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

Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Елин Дмитрий Альбертович

Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов
<
Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов
>

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

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

Елин Дмитрий Альбертович. Собственная звукоизоляция шумозащитных экранов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 Н. Новгород, 2005 210 с. РГБ ОД, 61:06-5/1371

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Состояние вопроса 9

1.1. Области применения акустических экранов 9

1.2. Анализ методов расчета акустических экранов 13

1.3.О расчете собственной звукоизоляции ограждений конечных размеров с учетом граничных условий 24

1.4. Выводы 26

ГЛАВА 2. Собственная звукоизоляция экрана 29

2.1. Формирование поперечными волнами собственных колебаний тонких консольных прямоугольных пластин 30

2.1.1. Свободные края 31

2.1.2. Свободный и защемленный края (консоль) 33

2.1.3. Решение системы частотных уравнений 34

2.1 А. Формы собственных колебаний 37

2.2. Резонансное прохождение звука 43

2.2.1. Механизм прохождения звука через консольную прямоугольную пластину ограниченных размеров. 45

2.2.2. Характеристики самосогласования собственного звукового поля пластины и падающих звуковых волн 50

2.2.3. Определение колебательной скорости 52

2.2.4. Излучение звука 55

2.2.5. Характеристики самосогласования собственного звукового поля пластины и излучаемых звуковых волн 57

2.2.6. Комплексные характеристики самосогласования падающих и излучаемых звуковых волн 58

2.3. Инерционное прохождение звука 61

2.3.1. Консольная полоса 64

2.3.2. Полоса со свободными краями 68

2.3.3. Консольная прямоугольная пластина 69

2.3.4. Излучение инерционными волнами 70

2.4. Коэффициент излучения 72

2.5. Коэффициент прохождения звука 74

2.5.1. Резонансное прохождение звука 75

2.5.2. Инерционное прохождение звука 77

2.5.3. Общий коэффициент прохождения звука 79

2.6. Собственная звукоизоляция консольной прямоугольной пластины ограниченных размеров 81

2.6.1. Область полных пространственныхрезонансов 81

2.6.2. Область неполных пространственных резонансов 82

2.6.3. Область простых пространственных резонансов 83

2.7. Определение граничных частот 84

2.7.1. Основная резонансная частота 87

2.7.2. Граничный пространственный резонанс 87

2.7.3. Граничный неполный пространственный резонанс 88

2.7.4. Граничный простой пространственный резонанс 92

2.7.5. Инерционное прохождение звука 96

2.7.6. Обобщенная частотная характеристика звукоизоляции прямоугольной пластины ограниченных размеров 97

2.8. Выводы 98

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования собственной звукоизоляции акустического экрана 100

3.1. Методика и аппаратура 100

3.2. Закрепление образца в проеме между камерами высокого и низкого уровней 104

3.3. Результаты эксперимента 107

3.3.1. Влияние жесткости пластины 107

3.3.2. Влияние коэффициента потерь 111

3.3.3. Влияние размеров и соотношения сторон 115

3.3.4. Влияние граничных условий закрепления 118

3.4. Выводы 122

ГЛАВА 4. Расчет собственной звукоизоляции и исследование влияния коэффициента прохождения звука на фактическую эффективность экрана 123

4.1. Методика расчета собственной звукоизоляции 123

4.1.1. Определение граничных частот 124

4.1.2. Расчет функции отклика 125

4.1.3. Расчет характеристик самосогласования 126

4.1.4. Расчет коэффициента прохождения звука 130

4.1.5. Расчет собственной звукоизоляции 130

4.2. Фактическая эффективность экранов 133

4.2.1. Распространение звука в помещении без экрана 135

4.2.2. Распространение звука в помещении с экраном 136

4.3. Экспериментальные исследования 140

4.3.1. Исследования зон влияния экрана в помещении 142

4.3.2. Исследования влияния коэффициента прохождения звука 145

4.4. Выводы 148

Основные результаты и выводы 149

Библиографический список

Введение к работе

Характерной особенностью технического прогресса является непрерывное увеличение мощности и производительности промышленного оборудования и объемов транспортных потоков. Это достигается за счет роста скоростей машин, станков и агрегатов, а так же их количества, и приводит к увеличению вибраций и излучения звука в широком диапазоне частот. Все это создает тяжелую шумовую обстановку, которая требует применения эффективных средств борьбы с производственными, транспортными и другими видами шумов.

