Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Тюрина Наталья Васильевна

Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами
<
Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тюрина Наталья Васильевна. Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами: диссертация ... доктора технических наук: 01.04.06 / Тюрина Наталья Васильевна;[Место защиты: Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф.Устинова].- Санкт-Петербург, 2015.- 322 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Состояние проблемы и постановка задач исследования 16

1.1. Применение акустических экранов для снижения шума и выбор объектов исследования 16

1.2. Особенности снижения шума акустическими экранами 25

1.3. Методы расчётов акустических экранов 29

1.4. Влияние основных факторов на акустическую

1.5. АЭ из различных материалов

1.6 Надстройки на свободные ребра АЭ 60

1.7 Применение транспортных и технологических АЭ

1.7.1 Снижение шума автотранспорта 62

1.7.2 Снижение шума железнодорожного транспорта 63

1.7.3 Применение и эффективность технологических АЭ 66

1.8 Акустические испытания АЭ и их элементов 66

1.8.1 Виды акустических испытаний 66

1.8.2 Определение акустической эффективности

1.8.3 Испытания акустических панелей в реверберационных камерах 67

1.8.4 Определение акустических свойств в натурных условиях 68

1.9 Постановка задач исследований 69

ГЛАВА II. Теория и расчет акустических экранов 71

2.1. Основные положения и допущения теории.

Границы расчетов 71

2.2 Описание расчетных схем 85

2.3 Математические модели транспортных АЭ

2.3.1 Протяженный АЭ, точечный источник шума 90

2.3.2 Протяженный АЭ, линейный источник шума 93

2.3.3 Г-образный АЭ (с надстройкой на свободном ребре) 95

2.3.4 АЭ со свободным боковым ребром 97

2.3.5 Контр-экран на свободный проем основного АЭ 99

2.3.6 Параллельные АЭ 103

2.3.7 АЭ, установленный на искусственном сооружении (эстакаде, насыпи) 106

2.4 Математические модели технологических АЭ 109

2.4.1 Технологический экран с боковым отгоном 109

2.4.2 Замкнутый АЭ 113

2.5 Математические модели офисно-производственных АЭ 116

2.5.1 Офисно-производственный акустический экран в помещении 116

2.5.2 Офисно-производственный акустический экран в помещении с учетом влияния единичной отражающей поверхности 120

2.6 Теоретические исследования 130

2.6.1 Влияние расположения транспортных и технологических АЭ в пространстве на эффективность АЭ 130

2.6.2 Влияние высоты АЭ и ширины полки для Г-образных экранов 130

2.6.3 Влияние звукопоглощающих свойств материалов АЭ и близрасположенных поверхностей 135

2.6.4 Влияние конструктивных параметров и расстояния при расположении АЭ на искусственном сооружении (эстакаде) 137

2.6.5 Влияние акустических свойств помещений (замкнутых объемов) 141

2.6.6 Анализ влияния отдельных поправок 143

2.7 Оптимизация конструкции акустических экранов (на примере малых офисно-производственных экранов) 145

Выводы по главе 149

ГЛАВА III Методы и средства экспериментальных исследований 152

3.1 Общие положения 152

3.2 Измерение акустической эффективности АЭ в натурных условиях

3.2.1 Измерение акустической эффективности транспортных АЭ в натурных условиях 153

3.2.2 Определение акустической эффективности офисно-производственных АЭ 157

3.2.3 Измерения эффективности АЭ для снижения шума

железнодорожного транспорта 162

3.3 Опытный стенд для испытаний транспортных АЭ 167

3.3.1 Описание опытного стенда 167

3.3.2 Испытываемые образцы 170

3.3.3 Акустическая аппаратура 174

3.3.4 Измерения акустической эффективности 175

3.4 Опытный стенд для испытаний офисно производственных АЭ 178

3.4.1 Испытательные помещения 178

3.4.2 Испытания в полузаглушенном помещении 178

3.4.3 Испытания в акустической камере 180

3.4.4 Выбор конструкций экспериментальных офисно-производственных АЭ 183

3.5 Опытный стенд для исследования технологических АЭ 185

3.6 Определение дополнительных акустических характеристик АЭ 187

3.6.1 Измерение звукоизоляции 187

3.6.2 Измерение показателя дифракции 189

3.6.3 Определение характера звуковых полей 190

3.7 Определение погрешности измерений 191

Выводы по главе 193

ГЛАВА IV. Экспериментальные исследований акустических экранов 194

4.1 Транспортные экраны 194

4.1.1 Исследования показателя дифракции на опытном стенде и в натурных условиях 194

