С. Д. КОВРИГИН С.И.КРЫШОВ

С. Д. КОВРИГИН С.И.КРЫШОВ
 АРХИТЕКТУРНО-
 СТРОИТЕЛЬНАЯ
 АКУСТИКА
 Издание второе, переработанное и дополненное
 Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Архитектура» и «Промышленное и гражданское строительство»
 МОСКВА „ВЫСШАЯ ШКОЛА 1986

ББК 38.113 К56 УДК 534.84
 Рецензент:
 кафедра архитектуры Горьковского инженерностроительного института им. В. П. Чкалова (зав. кафедрой проф., д-р техн. наук М. С. Седов)»
 Ковригин С. Д., Крышов С. И.
 К56 Архитектурно-строительная акустика: Учеб. пособие для вузов по спец. «Архитектура» и «Промышленное и гражданское строительство».— 2-е изд. перераб. и доп. —М.: Высш. шк., 1986. — 256-С.: ил
 45 коп.
 В учебном пособии изложены основные вопросы архитектурно- строительной акуо.ики: принципы акустического проектирования залов различного назначения, звукоизоляция воздушного и ударного шумов ограждающими конструкциями, звукопоглощение, строительно-акустические и планировочные методы по борьбе с производственным шумом и шумом в населенных местах.
 В отличие от первого издания (1980 г.) в учебное пособие вошл» программы акустических расчетов на ЭВМ, добавлены . рекомендации по улучшению звукоизоляции конструкциями зданий при их ремонте и реконструкции.
 Предназначается для студентов архитектурно-строительных специальностей вузов. •
 320200€000—147_л _ 	ББК 	38.113
 К ——————— 182—86
 001(01)—86 	6С1
 © Издательство «Высшая школа», 1980 © Издательство сВысшая школа», 1986. с изменениями

ПРЕДИСЛОВИЕ
 Учебное пособие подготовлено на основании действующих программ курса «Архитектура гражданских и промышленных зданий» специальности 1202 «Промышленное и гражданское строительство», курса «Строительная физика» специальности 1201 «Архитек- тура».
 Пособие состоит из четырех разделов, включающих основные положения, архитектурную и строительную акустику и борьбу с шумом в градостроительстве. В первом разделе изложены основные сведения о звуке и его распространении в помещениях, рассмотрены принципы измерения и-нормирования шума. Этот раздел является вводным; он позволяет в дальнейшем излагать материал в плане практического использования, не прибегая к дополнительному объяснению тех или иных теоретических положений. Во втором разделе рассмотрены вопросы архитектурной акустики. Основное внимание обращено на возможность использования материала пособия при выполнении курсового и дипломного проектирования зданий общественного назначения. В третьем разделе рассмотрена звукоизоляция ограждающими конструкциями зданий, борьба с шумом в жилых и производственных зданиях, даются примеры расчета звукоизоляции, рекомендации по проектированию ограждающих конструкций. Учитывая важность вопросов повышения эксплуатационных качеств зданий, в пособии даются рекомендации по улучшению звукоизоляции конструкциями зданий при их ремонте и реконструкции. . Борьба с шумом в градостроительстве изложена в четвертом разделе пособия. Здесь приведены основные источники шума, дано определение ожидаемого шума на территории застройки и в зданиях, примеры использования архитектурно-планировочных и строительно-акустических методов борьбы с шумом и соответствующие расчеты.
 Необходимость рассмотрения всего комплекса вопросов, начиная с основных определений и некоторых теоретических положений, обусловлена отсутствием для указанных специальностей аналогичных пособий, а также важностью проблемы создания необходимого .акустического комфорта в жилых, общественных, производственных зданиях, а также в градостроительстве. Кроме того, необходимо, чтобы излагаемый материал
 3

мог быть использован для научно-исследовательской работы студентов в учебном процессе. Для этого практически в каждой главе, начиная со второго раздела, указываются пути и методы более углубленной проработки части материала в качестве научно-исследовательской работы студентов. В пособие включены также программы акустических расчетов на ЭВМ.
 Научно-техническая революция вносит серьезные коррективы в подготовку молодых специалистов, которые должны иметь не только определенный минимум знаний, но и творчески применять их. Наиболее эффективным средством развития творческих способностей студентов является вовлечение их в научную работу. Научно-исследовательская работа студентов, как известно, подразделяется на работу, включаемую в учебный процесс и выполняемую в неучебное время. Первый вид работ — учебно-исследовательская работа студентов (УИРС) —наиболее широко может быть внедрен в рамках времени, отводимого для выполнения курсовых и дипломых проектов. Второй вид — студенческая научная работа (СН)—требует, как правило, более глубокой 1 и систематической проработки и не ограничивается курсовым и дипломным проектированием. Поэтому в пособии в основном обращено внимание на возможность использования УИРС в учебном процессе. Эта работа преследует цель научить студентов анализировать и обобщать полученные расчетным путем данные, находить определенные закономерности, характеризующие данные явления, проводить технико-экономический анализ и, наконец, формулировать выводы.
 Во втором издании пособия даны примеры акустических расчетов с .использованием ЭВМ, добавлены справочно-нормативные данные, а также рекомендации по улучшению звукоизоляции зданий при их ремонте и реконструкций.
 Главы I, гл. III § 9—11, IV—IX, XII, XIII написаны С. Д. Ковригиным; главы II, X, XI, а также гл. III § 8 — С. И. Крышовым.
 Авторы искренне благодарят сотрудни-ков В. Г. Романова, А. В. Головко за помощь, оказанную при подготовке пособия, а также рецензентов — сотрудников кафедры архитектуры Горьковского инженерно-строительного института им. В. П. Чкалова (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. М. С. Седов) за ценные замечания и пожелания.
 Авторы

ВВЕДЕНИЕ
 Улучшение условий труда и быта представляет важнейшую социальную задачу, осуществление которой связано с решением многих научныхпроблем в области психологии и санитарной гигиены, научной организации труда и функциональной технологии, архитектуры и строительства и др.
 Среда, окружающая человека и ограниченная помещением, должна иметь такие характеристики, которые наиболее полно отвечают работе человеческого организма при выполнении данной функции. Характеристики среды определяются условиями зрительного восприятия и видимости, освещением, микроклиматом, а также акустическим режимом, характеризуемым качеством восприятия звука, если оно обусловливается данным функциональным процессом или уровнем мешающего шума, возникающего в помещении или проникающего в него.
 Эти вопросы являются предметом изучения строительной физики — прикладной области физики, дисциплины, тесно связанной с теорией проектирования зданий и их ограждающих конструкций.
 Основной задачей архитектурной акустики является исследование условий, определяющих слышимость речи и музыки в помещениях, и разработка архитектурно- планировочных и конструктивных решений, обеспечивающих оптимальные условия слухового восприятия.
 Строительная акустика изучает вопросы звукоизоляции ограждающими конструкциями, снижения шума в зданиях. Обычно шумом называется всякий нежелательный для человека звук. Гигиена определяет шум как санитарную вредность. Шум отрицательно воздействует на нервную систему, желудочно-кишечный тракт, увеличивает кровяное давление, что приводит к понижению производительности и качества труда. Для некоторых отраслей промышленности при высоком уровне шума производительность труда снижается на 5... 10. Таким образом, борьба с шумом имеет не только санитарно- гигиеническое, но и большое технико-экономическое значение.
 В нашей стране проводится большая работа по борьбе с шумом. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 984 от 1 декабря 1978 г. «О дополнительных мерах по усилению охраны природы и
 5

улучшению использования природных ресурсов» предусмотрено расширение и углубление исследований по защите городови населенных пунктов от источников транспортного и промышленного шума.
 Впервые в мировой практике строительства разработана глава СНи.П Н-12—77 «Защита от шума», являющаяся основным инструктивно-нормативным документом в нашей стране.
 Учитывая направление в ориентации капитального строительства и необходимость улучшения профессиональной подготовки студентов строительных специальностей в области реконструкции, ремонта промышленных и гражданских зданий, в пособии приведены рекомендации по улучшению шумового режима в зданиях, улучшению звукоизоляции конструкциями зданий при их ремонте и реконструкции. Обращено внимание на необходимость разработки конструкций гражданских и промышленных зданий с лучшими технико-экономическими показателями. Для проведения подобной работы даны программы основных акустических расчетов на ЭВМ.
 Кроме основного пути борьбы с шумом, т. е. -устранения шума в самом источнике, во многих случаях требуется использование других методов: звукоизоляции, звукопоглощения, мер индивидуальной защиты. Эффективность использования первых двух методов зависит от объемно-планировочных и конструктивных решений помещений и зданий в целом, т. е. непосредственно связана с проектированием зданий и их ограждающих конструкций.
 В городах наблюдается ежегодное возрастание уоовня шума, связанное с повышением интенсивности движения и мощности транспортных средств, с увеличением шума промышленных предприятий и внутриквартальных источников и их количества.
 Борьба с городскими шумами и внешними шумами промышленных предприятий в источнике осуществляется архитектурно-планировочными и строительно-акустическими методами. Однако эти вопросы в данном пособии не рассматриваются.
 Будущие инженеры-строители при изучении курса, изложенного в данной книге, должны приобрести знания, дающие возможность хорошо разбираться в области архитектурно-строительной акустики при возведении зданий различного назначения.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ АКУСТИКИ
 ГЛАВА I
 КОЛЕБАНИЯ И ЗВУК § 1. Звуковые волны
 Звук — это колебательное движение в любой материальной среде (т. е. обладающей упругостью и инерционностью), вызванное ка-
 ким-либо источником. Про- 7) 		а 	©
 цесс распространения колебательного движения в среде называется звуковой волной.
 Скорость распространения 	Рис 	, 	Типы 	волн
 .звуковой волны (скорость
 звука) зависит от характеристик среды. Если источник звука излучает гармонические (или синусоидальные) колебания, то за время, в течение которого совершается одно полное колебание излучателя (т. е. за период Г), звуковой процесс распространится на расстояние, равное длине волны . Если частота колебаний то за одну секунду звуковая волна распространится на расстояние, численно равное скорости звука: с К[. За единицу частоты принят герц (Гц), равный одному колебанию в секунду.
 Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. При распространении звуковой волны следует различать два совершенно разных явления: движение частиц среды в волне и перемещение самой волны в среде. Обычно колебательные скорости частиц среды в несколько тысяч раз меньше скорости звука. Колебательная скорость является величиной векторной.
 В процессе распространения звуковых волн в воздухе и жидкостях смещения частиц среды происходят в направлении распространения волны, такие волны называются продольными (рис. 1, а).
 7

