Строительная физика. Андрианов К.А - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3. СТРОИТЕЛЬНАЯ И АРХИТЕКТУРНАЯ АКУСТИКА
Разделы строительной физики, в которых рассматриваются прикладные вопросы о распространении и слуховом
восприятии звука, носят название архитектурной и строительной акустики.
Архитектурная акустика занимается разработкой принципов и мер создания оптимальных условий восприятия речи,
пения, музыки в помещениях и на открытом воздухе. Звуки при этом рассматриваются как носители полезной информации,
не оказывающие вредных воздействий на человека. Задача строительной акустики – разработка мер снижения или полного
подавления шумов. Шумами называются любые, мешающие слуховому восприятию, работе и отдыху человека звуки.
Борьба с шумами имеет гигиеническое и экономическое значение, так как их воздействие влияет на психику, является
причиной многих заболеваний, снижает производительность труда.
При изучении акустических процессов, выборе и обосновании мер снижения шума наряду с физико-математическими широко
используются экспериментальные методы, позволяющие, в частности, выполнять определение акустических параметров
помещений, звукоизолирующих качеств ограждающих конструкций, эффективность мер по повышению звукоизоляции,
исследовать закономерности распространения шумов в помещениях и эффективность их снижения строительно-
акустическими методами (табл. П.4).
Лабораторные работы имеют цель ознакомить студентов с методами исследования распространения звуковой энергии,
оценки акустических параметров помещений и звукоизолирующих качеств ограждений. При выполнении работ студенты
должны изучить схемы измерительных трактов, принципы действия приборов, методику проведения экспериментов и
обработки их данных.
Перед тем, как приступать к выполнению работ, необходимо познакомится с понятиями и определениями акустики,
принципами представления и обработки акустических величин.
С точки зрения акустики звук рассматривается как физическое явление, представляющее собой волновое колебание
упругой среды (например, воздушной). Распространение колебаний происходит в виде волн со скоростью, называемой
скоростью звука c (м/с). Количество энергии, переносимой звуковыми волнами в единицу времени через единицу площади,
перпендикулярной направлению распространения звука, называется интенсивностью звука I (Вт/м
2
). Давление, возникающее
в звуковой волне, называется звуковым давлением P (Па). Величины P и I в природе изменяются в широких пределах (P =
2·10
2
…2·10
–5
Па, I = 10
2
…10
–12
Вт/м
2
), их использование в таком виде неудобно. В технической акустике принято оценивать
эти величины в относительных логарифмических единицах – децибелах (дБ). Логарифмическая шкала позволяет сократить
диапазон измеряемых величин, так как каждому делению шкалы соответствует изменение не на определенное число единиц,
а в определенное число раз. Большинство акустических величин в этой связи оцениваются в уровнях.
Уровень интенсивности звука определяется по формуле
0
lg10
I
I
L = , дБ, (21)
где I
0
= 10
–12
Вт/м
2
– пороговая интенсивность, соответствующая едва слышимому звуку в области наибольшей
чувствительности уха.
В плоской или сферической волнах интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления и,
следовательно, уровень звукового давления определяется как
0
2
0
2
lg20lg10
P
P
P
P
L == , (22)
где P
0
= 2·10
–5
Па – величина звукового давления, соответствующая пороговой интенсивности звука I
0
= 10
–12
Вт/м
2
.
Характер восприятия звука зависит от чувствительности уха к звукам разной частоты. Ухо одинаково реагирует на
одинаковые относительные изменения частоты звука, поэтому исследования производятся в относительных полосах частот
определенной ширины: октавных и третьоктавных. Октавная полоса частот имеет верхнюю граничную частоту в 2 раза
большую, чем нижняя, в третьоктавной полосе это соотношение равно
26,12
3
≈ . Каждую
полосу характеризуют одной среднегеометрической частотой
21ср
fff = , где f
1
и f
2
– нижняя и
верхняя граничные частоты полосы.
Более подробно с основными понятиями и определениями строительной и архитектурной
акустики можно познакомиться в [2, 6, 9].
Для измерения уровней звукового давления используют шумомеры (в частности,
ОКТАВА-101АМ). Шумомер является электронным измерительным прибором, реагирующим
на звук аналогично уху человека, и обеспечивающим объективное измерение уровней звукового
давления. Воспринимаемый микрофоном звук преобразуется в электрический сигнал и подается
в усилитель шумомера. После усиления и соответствующей обработки сигнал поступает на
графический индикатор прибора. Прибор показывает уровни звукового давления в децибелах в
октавных или третьоктавных полосах частот. Структурная схема измерительной системы,
обеспечивающая измерение и анализ шумов, приведена на рис. 13.
Лабораторная работа 10
ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ РЕВЕРБЕРАЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ
Цель работы: знакомство с экспериментальным методом определения основной характеристики акустических качеств
помещения – времени реверберации.
Персональный
компьютер
Микрофон
Шумомер
ОКТАВА-101АМ
Рис. 13. Структурная схема
измерительной системы с
частотным анализом шума

Страницы