4.1.2 Исследование характера звукового поля вблизи поверхности АЭ 199

4.1.3 Исследования звукоизолирующих свойств экранов 200

4.1.4 Исследования акустической эффективности на опытном стенде.. 208

4.2 Офисно-производственные экраны в помещении 220

4.2.1 Влияние угла дифракции АЭ на его акустическую эффективность 220

4.2.2 Влияние площади АЭ на его акустическую эффективность 223

4.2.3 Влияние материала экрана на акустическую эффективность 225

4.2.4 Влияние отражающих поверхностей на эффективность офисно-производственных АЭ

4.3. Технологические экраны

4.3.1 Влияние материала на акустическую эффективность 230

4.3.2 Влияние размеров на акустическую эффективность технологических АЭ 234

4.3.3 Влияние формы технологических АЭ на акустическую

эффективность 236

Выводы по главе 239

ГЛАВА V. Рекомендации по применению АЭ и апробация предложенных решений 241

5.1 Рекомендации по проектированию и конструированию АЭ 241

5.1.1 Общие рекомендации 241

5.1.2 Рекомендации по проектированию и конструированию транспортных АЭ 242

5.1.3 Рекомендации по проектированию офисно-производственных АЭ.. 243

5.1.4 Рекомендации по проектированию технологических АЭ 2 5.2 Методика расчета акустической эффективности АЭ 247

5.3 Апробация предложенных рекомендаций 248

5.3.1 Транспортные АЭ 259

5.3.2 Офисно-производственные АЭ 259

5.3.3 Технологические АЭ 260

5.4 Масштабы внедрения результатов исследований 265

Выводы по главе 267

Основные выводы и результаты 269

Список литературы

Снижение шума железнодорожного транспорта

Акустический экран (АЭ) – физическая преграда между источником шума и защищаемым объектом (точкой наблюдения), предназначенная для снижения шума. В отличие от бесконечной преграды, к которой можно отнести, например, звукоизолирующую перегородку, АЭ имеет свободное ребро (или рёбра), на котором звук дифрагирует в точку наблюдения. Дифракция уменьшает эффективность акустического экрана, наибольшее снижение шума акустическим экраном обеспечивается в зоне звуковой (акустической) тени, за экраном [9-25].

Наиболее массово АЭ применяются для установки вдоль автомобильных и железных дорог для защиты от акустического загрязнения жилых зданий, больниц, школ, офисов и др. [26-84]. Такие АЭ установлены в Германии, Италии, Дании, Швейцарии, Швеции, России, США, Нидерландах, Японии, Южной Кореи, Гонконге, Франции и др. странах. Начало массовой установки АЭ для снижения транспортного шума относятся к концу 60-х годов XXв. Так, например, первый АЭ в США был установлен в Калифорнии в 1968г. [85]. В настоящее время суммарная протяжённость АЭ составляет десятки тыс. км, расходы на их изготовление и установку достигают десятков млн. долларов в год.

Здесь же следует отметить, что для снижения шума также широко применяются экранирующие сооружения (например, выемки, насыпи, тоннели), использование которых для целей шумозащиты высоко оценивается жителями городов и специалистами по борьбе с шумом [86].

Акустические экраны также нашли широкое применение для снижения шума на рабочих местах в офисных, производственных и др. помещениях [87-96]. Экраны в помещениях устанавливаются, как правило, в зоне действия прямого звука от источника. Экраны такого типа используются во многих странах, но масштабы их использования установить затруднительно.