Поперечные звуковые волны возникают при распространении колебаний в твердых телах. При поперечных волнах частицы среды смещаются перпендикулярно направлению распространения звуковой волны (рис. 1,6). В твердых телах возможны различные комбинации продольных и поперечных волн. Так, в тонких конструкциях, когда ее толщина меньше 7б длины волны, возникают изгибные волны (рис. 1, в).
 Колебательное движение частиц среды при распространении звуковой волны по своей физической природе является механическим колебанием. Рассмотрим простейшие механические колебательные системы.
 § 2. Колебательные системы
 стема
 Рассмотрим систему, состоящую из массы т, на пружине, имеющей жесткость к, т. е. систему без трения. При воздействии импульса масса 5удет совершать гармонические колебания. Такиеколебания называются свободными или собственными. Если система имеет возможность совершать только один вид колебаний, например вертикальные, ТО она называется системой с одной степенью свободы. На массу действует сила инерции тх (согласно II закону Ньютона) и сила упругости кх. Уравнение движения запишется так:
 тх‘--кх 0, 	(1)
 где х — амплитуда колебания.
 Пусть через Iс .посленачала движения масса (точка) займет положение Оь Угол ф, определяющий положение точки, называется фазой колебания. Из рис. 2 получаем
 ср(2я) Г или 	(2)
 ср2я 1Т 2 		(3)
 где т — угловая скорость или круговая частота колебаний.
 8

Круговая частота определяется жесткостью к и массой гп
 шУ кпг. 	(4)
 Уравнение движения (1), зная ш, можно записать х--кхпг 0; 	х--ц)2х0. 	(5)
 , Движение массы при свободных колебаниях описывается синусоидальным законом с амплитудой колебаний а, периодом Т и начальной фазой ф (см. рис. 2).
 Из (2) получаем
 Т 2лУ тк. 	(6)
 Так как 17, а т Р§ (б‘ 9,81—ускорение свободного падения, равное 9,81 мс), то собственная частота колебаний равна
 о-±ут. 	(7)
 Жесткость пружины к при статическом приложении веса Р будет иметь деформацию хСТ (в пределах закона Гука), т. е. кРхст. Следобательно,
 ° -Г ст • 	(8)
 Если сила Р (см. рис. 1) действует постоянно, то тх --кхР. 	(9)
 Такие колебания называются вынужденными.
 При гармонических колебаниях значения смещения х, коле-бательной скорости х и колебательного ускорения х связаны соотношением
 х 2лх — чюх, 	(10)
 ♦
 х — 2пх — 4я22л; — ио2х. 	(И)
 Подставляя значение х в (9), определим
 хР(к — тип2) или 	(12)
 I X I -4- 	1 	(13)
 к 1-20
 Данная зависимость показана на рис. 3. При частоте возмущающей силы меньще собственной частоты ко¬

лебаний 1о величина амплитуды вынужденных колебаний приближается к хСт, т. е. к деформации пружины при статическом ее загружении. Сила инерции мала, а силе Р противодействует в основном сила упругости.
 При о величина амплитуды вынужденных колебаний стремится к бесконечности — явление резонанса. Если колебания происходят с собственной частотой, то силы упругости уравновешиваются силами инерции при
 любых значениях амплитуды, а внешняя сила Р оказывается неуравновешенной. Колебания при резонансе уже не являются гармоническими, и амплитуда колебаний увеличивается пропорционально времени.
 При дальнейшем возрастании частоты возмущающей силы амплитуда колебаний быстро уменьшается и становится меньше хьт. Так как сила инерции увеличивается пропорционально т2, а сила упругости при этом уменьшается-, то в основном внешней силе Р противодействует сила инерции.
 Рассмотрим теперь систему, когда сила трения Ртр линейно зависит от скорости, т. е. Рт гх. Коэффициент трения г определяет активное сопротивление в отличие от реактивного, представляющего собой разность инерционного и упругого сопротивлений, т. е, тх — кх или
 тчаРх — кх тчю — кт. 	(14)
 Наличие активного сопротивления уменьшает собственную частоту системы и вызывает постоянное уменьшение начальной амплитуды колебаний, т: е. имеем затухающие колебания.
 Вблизи резонанса скорость системы определяется активным сопротивлением, так как реактивное сопротивление мало. Если активное сопротивление невелико, го в области частот ниже резонансной колебательная скорость определяется, главным образом, упругим сопротивлением кт, а в области частот выше резонансной— инерционным сопротивлением тт.
 На рис. 3 пунктиром показана меньщая амплитуда колебаний системы при наличии в ней трения. С удале¬
 Рис. 3. Резонансная кривая
 10

нием от резонансной области частот силы трения играют все меньшую роль, поэтому амплитуда вынужденных, колебаний практически не меняется.
 § 3. Основные физические величины, характеризующие звуковое поле
 Рассмотрим процесс распространения звуковых волн в воздухе. В каждой точке звукового поля при распространении гармонической звуковой волны будут наблюдаться. попеременно деформации сжатия и разрежения, что приведет к изменению давления в среде по сравнению с атмосферным (статическим) давлением. Разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля называется звуковым давлением Р (в Па). Фазе сжатия соответствует положительное значение звукового давления, фазе разрежения — отрицательное. Таким образом, звуковое давление является функцией времени и координат рассматриваемой точки звукового поля. В каждой точке среды звуковое давление действует равномерно во все стороны, т. е. является скалярной величиной. Как и другие акустические величины, звуковое давление измеряется не в амплитудных его значениях, а в эффективных, которые при синусоидальных колебаниях в ]2 раз меньше амплитудных. Эффективным значением звукового давления будет его среднеквадратическая величина V[Р (О]2.
 Фронтом волны называют поверхность, проходящую через частицы среды, совершающие колебания в одной и той же фазе. Направление распространения звука в каждой точке фронта является нормалью к его поверхности. Различают три типа звуковых волн, отличающихся друг от друга формой фронта: плоские, имеющие фронт в виде плоскости, нормальной к направлению распространения, шаровые — с фронтом в виде сферы и цилиндрические, форма фронта которых имеет вид боковой поверхности цилиндра.
 Звуковое поле обычно может быть представлено как поле плоской волны, если линейные размеры источника велики по сравнению с длиной излучаемой им волны или если рассматриваемая зона звукового поля находится на достаточно большом (по сравнению с длиной волны) расстоянии от источника.
 Звуковое поле описывается волновым уравнением. Для вывода волнового уравнения используют диффе-
 11

ренциалыше уравнения, отражающие физические особенности среды: уравнение движения, учитывающее инерционность среды, уравнение непрерывности среды, являющееся отражением закона сохранения материи, и уравнение состояния среды, учитывающее ее упругость. При выводе данных уравнений делается допущение о малости амплитуд колебаний частиц, что приводит к линейным зависимостям звукового давления и смещения частиц среды, а также об отсутствии внутренних потерь энергии в среде.
 При распространении звуковых волн на большие расстояния уже необходимо учитывать вязкость, теплопроводность и турбулентность среды, приводящие к ослаблению энергии звуковых волн.
 В области сжатия среды происходит ее нагревание, в области разрежения — охлаждение. Вследствие малой теплопроводности газов за время периода колебания выравнивание температур не происходит, т. е. колебательный процесс является адиабатическим.
 Скорость звука в газе равна
 сУуРРо, 	(15)
 где у — отношение удельных теплоемкостей газа при постоянных давлении и объеме (для воздуха 71,41); ро — плотность воздуха при статическом давлении.
 При нормальном атмосферном давлении и температуре 273 К (0°С) скорость звука с 331 мс. В расчетах обычно принимается с340 мс, что соответствует температуре около 290 К (17°С).
 На открытом пространстве распространяется бегущая звуковая волна; при наличии препятствия возникают и отраженные волны. В плоской бегущей волне отношение звукового • давления к колебательной скорости не зависит от амплитуды колебаний
 Рг р0с. 	(16)
 Величина ,ро зависящая только от физических свойств среды, называется удельным акустическим сопротивлением. Для воздуха р0с4Ю Па-см.
 Изменение давления и плотности в звуковой волне связано соотношением
 Я с2р. 	(17)
 В поле шаровой волнь амплитуда звукового давления изменяется обратно пропорционально расстоянию
 12

