Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Безэховой камере , показывая акустические демпфирующие плитки , используемые для поглощения звука.

Звукоизоляция - это любое средство снижения звукового давления по отношению к определенному источнику звука и рецептору. Существует несколько основных подходов к уменьшению звука: увеличение расстояния между источником и приемником, использование шумовых барьеров для отражения или поглощения энергии звуковых волн , использование демпфирующих конструкций, таких как звуковые перегородки , или использование активных противошумовых генераторов звука. [1] [2]

В подавлении звука есть 5 элементов ( поглощение , демпфирование , развязка, расстояние и добавление массы). Аспект «звукопоглощения» в звукоизоляции не следует путать со звукопоглощающими панелями, используемыми при акустической обработке. « Поглощение » в этом смысле относится только к уменьшению резонансной частоты в полости путем установки изоляции между стенами, потолками или полами. Акустические панели могут играть роль в лечении только после того, как стены или потолок будут звукоизолированы, уменьшая усиленное отражение в комнате источника.

При проектировании акустической обработки может потребоваться рассмотреть две различные проблемы звукоизоляции - улучшить звук внутри комнаты (см. Реверберацию ) и уменьшить утечку звука в / из соседних комнат или на улицу (см. Класс передачи звука и индекс звукоизоляции ). Акустическое приглушение и контроль шума могут использоваться для ограничения нежелательного шума. Звукоизоляция может подавлять нежелательные непрямые звуковые волны, такие как отражения , вызывающие эхо, и резонансы , вызывающие реверберацию.. Звукоизоляция может уменьшить передачу нежелательных прямых звуковых волн от источника к непроизвольному слушателю за счет использования расстояния и препятствий на пути прохождения звука.

Поглощение [ править ]

Звукопоглощающий материал регулирует уровни реверберирующего звукового давления в полости, ограждении или помещении. Синтетические абсорбирующие материалы пористые и относятся к пенопласту с открытыми порами (акустическая пена, звукоизоляционная пена). Волокнистые абсорбирующие материалы, такие как целлюлоза, минеральная вата, стекловолокно, овечья шерсть, чаще используются для снижения резонансных частот внутри полости (изоляция стен, пола или потолка), выполняя двойную функцию благодаря своим теплоизоляционным свойствам. Как волокнистый, так и пористый поглощающий материал используются для создания акустических панелей, которые поглощают звуковые отражения в комнате, улучшая разборчивость речи. [3] [4]

Пористые поглотители [ править ]

Пористые поглотители, обычно вспененные резины с открытыми порами или меламиновые губки , поглощают шум за счет трения внутри ячеистой структуры. [5] Пористые пенопласты с открытыми порами являются высокоэффективными поглотителями шума в широком диапазоне средних и высоких частот. На более низких частотах производительность может быть менее впечатляющей.

Точный профиль поглощения пористой пены с открытыми ячейками будет определяться рядом факторов, включая следующие:

  • Размер ячейки
  • Извилистость
  • Пористость
  • Толщина материала
  • Плотность материала

Резонансные поглотители [ править ]

Резонансные панели, резонаторы Гельмгольца и другие резонансные поглотители работают, демпфируя звуковую волну при ее отражении. [6] В отличие от пористых поглотителей, резонансные поглотители наиболее эффективны на низких и средних частотах, а поглощение резонансных поглотителей всегда согласовано с узким частотным диапазоном.

Демпфирование [ править ]

Под демпфированием понимается уменьшение резонанса в комнате за счет поглощения или перенаправления (отражения или диффузии). Поглощение снижает общий уровень звука, в то время как перенаправление делает нежелательный звук безвредным или даже полезным за счет снижения когерентности . Демпфирование может уменьшить акустический резонанс в воздухе или механический резонанс в структуре самой комнаты или предметах в комнате.

Разъединение [ править ]

Создание разделения между источником звука и любой формой прилегающей массы, затрудняющее прямой путь для передачи звука.