АЭ применяются для ограждения строительных площадок [97], снижения акустического загрязнения окружающей среды вокруг чиллеров, вентиляторов, градирен и пр., также устанавливаются АЭ [98-106]. Во многих аэропортах мира АЭ устанавливаются в районе взлёта самолётов, на испытательных площадках и др. для снижения шума от аэропортов [107-111].

Широко используются АЭ в составе шумозащитных конструкций или отдельных элементов шумозащиты на автомобилях, самолётах, строительно-дорожных машинах [112-114]. Так, например, на автомобилях устанавливается АЭ между глушителем и полом салона, экраны используются в газотурбинных установках реактивных самолётов. Экраны также устанавливаются как дополнительное средство снижения шума в звукоизолирующих капотах на строительно-дорожных машинах, на жалюзи в автомобилях и др.

Акустические экраны – это конструкции, спроектированные специально для снижения шума на пути его распространения от источника к защищаемому объекту. При этом в качестве экранирующих могут использоваться также сооружений, которые первоначально не предназначены для снижения шума, где эффект шумозащиты является побочным (например, тоннели), а также те сооружения, которые предназначены для снижения шума, но одновременно выполняют другие полезные функции (например, выемки и насыпи, в которых или за которыми располагаются транспортные потоки). В практике защиты от шума нередко используются комбинации акустических экранов-стенок и экранирующих сооружений, когда, например, для дополнительного шумоглушения экраны-стенки устанавливаются на краю выемки или насыпи. На основании подробного анализа литературы нами предложена классификация АЭ по назначению и области применения (табл. 1.1). Все АЭ и экранирующие сооружения подразделяются на: - транспортные экраны и экранирующие сооружения, которые устанавливаются вдоль автомобильных и железных дорог; - технологические экраны, которые устанавливаются для снижения шума стационарных отдельно стоящих источников (чиллеров, трансформаторов, дизель-генераторов и др.). – офисно-производственные экраны, которые устанавливаются в помещениях, чаще всего, в офисах и цехах. Остановимся на описании физических процессов, происходящих при наличии АЭ и экранирующих сооружений, расположенных в различных условиях.

Особенностью транспортных АЭ является то, что они располагаются в свободном пространстве. Звук попадает на поверхность перед АЭ, отражается от неё, а затем, отразившись от поверхности АЭ со стороны источника звука или частично поглощаясь ею, дифрагирует за АЭ. Вторичный источник звука является линейным источником и излучает цилиндрическую звуковую волну. В зоне звуковой тени за АЭ наблюдается цилиндрическая звуковая волна, излучаемая свободным ребром АЭ. Наличие отражений от движущихся автомобилей или подвижного состава ж.д. транспорта, а также близкое расположение АЭ, создают сложный характер звукового поля.

Технологические АЭ имеют, как правило, сложную форму, характерным является наличие многократных отражений звука от АЭ и окружающих поверхностей. Источники звука – точечные. Дифракция звука наблюдается на нескольких свободных рёбрах АЭ. В передвигаемых АЭ излучение происходит через один или два свободных проема, образуемых АЭ.

Протяженный АЭ, линейный источник шума

Эффективный метод решения задачи дифракции с использованием принципа поперечной диффузии, идея которого была высказана Г. Юнгом, предложен Г. Д. Малюжинцем [131-133]. Основой метода является рассмотрение поперечной передачи (диффузии) амплитуды колебаний непосредственно вдоль волновых фронтов и расчет интенсивности звука пропорционально длине волны и градиенту амплитуд на фронте волны. К сожалению, метод не является достаточно точным для больших углов дифракции и не учитывает акустические свойства помещения и близлежащих отражающих поверхностей.

Таким образом, имеется ряд классических методов расчета АЭ для расчета эффективности абсолютно жесткого (или абсолютно мягкого) экрана при падении на него сферической волны в свободном пространстве. Следует отметить, что ряд важных факторов, определяющих эффективность экрана, например звукопоглощение и звукоизоляция экрана, никак не учитывается при рассмотрении дифракции описанными выше классическими методами.