г. Это происходит в результате расширения площади фронта волны (5 4яг2). Колебательная скорость в поле шаровой волны имеет две составляющие: 	активную,
 когда скорость совпадает по фазб с давлением, и реактивную— при отставании скорости по фазе от давления на угол я2. На расстоянии г больше длины волны шаровая волна по своим свойствам приближается к плоской волне.
 Распространение звуковой волны сопровождается переносом энергии, которая является функцией звукового давления Р и колебательной скорости V в каждой точке среды. Средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука I (в Втм2).
 Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависимостью, справедливой при любом фронте волны:
 1 	 РЩс)Рю. 	(18)
 Интенсивность звука является векторной величиной. В тех случаях, когда направленйе распространения звуковой волны определить трудно, возможно использовать другую энергетическую характеристику — плотность звуковой энергии е (в Джм3), т. е. энергию, содержащуюся в единице объема звукового поля. Величины ей I связаны соотношением
 б Цс. 	(19)
 Плотность звуковой энергии является скалярной величиной.
 Общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени, определяется звуковой мощностью V? (в Вт).
 Интенсивность звука равна
 15, 	(20)
 так как интенсивность звука есть звуковая мощность, приходящаяся на единицу поверхности фронта волны.
 Часто источники излучают звук неравномерно по всем направлениям. Такая неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф — фактором направленности. Он представляет собой отношение интенсив¬
 13

ности звука I, создаваемой источником в данной точке звукового поля, к интенсивности Сф, которую имел бы источник с такой же мощностью, но равномерно излучающий звук по всем направлениям (в сферу):
 где й5г2 Ш — элемент телесного угла й, в котором излучается звук.
 Физические величины, характеризующие звук, являются функцией времени, поэтому такие процессы можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний с различными периодами и амплитудами. Каждое колебание характеризуется среднеквадратичным значением физической величины и частотой; их зависимость называется частотным спектром звука (или спектром).
 Рис. 4. Типы спектров
 Периодические колебания сложной формы при разложении в ряд Фурье представляются как сумма гармоник (синусоид) с различной амплитудой а. Такие гармоники образуют дискретный (или линейчатый) спектр (рис. 4, а) .Непериодические колебания сложной формы (случайные или одиночные процессы) могут быть представлены с помощью интеграла Фурье в виде суммы бесконечно большого числа синусоидальных составляющих, образующих сплошной спектр (рис. б). Обычно звуковые процессы представляют собой смешанный спектр, изображаемый в виде сплошного и дискретного спектров, наложенных друг на друга (рис-
 4, 	в).
 Шумы по положению максимума в спектре делятся на низкочастотные (максимум ниже 300 Гц), среднечастотные (максимум в диапазоне частот 300...800 Гц) и высокочастотные (максимум выше 800 Гц),
 14

§ 4. Восприятие шума человеком
 Изменение интенсивности и звукового давления слышимого звука огромно и составляет соответственно 1014 я 107 раз. Поэтому введены логарифмические величины:
 ..уровень интенсивности звука (дБ)
 110 18(о) 	(22)
 и уровень звукового давления (дБ)
 Ьр 10 1В (Р2Ро) 20 18 (РР0), 	(23)
 ■где о и Р0 — значения, соответствующие порогу слышимости (0 10—12 Втм2 на частоте 1000 Гц, Р0 2-10-5 Па). При указанном значении Р0 и нормальном атмосферном давлении уровни интенсивности и уровни звукового давления численно равны друг другу, т. е. поэтому в дальнейшем данные уровни будут приводиться без индексов.
 Введению таких единиц измерения способствовало также то обстоятельство, что ухо человека реагирует не на абсолютное изменение интенсивности или звукового давления, а на относительное. Разница уровней в
 1 	дБ соответствует минимальной величине, различимой слухом, при этом интенсивность звука изменяется в 1,26 раза, или на 26. Если же разница уровней состав- лязг 3 дБ, то интенсивность звука изменяется уже в
 2 	раза.
 Акустические приборы позволяют определять уровень звукового давления, поэтому эта величина используется для измерения шума и оценки его воздействия на человека. Ухо человека обладает наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах и наименьшей— на низких, что видно из кривых равной громкости (-рис. 5). Сплошные (Кривые представляют собой геометрические места точек одинаковой громкости. Так, звук частотой 1000 Гц с уровнем звукового давления 40 дБ будет казаться равногромким звуку частотой 40 Гц с уровнем звукового давления 80 дБ. Чем выше уровень звукового давления, тем меньше чувствительность слуха зависит от частоты звука. Уровень громкости измеряется сравнением данного звука с громкостью эталонного звука, частота которого принимается равной 1000 Гц. Следовательно, кривые равной громкости показывают сравнительную громкость звука любой частоты
 15

с равногромким звуком частотой 1000 Гц. При этом уровень громкости звука, выраженный, в фонах, численно. равен уровню звукового давления, выраженному в дБ для звука .частотой 1000 Гц.
 Шкала уровней громкости не является натуральной шкалой, т. е., например, изменение уровня громкости в 2 раза не означает, что субъективное ощущение громкости звука изменяется во столько же раз. Для оценки субъективного восприятия громкости шума или звука-введена шкала сонов.
 Рис. 5. Кривые равной громкости
 Рис. 6. График для сложения уровней звукового давления
 Громкость определяют по формуле
 1-40
 5 	 2 10 г 	(24)
 где Ь — уровень громкости, фоны. Из формулы видно, что громкость в 1 сон имеет звук с уровнем громкости Ь 40 фон.
 Изменение уровня громкости на 10 фон соответствует, изменению громкости звука в 2 раза.
 Например, требуется сравнить по громкости два звука с уровнями громкости 70 и 100 фон. Из (24) находим, что уровню громкости 70 фон соответствует громкость, равная 8 сонам, а уровню громкости 100 фон — 64 сон. Следовательно, второй звук ощущается слухом как в 8 раз (648) более громкий. Имеются методы, позволяющие определять громкбсть по данным измерений уровней звукового давления (методы Стивенсона, Цвиккера и Костена).
 При рассмотрении звукового поля, создаваемого несколькими источниками, суммарная интенсивность равна сумме интенсивностей источников, т. е.
 16

2...п. Разделив левую и правую части на о и прологарифмировав, получим
 Д01ё- 101ё(-7- - — -). откуда
 Ь Ю1ё (10,ЛО Ю1а10... 10ш), 	(25)
 где 2, —, и — уровни звукового давления, создаваемые соответствующими источниками в расчетной точке, дБ.
 При п одинаковых источниках шума.с уровнями зву- кового давления Ь( суммарный уровень равен
 Ь 1{ Шёп. 	(26)
 Для упрощения расчетов можно пользоваться графиком, приведенным на рис. 6. По оси абсцисс отложена разность двух складываемых уровней звукового давления, а по оси ординат — добавка к более высокому уровню для получения суммарного уровня звукового давления. Уровни складывают последовательно, начиная с максимального. Сначала определяют разность двух складываемых уровней, затем добавку к более высокому уровню.
 Пример. Определить суммарный уровень звукового давления для пяти источников шума с уровнями: А] 106, ,299, ,3110, ,4103 и ,595 дБ.
 Пользуясь рис. 6 суммируем Ьх и ,3. Разность уровней АЬ 5 дБ; добавка к бблынему уровню 1,2 дБ; суммарный уровень ,сУм1 1101,2 111,2 дБ. Суммируем ,суМ1 и Ц. Разность уровней 111,2—103 8,2 дБ; добавка к большему уровню 0,6 дБ; суммарный уровень ,Сум2 111,20,6111,8 дБ. Суммируем ,суМ2 и Ьч и получаем сумму четырех уровней ,Сумз 111,80,3 112 дБ. Разность ,сумз и ,5 равна 112—9517 дБ; добавка к большему уровню 0,1 дБ и сумарный уровень равен 112 дБ. Как видно, при разнице в уровнях около 10 дБ менее интенсивные источники практически можно не учитывать.
 По аналогии с уровнями интенсивности и уровнями звукового давления установлены уровни звуковой мощности (дБ):
 4 Ю1ё(о), 	(27)
 где о1012 — пороговое значение звуковой мощности, Вт.
 Обычно источники шума считаются некогерентными, что позволяет суммировать их мощности энергетически, т. е. использовать формулу (25). При широкополосном шуме и усреднении во времени данное условие почти всегда выполняется.
 17

