Акустическая обработка помещений

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный  университет»

 

 

Кафедра «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды »

 

 

 

 

 

Контрольно-курсовая работа

по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»

 

Тема ККР: «Акустическая обработка помещений»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тула 2013 г.

 

Содержание

 

Введение 3

1. Понятие акустической обработки помещения 4

2. Методы акустической обработки помещений 8

2.1. Голограммно-акустическая обработка помещения 8

2.2. Звукопоглощение 9

3. Современные акустические материалы для обработки помещений 11

Заключение 14

Список используемой литературы 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Акустическая обработка помещений - это установка в помещениях звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей для уменьшения интенсивности отраженных звуковых волн с целью снижения шума в этих помещениях.

Применение  данного метода борьбы с шумом  чаще всего связано с необходимостью его снижения в самих производственных помещениях. Однако в тех случаях, когда предприятия расположены  близко от жилой застройки или  среди нее, через открытые окна цехов  проходит шум, нередко превышающий  допустимые уровни в жилых помещениях. Поэтому снижение шума в шумных цехах  за счет акустической обработки позволяет  одновременно решить две задачи - улучшить условия труда на предприятии  и защитить население жилой застройки  от действия шума. Необходимо отметить, что снижать шум, используя данный метод, бывает нужно не только на действующих, но и на проектируемых предприятиях. При этом величина снижения шума в  жилой застройке не превышает 7-12 дБ в области средних и высоких  частот, где применение акустической обработки наиболее эффективно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Понятие акустической обработки помещения

Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. Поэтому если нет возможности  уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно снизить энергию отраженных волн. Этого можно достичь, увеличив эквивалентную площадь поглощения А помещения, путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещении штучных звукопоглощателей. Это мероприятие называется акустической обработкой помещения.

Свойствами  поглощения звука обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими  материалами и конструкциями  принято называть лишь те, у которых  коэффициент звукопоглощения а  на средних частотах больше 0,2. У  таких материалов, как кирпич, бетон, величина а мала (0,01—0,05).

Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения  материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться  между собой (незамкнутые поры), чтобы  не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

Наиболее  часто в качестве звукопоглощающей облицовки применяют конструкции  в виде слоя однородного пористого  материала определенной толщины, укрепленного непосредственно на поверхности  ограждения, либо с отнесением от него на некоторое расстояние.

В настоящее  время применяют такие звукопоглощающие материалы, как ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые, минераловатные плиты на различных связках с  окрашенной и профилированной поверхностью, пенополиуретановый поропласт (поролон), пористый поливинилхлорид, различные  пористые жесткие плиты на цементном  вяжущем и другие материалы.

Звукопоглощающие  свойства данного пористого материала  зависят от толщины слоя, частоты  звука, наличия воздушного промежутка между слоем и отражающей стенкой, на которой он установлен.

Практически толщина облицовок составляет 20—200 мм, при этом максимальное поглощение обеспечивается на средних и высоких  частотах (а = 0,6-0,9). Для увеличения поглощения на низких частотах и для экономии материала между слоем и ограждением делают воздушный промежуток.

Выбор конструкции  звукопоглощающей облицовки зависит  от частотных характеристик шума в помещении и звукопоглощающих свойств конструкции, при этом максимуму  в спектре шума должен соответствовать  максимум коэффициента звукопоглощения  на этих же частотах.

Величину снижения шума в  помещении путем применения звукопоглощающей облицовки определяют в децибелах  по формуле,

ΔL_обл=10lg(A2/A1)

где A₁ — эквивалентная площадь поглощения помещения до установки облицовки, величина которой может быть рассчитана по результатам измерений времени реверберации или приближенно определена как А₁ = а_необлS_пов, принимая коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения Sпов равным а_необл= 0.1; А₂ — эквивалентная площадь поглощения после установки облицовки. Величина эквивалентной площади поглощения

A₂=A₁+ΔA

где ΔA — добавочное поглощение, вносимое облицовкой. Тогда величина снижения шума (дБ) составит

ΔL_обл=10lg(1+ΔA/A₁) (1)

На рабочих  местах производственных помещений, куда вместе с отраженным звуком приходит и прямой звук от различных источников, величина снижения шума за счет акустической обработки помещения оказывается  существенно меньше рассчитанной по формуле (1).

На эффективность  звукопоглощающих облицовок влияет не только величина ДЛ, но и высота расположения их над источниками шума, а также  конфигурация помещения. Облицовки  более эффективны при относительно небольшой высоте помещения (до 4 - 6 м). Это объясняется тем, что в низких помещениях большой площади потолок и пол являются основными отражающими поверхностями, а применение облицовок, как отмечалось выше, основано на уменьшении отраженного звука. В таких помещениях закрыть пол поглощающим материалом обычно не представляется возможным, поэтому облицовываются только потолки; стены здесь почти не играют роли в отражении звука и поэтому их не облицовывают.

Наоборот, в высоких и вытянутых помещениях, где высота больше ширины, облицовка  стен дает больший эффект.

В помещениях кубической формы  облицовываются как стены, так и  потолок.

Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум по суммарному уровню на 6 — 8 дБ в зоне отраженного  звука (вдали от источника) и на 2 — 3 дБ вблизи источника шума. Несмотря на такое относительно небольшое  снижение, применение облицовок целесообразно  по следующим причинам: во-первых, спектр шума в помещении меняется за счет большой эффективности (8 — 10 дБ) облицовок  на высоких частотах. Он делается более  глухим и менее раздражающим; во-вторых, становится более заметным шум своего оборудования, например, станка, а следовательно, появляется возможность слухового  контроля его работы, становится легче  разговаривать, улучшается разборчивость  речи.