Разделение стены включает использование упругих изолирующих зажимов или звукопоглощающих прокладок. При установке зажимы следует располагать в шахматном порядке (через каждую другую стойку), чтобы создавать меньше путей для передачи звука. Упругий изолирующий канал легко вставляется в упругие зажимы, в результате чего между стойкой и гипсокартоном образуется зазор 1 5/8 дюйма. Винты с мелкой резьбой используются для ввинчивания гипсокартона в эластичный канал. Винты должны быть правильной длины, чтобы не проткнуть стойку, так как это снизит эффективность изолированной стены. [7]

Расстояние [ править ]

Плотность энергии звуковых волн уменьшается по мере их удаления друг от друга, так что увеличение расстояния между приемником и источником приводит к постепенному снижению интенсивности звука в приемнике. В обычной трехмерной обстановке, с точечным источником и точечным приемником, интенсивность звуковых волн будет ослабляться в соответствии с обратным квадратом расстояния от источника.

Масса [ править ]

Добавление плотного материала к обработке, чтобы звуковые волны не выходили из исходной стены, потолка или пола. Использование винила с массовой загрузкой, гипсокартона, звукоизоляции из гипсокартона, фанеры, МДФ, бетона или резины. Звукоизолирующие материалы различной ширины и плотности уменьшают звук в пределах переменного частотного диапазона. Использование нескольких слоев материала необходимо для успеха любого лечения. [8]

Отражение [ править ]

Когда звуковые волны попадают в среду, отражение этого звука зависит от различий поверхностей, с которыми он соприкасается. [9] Звук, ударяющийся о бетонную поверхность, приведет к совершенно иному отражению, чем при попадании звука в более мягкую среду, такую ​​как стекловолокно. На открытом воздухе, например, при строительстве дорог, насыпи или панели часто используются для отражения звука вверх в небо.

Распространение [ править ]

Если зеркальное отражение от твердой плоской поверхности дает проблемное эхо, то на поверхность можно установить акустический диффузор . Он будет рассеивать звук во всех направлениях. Это эффективно для устранения очагов шума в комнате. [10]

Шумоподавление [ править ]

Подавление шума генераторов для активного контроля шума являются относительно современные инновации. Микрофон используется для улавливания звука, который затем анализируется компьютером; затем звуковые волны с противоположной полярностью (фаза 180 ° на всех частотах) выводятся через динамик, вызывая деструктивные помехи и подавляя большую часть шума.

Звукоизоляция жилых помещений [ править ]

Программа Residential Sound направлена ​​на уменьшение или устранение воздействия внешнего шума. Основное внимание в звуковой программе жилых домов в существующих конструкциях уделяется окнам и дверям. Двери из массива дерева являются лучшим звуковым барьером, чем пустотелые двери. [11] Шторы можно использовать для гашения звука либо за счет использования тяжелых материалов, либо за счет использования воздушных камер, известных как соты . Одно-, двух- и трехкомпонентные соты обеспечивают относительно большую степень звукоизоляции. Основным пределом звукоизоляции штор является отсутствие уплотнения на краю занавески, хотя это можно смягчить, используя уплотняющие элементы, такие как застежка-липучка, клей, магниты или другие материалы. Толщина стекла будет играть роль при диагностике утечки звука.Окна с двойным остеклением обеспечивают несколько большее шумопоглощение, чем окна с одним остеклением, когда они хорошо загерметизированы в проем оконной рамы и стены. [12]

Значительного снижения шума можно также добиться, установив второе внутреннее окно. В этом случае внешнее окно остается на месте, в то время как в тех же стенных проемах устанавливается задвижка или подвесное окно. [13]

В США FAA предлагает шумоподавление для домов, попадающих в зону шума, где средний уровень децибел составляет 65 децибел. Это часть их программы звукоизоляции жилых помещений. Программа предлагает входные двери из массива дерева, а также окна и штормовые двери. [14]

Звукоизоляция потолка [ править ]