§ 5. Принципы измерения и нормирования шума
 Для измерения уровней звукового давления используют шумомеры. Колебания частиц воздуха посредством микрофона преобразуются в электрические колебания и затем усиливаются; стрелочный прибор позволяет определять уровни при включении ряда характеристик: линейной, А, В, С и Д
 Уровни звукового давления определяют с . помощью характеристик С и линейной, которые практически не вносят коррективы в измеряемые величины, так как показания прибора зависят от величины воспринимаемого звукого давления и не зависят от частоты.
 При измерении шума с помощью характеристики А шумомера в спектре шума уменьшаются составляющие на низких и средних частотах (до 1000 Гц), что примерно соответствует характеру восприятия шума на этих частотах (см. кривые равной громкости, рис. 5). Определяемый уровень при этом называется уровнем звука (в дБА). Изменение уровня звука примерно соответствует изменению громкости звука, воспринимаемого слухом, поэтому эту характеристику очень широко используют в практике нормирования шума.
 Для получения спектров шума и вибрации применяют анализаторы, представляющие собой электрические фильтры, присоединяемые к шумомеру. Для автоматической записи уровней используют самописцы уровней.
 Обычно параметры шума, а также вибрации оцениваются в октавных или третьеоктавных диапазонах. Октавой называется полоса частот, в которой отношение верхней 12 и нижней 1 граничных частот равно 2.
 3 —
 Для третьеоктавной полосы21 VУ—1,26. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется
 среднегеометрическая частота — У21- Среднегеометрические частоты октавных полос -стандартизованы: 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Измерение вибрации осуществляется той же аппаратурой, что и шума, но в качестве приемии-ка исследуемого сигнала используют вибродаггчики.
 При оценке шума следует пользоваться допустимыми предельными спектрами (ПС) для помещений различного назначения с учетом продолжительности действия, а также спектральных и временных характеристик
 18

шума. Кривые предельных спектров имеют индекс, номер которого соответствует уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Шум считается допустимым, если измеренные уровни звукового давления во всех октавных полосах частот нормируемого диапазона не будут превышать значений, определяемых соответствующим ПС для помещений того или иного назначения. При этом необходима внести поправки, учитывающие характер шума, расположение объекта, время суток, длительность воздействия шума.
 На практике часто используют ориентировочный метод оценки шума, основанный на нормировании уровней звука с учетом отмеченных выше поправок. Принимается, что нормируемый уровень звука на 5 дБ выше номера предельного спектра. При таком методе не требуется частотный анализ шума, что позволяет широко использовать его в практике санитарного контроля шума.
 ГЛАВА II
 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗВУКА В ПОМЕЩЕНИЯХ
 Существующие методы расчета звуковых полей помещений основаны на положениях волновой, статистической и геометрической акустики. Волновая теория исходит из физических закономерностей звуковых процессов, протекающих внутри помещения. Связанная с этим сложность математического аппарата не позволяет получить необходимые для акустического проектирования расчетные формулы. Важное практическое значение волновой теории заключается в том, что на ее основе могут быть оценены вопросы влияния акустических свойств поверхностей на различные виды волн, возникающих в помещении, характер звукового поля при стационарном режиме, процессы затухания колебаний, а также пределы применимости упрощающих предположений, аксиоматически принимаемых другими теориями. Методы волновой акустики приходится применять на практике для помещений малого объема, правильной формы, в. низкочастотном диапазоне. При решении задач строительно-акустического проектирования в большинстве случаев применяют методы статистической и геометрической теорий.
 19

§ 6. Статистическая акустика помещений
 Ввиду важности практических приложений статистической теории рассмотрим ее основные положения. Составим уравнение энергетического баланса в помещении с источником звука. За весьма малый промежуток времени изменение величины звуковой энергии в помещении можно записать в виде
 де (О 1Л7 (I) А (О М, 	(28)
 где ИР (0—акустическая мощность источника, зависящая в общем случае от времени; В () —звуковая энергия, содержащаяся в помещении в момент времени 1 г] — коэффициент потерь звуковой энергии в единицу времени, определяемый параметрами помещения.
 Разделив обе части уравнения на ДI и перейдя к пределу при Д-0, получим
 . аЕ}?- Г(29)
 аЬ
 При постоянной во времени звуковой мощности источника выражение (29) относится к дифференциальным уравнениям с разделяющимися переменными. Поэтому преобразуя его к виду
 —аЯг-ч№ —■№{ 	(30)
 Г-1]Е 	Г-т)Е 	’
 и интегрируя обе части уравнения (30), найдем общее решение
 1п Ш — тЕ — 1п с ,
 Е — (№ — сет). 	(31)
 Если источник звука включен в момент времени 0, т. е. Е (0) 0, то константа с равна мощности источника и процесс нарастания звуковой энергии в помещении описывается уравнением
 Е№ (1 — е-Оч. 	(32)
 При достаточно продолжительной работе источника (-оо) наступает равновесие между излучаемой источником энергией и потерями в помещении. Величина энергии звука в помещении будет иметь значение
 ЕУГ-п. 	(33)
 20

Процессу затухания звука после выключения источника соответствует дифференциальное уравнение
 йЕгИ — 	(34)
 Решая его аналогичным способом, получим выражение
 Е се-п. 	(35)
 Если при 0 Е (0)Е0, то затухание звука характеризуется уравнением
 ЕЕ0е. 	(36)
 Время, в течение которого энергия звука в помещении уменьшится в 106 раз (что соответствует уменьшению уровня звукового давления на 60 дБ), называется временем стандартной реверберации -(обычно заменяется термином «время реверберации»). Таким образом, «время .реверберации. Т определяется соотношением
 ЕЕ0е-71т Ю6, откуда 	(37)
 Г 6(т]1е). 	(38)
 Время реверберации для разных помещений будет различным. Оно может быть непосредственно измерено. По измеренному времени реверберации несложно определить коэффициент потерь звуковой энергии в помещении. Другой путь при определении коэффициента потерь заключается в выявлении факторов, характеризующих потери звука в помещении, и количественной их оценке. Такой подход позволяет оценивать акустические свойства помещений ,на стадии .проектирования; что является наиболее важной практической задачей.
 В помещениях необходимо различать прямой звук, приходящий в рассматриваемую точку непосредственно от источника, и отраженный от поверхностей. В результате многократных отражений звуковых волн и суммирования энергии прямых и отраженных волн в помещении формируется звуковое поле. Применение метода энергетического суммирования возможно в предположении, что направления, амплитуды и фазы налагающихся друг на друга волн распределены более или менее хаотически, т. е. рассматривать эти волны как некогерентные и считать, что плотность звуковой энергии в каждой точке есть сумма плотностей энергии каждой из этих волн.
 21

На основе таких допущений можно ввести понятие звукового луча, под которым следует понимать звуковую волну, распространяющуюся в бесконечно малом телесном угле. Соответственно звуковое поле представляется как совокупность всех таких лучей в объеме помещения. Потери энергии звукового луча происходят в моменты отражений от ограждающих поверхностей и при распространении в воздухе. Средняя длина пути луча между отражениями ср называется длиной среднего свободного пробега
 п
 ср Иш- 	, 	(39)
 Н — оо 	2
 где и — путь луча до -го отражения. За время М 1сс каждая звуковая волна в среднем один раз отразится от ограждающих поверхностей.
 Количественно поглощенная, отраженная и прошедшая через ограждения части звуковой энергии определяются коэффициентами ос, 3 и т.
 Отношение поглощенной звуковой энергии к падающей называется коэффициентом звукопоглощения:
 а (пал -отр)-пад» 	(40)
 где Япад и С0тр — энергия падающих и отраженных звуковых волн. Коэффициент а можно записать и так:
 (погл “1“ проциад» 	(41)
 где Спогл и СПрош — поглощеннная 	энергия и энергия,
 прошедшая через ограждения.
 Отношение энергии, отраженного звука Еотр К пад представляет собой коэффициент отражения 3:
 РЕотрЕтя. 	(42)
 Отношение энергии прошедшего звука Е„р к Е„ад называется коэффициентом звукопередачи (звукопроницаемости) т:
 ? прпад- 	(43)
 Из (41) и (42) следует, что оср1 и а1—р.
 Введенные таким образом коэффициенты называются диффузными, так как характеризуют усредненный эффект поглощения, отражения или прохождения звуковых волн, падающих на поверхности под всевозмож¬
 22

ными углами. Если рассматривать падение отдельной плоской звуковой волны на поверхность, то коэффициент звукопоглощения в общем случае зависит от материала поверхности, частоты звуковой волны и от угла падения 0. Диффузный коэффициент звукопоглощения можно определить как усредненное по всем направлениям значение угловой зависимости коэффициента звукопоглощения а(0):
 я2
 а 2 ■ а (0) 51П 0 соз 00. 	(44)
 о
 Все строительные материалы и конструкции в той или иной степени поглощают звук. При падении звуковых волн на поверхность материала воздух в его порах начинает колебаться. Из-за большого трения, обусловленного вязкостью воздуха и малым сечением пор, происходит потеря звуковой энергии, превращающейся в тепловую. Следовательно, звукопоглощение обусловлено трансформацией механической (звуковой) энергии в тепловую.
 Обычные строительные материалы имеют невысокие значения а. Например, на частоте 500 Гц значение а для бетона составляет 0,01 (т. е. только 1 звуковой энергии поглощается, а остальные 99 отражаются в помещение), оштукатуренной стены — 0,02, линолеума — 0,03, паркетного пола — 0,07. Специальные звукопоглощающие материалы (звукопоглотители) имеют коэффициенты звукопоглощения в 10... 15 раз большие (см.
 § И).
 Используя представление о дискретном во времени поглощении энергии звуковых лучей при отражениях, от поверхностей и учитывая поглощение звука в воздухе, можно процесс убывания энергии звука в помещении описать уравнением
 ЕЕ0(-а)с‘прГт°с1, 	(45)
 где Е0 — звуковая энергия в момент времени 0; тв—■ покезатель затухания звука в воздухе, зависящий от температуры, влажности воздуха и частоты звуковых волн.
 Приравнивая правые части уравнений (36) и (45), найдем связь между коэффициентом потерь т] и коэффициентом звукопоглощения помещения а:
 Е0 Е0{ 1 — а)сгср ет»ы,
 23