Борьба с производственным шумом стала одной из самых актуальных задач улучшения условий труда обслуживающего персонала.

Установлено, что кроме вредного влияния на здоровье, шум снижает производительность труда. При работе под воздействием шума человек тратит примерно 1/10 часть своей нервной энергии на то, чтобы не замечать его. Вредное воздействие шума также сказывается на здоровье и психологическом состоянии людей и в нерабочее время: дома, на улице и т.п.

Цель исследования заключается в изучении механизма прохождения звука, установлении зависимостей собственной звукоизоляции консольных ограждений, выполняющих функции акустических экранов или выгородок, выявлении и анализе факторов, влияющих на численные значения собственной звукоизоляции экранов, разработке метода расчета коэффициента прохождения звука и собственной звукоизоляции, а также программного средства для автоматизации расчетов.

Задачами исследования являются: - теоретические исследования собственных колебаний консольных прямоугольных пластин, включающие вывод и решение системы частотных уравнений, нахождение собственных функций колебаний и определение фазовых характеристик движения изгибных волн, составляющих волновое поле пластин;

исследование механизма прохождения диффузного звука через консольную пластину с учетом двойственной природы;

экспериментальные исследования собственной звукоизоляции консольной прямоугольной пластины в больших реверберационных камерах ННГАСУ;

теоретические и экспериментальные исследования влияния собственной звукоизоляции акустического экрана на фактическое снижение уровней шума за ним;

- разработка метода, алгоритма и программы расчета на ЭВМ собствен
ной звукоизоляции консольной прямоугольной пластины с учетом реальных
размеров ограждения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые решена задача о собственных колебаниях консольных прямо
угольных пластин с использованием волновой теории собственных колеба
ний прямоугольных пластин, основанной на волновом переносе энергии с
минимальными затратами на формирование замкнутого волнового движения,
найдены собственные функции и решение системы частотных уравнений;

впервые получены теоретические зависимости для расчета коэффициента прохождения звука и собственной звукоизоляции консольных ограждений;

выявлено влияния на собственную звукоизоляцию консольной пластины физико-механических свойств материала конструкции, ее размеров, характера взаимодействия вибро- и звуковых полей в широком диапазоне частот;

проведен сравнительный анализ вклада собственных и инерционных волн на прохождение звука через консольную прямоугольную пластину;

- экспериментально подтверждены результаты теоретических исследо
ваний;

разработана методика выбора конструкций акустических экранов (выгородок) в соответствии с частотной характеристикой уровней падающего на них шума;

разработана программа расчета коэффициента прохождения звука и собственной звукоизоляции консольной пластины.

Практическая значимость работы заключается:

- в возможности определения коэффициента прохождения звука и соб
ственной звукоизоляции экранов;

в возможности выбора материала акустического экрана (выгородки) с учетом спектра изолируемого шума и реальных размеров ограждения;

в уточнении уровней шума за экраном в зоне акустической тени в непосредственной близости к акустическому экрану (выгородке);

в обеспечении возможности подсчета фактической эффективности шу-мозащитных экранов-выгородок на стадии их проектирования;

в использовании разработанной компьютерной программы для расчета коэффициента прохождения звука, собственной звукоизоляции и других акустических характеристик шумозащитного экрана.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы составляет 167 страниц основного текста, в том числе 72 рисунка, библиографический список, включающий 179 наименований, и 4 приложения.

В первой главе рассматриваются области применения акустических экранов, обосновывается необходимость применения звукоизолирующих экранов при наличии разношумного оборудования в производственных помещениях и в градостроительстве, приводится обзор и анализ существующих методов расчета акустической эффективности экранов (выгородок) с учетом различных факторов.

Во второй главе определяется волновой состав вибрационного поля консольных прямоугольных пластин, находятся их собственные функции, решается система частотных уравнений, устанавливается механизм прохож-

дения звука с учетом резонансной и инерционной составляющих, находятся коэффициенты прохождения звука и собственная звукоизоляция консольной пластины, а так же определяются граничные частоты диапазонов.

В третьей главе описана методика проведения экспериментальных исследований собственной звукоизоляции консольных прямоугольных пластин, проведенных в лаборатории акустики ННГАСУ, и представлены полученные результаты.

В четвертой главе приведены методика проведения расчета собственной звукоизоляции акустических экранов, теоретические и экспериментальные исследования влияния коэффициента прохождения звука и собственной звукоизоляции на фактическую эффективность экранов.