В развитие основных теоретических подходов, разработанных Кирхгофом, Маекавой, Редферном, Курце, и др., появляется большое количество новых методов расчета эффективности экранов, как правило, адаптированных к конкретным условиям эксплуатации [134-137]. Однако, предлагаемые модели не учитывают указанные выше акустические свойства АЭ, а также не применяются для помещений и др. замкнутых объёмов.

Сложность решения задачи дифракции вокруг экрана, установленного в помещении, обусловила появление исследований либо работ чисто теоретического плана, либо в большей степени экспериментальных [138-140]. Исследованию акустических экранов в помещениях посвящены работы Е. Котарбинской [141]. Для расчета эффективности акустического экрана ею предложена модифицированная модель метода мнимых источников, представляющая звуковое поле за экраном в виде суммы трех компонент: чисто геометрической (отражения от плоского потолка над экраном), чисто дифракционной (прямой звук, обогнувший экран) и отраженного-дифракционной (звук, отраженный от пола и обогнувший экран). Однако, метод не учитывает прямой звук, прошедший через экран, что особенно важно в условиях близости источника и точки приема для экранов и наличии большой звукопроводности экрана.

Снижением шума гибкими акустическими экранами занимались Б.И. Климов и Н.В. Сизова [142], рассматривая рабочие места у печатных станков. Расчет шума на рабочем месте оператора авторами предлагается проводить решая интеграл Гюйгенса-Реллея. Экспериментальная эффективность гибких АЭ, использованных для снижения шума печатных станков, составила 3-5 дБ в среднечастотном диапазоне. Основным недостатком метода является то, что при расчете уровня звукового давления в расчетной точке нет возможности выделить влияние АЭ как дополнительной звукоизолирующей конструкции. В методе также не учитываются основные параметры акустического экрана.

Sro - полная площадь поверхности, образующая замкнутый объем вокруг источника, с учетом площади экрана, м. Предложенная формула позволяет учитывать такую важную акустическую характеристику, как звукопоглощение (помещения и экрана), однако не рассматривает звукопроводность и другие характеристики материала экрана.

Исследованию акустических экранов в помещениях посвящены также работы Л.Н. Пятачковой [146]. Снижение шума экранами интерпретируется ею как задача дифракции. Рассматриваются экраны конечных размеров для случая, когда источник звука, экран и расчетная точка расположены в непосредственной близости. В основе предложенной модели - интегральная формула Кирхгофа для дифракции на плоском экране:

Как видно из формул, расчет эффективности экранов в помещении, предлагается проводить без учета отражения звука в помещении, т.е. в предположении о заглушённом помещении, с коэффициентом поглощения материала всех стен помещения, равным 1. Представляется, что такой вид помещения является сугубо частным случаем, т.е. рассматривается АЭ в свободном звуковом поле. Следует также отметить, что исследование экранов проводилось при допущении об облицовке экрана со стороны приемника звукопоглощающим материалом, что исключило из рассмотрения долю звука, проникающего в расчетную точку через экран, и учет акустических свойств самого экрана.

Интересен метод расчета, представленный в немецком справочнике [148]. Эффективность экрана предлагается рассчитывать по следующей формуле: Удобство предложенного метода состоит в универсальности формулы для всех типов помещений (соразмерных, плоских и длинных), причем учитываются параметры облицовок в помещении. Однако, метод не учитывает параметры АЭ и особенности расположения экрана в помещении, а также характеристики источника шума.

Таким образом, в настоящее время при наличии многообразия методик и подходов для оценки эффективности акустических экранов нет общей теории расчета, но разработано большое количество методов расчета снижения шума акустическими экранами, исследуемых для конкретных условий эксплуатации АЭ [139,140,149].