— 	с 1п (1 — а) , _ 71 	. 	. 	тес.
 ср
 (46)
 Формула (46) получена в предположении, что все ограждающие поверхности .помещения имеют одинаковый коэффициент звукопоглощения. Если коэффициенты звукопоглощения поверхностей различны, то можно рассуждать следующим образом. Пусть в помещении п поверхностей имеют различные коэффициенты поглощения. Вероятность падения звуковой волны на каждую поверхность определяется отношением 550бщ, где
 5,- — площадь й поверхности; 50бщ— общая площадь поверхностей помещения. За время ДСрс, соответствующее одноактному отражению всех волн, распространяющихся в помещении, начальная энергия Е0 уменьшится пропорционально произведению коэффициентов отражения поверхностей в степенях, определяемых соответствующими вероятностями падения, умноженными на экспоненту, характеризующую потери в воздухе, т. е..
 ЕЕ0 (1 - а1 (1 - а2)ь.. .(1 -а е_,”®гср, 	(47)
 К тому же моменту согласно формуле (36) энергия звукового поля помещения будет равна
 Из равенства левых частей уравнений (47) и (48) получаем формулу для коэффициента потерь г) в случае неравномерного звукопоглощения поверхностей
 Теоретический недостаток последней формулы заключается в следующем. Если хотя бы один элемент поверхностей, как бы мал он ни был;; является полностью поглощающим, то преобразование (49) становится невозможным, так как учет маловероятного события полного поглощения приводит к неизбежному превращению в ноль одного из сомножителей и произведения в целом. С физической точки зрения вполне понятно, что наличие отдельных абсолютно поглощающих поверхностей не может привести к полному исчезновению отраженного поля.
 ЕЕ0еп1 рс.
 (48)
 П
 7]
 (49)
 24

Несоответствие состоит в том, что абсолютно поглощающему участку наравне с другими приписывается активная роль в формировании отраженного поля, хотя фактически этот участок является лишь своеобразным стоком энергии. В связи с этим энергопотери в помещении можно условно подразделить на два вида. К первому следует отнести частичное поглощение энергии в процессе формирования поля при отражении от поверхностей и затухании в воздухе, ко второму — отток энергии из объема в результате падения волн на абсолютно поглощающие участки ограждений. Энергопотери второго вида необходимо рассматривать только применительно к совокупности всех волн, одновременно находящихся в объеме помещения.
 Предположим, что в помещении имеется несколько абсолютно поглощающих поверхностей общей площадью 50. Вся падающая на них энергия не участвует в дальнейшем в формировании поля, но это не нарушает условия изотропности, под которой понимается равновероятность распространения волн по всем направлениям. Через промежуток времени, соответствующий в среднем одноактному поглощению волн на границах помещения, часть находящейся в объеме отраженной энергии Е0, пропорциональная величине оЗоЗобщ, падает на полностью поглощающие поверхности. Остальная энергия, равная (1—) испытывает частичное поглощение. Таким образом, зависимость спада энергии можно представить соотношением
 ЕЕ0( -5о) 2 	а‘?1 е”Лрое_,,,сРс. 	(50)
 1
 Из этого равенства окончательно получаем
 п
 “ Собщ “ ёо) 2
 4 		с • . 	-ста. (51)
 •общср
 Необходимо отметить одно важное в практическом отношении следствие. В зависимости от того, как представить поверхность — с близким к единице коэффициентом звукопоглощения или как абсолютно поглощающую— значения коэффициента потерь, вычисленные соответственно по формулам (49) и (51), будут различными. Это различие будет тем существеннее, чем
 25

ближе значение коэффициента звукопоглощения к единице. Объяснение этого факта заключается, как уже отмечалось, в том, что участие такой поверхности в образовании отраженного поля по сравнению с другими малозначимо и выражается в основном в пассивной роли почти полного поглощения падающей на нее энергии.
 Реальные потери звуковой энергии при наличии открытых проемов или сильно поглощающих звук поверхностей (а0,9) более правильно характеризовать коэффициентом потерь, определенным по последней формуле.
 Если поверхности помещения не облицованы звукопоглощающими материалами, то их коэффициенты звукопоглощения, как правило, не превышают значений 0,2...0,25. В этом случае с малой для практических вычислений погрешностью можно заменить значение натурального логарифма — 1п(1—а) на величину коэффициента звукопоглощения а.
 Суммарное звукопоглощение в помещении (Л0бщ) определяют как сумму произведений коэффициентов звукопоглощения отдельных поверхностей на их площади; кроме того, учитывается звукопоглощение (2Л) отдельными объектами (людьми, предметами обстановки и др.), т. е.
 Произведение сс5 представляет собой звукопоглощение данной поверхности. Величина А аЗ называется эквивалентной площадью звукопоглощения поверхности.
 Связь между коэффициентом потерь г] и суммарным звукопоглощением, называемым общей эквивалентной площадью звукопоглощения, при малых значениях Бо, ш (Бо, 0,2) очевидна:
 (52)
 П
 спг в
 п
 (53)
 26

где 5о — площадь всех проемов с коэффициентом звукопоглощения ао1; аСрЛобщ5общ — средний коэффициент звукопоглощения помещения.
 Единственным отличием является учет поглощения людьми, предметами и т. п., которое не рассматривалось при выводе формулы, определяющей коэффициент потерь звуковой энергии в помещении. Будем считать, что оно учитывается именно через полученное соотношение.
 Если и в общем случае, по определению, под эквивалентной площадью звукопоглощения помещения понимать соотношение
 п
 А)бщ — общ 1п(1 —)— 1п (1 —
 1
 то формула
 общДобщср) “[” С?71в 	(55)
 будет однозначно определять взаимозависимость коэффициента потерь т] и эквивалентной площади звукопоглощения Л0бщ.
 При этом средний коэффициент звукопоглощения должен находиться по формуле
 ЧХср ’Г—.ёЛо6ш.3обш. 	(56)
 Следует также иметь в виду, что поглощение звука в воздухе существенно сказывается только на высоких частотах в помещениях большого объема. Поэтому во многих случаях соответствующее слагаемое в формуле (55) можно не учитывать.
 Длина среднего свободного пробега для помещений сложной формы может быть определена численно при непосредственном использовании формулы .(39). Метод определения заключается в том, что многократно случайным образом задаются направления распространения луча и вычисляются расстояния между точками отражений от поверхностей. По мере увеличения числа испытаний отношение суммы всех расстояний к их общему числу стремится к значению длины среднего свободного пробега. Ясно, что такой метод возможен только с использованием ЭВМ.
 Для помещений прямоугольной формы можно аналитически вывести формулу длины среднего свободного
 27

пробега. В произвольной точке а помещения выберем декартову систему координат так, чтобы оси были параллельны ребрам прямоугольного параллелепипеда, форму которого имеет рассматриваемое помещение.
 Скорость звукового луча, численно соответствующая скорости звука, есть векторная величина. Представим
 верхностей в единицу времени составляет величину
 где , 1У, 1г — размеры помещения вдоль соответствующих осей.
 Опишем вокруг точки а сферическую поверхность единичного радиуса. Предположим, что распространение звуковых лучей равновероятно по всем направлениям. ’ Тогда общее число лучей в некотором телесном угле будет пропорционально площади, выделяемой им на описанной единичной сфере. Если совокупность всех лучей, выходящих из точки а, обозначить через Л, то число лучей, приходящихся на элементарную площадку й5, выражается отношением произведения общего числа лучей N на площадь элементарной площадки к площади единичной сферы, т. е. Л5(4я)М соз 0сШф(4я).
 Количество отражений к всех лучей, выходящих из рассматриваемой точки в единицу времени, определяется интегрированием:
 вектор скорости в координатной форме, для чего дополнительно введем в горизонтальной плоскости полярный угол ф, а в вертикальном направлении угол 0 (рис. 7). Вектор скорости с луча, выходящего из точки а и задаваемого углами ф и 0, имеет следующее координатное представление:
 Рис. 7. Схема определения длины среднего свободного пробега в помещении
 (57)
 Число отражений луча от по
 п - соз ф соз 0-—— зт ф соз 04--т— зт 0, 	(58)
 п 2 я2
 28

X
 л(■1г•) 	,59)
 где V — объем помещения.
 Общий путь I, пройденный всеми лучами в единицу времени, составляет 1 Ыс, поэтому длина среднего свободного пробега может быть вычислена как отношение общего пут,и I к числу отражений к, т. е.
 ср__ 	(60)
 ср к ЛГС5общ(4 V)
 •общ
 Таким образом нами выявлены все основные факторы и определены зависимости, характеризующие процесс формирования звукового поля помещения с позиций статистической теории акустики.
 Приведем еще некоторые формулы, которые можно трактовать уже как следствия полученных более общих соотношений.
 Время реверберации Т с учетом формул (38), (55) и (60) можно записать в виде
 	24К 	0,163 Vе 	Д1Ч
 Т 		— 			, 	(61)
 о (4бщ 4ивК)1е 	Аобщ 4пгвУ
 где Аобщ понимается в обобщенном смысле и определяется по формуле (54).
 Если средний коэффициент , звукопоглощения помещения меньше 0,2. и не учитывается поглощение звука в воздухе, то приходим к формуле Сэбина
 Т0,163У(аср5о6щ). 	(62)
 Если аср50,2, то время реверберации обычно определяют по формуле Эйринга
 Т 	г0-’--3- 	. 	(63)
 — 	5общ 1п (1 — аср)
 Наконец, при существенных различиях коэффициентов звукопоглощения поверхностей применяют формулу Миллингтона
 0,163Г

