Введение к работе
2JK 3 25"""
Актуальность работы
Современному миру характерен рост городов, бурное развитие транспорта, промышленности, внедрение в производство и быт разнообразных технических устройств - мощных моторов, энергооборудования, радио, телевидения, бытовых приборов. Результатом этого является рост шумового фона и его влияния на человека. Защита от шума становится неотъемлемой частью вопросов проектирования, строительства и реконструкции зданий, сооружений и градостроительных комплексов.
Наиболее эффективным методом снижения шума, распространяющегося по воздуху, является устройство на пути его распространения звукоизолирующих преград: стен, перегородок, специальных выгородок, кожухов и т.п. Важное место в создании шумозащитных преград принадлежит разработке и совершенствованию методов расчета их звукоизоляции.
В зданиях и сооружениях различного назначения все большее применение находят легкие ограждающие конструкции с элементами, представляющими собой анизотропные пластинки, т.е. пластинки, у которых сопротивление механическим воздействиям различно для разных направлений. Однако обоснованному применению таких конструкций существенно мешает отсутствие знаний об их акустической эффективности и механизме прохождения звука через них. Поэтому требуются глубокие исследования звукоизоляционных свойств современных облегченных анизотропных конструкций и выработка эффективных конструктивных решений с целью обеспечения нормальных условий работы и проживания в современных индустриальных зданиях.
Цель работы
Выяснение механизма прохождения звука через ортотропные пластины реальных размеров; выявление факторов, влияющих на численное значение звукоизоляции таких конструкций; разработка количественных зависимостей с
целью прогнозирования звукоизоляции легких овггр)5родны^щажденйи.
І БИБЛ
1 T^j)\
БИБЛИОТЕКА '
2 В соответствии с поставленной целью в представленной диссертационной работе решаются следующие основные задачи:
теоретические исследования формирования изгибными волнами собственных колебаний ортотропной пластины;
теоретические исследования механизма прохождения диффузного звука через однослойную ортотропную конструкцию с учетом резонансной и инерционной составляющих;
теоретические и экспериментальные исследования влияния геометрических и физико - механических характеристик ортотропной конструкции на её звукоизоляцию;
выявление резервов повышения звукоизоляции ортотропных конструкций;
на основании теоретических и экспериментальных исследований получение зависимостей для прогнозирования звукоизоляции ортотропных конструкций;
проектирование новых типов облегченных внутренних ограждений с повышенными значениями звукоизоляции в нормируемом диапазоне частот.
Методы исследования
В работе использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Теоретический анализ механизма прохождения звука через исследуемое ортотропное ограждение базируется на представлении замкнутого волнового переноса колебательной энергии с ее минимальной затратой и проведен на основе теории самосогласования звуковых и вибрационных полей. Экспериментальные исследования звукоизоляции конструкций проводились в больших реверберационных камерах лаборатории акустики ННГАСУ с помощью современной электроакустической аппаратуры. Полученные результаты обрабатывались статистическими методами.
з Научная новизна работы:
впервые теоретически исследован процесс прохождения диффузного звука через ортотропную конструкцию с учетом двойственной природы прохождения звука;
выявлена степень влияния на звукоизоляцию ортотропнои пластины массы, изгибных жёсткостей, размеров, внутренних потерь, характера взаимодействия вибрс— и звукополей в широкой области частот;
выявлено теоретически и подтверждено экспериментально существование резерва повышения звукоизоляции ортотропных конструкций;
найдены верхние пределы значений звукоизоляции ортотропных конструкций;
получены расчетные формулы, позволяющие прогнозировать звукоизоляцию ортотропных конструкций.
Практическая значимость работы:
получены аналитические выражения, позволяющие рассчитывать звукоизоляцию однослойных ортотропных ограждающих конструкций с учётом двойственной природы прохождения звука;
разработанный метод позволяет с помощью ЭВМ рассчитывать собственную звукоизоляцию однослойной ортотропнои конструкции конечных размеров в нормируемом диапазоне частот с построением частотной характеристики;
доказана возможность повышения звукоизоляции ортотропнои конструкции путём изменения её физико-механических и геометрических параметров;
определены аналитические зависимости эффективного коэффициента потерь ограждения, при котором звукоизоляция ортотропнои конструкции имеет максимальные значения;
предложены пути повышения звукоизоляции ортотропных ограждений в практически важном диапазоне частот за счёт соответствующего измене-
4 ния размеров, изгибных жесткостей, коэффициента потерь без увеличения массы конструкций;
- предложенный практический способ оценки позволяет определить звукоизоляцию многослойной перегородки с ортотропным слоем.