Интересны данные, полученные голландским исследователем ван Леувеном [150], представляющие сравнение эффективности экрана, полученной различными расчетными методами. Результаты расчета эффективности представлены на рис. 1.14 (а, б). Расчет проводился для идентичных условий, тринадцатью методами, применяемыми в различных странах (рис. 1.14а). Сравнение проводилось для акустического экрана высотой 2 метра, расположенного вдоль двухрельсового железнодорожного полотна. Расхождение результатов, полученных 13 различными методами, составило 5-7 дБА. Результаты сравнения экспериментальных данных с результатами теоретических расчетов также показывают существенное расхождение (3-4 дБА). Иными словами, разница в полученных при расчетах различными методами значениях эффективности АЭ и различие между экспериментальными и теоретическими данными иногда может быть сравнимо с абсолютными значениями акустической эффективности.

Испытания в акустической камере

В расчетной схеме, предложенной Д. Маекавой (рис. 2.1а), звук проходит через свободное ребро, акустические свойства АЭ не учитываются. В разработанной автором теории (рис. 2.1б) предлагается другой подход. Согласно новому подходу введены допущения о расположении источника шума вблизи опорной поверхности АЭ и о распространении шума вдоль опорной поверхности к нижней части АЭ с учетом отражения или поглощения звука опорной поверхностью. Распространение звука вдоль АЭ происходит по направлению от нижнего ребра АЭ к верхнему ребру АЭ. Для выполнения расчетов излучение звука в нижней части АЭ принимается условной полосой шириной 1 м и длиной равной длине АЭ (lэкр). При распространении звука вдоль поверхности АЭ происходит уменьшение интенсивности звука по мере увеличения высоты АЭ, учитывается звукопоглощение АЭ. При переходе звука через верхнее свободное ребро АЭ (за счет дифракции) происходит изменение направления движения звука и изменение пространственного угла излучения. Процесс дифрагирования звука на верхнем ребре определяется коэффициентом дифракции АЭ (дифр), который выражается через показатель дифракции (ПД), при этом звуковое поле формируется вторичным излучателем цилиндрических звуковых волн (свободным ребром АЭ). Защищаемый объект (расчетная точка) расположен в зоне акустической тени, создаваемой экраном, высота РТ незначительна по сравнению с высотой АЭ. Правомерность введенных допущений доказана автором экспериментально. Далее рассматривается звуковое поле, создаваемое вторичным излучателем звука. Сравнивая описанные схемы между собой, нетрудно увидеть, что в разработанном автором подходе звук последовательно проходит от нижней части АЭ к свободному ребру, а затем дифрагирует и попадает в РТ вследствие дивергенции.

Таким образом, в предложенном автором подходе принято основное допущение, что звук не попадает от источника шума сразу к свободному верхнему ребру, а огибает экран, распространяясь от источника шума вдоль поверхности земли и вдоль поверхности экрана от опорной поверхности к верхнему ребру экрана. Максимально возможная погрешность этого допущения (в предложении, что оба пути равновероятны) может достигать 3 дБ (дБА), но это в большей мере компенсируется учетом акустических свойств АЭ, которые в значительной мере влияют на уровень снижения шума экраном (например, учетом звукопоглощения). Обобщая принятые допущения разработанной теории, сформулируем основные из них: - звук от ИШ проходит в нижнюю часть АЭ и огибает экран, преобразовываясь в зависимости от акустических свойств АЭ; - излучение звука в нижней части АЭ условно принято вторичным плоским излучателем звуковых волн площадью 1экр 1м; - при распространении звука вдоль АЭ обеспечивается звукопоглощение (для отражающе-поглощающих) АЭ; - переход звука через свободное ребро определяется коэффициентом дифракции фдифр); - процесс дивергенции звука в РТ рассматривается от вторичного источника свободного ребра АЭ.