Если  стены помещения, перекрытие выполнены  светопрозрачными или площадь свободных  поверхностей недостаточна для установки  плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения шума применяют штучные (объемные) поглотители различных  конструкций, представляющие собой  объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемые к  потолку равномерно по помещению  на определенной высоте.

Снижение  шума за счет установки штучных поглотителей определяют по формуле (1), принимая величину

ΔA= nA_шт

где   А_шт — эквивалентная   площадь   поглощения   штучного   поглотителя, n — число поглотителей.

Необходимо  отметить, что современная тенденция  применения в промышленных зданиях больших остекленных поверхностей, перегородок из стеклоблоков, различных декоративных пластмассовых покрытий и т. п. мероприятий, улучшая эстетический облик предприятия, приводит к ухудшению шумовых условий поскольку звукопоглощающие свойства таких конструкций очень малы. Поэтому проведение акустической обработки подобных помещений часто является необходимым мероприятием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методы акустической обработки помещений

1. Голограмно-акустическая обработка помещений 

Уникальный  метод реализуется посредством  улучшения акустических свойств  поверхностей, ограждающих объемы пространства.  
     Осуществление голограммно-акустической обработки помещения возможно после выполнения достаточно сложных этапов подготовки к ее проведению, основанной на использовании размерностей геометрии пространства зала по архитектурно-строительным чертежам и компьютерным процедурам с извлекаемыми из них данными. 
     Метод голограммно-акустической  обработки основан  на приведении акустики зала в соответствие с гармоническими законами ритмической организации работы мозга человека, его органов слуха, речи и чувства красоты, воспринимаемых звуковых сигналов. 
     Применением данного метода, помимо изменения частотной характеристики  времени  реверберации, увеличения  «разборчивости» и «прозрачности»,  достигается   гармонизация   звучания  в  зале  речи  и  музыки, чем  усиливается эмоционально-эстетическое воздействие любой звуковой программы на слушателя за счет акустики зала, созданной предлагаемым методом. Таким образом, предлагаемый метод голограммно-акустической обработки позволяет получить результаты, пока другими известными методами не достижимые.  
 

Акустика, сформированная посредством метода голограммно-акустической обработки помещения, обладает следующими качествами:

1. Человеческий голос и музыка, звучащие в помещении, обладают ясностью, звучностью и объемом.
2. Полученный звук абсолютно "чистый", без так называемого "акустического мусора".
3. По оценкам экспертов полученный звук красивый и гармоничный, что очень важно, например, для театральных и концертных залов. Гармония и красота звука усиливают эмоционально-эстетическое воздействие музыки и человеческого голоса на слушателя. Гармоническая акустика, создаваемая нами, предъявляет большие требования к исполнителям и к музыкальным инструментам, звучащим в помещении. Она не терпит расстроенных инструментов и фальшивых голосов, немедленно обнаруживая их неточность. 
4. Качество полученного звука в театральном либо концертном зале обеспечивает его многофункциональность: в нем одинаково эффективно можно проводить как любые сольные концерты, концерты камерной и оркестровой музыки, так и речевые мероприятия, такие как драматические спектакли, поэтические чтения и даже конференции.
5. Человеческая речь, звучащая в помещении, становится абсолютно разборчивой.
6. Слышимость в любой точке помещения независимо от местоположения источника звука.
7. При звучании музыкальных инструментов в оркестре (если речь идет о зале) регистры разбираются не только по группам, но и по отдельным инструментам. 
8. Качество полученного звука позволяет производить в помещении высококачественную звукозапись любых речевых и музыкальных мероприятий.
2. Звукопоглощение за счет звукопоглощающих материалов

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Потери на трение наиболее значительны в пористых материалах, которые вследствие этого используются в звукопоглощающих материалах. Звукопоглощение используется при акустической обработке помещений.

Акустическая  обработка помещения предусматривает  покрытие потолка и верхней части  стен звукопоглощающим материалом. Вследствие этого снижается интенсивность  отраженных звуковых волн. Дополнительно  к потолку могут подвешиваться звукопоглощающие щиты, конусы, кубы, устанавливаться резонаторные экраны, тоесть искусственные поглотители. Искусственные поглотители могут применяться отдельно или в сочетании с облицовкой потолка и стен. Эффективность акустической обработки помещений зависит от звукопоглощающих свойств применяемых материалов и конструкций, особенностей их расположения, объема помещения, его геометрии, мест расположения источников шума. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Поэтому  для эффективного звукопоглощения  материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и быть незамкнутыми, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в  толщу материала.

Свойствами  звукопоглощения обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими  материалами и конструкциями  принято называть только те, у которых  коэффициент звукопоглощения a на средних  частотах больше 0,2. Это прежде всего  такие материалы как ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые  плиты, пористый поливинилхлорид, различные  пористые жесткие плиты на цементной  вяжущей основе и др.

 

 

3. Современные акустические материалы для обработки помещения 

Для большинства современных помещений  обеспечение комфортной акустической среды является на данный момент одним  из основных функциональных требований (например, в кинотеатрах, концертных, многопрофильных и конференц-залах, офисных помещениях и др.).  
Акустические свойства помещения существенно влияют на характер звуковоспроизведения в нем. Именно поэтому помещения, предназначенные, например, для лекций или концертов, должны иметь разные акустические свойства.