7.5. ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ СТУДИЙ

Основные пути прохождения звука через перегородки следующие: через поры, щели и т.п. (воздушный перенос), через материал стены или по трубам отопления, газа и водопровода в виде продольных колебаний его частиц (материальный перенос) и передача колебаний посредством поперечных колебаний перегородки (мембранный перенос). В реальных случаях звуковые колебания передаются через перегородку всеми тремя способами.

Для уменьшения переноса звука через перегородки необходимо делать их слоистыми, подбирая материалы слоев перегородки с резко отличающимися акустическими

сопротивлениями (бетон - поролон), Стены делают двойными с поглощением между ними. Для уменьшения мембранного переноса стены делают массивными (чтобы их резонанс обычно был на очень низких частотах). Для уменьшения шума, создаваемого вибрациями, перегородки устанавливают на виброизолирующие прокладки.

При падении звуковых волн с интенсивностью на какую-либо перегородку больших размеров в сравнении с длиной волны интенсивность звука с другой стороны перегородки в условиях отсутствия отражения звука в пространстве за перегородкой будет определяться только звукопроводностью перегородки. Коэффициент звукопроводности или в логарифмических единицах (звукоизоляция перегородки) (Рпадпр). где и Ьдад — уровни звукового давления с внутренней и внешней сторон перегородки.

Для стен с поверхностной плотностью коэффициент звукоизоляции перегородки в децибелах (с учетом только мембранного переноса) может быть определен по формуле Это значение совпадает с истинным для частот Гц, для частот Гц звукоизоляция будет на меньше, а для частот около 4000 Гц на больше.

Пример. Найти звукоизоляцию стены с поверхностной плотностью Она будет

Для стен с плотностью больше можно пользоваться формулой

Пример. Найти звукоизоляцию стены поверхностью и общей массой Находим На частотах Гц она будет около а на частотах около 4000 Гц

Для двойных жестких перегородок с воздушной прослойкой между ними звукоизоляция может быть определена из формулы где поверхностная плотность первой и второй перегородок; толщина воздушного слоя между ними. Формула дает хорошее совпадение с экспериментом для перегородок с поверхностной плотностью для частот Гц.

В табл. 7.12 приведены величины звукоизоляции для некоторых конструкций и материалов перегородок.

Если шум проникает в помещение извне через перегородку, то разность уровней с внешней стороны перегородки и в помещении называют звукоизоляцией помещения: где звуковые давления вне помещения и внутри его, соответствующие уровням Уровень звукового давления в помещении звукоизоляция перегородки, уровень проникающего шума; площадь перегородки; А — общее поглощение в помещении.

Если перегородка состоит из нескольких смежных участков, общая звукопроводность равна сумме звукопроводностей: где коэффициент звукопроводности 6-го участка перегородки, его площадь.

Для сложной перегородки изоляция помещения

где общее поглощение в помещении; общая звукопроводность перегородок.

Средний коэффициент звукопроводности в этом случае

где общая площадь перегородки.

Пример. Перегородка площадью имеет отверстие Звукоизоляция перегородки равна Чему будет равна звукоизоляция перегородки с учетом проводимости отверстия?

Общая звукопроводность Средний коэффициент звукопроводности Звукоизоляция перегородки Следовательно, круглое отверстие в стене размером дало снижение звукоизоляции на При этом не было учтено то, что в силу дифракции звукопроводимость отверстия будет в несколько раз больше, особенно на низких частотах.

Из этого примера следует, что надо тщательно следить за тем, чтобы в стенах не было щелей.

Пример. Помещение отделено от другого (шумного) перегородкой со звукоизоляцией Определить звукоизоляцию помещения, если общее поглощение в помещении составляет площадь перегородки составляет

Студии располагают на тихих улицах, возможно дальше от проездов. Не допускается расположение студий в смежных помещениях — между ними должны располагаться помещения с низким уровнем шумов (склады, архивы и т. п.). Студии предпочтительно располагать в уединенных местах здания, как можно дальше от шумных помещений. Для большинства студий предпочтительны цокольный и первый этажи. Фундаменты зданий должны быть изолированы от общего фундамента звукоизолирующими прокладками и засыпкой

(см. скан)

Окончание табл. 7.12 (см. скан)

пространства между общим и индивидуальным фундаментами (засыпка песком, прокладки из демпфирующих изоляционных материалов: резина, строительный войлок, различные синтетические материалы). Студии строят по принципу «коробка в коробке». Стены радиодомов, и особенно студий (рис. 7.15), должны быть двойными, без жесткой связи между ними и с расположением поглощающих материалов между стенами. Фундамент здания изолируют от остального грунта. Каждая из стен должна опираться на свой изолированный фундамент и устанавливаться на вибропрокладки

Рис. 7.15. Вибро- и звукоизоляция студии

В студиях применяют специальные двойные двери с уплотнителями (рис. 7.16, а), плавающие полы (рис. 7.16, б) и подвесные потолки (рис.