В приложении 1 рассмотрен пример расчета коэффициента прохождения звука и собственной звукоизоляции экрана.

В приложении 2 приводятся описание программного средства и результаты компьютерного расчета собственной звукоизоляции консольной прямоугольной пластины (акустического экрана).

В приложение 3 включены документы о результатах внедрения полученных в процессе исследования теоретических и практических данных.

В приложении 4 представлены иллюстрации внедрения результатов работы и проведения экспериментальных исследований.

Анализ методов расчета акустических экранов

Методы проектирования экранов связаны с анализом изменения акустического поля создаваемого источником в расчетной точке до и после установки экрана. Для этого необходимо определить пути распространения звука от источника к приемнику. После установки экрана в общем случае можно выделить несколько путей распространения звуковой энергии представленные на рис. 1.1.

Определение акустической эффективности экранов в основном базируется на теории дифракции. Методы расчета в этом случае зависят от расчетных схем, которые можно классифицировать следующим образом: - расчетные схемы акустических экранов: - полубесконечные тонкие жесткие экраны, закрывающие часть пространства полуплоскостью ограниченной прямой линией, - полубесконечные экраны различного поперечного сечения, - тонкие экраны, ограниченные по длине; расчетные схемы установки акустических экранов: - в свободном пространстве (по рис. 1.1 пути: 1 - дифракция, 6 - отражение от экрана, 7 - поглощение), - на основании (дополнительные пути: 2 - отражение от основания затем дифракция, 3 - дифракция затем отражение от основания), - в помещении (дополнительный путь: 4 - отражение).

Кроме того, звук проходит и через («сквозь») конструкцию экрана (см. рис. 1.1, путь 5 - прохождение «сквозь» экран) и, снизившись на величину собственной звукоизоляции экрана, излучается с его обратной стороны. С этой точки зрения можно выделить следующие методики расчета: - без учета прохождения звука через экран (абсолютно акустически непрозрачный экран), - с учетом прохождения звука через экран (частично акустически прозрачный экран).

Исходя из вышесказанного, и в соответствии с изложенным в рассмотренной литературе материалом, организуем расчетные схемы для определения акустической эффективности экранов в следующие группы: - полубесконечные тонкие жесткие экраны в свободном пространстве, - полубесконечные экраны различного поперечного сечения, - тонкие экраны, ограниченные по длине, - экран, установленный на основании, - экран в помещении, - прохождение звука через экран, - прохождение звука через экран с учетом отражений.

Далее рассмотрим существующие аналитические, графические и графоаналитические методы расчета в порядке от простого к сложному с постепенным добавлением новых факторов, влияющих на расчетное значение. В первых трех схемах определяется акустическая эффективность экрана в соответствии с теорией дифракции. Затем добавляются дополнительные пути проникновения звука в расчетную точку, и определяется фактическое снижение уровня звука за экраном.

Расчет распределения уровней звукового давления в области звуковой тени за полубесконечными тонкими жесткими экранами в свободном пространстве часто рассматривается в литературе [27, 51, 55, 121, 130 и др.}. Акустическая эффективность таких экранов зависит от следующих факторов: - геометрических размеров экрана, - расстояний от источника до экрана и от экрана до приемника, - частоты звука, - акустических характеристик экрана.

Свободный и защемленный края (консоль)

Можно заметить, что наибольший вклад при достаточно больших ка в обоих уравнениях вносит второе слагаемое. Следовательно, необходимо за-нулить множители перед экспонентами с точностью обратно пропорцио нальной порядку efa,A 1+sm a и екШ+С0 а. Эти множители, приравненные к нулю, и есть асимптотическая система частотных уравнений (АСЧУ) (2.10), (2.23): tg(kbcosa) = 2g2/q2

Введя коэффициент соотношения сторон v = а/Ьу в системах уравнений можно избавиться от конкретных размеров пластин, заменив кЬ на ka/v. Зная соотношение сторон v и коэффициент Пуассона а можно определить числа ка и угол падения а.

М.С. Седов предложил использовать графический метод решения подобных систем [91], что и было сделано для приближенной оценки распределения решений СТЧУ. Пример графика зависимости а(ка) для a = 0,3 и v - 1 приведен на рис. 2.2 и рис. 2.3. Интервал изменения угла a = 0. ..л/2.