Все многообразие источников звука и вторичных излучателей при распространении звука за АЭ сводится к следующим трем типам: точечные (источники сферической звуковой волны); линейные (источники цилиндрической волны); плоские (источники плоских звуковых волн). Условия их аппроксимации и законы затухания приведены в табл. 2.1. Источники и вторичные излучатели звука

Точечным источник может быть принят при условии, что размеры источника малы по сравнению с расстоянием до расчетной точки, то есть при условии ,что расчетная точка находится в дальнем звуковом поле источника звука. Это условие соблюдается, если расстояние от излучателя до расчетной точки (R) заметно превышает максимальный размер излучателя (/ш).

Закономерности, представленные в табл. 2.1, относятся не только к источникам звука, но и ко вторичным излучателям, которыми являются элементы АЭ (поверхность и ребра АЭ). Звуковые поля В зависимости от наличия и характера отражающих поверхностей вблизи АЭ экраны могут находиться в условиях следующих звуковых полей (рис. 2.2): свободного звукового поля; звукового поля единичных отражений;

Характер звуковых полей: а) – свободное, б) - единичных отражений; в) – диффузное (квазидиффузное); 1 – источник шума; 2 – АЭ; 3, 4 – отражающие (отражающе-поглощающие) поверхности; 4 – опорная поверхность, 5 – помещение или пространство, характеризующееся множественными отражениями При распространении звука от транспортного потока и достаточно близком расположении АЭ от защищаемых от шума зданий имеют место множественные отражения между опорной поверхностью, поверхностью экрана и транспортными средствами, а также между поверхностями зданий и сооружений и экраном со стороны защищаемой территории, таким образом создается сложное звуковое поле, которое можно назвать квазидиффузным (рис. 1.4).

При учете отражения звука используется метод мнимых источников, а отражающе-поглощающая поверхность характеризуется коэффициентом звукопоглощения (пов). Характер звукопоглощения в замкнутом объеме определяется эквивалентной площадью звукопоглощения (Апом) или акустической постоянной помещения (Впом). Физические принципы снижения шума АЭ

При распространении звука за акустический экран (АЭ) наиболее важны следующие основные принципы акустической защиты: отражение, поглощение и дифракция звука. За АЭ образуется звуковая тень, в которой обеспечивается снижение звука экраном. Явление дифракции заключается в огибании звуком свободного ребра АЭ. Дифракция снижает эффективность АЭ.

Влияние отражающих поверхностей на эффективность офисно-производственных АЭ

Выполненный анализ технической литературы позволил разработать подробную классификацию АЭ по назначению (транспортные, офисно-производственные, технологические), принципу действия (отражающие и отражающе-поглощающие), конструктивным особенностям (сплошные сборно-разборные, составные, комбинированные и т.д.), форме верхнего свободного ребра (Г - образные, Т - образные, Y – образные и др.), характеру дифракции на свободном ребре (двойная, одинарная), материалу акустических панелей и пр. Для исследований были выбраны транспортные и технологические АЭ, обеспечивающие снижение шума на селитебной территории, а также офисно-производственные экраны, обеспечивающие снижение шума на рабочих местах в помещениях.

Разработана теория АЭ, основанная на положениях статистической и геометрической теорий акустики; АЭ рассматривается как набор вторичных излучателей звука (плоского и линейных), по всей площади и длине которых расположены точечные некогерентные излучатели; для учёта явления дифракции на свободных рёбрах АЭ вводится показатель дифракции; учитываются явления отражения, прохождения и дивергенции звука при наличии АЭ, а также отражение звука от близрасположенных поверхностей и ограждений помещения при использовании офисно-производственных АЭ.

Разработаны 11 схем расчета эффективности транспортных, офисно-производственных и технологических АЭ. Рассмотрены транспортные АЭ при наличии точечного и линейного источников, как вертикальные, так и с надстройкой на свободном ребре (Г-образные). Разработаны также схемы, показывающие прохождение звука через свободное боковое ребро, через свободный проем в АЭ с использованием контр-экрана, через систему параллельных АЭ, а также через верхнее свободное ребро при расположении АЭ на эстакаде. Для технологических АЭ рассмотрены схемы с боковым отгоном, а также с закрытым со всех сторон точечным ИШ. Для офисно-производственных 269

АЭ рассмотрены схемы с единичной отражающей поверхностью и без нее при наличии помещения. Для всех расчетных схем разработаны математические модели, в которых учтены конструктивные параметры АЭ, расположение АЭ в пространстве по отношению к ИШ и РТ, акустические свойства АЭ для точечных и линейных ИШ; изучены процессы дивергенции при наличии АЭ, дифракции на АЭ, а также поглощение и прохождение звука при наличии АЭ.