Звукоизоляция потолка в квартире
  • Герметизация зазоров и трещин вокруг электропроводки, водопроводных труб и воздуховодов с помощью акустического герметика или аэрозольной пены значительно снизит нежелательный шум в качестве предварительного шага для звукоизоляции потолка.
  • Изоляция из минеральной ваты чаще всего используется для звукоизоляции из-за ее плотности и низкой стоимости по сравнению с другими звукоизоляционными материалами. Изоляцию из аэрозольной пены следует использовать только для заполнения щелей и трещин или в качестве слоя 1-2 дюйма перед укладкой минеральной ваты. Затвердевшая пена для распыления и другая пена с закрытыми порами может быть проводником звука. Пена для распыления недостаточно пористая, чтобы поглощать звук, а также недостаточно плотная, чтобы остановить звук.
  • Эффективным методом снижения ударного шума является упругий изолирующий канал . [15] Каналы отделяют гипсокартон от балок, уменьшая передачу вибрации. Винты закрепляют каналы в балке потолка, поражая все остальные балки. Каналы опираются на 1/2 дюйма от балки с помощью эластичных изолирующих зажимов или резиновой демпфирующей прокладки. После установки ударная вибрация имеет минимальные пути передачи через каналы к новой установке гипсокартона.
  • При отделке потолка следует использовать акустический герметик по периметру стены и вокруг всех приспособлений и регистров воздуховодов для дальнейшей герметизации обработки. Избегайте встраиваемых светильников или каких-либо светильников, требующих больших отверстий в потолке. Одно маленькое отверстие может поставить под угрозу эффективность всего лечения. [16]

Звукоизоляция стен [ править ]

  • Розетки, выключатели света и электрические коробки являются слабыми местами в любой звукоизоляции. Электрические коробки следует обернуть глиной или замазкой и покрыть слоем MLV . После того, как пластины переключателей, крышки розеток и светильники установлены, необходимо произвести акустическое уплотнение по периметру пластин или светильников.
  • Масса - единственный способ остановить звук. Масса относится к гипсокартону, фанере или бетону. MLV (Mass Loaded Vinyl) используется для гашения или ослабления звуковых волн между слоями массы. Использование вязкоупругого демпфирующего состава [17] или MLV преобразует звуковые волны в тепло, ослабляя волны до достижения следующего слоя массы.
  • Стены заполнены утеплителем из минеральной ваты. В зависимости от желаемого уровня обработки может потребоваться 2 слоя утеплителя. Использование эластичных изолирующих зажимов помогает в процессе разъединения для звукоизоляции стен и потолка. После установки зажимов эластичный изолирующий канал легко вставляется в зажимы.
  • Установка звукоизоляционного гипсокартона рекомендуется из-за его более высокого значения STC . Звукоизоляционный гипсокартон в сочетании с вязкоупругим составом может снизить уровень шума до STC 60+. Важно использовать несколько слоев массы разной ширины и плотности, чтобы оптимизировать любую звукоизоляцию. [18]

Звукоизоляция пола [ править ]

Оставить зазор между балкой и фанерой чернового пола - самый эффективный способ укладки звукоизоляционного пола. Неопреновая лента для балок или U-образные резиновые прокладки помогают отделить черновой пол от балки. Можно установить дополнительный слой фанеры с вязкоупругим составом. Винил с массовой нагрузкой в ​​сочетании с резиной с открытыми порами или пенопластом для пола с закрытыми порами дополнительно снижает передачу звука. После применения этих методов можно укладывать паркет или ковровое покрытие. Дополнительные коврики и мебель помогут уменьшить нежелательное отражение в комнате.

Комната в комнате [ править ]

Помещение в комнате (RWAR) - это один из методов изоляции звука и предотвращения его передачи во внешний мир, где это может быть нежелательно.

В большинстве случаев передача вибрации / звука из комнаты наружу происходит с помощью механических средств. Вибрация проходит непосредственно через кирпич, дерево и другие твердые элементы конструкции . Когда он встречается с таким элементом, как стена, потолок, пол или окно, который действует как дека , вибрация усиливается и слышится во втором пространстве. Механическая трансмиссия намного быстрее, эффективнее и, возможно, легче усиливается, чем воздушная трансмиссия той же начальной силы.