Ветви, берущие начало на оси a = 0, относятся к первому уравнению и характеризуют собственные колебания полосы у = О, Ъ. Ветви другой функции с началом на оси a = тс/2 относятся к значениям собственных чисел полосы х = 0, а. Из рассмотрения семейства ветвей первой и второй функций на достаточно высоких частотах видно следующее: - каждому значению ка соответствует ряд значений углов падения из-гибных волн а; - каждому значению угла a = 0...л/2 соответствует дискретный бесконечный ряд частот собственных колебаний.

Точки пересечения функций и являются решениями задачи о нахождении собственных чисел и собственных углов падения изгибных волн.

Для решения поставленной задачи разработана методика и программное средство [41], которое позволяет быстро решать систему точных частотных уравнений для тонкой прямоугольной пластины, защемленной с одной стороны и тремя свободными сторонами, с учетом ее размеров и характеристик материала.

В результате получены собственные числа и углы падения для прямоугольной консольной пластины, которые можно представить в табличной форме или в виде точечного графика распределения этих чисел (рис. 2.4).

Представив (2.27) ка sinoc = т% , kb cosa = rat, из решения системы частотных уравнений можно получить, что с некоторым приближением количество полуволн для консольной прямоугольной пластины можно записать в виде: т = wo-0,5, п = щ- 0,25, где т0 и щ целые числа 1, 2, 3, ... , соответствующие числам для шарнирно опертой по четырем сторонам прямоугольной пластины или другими словами номера форм собственных колебаний вдоль соответствующих сторон.

Частотное уравнение для консольной прямоугольной пластины с защемленной стороной Ь при v = а/ Ъ можно записать в следующем виде: (kaf = n2[m2 + n2v2]. (2.28) Числа тип , определяющие формы собственных колебаний, находятся из решения системы частотных уравнений.

Сторона со свободными краями (Y-составляющая).

Для рассмотрения выберем углы падения близкие к 0, т.е. те углы, при которых волна распространяется вдоль оси OY, Смещения при таких условиях можно интерпретировать как для бесконечно широкой полосы. Это позволит нагляднее представить формы волн для выбранного направления. Ниже приведены расчетные значения указанных углов и чисел: а = 0,310190000 kb = 5,133613092 п= 1,556094307 а = 0,176390000 кЪ = 8,033469958 «=2,517455353 а = 0,113640000 kb= 11,09028431 п= 3,507377409 а = 0,077000000 kb= 14,18991297 о= 4,503406174 а= 0,051700000 kb^ 17,30673463 п= 5,501544022 а = 0,030900000 kb= 20,43182253 и= 6,500546476. Формы собственных колебаний для выбранных углов падения и волно вых чисел приведены на рис. 2.5.

Закрепление образца в проеме между камерами высокого и низкого уровней

Конструкция герметизации свободных краев показана на сечении 1-1 (рис. 3.4). Деревянные штапики сечением 15 15 мм, оклеенные пленкой из бутвела, прибивались к раме КВУ с двух сторон от образца так, чтобы у образца была свобода перемещения порядка 2 мм. Щель между штапиками и рамой заделывалась бортиком из пластилина треугольного сечения со сторонами 10 10 мм.

Пленка, приклеенная к штапику, и образец склеивались пленкой из бутвела шириной 40 мм. Ширина приклеенной части равнялась 10 мм, что обеспечивало герметичность и давало минимальное демпфирование краев, не влияя на звукоизоляцию образца. Жесткое защемление одной стороны образца. Жесткое закрепление осуществлялось с помощью двух стальных уголков Ll00x63x6 (сечение 2-2 рис. 3.4). Один из уголков с предварительно вставленными в отверстия болтами Ml0x40 крепился шурупами к деревянной раме КВУ. Болты располагались в шахматном порядке с горизонтальным шагом 200 мм и вертикальным - 65 мм.

Высота образца была на 100 мм больше высоты проема. В нижней его части в соответствии с расположением болтов в первом уголке просверливались отверстия диаметром 12 мм, которыми он надевался на болты. Далее на болты надевался второй уголок полкой вверх и притягивался к первому гайками через шайбы.

