0,330,410,440,460,460,46Кресла, обитые бархатом, в расчете на 1шт.0,140,220,340,400,520,60Два слушателя на 1 м20,250,440,780,971,01,0Три слушателя на 1 м20,20,330,670,840,920,97
Таблица 1.2
Материалы и конструкции перегородокТолщина, ммЗвукоизоляция, дБПлотная кирпичная кладка (1/2 кирпича со штукатуркой)14047То же в два кирпича52059Стекло631Фанера тройная721Доска сплошная дубовая4527Войлок10019Деревянная стена с воздушным промежутком 5 см9012Шлаковый блок со штукатуркой20056Окно двойное, плотно закрытое25Дверь двойная27Двери с тамбуром30
Из мягких сплошных материалов в качестве облицовочного материала используется только плотная резина. Ее акустическое сопротивление не очень велико, а коэффициент поглощения в среднем равен около (табл. 1.1).
Пористые материалы. Эти материалы (штукатурки, облицовочные плиты с перфорацией и без нее, щиты, портьеры, ковры и т. п.) используются только как облицовочные и для драпировок, т. е. во всех случаях за ними располагаются (вплотную или на некотором расстоянии от них) ограждающие конструкции из сплошных материалов (стены, потолки, полы и другие перегородки).
При падении звуковых волн на перегородку из пористого материала необходимо учитывать отражение звука как от лицевой поверхности, так (для прошедших в нее волн) и тыльной с учетом поглощения звука в порах. Для материалов, хорошо проницаемых для звука, следует учитывать и возможность возвращения звуковых волн, отраженных от ограждающих конструкций, находящихся за рассматриваемой пористой перегородкой. Например, если за такой перегородкой с сквозными порами (матерчатый занавес, портьера и т. п.) находится твердая стена, то отраженные волны будут вторично проходить через перегородку. Поглощение в этом случае будет определяться только потерями на трение в порах материала перегородки с учетом вязкости материала, потому что звуковые волны не будут отражаться от нее. Так как потери на трение пропорциональны скорости колебаний, то наименьшее поглощение будет получаться при расположении такой перегородки вплотную к твердой стене, потому что там будет узел скорости колебаний, т. е. скорость колебаний будет минимальной. Если перегородку расположить на небольшом расстоянии от твердой стены, та поглощение в общем случае будет больше. Максимальное поглощение получается при расположении перегородки в пучности скорости колебаний, которая будет находиться на расстоянии длины волны. Поэтому при удалении перегородки от стены коэффициент поглощения увеличивается, но не монотонно.
Для толстых слоев облицовки из пористого материала коэффициент поглощения получается достаточно большой из-за ряда факторов. Так как акустическое сопротивление таких материалов обычно близко к сопротивлению воздуха, то звуковые волны почти не отражаются от них. Звуковые волны, входя в поглощающий материал, будут испытывать большие потери энергии из-за вязкости материала, трения в порах, поэтому значительно ослабленными они будут достигать твердой стены, находящейся за ним. Скорость колебаний в узле, т. е. у стены, будет мало отличаться от скорости колебаний в пучности, и потери на этом участке хода звуковых волн будут также велики, как и в пучности. При обратном ходе звуковой волны будет также происходить поглощение энергии звуковых волн. Практически звуковая волна вернется в помещение значительно ослабленной, т. е. коэффициент поглощения будет большим. При этом на определенной частоте поглощение может быть очень большим (табл. 1.1).
Мембранные звукопоглощающие конструкции. Для тонкой перегородки из сплошных материалов поглощение определяется интенсивностью ее колебаний как целого (системы с сосредоточенными постоянными) и как мембран (системы с распределенными постоянными).
Первые наблюдаются на низких частотах, вторые - на средних и высоких. В обоих случаях поглощение зависит от частоты. Самый низкочастотный максимум поглощения получается на резонансной частоте, определяющейся массой и гибкостью перегородки. Выше этой частоты максимумы наблюдаются на всех резонансных частотах перегородки как мембраны. Эти частоты определяются поперечными размерами перегородки и скоростью распространения поперечных колебаний в ней. Поэтому поглощение растет с увеличени