Выполнены теоретические исследования зависимости акустической эффективности АЭ в средне- и высокочастотном диапазонах (250-8000 Гц) от основных конструктивных параметров, материала, расположения в пространстве, которые показали: - основной фактор, влияющий на акустическую эффективность – угол дифракции, зависящий от расстояний между ИШ, АЭ и РТ, а также их высот; снижение акустической эффективности АЭ в пределах рассмотренных расстояний достигает 10 дБ; - теоретическое увеличение акустической эффективности отражающе поглощающих АЭ по сравнению с отражающими составляет от 2 до 7 дБ в зависимости от значения коэффициента звукопоглощения экрана; - влияние коэффициента звукопоглощения поверхности перед АЭ может составить от 0,5 до 1,5 дБ; - теоретически акустическая эффективность АЭ возрастает на 3 дБ при каждом удвоении частоты; увеличение высоты экрана не показывает линейного роста акустической эффективности: так, при увеличении высоты экрана с 1 до 2 м эффективность возрастает на 3 дБ, с 2 м до 3 м - на 2 дБ, а с 5 м до 6 м -приблизительно на 1 дБ, т.е. заметное возрастание акустической эффективности (до 3 дБ) происходит только при удвоении высоты; - акустическая эффективность АЭ заметно (до 5 – 10 дБ) возрастает при установке АЭ на эстакаде и при расположении расчетной точки в зоне глубокой акустической тени, но эффект уменьшается при увеличении расстояния до РТ; 270 - на акустическую эффективность влияет тип ИШ, при прочих равных условиях при наличии линейного ИШ акустическая эффективность по сравнению с точечным снижается на 4-5 дБ; - снижение акустической эффективности АЭ за счет влияния ограждений помещения составляет 1-7 дБ в зависимости от расстояния до источника шума.

Разработаны методики акустических испытаний АЭ, основные положения которых изложены в 3-х государственных стандартах (ГОСТ 30690-2000, ГОСТ Р 51943-2002, ГОСТ Р 54932-2012). Разработаны методики определения основных акустических характеристик экранов (звукоизоляции, звукопоглощения, показателя дифракции). Разработаны опытные стенды для проведения акустических испытаний транспортных, офисно-производственных и технологических АЭ, где выполнены обширные натурные исследования, позволяющие проверить основные положения и допущения разработанной теории АЭ, а также подробно исследовать зависимость акустической эффективности от конструктивного исполнения и формы АЭ, расположения АЭ в пространстве и свойств его материала.

На основании экспериментальных исследований акустических характеристик транспортных АЭ получены следующие выводы и результаты: - измерены значения показателя дифракции (ПД) на стенде и в условиях эксплуатации АЭ: ПД изменяется с высотой (в пределах исследованных параметров) от 6 до 15 дБА, показатель дифракции имеет частотно-зависимый характер и увеличивается с высотой экрана. Полученные экспериментальные значения предложено использовать в расчетах взамен члена 10lgРДИфр (где РДИфр-коэффициент дифракции); - исследование свойств сборно-разборных АЭ показало, что звукоизоляция АЭ в натурных условиях, в среднем, на 6-10 дБА меньше, чем измеренная в реверберационных акустических камерах звукоизоляция панелей, из которых экраны изготовлены. При больших значениях требуемого снижения шума (Lэкр 18 дБА) в расчеты эффективности АЭ должна вводиться поправка на прямое прохождение звука через АЭ;

Похожие диссертации на Решение проблемы снижения шума на селитебных территориях и рабочих местах в помещениях акустическими экранами