Здесь обозначено: 1 — дверное полотно; 2 — бруски коробки; 3 — дубовая облицовка; 4 — минеральный войлок; 5 — наличник; 6— накладка; 7 — скоба; 8 — накладка; 9, 10 — губчатая резина; 11 — прорезиненная ткань; 12 — дощатый пол; 13 - деревянная лага; 14— шлаковата; 15 — упругая прокладка; 16 — пружина; 17 — паркет; 18 — асфальт; 19— монолитное железобетонное покрытие; 20 — пружинная подвеска; 21 — прокладка; 22 — штукатурка по сетке Рабитца; 23 — мат из асбестовой крошки в марле; 24 — каркас из круглого железа диаметром

Все студии снабжают тамбурами для прохода в них из коридоров и других помещений.

Аппаратные должны быть отделены от студий просмотровым окном из трех рам с непараллельным расположением стекол. Конструкция смотрового окна показана на рис. 7.17, где: 1 —пористо-губчатая резина; 2 — стекло зеркальное толщиной 8 мм; 3 - то же, 10 мм; 4 - звукопоглощающая конструкция; 5 — минеральный войлок.

Рис. 7.16. Конструкция студийных дверей (а), плавающих полов (б) и подвесных потолков (в)

Допустимый уровень шумов в студиях т. е. немного выше уровня собственных шумов конденсаторных микрофонов. Наибольший уровень шумов часто создается из-за проникновения их из аппаратной в студию, так как уровень передачи в ней довольно высок, а изоляция окна (даже с тройной рамой) недостаточна. Но в данном случае это не так важно, так как такая помеха ощущается как один из отраженных звуковых лучей.

Пример. Рассчитать уровень акустических шумов, проникающих в студию извне (кроме шумов вентиляции). Размеры студии Внешняя стена кирпичная толщиной в 2,5 кирпича уличный шум Стена, отделяющая студию от коридора, кирпичная в 1 кирпич дверь в ней размером металлическая двойная (считаем, что одна дверь в тамбуре приоткрыта) Шум в коридоре Две стены, отделяющие студию от склада, из пемзобетона Шум на складе — не более Потолок имеет звукоизоляцию шум наверху Студия находится на первом этаже, и шум через пол не проникает. Окна в аппаратную размером двойное с промежутком 40 см Посторонний шум в аппаратной не превышает Общее звукопоглощение в студии

Шум от наружной стены — из коридора через стену из коридора через дверь через боковые стены через потолок через окно

Общий уровень шума где знак означает суммирование уровней по их интенсивности. Переводим уровни в относительную интенсивность и складываем последние: Общий уровень шумов т. е. находится в норме.

Особое внимание необходимо уделять снижению уровня шумов от вибраций машин, работы вентиляционных устройств и устройств кондиционирования.

Шумы от вибрации машин снижают прокладками между опорами машин и их фундаментом. Шум от вентилятора и устройств кондиционирования снижают с помощью акустических фильтров. Простейший фильтр представляет собой трубу, облицованную поглощающим материалом. Затухание уровня шума (в децибелах) пропорционально длине трубы ее периметру и обратно пропорционально сечению т. е. где — коэффициент пропорциональности, зависящий от материала стенок: для металлических 0,01; для шлакобетонных и деревянных 0,08; при облицовке их войлоком толщиной 1 см 0,5. Он приближенно равен коэффициенту поглощения облицовочного материала.

Рис. 7.17. Конструкция смотрового окна

Рис. 7.18. Ячеечный (а), пластинчатый (б) и камерный (в) глушители

Пример. Найти затухание звука в вентиляционной трубе длиной диаметром облицованной войлоком:

Для большей эффективности вентиляционные каналы делают из составных труб: часть из них облицовывают войлоком, а промежутки между ними делают шлакобетонными или деревянными. Еще более высокую эффективность снижения уровня шумов получают при использовании сложных акустических фильтров, которые состоят из отрезков труб разного диаметра. На рис. 7.18 приведены глушители трех типов: ячеечный, пластинчатый и камерный.

Для фильтров, состоящих из отрезков труб, затухание определяется (без учета поглощения стенками трубы) из формулы

где — поперечные сечения труб; — длины отрезков труб; число звеньев фильтра.

Пример. Рассчитать затухание, вносимое акустическим фильтром, состоящим из 5 звеньев, если поперечные сечения отрезков труб соответственно равны 0,001 и а длины отрезков 0,3 и Подставляя данные в формулу, получаем на частоте 100 Гц затухание 54 дБ. К этому значению следует добавить затухание из-за звукопоглощения стенками труб.