Использование акустической пены и других абсорбирующих средств менее эффективно против этой передаваемой вибрации. Пользователю рекомендуется разорвать связь между комнатой, в которой находится источник шума, и внешним миром. Это называется акустической развязкой. Идеальная развязка предполагает устранение передачи вибрации как в твердых материалах, так и в воздухе, поэтому поток воздуха в комнату часто контролируется. Это имеет значение для безопасности: внутри изолированного пространства должна быть обеспечена надлежащая вентиляция, и нельзя использовать газовые обогреватели.

Коммерческая звукоизоляция [ править ]

Рестораны, школы, офисные предприятия и медицинские учреждения используют архитектурную акустику, чтобы снизить уровень шума для своих клиентов. В США , OSHA имеет требования , регулирующие продолжительность воздействия на работников определенных уровней шума. [19]

Коммерческие предприятия иногда используют технологию звукоизоляции, особенно когда они представляют собой открытый офис. Есть много причин, по которым компания может применить звукоизоляцию для своего офиса. Одно из самых больших препятствий для производительности труда - отвлекающие шумы, которые исходят от людей, разговаривающих, например, по телефону, или от своих коллег и начальника. Шумоизоляция важна для того, чтобы люди не теряли концентрацию и внимание при выполнении своего рабочего проекта. Также важно обеспечить безопасность конфиденциальных разговоров для предполагаемых слушателей.

При поиске места для установки звукоизоляции акустические панели следует устанавливать в офисных помещениях, где пересекаются многие транспортные коридоры, проходы и открытые рабочие зоны. Успешная установка акустических панелей основывается на трех стратегиях и методах поглощения звука, блокирования передачи звука из одного места в другое, а также прикрытия и маскирования звука, расположенных так, чтобы избегать других услуг или блокировать свет. [20]

Автомобильная звукоизоляция [ править ]

Автомобильная звукоизоляция направлена ​​на уменьшение или устранение воздействия внешнего шума, в первую очередь шума двигателя, выхлопных газов и шин, в широком диапазоне частот. При конструировании транспортного средства, которое включает в себя звукоизоляцию, используется амортизирующий материал панели, который снижает вибрацию панелей кузова транспортного средства, когда они возбуждаются одним из многих источников звука высокой энергии, возникающих при использовании транспортного средства. [21] Внутри транспортных средств создается множество сложных шумов, которые меняются в зависимости от условий движения и скорости движения транспортного средства. [22] Значительное снижение шума до 8 дБ может быть достигнуто за счет установки комбинации различных типов материалов. [23]

Пространственно усредненные спектры скорости частиц (слева) и широкополосные цветовые карты пола автомобиля без (в центре) и с (справа) демпфирующей обработки.

Автомобильная среда ограничивает толщину материалов, которые можно использовать, но комбинации демпферов, барьеров и поглотителей являются обычным явлением. Обычные материалы включают войлок, пену, полиэстер и смешанные полипропиленовые материалы. В зависимости от используемых материалов может потребоваться гидроизоляция. [24] Акустическая пена может применяться в различных частях транспортного средства во время производства для снижения шума в кабине. Пены также имеют преимущества в стоимости и производительности при установке, поскольку пеноматериал может расширяться и заполнять полости после нанесения, а также предотвращать утечки и попадание некоторых газов в автомобиль. Звукоизоляция автомобиля может снизить шум ветра , двигателя , дороги и шин.. Звукоизоляция автомобиля может снизить уровень шума внутри автомобиля с 5 до 20 децибел. [25]

