Перейти на главную  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

числен по формуле

(76)

При линейных источниках звука снижение уровня меньше:

(77)

При плоских источниках звука снижение уровня звука зависит как от удаления, так и от простирания поверхности. Ожидаемое затухание звука при беспрепятственном его распространении представлено на рис. 88.

Уровень шума снижается, если звуковые волны проходят над отражающей поверхностью. Уровень звука L (дБ) в свободном звуковом поле на удалении г при точечном источнике звука с уровнем мощности может быть вычислен по формуле

W 32 63 /25 250 Ш 1к 2к 4п 8н f/q

Рис. 89. Область слышимости. Кривые равной громкости для чистого тона по ISO R 226

/ - болевой порог; 2-порог слышимости

(78)

Если источник звука покоится на отражающем основании, то уровень шума равен:

L = Lm--20 lgr-8. (79)

При этом уровень мощности звука Lm [352] соответствует уровню звукового давления L на поверхности шара или полушария площадью 1 м. По рис. 89 расстояние от источника звука составляет 0,4 м.

Звуковое поле в замкнутом помещении наряду с первичным уровнем характеризуется различного рода явлениями отражения, которые вскоре после испускания звукового импульса образуют такое большое число звуковых волн различных направлений распространения, что к этому моменту времени налицо все направления распространения и во всем помещении устанавливается равномерный уровень звука. Здесь речь идет о диффузном звуковом поле. Оно является предпосылкой многих теоретических положений в области звукоизоляции. Уровень звукового давления в диффузном поле вместе с излучаемым уровнем мощности источника звука находится в следующем соотношении с эквивалентной абсорбирующей поверхностью Л:

ЦиФ=м~~l01g +6. (80>

Если большинство источников звука находится в помещении,, то вся излучаемая ими мощность звука является решающей для уровня звукового давления.

Особого внимания заслуживает в этой связи повышение уровня шума в непосредственной близости от отражающейх поверхностей в сравнении с уровнем шума на большом удалении. Поэтому закономерности диффузного (а также свободного) звукового поля не проявляются внутри области, ограничиваемой 1/4 длины волны от отражающей поверхности.

Уровень звука внутри этой области, благодаря так называемому подпору давления, повышайся по отношению к свободному пространству: перед поверхностью - на 3 дБ (простое отражение), перед краем - на б дБ (двойное отражение), перед углом - на 9 дБ (утроенное отражение). Такой же эффект возникает при размещении источника звука в непосредственной близости от отражающей поверхности. Так, уровень мощности источника звука при установке перед плоской поверхностью повышается на 3 дБ, перед краем - на 6 дБ и в углу - на 9 дБ.

3. Звук как физиологически-психологическая величина. При определении акустических харакаеристик, основных понятий и указаний по измерениям одной из главных характеристик является разрешающая способность человеческого уха. Само понятие «звук» определяется как «механическое волновое движение в слуховой области человеческого уха». При этом эта слуховая область из-за наличия нижней и верхней пороговых частот (от 20 Гц до 20 кГц) представляет собой слуховую поверхность (см. рис. 89). Указанные границы колеблются в зависимости от индивидуальных особенностей, а в зоне высоких частот особенно сильно зависят от возраста. Верхняя граница может снижаться примерно до 12 кГц.

Вблизи 20 кГц, т. е. в инфразвуковой области, колебания воспринимаются уже не как звук, а просто как сотрясения; выше 20 кГц начинается не воспринимаемая человеческим ухом ультразвуковая область. По формуле (65) при комнатной температуре и длине звуковых волн от 17 м до 1,7 см могут быть получены значения скорости звука, которые с учетом размеров строительных конструкций имеют особое значение для акустики помещений и организации мероприятий по экранированию звука.

Границы слуховой поверхности, обусловленные звуковым давлением, были кратко упомянуты при разъяснении понятия уровня звука. Принятые значения порогов звукового давления действительны лишь для нормальной частоты 1000 Гц. Благодаря логарифмическому масштабу получается всего 120 единиц уровня, причем скачок уровня в 1 дБ еще ощущается человеческим слухом как разница в уровне. Порог болевого ощущения, как это показано на рис. 89, в большей степени зависит от частоты звука. Ниже этой границы звуковое давление не ощущается. По другую сторону верхней граничной линии ощущение звука переходит в болевое ощущение. Болевой порог зависит также от частоты, но в меньшей степени. Внутри слуховой области звук перерабатывается ухом в такой же форме, как и в краевой зоне. Громкости, которые ощущаются при воздействии звука, зависят от частоты. Это означает, что никзочастотному шуму

AL,dB О

80 60 0

,дб1/\) о ш W Годы

Рис.

(3511

itO 45 50 55 L,,,

Рис. 91. Воздействие шума на л1&1ГеА / - возможность пробуждения от шум» [291]; 2 - опасность повреждения слуха при ежедневном 8-часовом воздействии 90. Частотные нормативные кривые щума (по ISO ГС 34 WG 8)

16 51 65 125 250500 Ы 2К ЧН 8к f,rt4

1600 f, Гц

Рис. 92. Пороговые кривые для уровня шума, причиняющего неудобства (н) и для вредного уровня (в). Уровень шума g опасен для здоровья при длительном воздействии

должен соответствовать намного более высокий уровень шума, чем шуму нормальной частоты. Для чистых тонов кривые равной громкости были определены эмпирически. Они также приведены на рис. 89. Наряду с частотной зависимостью известно, что убывание чувствительности уха к звуку низких частот в зонах низких уровней намного больше, чем в зонах высоких уровней.

Чтобы учесть это свойство уха в измерительных приборах, их свойства также должны зависеть от частоты. Благодаря этому может быть смоделирована чувствительность слуха. При этом в приборах предварительно переключаются взвешивающие фильтры, которые работают в соответствии с нормативными частотными кривыми, изображенными на рис. 90. Прибор (как и ухо) становится в определенных зонах частот менее чувствительным, чем при нормальной частоте. В качестве измеряемых величин служат оцениваемые с индексами А, В или С уровни шума, измеренные в дБ.

Звук, как правило, состоит из ряда отдельных импульсов и шумов различных уровней, поэтому принимать во внимание одну лишь разрешающую способность уха недостаточно. Необходимо учитывать в расчете колебание уровней. Это является доказательством того, что ни данные измеренных максимальных значений, ни средние арифметические значения не могут быть единственной основой для оценки. До настоящего времени удовлетворительное решение этой проблемы не найдено. Лучшим методом измерения уровня длительного шума является установление его эквивалентного L или среднего La уровня [353]. Он базируется на предположении, что

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97