Таким образом, глубина защемления составила 100 мм, что при максимальной высоте образца 1,0 м равняется ОД вылета консоли. Такой заделки достаточно для имитации жесткого защемления, которое должно обеспечить - отсутствие поперечных перемещений нижней границы; - отсутствие возможности ее поворота. Косвенное возбуждение

Для того чтобы избежать облучения крепежного уголка, его прикрывали листом ДСП толщиной 20 мм, а пространство между ними заполняли супертонким стекловолокном. Экспериментальные исследования проводились на двух парах образцов одинакового размера с близкими значениями поверхностной массы: 1-ая пара (рис, 3.5): -дюралюминий 6=1 мм \х = 2,8 кг/м2 D/\x = 2,60 м /с2 , - фанера 5 - 5 мм \х = 2,9 кг/м2 D/\x = 16,5 м4/с2; 2-ая пара (рис. 3.6): -дюралюминий 5 = 1,5 мм ц = 4,2 кг/м2 D/\i = 5,74 м4/с2, - ДВП 5 = 3,2 мм \i = 3,9 кг/м2 /ц = 23 J м4/с2.

Как показали измерения (рис. 3.5, рис. 3.6) при увеличении жесткости пластины происходит смещение граничной частоты пространственного резонанса в область более низких частот, что влечет за собой заметное уменьшение собственной звукоизоляции в области высоких частот (2000-10000 Гц).

Снижение собственной звукоизоляции в области граничной частоты 111 IF с увеличением жесткости происходит из-за интенсивного излучения звука собственными колебаниями ограждения, что в свою очередь является следствием разреженного спектра собственных колебаний (малого количества собственных полуволн). Это же подтверждают полученные в главе 2 выражения для коэффициентов прохождения звука и комплексных характеристик самосогласования, частотные зависимости которых приведены на рис. 3.7, рис. 3.8, рис. 3.9, рис. 3.10. Из представленных графиков видно, что с уменьшением жесткости ограждения происходит уменьшение самосогласования звуковых полей, что влечет за собой увеличение его звукоизоляции.

Коэффициент резонансного прохождения звука обратно пропорционален величине коэффициента потерь материала ограждения. Следовательно, для уменьшения излучения звука собственными волнами ограждения необходимо увеличить потери колебательной энергии. Повышение коэффициента потерь может достигаться путем нанесения на ее поверхность вибродемпфи-рующих покрытий или использованием многослойных конструкций с прослойками из вибродемпфирующих материалов.

Для однослойных ограждающих конструкций бесконечной протяженности с большим коэффициентом потерь по теории Кремера [126] звукоизоляция зависит - в области граничной частоты волнового совпадения - от массы и коэффициента потерь; - в области ниже граничной - от закона массы.

Вопросы повышения звукоизоляции за счет увеличения коэффициента потерь для шарнирно опертых ограждений путем нанесения на них вибро-поглощающего покрытия изучались М.С. Седовым [91, 95].

А.А. Кочкин [57, 106] исследовал звукоизоляцию слоистых вибро-демпфированных листовых ограждений, состоящих из наружных металлических листов (обкладок) и внутреннего вибропоглощающего материала (прослойки) с расчетной схемой в виде пластины шарнирно опертой по краям.

Рассмотрим аналогичные многослойные конструкции с расчетной схемой в виде консольной прямоугольной пластины.

Будем обозначать слоистую конструкцию следующим образом: обкладка-прослойка-обкладка (5 i+S2+S3), где обкладка - материал обкладки толщиной 8ь 52 (мм); прослойка - материал прослойки толщиной 8з (мм). Исследование влияния коэффициента потерь проводилось на группах образцов с приблизительно одинаковыми поверхностными массами: - сухая штукатурка 5 = 8,5 мм ц. = 9,58 кг/м2 г]=0,01 и - дюралюминий-бутвел-дюралюминий 5 = 2+1+2 мм ц= 11,5 кг/м2 ту=0,015 (рис. 3.13); а также - асбоцементная плита б = 11 мм ц = 21,82 кг/м л=0,01, - дюралюминий-агат-дюралюминий 8 = 2+10+2 мм ц = 23,30 кг/м2 г=0,021 и - дюралюминий-агат-дюралюминий 5 = 3+5+3 мм \х = 22,75 кг/м2 ті=0,016 (рис. 3.14). Из сравнения частотных характеристик указанных групп видно, что увеличение звукоизоляции достигается за счет увеличения коэффициента потерь. Увеличение внутренних потерь в ограждении приводит к уменьшению излучаемой мощности, а, следовательно, к увеличению звукоизоляции. Индексы изоляции воздушного шума Rwy образцов первой группы увеличился с 28 дБ для сухой штукатурки до 31 дБ для дюралюминий-бутвел-дюралюминий, а у второй группы с 33 дБ для асбоцементной плиты до 35 дБ для слоистых ограждений.