Интенсивность отраженного звукового поля в помещении при установившемся режиме может быть выражена с учетом формулы (33) в виде
 с(г1У)ШАо6щ. 	(65)
 Уровень интенсивности, совпадающий при стандартных атмосферных условиях с уровнем звукового давления, равен
 1 101ё(о) 1и;-101ёЛоб1Ц6, 	(66)
 где Ьш — уровень звуковой мощности источника (см. § 4).
 Обычно в помещениях можно выделить плотность энергии прямого еПр и отраженного от всех поверхностей 8огр звука. Тогда общая плотность звуковой энергии в помещении будет равна 8еПр8отр.
 Плотность звуковой энергии прямого звука при сферическом излучении на расстоянии г от источника равна
 бгф 1Г(4л??). 	(67)
 Плотность диффузной звуковой энергии после учета потерь энергии при первом отражении звука от поверхностей
 еотр Ш (1 — аср)(сЛо6щ). 	(68)
 Общая плотность звуковой энергии
 ...т 	. 	Г 	■—. 	(69)
 4л-2с 	С-Добщ 	4яг2 с 	сВ
 где БЛ0бщ(1—(Хер) —постоянная помещения.
 Вблизи источника уровень звукового давления практически равен уровню прямого звука и уменьшается на
 6 	дБ при увеличении расстояния г в 2 раза.
 Зону влияния отраженного звука определяют величиной предельного радиуса гпр, т. е. расстоянием от источника, на котором уровни звукового давления отраженного и прямого звука равны (м):
 г л[—. 	(70)
 гпр у 50(1-оср) 	50 	1
 С учетом фактора направленности источника Ф и пространственного угла излучения й уровень звукового давления Ь в зоне действия прямого и отраженного звука определяют по формуле
 30

(71)
 где Й — пространственный угол излучения, принимаемый при расположении источника в пространстве помещения й 4я, на плоскости стены или пола Й2я.
 Статистическая акустика дает возможность количественно оценить величину звуковой энергии, проникающей из помещения с источником шума в смежные помещения. Допустим, два соседних помещения соединены открытым проемом. В первом из них расположен источник шума. Пусть площадь проема составляет малую часть от площади поверхностей первого помещения, что позволяет пренебречь при выводе формул энергией звука, передаваемой обратно в помещение с источником шума.
 Тогда изменение звуковой энергии за весьма малый промежуток времени в первом и-втором помещениях можно представить в виде
 где т] 1, г]2 — коэффициенты потерь звуковой энергии в помещениях; тс5пР(Ср5общ) —коэффициент передачи звука.
 Разделив каждое уравнение на и выполнив предельный переход при Д-0, получим систему дифференциальных уравнений
 с естественными начальными условиями -С1 (0) 0 2(0) 0. В первое уравнение не входит величина звуковой энергии Е2, поэтому ойо решается совершенно аналогично уравнению (29); величина звуковой энергии в первом помещении характеризуется зависимостью
 Подставляя данное выражение во второе уравнение системы, получим
 Е2хЕ1 У)М — ч}2Е2 Ц) Му
 2-Ц7-ЁЕх-ЪЕ2 	(72)
 ас 	ас
 № 1
 	(1 — еъ{).
 (73
 (74)
 31

Решение такого линейного дифференциального уравнения можно получить, используя метод вариации произвольной постоянной. Для этого решаем сначала однородное уравнение ЛЕ1
 а
 7)220; Е2се-7
 Далее предполагаем, что константа с зависит от времени I, т. е. сс (?) и Е2с ()е4» . После подстановки в уравнение (74) и приведения подобных членов имеем
 рМг
 с 	(1 — е-ч.‘)еч»‘. 	(75)
 42
 При определении функций с (?) и Е2 (0 необходимо рассмотреть два случая: а)
 с2 —(е7—еч»-’)),
 С2 ——— Г 	Г
 41 		41
 4142 	11 	(42—41)
 Общее решение уравнения (74) имеет вид Еп(Л)[ 		—— е7»-44-сЛ е—ч
 I 	4142 	41(42-41)
 	5_)с,е-.
 41 V 42 	42 —41
 Константу с 1 определяют из условия 2?2(0)0:
 XIV ( 	1
 	) с10
 — 	41
 С1 (— 	Ц.
 41 V 42 —41 	42 7
 Окончательно
 Е2({)--( 1 — е-ч)Н 	— 	(ег-ч-егч.0; (76)
 4142 	41(42 	— 	41)
 б) 111112
 ‘ с’-
 41
 32

т .г 	1 	V 	2
 В этом случае общее решение уравнения (74) будет
 Е2Ц)-
 -ЕЕ (-±- -1 е-ч.Лсе-ч.
 11 	П2 	)
 Из условия Е2{0)0 константа с2. равна с2 —хШКщч]2).
 Тогда решение выражается формулой
 Е2{ 1()-НН1(1_е-0 	(77)
 12 		ГЧ
 При -оо звуковая энергия в помещениях достигает максимальных значений:
 А да7Ч1; Е2х№Ц‘ц1у2). 	(78)
 Тогда .разность уровней звукового давления в первом я втором помещениях, определяют по формуле
 МЬ1-120ё-Юё--, 	(79)
 е2 	ТЗх
 где V, и Уг — соответственно объем первого и второго помещений.
 Таким образом, зная уровень звукового давления в помещении с источником шума, можно весьма просто определить уровень звукового давления в соседнем помещении.
 Если имеется цепочка акустически связанных помещений, то разность уровней между первым и -м помещениями АЬц вычисляют по формуле
 (80)
 где тг — коэффициент потерь звуковой энергии ь-го помещения (21); 1 — коэффициент звукопередачи из -го в (11 )-е помещение (1—1); V— объем -го помещения.
 Определенная идеализация акустических процессов, обусловленная Ъ первую очередь неучетом волновой при-
 2—1744 	33

роды звука, налагает соответствующие ограничения на статистические методы. Установлено, что статистическая акустика применима преимущественно в соразмерных помещениях-, в которых отношение максимального размера к минимальному не превосходит 1 :5. Гипотезы статистической теории выполняются тем точнее, чем в большем диапазоне частот проводится анализ звуковых процессов. 	-
 § 7. Распространение звука в плоских и длинных помещениях
 Плотность,энергии отраженного звукового поля в плоских и длинных помещениях уже нельзя считать одинаковой во всех расчетных точках. Спад энергии отраженного звука по мере удаления ‘от источника бут дет тем значительней, чем существенней форма помещения отличается от кубической и чем больше коэффициенты звукопоглощения поверхностей. Количественная оценка неравномерности распределения энергии, отраженного звукового поля может быть осуществлена с позиций геометрической и статистической энергетической теорий.
 В геометрической акустике при рассмотрении отражений звуковых волн от поверхностей помещения используют понятия фронт волны (см. § 1) и звуковые лучи (линии, перпендикулярные фронту волны во всех его точках), которые указывают направление распространения звуковой волны. Предполагается, что законы отражения звука аналогичны законам геометрической оптики. Звуковая энергияв расчетной точке слагается из суммы энергий сферической волны, преходящей непосредственно от источника, и энергии отраженных волн, также имеющих сферическую форму.
 Путь звукового луча, многократно отраженного от граней прямоугольного параллелепипеда, может быть представлен в развернутом изображении в двух или трех проекциях на плоскости параллельно граням параллелепипеда. Зная скорость распространения звука, можно определить запаздывание одного звукового луча по отношению к другому, выявить различные акустические дефекты помещений. Такое построение расцрост- ранения звуковых лучей называется лучевым эскизом.
 Действие отраженных от внутренних поверхностей звуковых лучей часто заменяется действием мнимых
 34

(или фиктивных) источников с соответствующим уменьшением их мощности, пропорциональным коэффициентам отражения -поверхностей.
 На рис. 8, в показана схема отраженных звуковые лучей, соответствующая распространению звука в пло-
 о) •
 Рис. 8. Построение лучевой картины отражений звуковых волн:
 а — отражение звукового луча по законам геометрической оптики (угол падения равен углу отражения); б —отражение луча с одновременным диффузным рассеянием вблизи точки отражения; в —картина мнимых источников при отражениях звуковых волн между двумя параллельными плоскостями; г — картина мнимых источников при распространении звука в бесконечном прямо, угольном коридоре
 ском помещении. Для простоты источник и расчетная точка расположены посередине между поверхностями пола и потолка, коэффициент звукопоглощения которых одинаков_и равен а. Для первых и вторых отражении изображены соответствующие им мнимые источники. Полученная цепочка мнимых источников должна быть продолжена и для всех последующих отображений.
 Плотность энергии прямого и отраженного звука в расчетной точке определяют по формуле
 2
 35