Материалы для поверхностного демпфирования очень эффективны для снижения структурного шума. Пассивные демпфирующие материалы используются в аэрокосмической промышленности с начала 1960-х годов. С годами достижения в производстве материалов и разработка более эффективных аналитических и экспериментальных инструментов для описания сложных динамических характеристик позволили расширить использование этих материалов в автомобильной промышленности. В настоящее время к кузову обычно прикрепляют несколько вязкоупругих демпфирующих прокладок, чтобы ослабить структурные моды панели более высокого порядка, которые значительно влияют на общий уровень шума внутри кабины. Традиционно используются экспериментальные методы для оптимизации размера и расположения демпфирующих обработок. Особенно,Испытания типа лазерного виброметра часто проводятся на теле с белыми структурами, что позволяет быстро получить большое количество точек измерения с хорошим пространственным разрешением. Однако тестирование всего транспортного средства в большинстве случаев невозможно, поскольку требует оценки каждой подсистемы индивидуально, что ограничивает возможности использования этой технологии быстрым и эффективным способом. В качестве альтернативы, вибрации конструкции можно также измерить акустически, используя датчики скорости частиц, расположенные рядом с колеблющейся конструкцией. Несколько исследований выявили потенциал датчиков скорости частиц для определения структурных колебаний, что значительно ускоряет весь процесс испытаний в сочетании с методами сканирования.Требование оценивать каждую подсистему индивидуально, что ограничивает возможности использования этой технологии быстрым и эффективным способом. В качестве альтернативы, вибрации конструкции можно также измерить акустически, используя датчики скорости частиц, расположенные рядом с колеблющейся конструкцией. Несколько исследований выявили потенциал датчиков скорости частиц для определения структурных колебаний, что значительно ускоряет весь процесс испытаний в сочетании с методами сканирования.Требование оценивать каждую подсистему индивидуально, что ограничивает возможности использования этой технологии быстрым и эффективным способом. В качестве альтернативы, вибрации конструкции можно также измерить акустически, используя датчики скорости частиц, расположенные рядом с колеблющейся конструкцией. Несколько исследований выявили потенциал датчиков скорости частиц для определения структурных колебаний, что значительно ускоряет весь процесс испытаний в сочетании с методами сканирования.что значительно ускоряет весь процесс тестирования в сочетании с методами сканирования.что значительно ускоряет весь процесс тестирования в сочетании с методами сканирования.[26]

Шумоизоляция как внешняя звукоизоляция [ править ]

Основная статья: Шумоизоляция
Шумоизоляция вдоль железной дороги в Японии

С начала 1970-х годов в Соединенных Штатах и ​​других промышленно развитых странах стало обычной практикой проектировать шумозащитные экраны вдоль основных автомагистралей для защиты жителей прилегающих территорий от постороннего шума проезжей части . Федеральное управление автомобильных дорог (ФАД) совместно с Государственной дорожной администрацией (ССЗ) принято Федеральные Правила (23 CFR 772) требует от каждого государства принять свою собственную политику в отношении к ограничению шума дорожного движения. [27] Инженерные методы были разработаны для прогнозирования эффективной геометрии конструкции шумового барьера в конкретной реальной ситуации. Шумозащитные ограждения могут быть выполнены из дерева, кирпичной кладки., земля или их сочетание. Одна из первых конструкций шумозащитных ограждений была построена в Арлингтоне, штат Вирджиния, рядом с межштатной автомагистралью 66 , исходя из интересов, выраженных Арлингтонской коалицией по транспорту . Возможно, самая ранняя научно разработанная и опубликованная конструкция противошумового барьера была построена в Лос-Альтосе, Калифорния, в 1970 году.

См. Также [ править ]

