Звукоизоляция одинарных ограждений

Формула (4.10) известна под названием "закон массы".

При косом падении звуковой волны на перегородку под углом θ к норма-

Как видно, звукоизоляция перегородки при косых углах падения умень-шается, хотя на первый взгляд можно было бы предположить обратное. Это яв-ление называется компонент - эффектом и наблюдается на частотах, на кото-рых перегородка является твердой, т.е. ее изгибная жесткость не проявляется.

В реальных условиях звуковое поле, воздействующее на перегородку, яв-ляется диффузным, т.е. в нем все углы падения звуковых волн на перегородку равновероятны.

Это уменьшает звукоизоляцию, по мнению ряда исследователей на вели-чину = 5 дБ. Тогда, подставляя численные значения π и ρc для воздуха, полу-чим из (4.10)

здесь m - масса 1м² ограждения.

Из (4.12) следует, что при увеличении частоты или массы вдвое звуко-изоляция увеличивается на 6 дБ. Таким образом, звукоизоляция увеличивается на 6 дБ в каждой последующей октавной полосе.

Закон массы нарушается на частотах близких к критической частоте пре-грады, т.е. когда имеет место резонанс совпадения. Как уже отмечалось ранее при рассмотрении вопроса о звукоизлучении, это явление возникает при совпа-дении длин изгибных волн в пластине и в воздушной среде. На этих частотах начинается звукоизлучение пластин в дальнее поле. Аналогично происходит и при падении звуковой волны на препятствие. Если длины волн в воздушной среде и в пластине совпадают, то препятствие становится «прозрачным» для такого звука и волна почти беспрепятственно проходит через него. Ранее было показано, что критическая частота, соответствующая равенству волн, определя-ется

где h –толщина пластины, E –модуль Юнга, µ – коэффициент Пуассона мате-риала пластины.

В диффузном звуковом поле всегда найдутся такие углы, для которых выполнится условие совпадения λ/sin θ = λ_изг. Поскольку таких углов много, то уменьшение звукоизоляции начинается уже с частоты f > 0.5f_кр.

На частотах f > 2f_кр существенное значение начинает играть жесткость ограждения и внутренние потери η. Звукоизоляция шарнирно опертой пласти-ны

На этих частотах звукоизоляция вновь начинает увеличиваться примерно на 7,5 дБ при удвоении частоты.

Общий вид частотной характеристики звукоизоляции однослойных огра-ждений показан на рис.4.2.

Рис. 4.2. Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским ограждением

Меняя цилиндрическую жесткость ограждения, можно изменять величи-ну критической частоты, а следовательно и эффективность звукоизоляции в том или ином диапазоне. Так, уменьшение жесткости смещает область пониженной звукоизоляции в высокочастотную часть спектра. При увеличении жесткости граничная частота снижается, что целесообразно при достаточно толстых огра-ждений с f_кр < 300 Гц. А для тонких перегородок усиление их ребрами жестко-сти может привести к ухудшению из звукоизолирующих способностей на низ-ких и средних частотах.

Если стеновые (панельные) материалы имеют сквозные поры,– ЗИ резко снижается. Закрытие пор, штукатуркой или окрашиванием, снимает их влия-ние. Крупные пустоты могут привести к снижению ЗИ из-за резонансных коле-баний воздуха в полостях. Элементы строительных конструкций из таких ма-териалов, например крупнопористого бетона, должны иметь наружные слои из плотного бетона или раствора толщиной не менее 2 см.