где к— индекс, принимающий все целые значения (по-
 расстояние от к-то мнимого источника дорасчетной точки.
 В длинном помещении необходимо рассматривать отражения от четырех поверхностей, образующих своеобразный канал для распространения звука. В этом: случае мнимые источники располагаются в плоскости (рис. 8, г) и суммарную плотность вычисляют по формуле
 где гы }г2к2к212Ь2—.расстояние от мнимого источника, соответствующего звуковому лучу, отразившемуся [ раз от боковых поверхностей и к раз от потолка и пола, до расчетной точки; прямой звуковой волне соответствует сочетание индексов к 1 0.
 Применимость лучевой картины при отражении от поверхностей ограниченных размеров зависит от длины звуковой волны, размеров отражающей поверхности И’ ее расположения по отношению к источнику звука и точке приема. Отражение звуковых волн можно считать направленным, если наименьший размер отражающей поверхности не менее чем в 1,5 раза превышает длину волны. При •невыполнении этого условия звуирвые волны рассеиваются и построение отраженных звуковых лучей? теряет смысл. Для криволинейных поверхностей наименьший радиус кривизны должен быть не менее чем1 в 2 раза больше длины волны.
 Геометрическая акустика справедлива лишь при независимости коэффициента отражения от угла падения- звукового луча. Реальные ограждающие конструкции не только отражают звук по законам геометрической оптики (рис. 8, а), но и вблизи каждой точки отражения происходит частичное рассеяние звука, которое уже не может быть определено с позиций геометрической теории (рис. 8, б). Кроме того, разделение звуковой энергии на отражаемую и рассеиваемую составляющие на
 ложительные, отрицательные и ноль); гк
 » (82
 к— 	00 1 	00
 36

практике провести весьма сложно. Поэтому существует другой тодход (статистический энергетический), в котором не учитывается предположение статистической акустики о равномерном распределении отраженного звука по помещению. Согласно данному подходу в условиях стационарного звукового поля плотность отраженной энергии описывается дифференциальным уравнением
 _ви_ 	ъ0 	(83)
 дх2 ду дг 	V ;
 с граничными условиями
 де
 дп
 0, 	(84)
 где 72г](сср); п — нормаль к границе.
 Коэффициент потерь г) вычисляется, как и ранее, по формуле (51). Длина среднего свободного пробега Ср для соразмерных помещений определяемся соотношением (60). В случае плоского помещения ср принимается равной высоте
 ср Л, 	(85)
 а для длинного помещения
 ср 	л;г[2 (г--)], 	(86)
 где Н и Ь — высота и ширина помещения.
 Решение дифференциального уравнения (83) может быть получено методом 	функций источника. 	Для 	плоских
 помещений 	суммарная 	плотность звуковой 	энергии 	вы¬
 ражается формулой
 , 	Г 	, Г VI е—07Ч
 е-епр еотр_ 			, 	(87)
 к——оо
 где г и — то же, что и в формуле (81); индекс к прини- мает все целыё значения, кроме нуля.
 В длинных помещениях плотность энергии находят по формуле
 °° 		°° 	—ЧГи
 РV 	. И7(А 6) 	е 	»1
 4псг2 	2лЧНЬ
 А — 00 и 	00
 37

где гм — то же, чта в формуле (82); индексы к, принимают все возможные значения, кроме сочетания к 1 0.
 Из приведенных соотношений видно, что по аналогии с геометрической теорией отраженное звуковое поле также можно считать сформированным в результате действия мюимых источников, -но умеющих другой характер излучения. При этом прямой звук учитывается отдельно. Если рассматривать совокупность мнимых источников для помещения, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, то соответствующая сумма может быть записана как сумма ряда уже по трем индексам, принимающим все возможные сочетания значений.-
 Приведенные в данном параграфе соотношения могут непосредственно • использоваться при выполнении расчетов на ЭВМ либо на их основе можно построить- графики и номограммы для практической оценки неравномерности распределения энергии отраженного звукового поля в плоских и длинных помещениях.
 Учебно-исследовательская работа
 1. 	Записать систему дифференциальных уравнений для цепочки из трех акустически связанных помещений. Используя метод вариации произвольных постоянных, решить систему с учетом одного из. возможных сочетаний коэффициентов потерь помещений (‘П1т]2 г1з. ‘П1 П27Пз и т. д.). Обосновать правильность формулы (80) для рассматриваемого случая.
 2. 	Получить формулы, описывающие реверберационный процесс в двух акустически связанных помещениях после выключения источника (без-учета возвратной передачи звука). За начальные условия принять соотношения (78). Проанализировать погрешности, которые возможны чиз-за неучета передачи звука из второго помещения в первое.
 3. 	Уравнения (81), (87) плотности звуковой энергии в плоском помещении фактически характеризуют условия распространения звука между двумя бесконечными плоскостями, т. е. не учитываются отражения от боковых стен. Оценить вклад ранних -отражений от боковых поверхностей с помощью построения картины мнимых источников и вывести соответствующие формулы.
 4. 	Уравнения (82), (88) соответствуют условиям распространения звука в бесконечном коридоре. Оценить вклад райних отражений от торцовых поверхностей длинного помещения и получить соответствующие расчетные формулы.-
 5. 	Вклад слагаемых в суммах рядов, определяющих плотность отраженного звукового поля по геометрической и статистической энергетической теории, далеко не одинаков и существенно зависит от абсолютных значений индексов к и . С ростом числа отражений и расширением фронта волны энергия волны может весьма быстро
 38

убывать, поэтому разумно выделять группу ранних (первых, вторых и т. д.) отражений, вносящих наибольший вклад в формирование звукового поля, и всех последующих менее значимых отражений. В соответствии с этим необходимо сформулировать правило рацио- нального суммирования отражений по мере их значимости (например, сначала первых, потом вторых и т. д.), записать его в виде формулы. Получить оценку погрешности, возникающей из-за того, что процесс накопления сумм на практике не может быть бесконечен; его всегда необходимо обрывать на некотором шаге.
 6. 	Решить систему линейных дифференциальных уравнений для двух акустически связанных помещений с учетом возвратной пере- дачи звука в помещение с источником звука.
 7. 	Получить формулы,,описывающие реверберационный процесс в двух акустически связанных помещениях после выключения источника.-В качестве начальных условий принять соотношения (78). При записи энергетического баланса необходимо учитывать возвратную передачу звуковой энергии.
 8. 	Разработать программу расчета уровней звукового давления в плоских помещениях геометрическим и статистическим энергетическим методами. Сопоставить результаты расчетов при различных значениях коэффициента звукопоглощения и объяснить причины расхождений.
 9. 	Разработать программу расчета уровней звукового давления в длинных помещениях двумя рассмотренными методами и, подобно предыдущему пункту, провести анализ результатов.
 Задания 6—9 требуют углубленного изучения материала и существенных затрат времени, поэтому рекомендуются для выполнения как УИРС на стадии дипломного проектирования или по линии СНО.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
 АРХИТЕКТУРНАЯ АКУСТИКА
 ГЛАВА III
 ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ АКУСТИКУ ЗАЛОВ
 § 8. Время реверберации
 Одним из основных критериев акустического качества залов является время реверберации (см. § 6). Чем больше помещение, тем больше средняя длина свободного пробега звуковых волн 1Ср, а число отражений в единицу времени меньше, т. е. процесс затухания звука будет происходить медленнее.
 Особенно велико время реверберации в помещениях большого объема с ограждающими поверхностями, имеющими невысокие коэффициенты звукопоглощения. В этом случае помещения будут гулкими. С уменьшением объема помещений увеличивается число отражений от поверхностей, и если они будут иметь высокие коэффициенты звукопоглощения, затухание звука будет происходить быстро (время реверберации мало) и помещения будут глухими.
 При расчете времени реверберации формулу Сэбина (62) используют при значениях аСр0,2. При аСр0,2 расчеты обычно производят по формуле Эйринга (63).
 В залах большого объема (У10 000 м3) при расчете времени реверберации необходимо учитывать поглощение звука в воздухе., Для этого в знаменатель формул (62) и (63) добавляется член 4твУ, где тв — показатель затухания звука в воздухе, м-1, зависящий от температуры, относительной влажности воздуха и частоты звука (см. .табл. 3 приложения I).
 Для определения времени реверберации в помещении необходимо определить его объем V, м3г суммарную площадь ограничивающих поверхностей 50бщ, м2, эквивалентную площадь звукопоглощения Л0бщ, м2. Последнюю величину определяют обычно при 70-ном заполнении залов зрителями для трех частот: 	125, 	500 	и
 2000 Гц.
 40

Находят Лобщ по формуле
 А6щ 2 	аДоЛоб 	(89)
 где 2а5 — сумма произведений коэффициентов звукопоглощения а отдельных поверхностей на их площади, м2 (значения а даны в табл. 1 приложения I); 2А — сумма эквивалентных площадей звукопоглощения зрителями и креслами, .м2 (см. табл. 2 приложения 1); аДОб — средний коэффициент добавочного звукопоглоще-
 Таблица 1
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения )
 Поверхности
 5, м2
 Значения
 а и Сб5, м2, на
 частотах, Гц
 125
 500
 2000
 а
 сс5
 а
 ’ аЗ
 а
 аЗ
 Потолок (гипсокар¬
 726
 0,02
 14,5
 .0,06
 43,6
 0,06
 36,3
 тонные листы)
 Пол (паркет)
 726
 0,04
 29
 0,07
 50,8
 0,07
 50,8
 Стены (гипсокар¬
 1265
 0,02
 25,3
 0,06
 75,9
 0,05
 63,3
 тонные листы)
 ния, учитывающий звукопоглотители, фактически существующие в залах (осветительная арматура, воздушные полости, соединенные с основным объемом зала, щели и трещины, вентиляционные решетки и др.).
 Средний коэффициент добавочного звукопоглощения может быть принят равным 0,08...0,09 на частоте 125 Гц и 0,04...0,05 на частотах 500...2000 Гц. Для залов, в которых указанные условия, вызывающие добавочное звукопоглощение, сильно выражены, следует эти значения увеличить примерно на 30, а в залах, где эти условия