  • Акустическая передача
  • Акустиблок
  • Проверка слуха
  • Снижение шума
  • Шумовое загрязнение
  • Регулировка шума
  • Шум, вибрация и резкость
  • Студия записи
  • Звуковая маскировка
  • Буфер (значения)
  • Амортизация
  • Затухающая волна
  • Демпфер (значения)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хокинс, Тимоти Джерард (2014). Исследования и исследования в отношении звукоизоляционных материалов с целью уменьшения звука (PDF) (кандидатская диссертация). Калифорнийский политехнический государственный университет. DOI : 10.15368 / THESES.2014.121 . S2CID  13922503 - через Semantic Scholar.
  2. ^ «Акустика зданий: в том числе акустика зрительных залов и звукоизоляция помещений» . Природа . 114 (две тысячи восемьсот пятьдесят-пять): 85. июль 1924 DOI : 10.1038 / 114085b0 . hdl : 2027 / mdp.39015031200952 . ISSN 0028-0836 . S2CID 46370464 .  
  3. ^ Гаффари Mosanenzadeh, Shahrzad (2014). Разработка, описание и моделирование акустических пен на биологической основе (кандидатская диссертация). Университет Торонто. Bibcode : 2014PhDT ....... 199G . ЛВП : 1807/71305 .
  4. ^ Кулаков, Кирилл; Романович, Марина (2019). «Техническое сравнение звукоизоляционных стеновых панелей» (PDF) . E3S Сеть конференций . 91 : 2, 4, 5. doi : 10.1051 / e3sconf / 20199102027 .
  5. ^ Кокс, Тревор Дж .; Д'Антонио, Питер (2009). Акустические поглотители и диффузоры . ISBN 9780203893050.
  6. ^ "Низкочастотное поглощение" . Советы студии.
  7. ^ Bechis, Флорин Михай (2016-03-09). Переосмыслить дом . Lulu Press, Inc. ISBN 978-1-329-93773-4.
  8. ^ Шацер, Нед. «Звукоизоляция-101» . Тише звукоизоляция . Проверено 12 февраля 2020 .
  9. ^ «Отражение, преломление и дифракция» . www.physicsclassroom.com . Проверено 10 июля 2017 .
  10. ^ «Уменьшите шум в вашем доме | Управление звуком» . soundcontroltech.com . Проверено 5 февраля 2017 .
  11. ^ «Как сделать шумоизоляцию вашей шумной квартиры» . Вещи . Проверено 5 февраля 2017 .
  12. ^ «Контроль шума в многоквартирных жилых домах» . Акустические поверхности . Проверено 10 июля 2017 .
  13. ^ Камтион, Эрос. «Что более эффективно между активным шумоподавлением и звукоизоляцией?» . berkeley.edu.
  14. ^ Вишневский, Мэри. «Город хочет, чтобы больше домовладельцев в районе Мидуэй подписались на звукоизоляцию» . chicagotribune.com . Проверено 5 февраля 2017 .
  15. ^ Лонг, Маршалл (2014-02-05). Архитектурная акустика . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-398265-0.
  16. ^ Shatzer, Ned (2020-02-12). «Как звукоизолировать комнату» . Тише звукоизоляция .
  17. ^ Чакраборти, Бикаш С .; Ратна, Дебдатта (31 января 2020 г.). Полимеры для демпфирования вибрации . Эльзевир. ISBN 978-0-12-819253-5.
  18. ^ «4. Физические методы снижения шумовых воздействий - Звуковой ландшафт: Руководство по шуму на автомагистралях и землепользованию - Федеральный подход - Планирование с учетом шума - Шум - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - FHWA» . www.fhwa.dot.gov . Проверено 13 февраля 2020 .
  19. ^ «Стандарты США по шуму на рабочем месте соответствуют стандартам других стран» . Нью-Йорк Таймс .
  20. ^ "Акустические соображения конфиденциальности для офисов открытой планировки" . Аткар . Проверено 24 июня +2016 .
  21. ^ Нил, Пол. «Как уменьшить автомобильный шум» . Автомобильная изоляция Великобритания . CIUK . Проверено 12 февраля 2015 года .
  22. ^ Нил, Пол. "Мистер" . Автомобильная изоляция Великобритания . CIUK.
  23. ^ «Введение в автомобильную аудиосистему: как приручить этот дорожный шум» . Секреты автозвука.
  24. ^ Литература Великобритании Thinsulate .
  25. ^ "DOW Automotive Systems: акустическая пена BETAFOAM ™" (PDF) . dow.com . Проверено 26 мая 2017 .
  26. ^ Проектирование демпфирующей обработки кузова транспортного средства (PDF) .
  27. ^ «Рекомендации по звуковым барьерам - шум дорожного движения» . road.maryland.gov . Проверено 10 июля 2017 .