Определение граничных частот

В главе 2 разработана модель прохождения звука сквозь акустический экран, т.е. через ограждающую конструкцию ограниченных размеров, расчетная схема которой может быть представлена как консольная прямоугольная пластина с жестким защемлением по одной стороне и с тремя свободными сторонами. Эта модель учитывает возникающие в пластине собственные и инерционные волны.

Расчет для трех областей частот проведен в следующем порядке: - ВЫЧИСЛЯЮТСЯ ГраНИЧНЫе ЧаСТОТЫ /гПрПР /гНЛР к/гллр - для каждой частоты/глрлр / ЛНПР области ПрПР находятся - т по (2.145B) , (2.145г) И (2.147а), - R по (2.1606) и (2.1596) ; - для каждой частоты яяр / /гплр области НПР определяются - т по(2.145в) ,(2.145г) и(2.147а), - R по (2.1576) и (2.1566) ; - для каждой частоты f f nnp области ППР производится расчет - т по (2.1466) и (2.147а), - R по (2.1526), где отмечены - формулы для расчета в октавных полосах частот, - формулы для расчета в третьоктавных полосах частот.

Далее приводится детальное описание последовательности проведения расчетов коэффициентов прохождения звука и собственной звукоизоляции конструкции акустического экрана.

Результирующее звуковое поле в помещении состоит из звуковой энергии прямого звука от источника и звуковой энергии отраженной и рассеянной стенами, потолком, полом. Акустический экран может изменить звуковое поле в зоне "тени", образующейся за экраном, где уровень звукового давления уменьшается.

Распространение звука в свободном поле представлено на схеме 1 (рис. 4.1). Рассмотрим следующие расчетные схемы для определения эффективности экрана (рис. 4.1): схема 2 -акустически непрозрачный экран в свободном пространстве, где эффективность определяется дифракцией; схема 3 - акустически непрозрачный экран в помещении, где эффективность определяется дифракцией и отраженным звуком; схема 4 — акустически частично прозрачный экран в помещении, где эффективность определяется дифракцией, отраженным звуком и коэффициентом прохождения звука через экран.

Эффективность экранов на приведенных на схемах является функцией от коэффициента направленности Ф, расстояния г, фактора дифракции D.F., постоянной помещения В и коэффициента прохождения звука т..

Отраженный звук (схема 3) и излучение экраном в зону акустической тени (схема 4) ухудшают эффективность экрана, достигаемую за счет дифракции. Поэтому при данных размерах экрана и расположении источника и приемника, т.е. геометрических параметрах системы Источник - Экран -Приемник, акустическая эффективность звуконепроницаемого экрана, рассчитанная только с учетом дифракции, будет наибольшей (схема 2). Назовем эту эффективность предельной.

Для помещений без экрана снижение уровней звука в расчетной точке определяется по формуле [109]: Ф ,471 г2 + В/ (4.1) ALo = i,F-„=10-lg где Z,0 - уровень звука в расчетной точке, дБ; L\y - уровень мощности источника, дБ; Ф — коэффициент направленности; г - расстояние от источника до расчетной точки, м; В - постоянная помещения, м2.

Графики зависимости снижения уровней звука в расчетной точке от расстояния для различных значений постоянной помещения и коэффициента направленности Ф = 2 (как для источника установленного на основании) представлены на рис. 4.3. Аналогичные графики можно построить для источников расположенных в свободном пространстве (Ф=1), в двугранном (Ф = 4) и в трехгранном углу (Ф = 8).

Для каждого значения постоянной помещения В на графиках можно выделить зону с влиянием прямого и отраженного звука и зону с преобладающим влиянием отраженного звука. В первой зоне при неизменном значении постоянной помещения (5 = const) происходит изменение снижения уровня звука. Во второй зоне при неизменном значении постоянной помещения (В = const) снижение уровня звука остается постоянным (горизонтальные участки кривых).

Для определения акустической эффективности экрана необходимо рассчитать уровни звукового давления за звуконепроницаемым экраном. Чтобы теоретически учесть прохождение звука через экран, установленный в помещении, воспользуемся подходом, предложенным Помполи, [165].

Представим квадрат звукового давления в расчетной точке после установки экрана в помещении в виде: РоЭ=Ре2+Рб\2+Рб22+Р?+Ротр(Э)2, (4.2) где индексы обозначают учет следующих факторов: в, 61,62 — дифракции через верхнюю и боковые грани экрана; т — коэффициента прохождения звука через экран; ошр(Э) — отражения после установки экрана.