Реализация результатов работы
Разработанное «Руководство по расчету звукоизоляции многослойных перегородок с ортотропным средним слоем» внедрено в практику проектирования внутренних ограждающих конструкций гражданских зданий в МП ИРГ «НижегородгражданНИИпроект».
Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре архитектуры для студентов направления 270100 «Строительство». Составлены и апробированы задания расчета звукоизоляции ортотропных ограждающих конструкций для практических и лабораторных работ.
В соответствии с заданием ООО «СтройМонтажИзоляция» результаты диссертационной работы использованы при проектировании и возведении внутренней ортотропной ограждающей конструкции нового типа с повышенными значениями звукоизоляции в реконструируемом здании в г. Кетово Нижегородской области.
Теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы при выполнении научно-исследовательской работы: №14— РО/2003 «Технология снижения повышенного низкочастотного уровня шума города эффективными звукоизолирующими конструкциями зданий и сооружений. Технология повышения изоляции низкочастотного шума ограждающими конструкциями зданий без увеличения их веса. Прохождение звука через орто-тропные конструкции», финансированной за счет государственного бюджета и выполненной по программе РААСН в срок с 3 января по 31 декабря 2003 г.
5 Апробация работы Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на:
научно-технической конференции профессорско- преподавательского состава, аспирантов и студентов «Строительный комплекс - 98». Секция «Архитектура, архитектурное проектирование», г. Н. Новгород, ННГАСУ, 1998;
научно-технической конференции профессорско- преподавательского состава, аспирантов и студентов «Архитектура и строительство - 2000». Секция «Архитектура, архитектурное проектирование», Н. Новгород, ННГАСУ, 2000;
Всероссийском семинаре с международным участием «Новое в теоретической и прикладной акустике», г. С-Петербург, Балтийский гос. ун-т «Воен-мех», 2001;
научно-технической конференции профессорско- преподавательского состава, докторантов, аспирантов, магистрантов и студентов «Архитектура и строительство - 2003». Секция «Архитектура», г. Н. Новгород, ННГАСУ, 2003;
IX нижегородской сессии молодых учёных, технические науки, г. Дзержинск, 2004;
Международной конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов», г. Йошкар-Ола, МарГТУ, 2004;
XV сессии Российского Акустического общества, г. Н. Новгород, ИПФ РАН, 2004;
XIII Словацко-польско-российском семинаре «Теоретические основы строительства», г. Жилина, Словакия, 2004;
форуме «Архитектура и градостроительство: устойчивое развитие современной среды жизнедеятельности», секция «Современные строительные конструкции», проходившем в рамках VII международного форума «Великие реки - 2005», г. Н. Новгород, 2005;
XVI сессии Российского Акустического общества, г. Москва, МГГУ, 2005.
На защиту выносятся:
результаты теоретических исследований механизма прохождения диффузного звука через однослойные ортотропные конструкции с учётом резонансной и инерционной составляющих;
результаты теоретических исследований по определению выражений для аналитического вычисления звукоизоляции однослойных ортотропных ограждений конечных размеров при диффузном падении звука с учётом двойственной природы его прохождения;
результаты теоретических и экспериментальных исследований по установлению влияния геометрических и физико-механических характеристик на численные значения звукоизоляции ортотропных ограждений;
результаты теоретических и экспериментальных исследований по установлению резервов повышения звукоизоляции однослойных ортотропных ограждений;
способы управления звукоизоляцией однослойных ортотропных ограждений;
разработанный метод расчета звукоизоляции однослойных ортотропных ограждающих конструкций;
практический способ оценки звукоизоляции многослойных перегородок с ортотропным средним слоем.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе Руководство по расчету, перечень которых приведён в конце автореферата.
Структура и объём работы
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 107 наименований и четырех приложений. Общий объём работы составляет 130 стр., в том числе 28 рисунков, 13 таблиц.