Находят Лобщ по формуле
 АВщ 	“л®606’
 где 2аг5— сумма произведений коэффициентов звукопоглощения отдельных поверхностей на их площади, м2 (значения а даны в табл. 1 приложения I); 2Л — сумма эквивалентных площадей звукопоглощения зрителями и креслами, м2 (см. табл. 2 приложения I); адов — средний коэффициент добавочного звукопоглоще
 Таблица 1
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения I
 Поверхности
 5, м2
 Значения
 а и а5,
 м2, на
 частотах, Гц
 125
 500
 2000
 а
 сс5
 а
 сс5
 а
 а5
 Потолок (гипсокар¬
 726
 0,02
 14,5
 .0,06
 43,6
 0,06
 36,3
 тонные листы)
 Пол (паркет)
 726
 0,04
 29
 0,07
 50,8
 0,07
 50,8
 Стены (гипсокар¬
 1265
 0,02
 25,3
 0,06
 75,9
 0,05
 63,3
 тонные листы)
 л
 ния, учитывающий звукопоглотители, фактически существующие в залах (осветительная арматура, воздушные полости, соединенные с основным объемом зала, щели и трещины, вентиляционные решетки и др.).
 Средний коэффициент добавочного звукопоглощения может быть принят равным 0,08...0,09 на частоте 125 Гц и 0,04...0,05 на частотах 500...2000 Гц. Для залов, в которых указанные условия, вызывающие добавочное звукопоглощение, сильно выражены, следует эти значения увеличить примерно на 30, а в залах, где этр условия выражены слабо, примерно на 30 уменьшить.
 После нахождения общей эквивалентной площади звукопоглощения Л общ определяют аСрЛобщ5общ. Если аср0,2, то расчет времени реверберации (с) производят по формуле (63), которую можно представить в виде
 Т0,163 —————, 	(90);
 •Ьобщ? (аср)
 41

где ф («ер) —1п(1—аСр) —функция среднего коэффициента звукопоглощения.
 Пример. Определить время реверберации для пустого зала размерами 33X22X11,5 м. Объем зала У8349 м3, 50бщ 2717 м2, площади отдельных поверхностей и их коэффициенты звукопоглощения (см. табл. 1 приложения I) даны в табл. 1.
 Добавочное звукопоглощение на частоте 125 Гц равно 217,4 м2 (0,08X2717 м2), а на частотах 500 и 2000 Гц—108,7 м2 (0,04X2717 м2). Общая эквивалентная площадь звукопоглощения равна (см. табл. 1) на частотах: 125 Гц Л0бщ 14,52925,3 217,4286 м2; 500 Гц Л0бщ 279 м2; 2000 Гц Л0бщ 259 м2.
 Средний коэффициент звукопоглощения аСрЛобщ5общ на частотах: 125 Гц ас’Р 28627170,105; 500 Гц аср 279271,7 0,1; 2000 Гц аср 25927170,095. Время реверберации равно 4,5 с; 4,62 с и 5,0 с.
 Полученное время реверберации срдвнивается с рекомендуемым (оптимальным) временем для данного типа зала и его объема (рис. 9). Это время должно быть в пределах затушеванной области (усреднено по данным разных авторов) в диапазоне частот 500. ..2000 Гц. На частотах ниже 500 Гц допустимо некоторое увеличение времени реверберации, с тем чтобы на частоте 125 Гц оно было не более чем на 40 больше по сравнению со значением Т на частоте 500 Гц. Как правило, расчетное время реверберации получается больше рекомендуемого, поэтому необходимо увеличить звукопоглощение в зале. Для этого, исходя из требуемого времени реверберации ГТр, вычисляем
 ? (йср) 0,163(Ттр5о6щ). 	(91)
 По найденному значению ф (аСр) находим средний коэффициент звукопоглощения асртр, после чего получаем требуемую общую эквивалентную площадь звукопоглощения зала Лобщтр асртр5общ. Сравнив это значение с величиной Лобщ, определяем, насколько необходимо изменить эквивалентную .ллощадь звукопоглощения для
 Рис. 9. Рекомендуемое время реверберации для залов различного назначения в зависимости от их объема в диапазоне частот 500 ... 2000 Гц:
 —лекционные залы, залы пассажирских помещений вокзалов; 2 — залы драматических театров, залы многоцелевого назначения средней вместимости, кинотеатры; 3 — залы театров оперы и балета, концертные залы; 4 — спортивные залы
 42

достижения нужного времени реверберации.( в пределах ±10)- Полученные в’результате расчета значения времени реверберации о-кругляюте точностью до 0,05 с.
 Алгоритм изложенного метода представлен на блок- схеме (рис. 10). Изображение метода в виде блок-схемы является этапом формализации задачи, непосредственно предшествующим разработке программы для ЭВМ. При работе над блок-схемой определяют набор исходных данных, ‘последовательность действий при выполнении расчетов, ветвления вычислительного, процесса. Каждое действие представляют в .виде отдельного блока. Операции вычислений или присвоения начальных значений изображаются в ‘прямоугольниках. Блок в виде трапеции определяет набор необходимых исходных данных или конечных результатов расчета. Если продолжение вычислительного процесса возможно по двум различным направлениям в зависимости от какого-либо условия, то проверяемое условие записывают в ромбическом блоке, из которого исходят две стрелки. По одной из них происходит переход при выполнений условия (около такой стрелки ставят знак « »), а по другой — при невыполнении (знак «—»). При необходимости в блоках записывают также краткие комментарии.
 Главным достоинством блок-схемы является однозначная определенность всех действий, приводящая всегда к правильному конечному результату при решении любой задачи из класса однотипных, для которых составлена данная схема. В связи с этим вычисления приобретают механический характер, предполагающий только обязательное следование от одного блока к другому (сверху вниз) с выполнением записанных.в них операций или, в случае ветвлений, проверку условия и переход по направлению одной из стрелок. Поэтому составление блок-схем можно рассматривать не только как подготовку к программированию, но и как самостоятельный этап углубленного изучения и алгоритмизации задачи.
 Следующим шагом является составление программы на языке программирования. В инженерных расчетах наиболее употребительным является алгоритмический язык Фортран. Изучение Фортрана входит в программу обучения студентов строительных специальностей вузов. Все это определило выбор в качестве языка программирования Фортран-1У в операционной системе ОС ЕС ЭВМ.
 43

Из-за синтаксических различий между привычной записью переменных и формул в тексте и правилами записи программ на алгоритмическом языке полного соответствия в обозначениях на блок-схеме и в программе получить не удается. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо составлять таблицу, в которой указываются все обозначения переменных на блок-
 Рнс. 10. Блок-схема метода расчета времени эквивалентной площади
 схеме и соответствующие им обозначения в программе. Для метода расчета времени реверберации такое соответствие отражено в табл. 2.
 Программа расчета на Языке Фортран-1У приведена ниже. В качестве контрольного использован пример, рассмотренный в данном параграфе.
 44

1 11,
 Вывод исходных данных, результатов расчета:
 {ТОНУЛА},
 {ДА‘},{ДА}
 А
 реверберации и определения требуемой звукопоглощения
 Программа расчета времени реверберации. По всем заданным полосам частот вычисляют значения времени реверберации и требуемой дополнительной площади звукопоглощения. На основе данных расчета необходимо подобрать материал звукопоглощающей облицовки с частотной зависимостью коэффициента звукопоглоще-
 45

Таблица 2
 Обозначения переменных в блок-схеме и программе
 Обозначение
 Пределы изменения
 Наименование
 в- блок-
 в про¬
 величин или индек-
 схеме
 грамме
 Коэффициенты линейной
 С ц
 С(, )
 11, 2, 3; 1, .... 4
 аппроксимации графиков
 рис. 10 для ;-го типа зала Число частотных полос, в
 т
 ЫР
 которых выполняется рас¬
 чет
 Тип зала в соответствии
 к
 К
 1г3
 с рис. 10 Число мест для зрителей Число поверхностей с
 Пм
 П8
 ЛМ
 N3
 1««Ю
 различными коэффициента¬
 ми звукопоглощения
 Хг
 и
 Х(1)
 Р(1)
 11, 2, 3 1Ь8
 Размеры помещения, м Среднегеометрические ча¬
 стоты октавных полос, для
 которых выполняется рас¬
 чет, Гц
 Площади поверхностей
 8г
 5Р(1)
 К10
 помещения с различными
 коэффициентами звукопо¬
 глощения, м2
 Коэффициенты звукопо¬
 ац
 АЦ1, I)
 11, ..., я,; ) 1, .... гц
 глощения поверхностей по
 частотам
 Значения добавочных ко¬
 ад
 АЮ(1)
 11, ..., Я,
 эффициентов звукопогло¬
 щения по частотам
 Эквивалентное звукопо¬
 А СЛ
 АС(1)
 «1 	п{
 глощение одного слушате¬
 ля, м2
 Эквивалентное звукопо¬
 •4кр
 АК(1)
 11, ..., Я
 глощение одного кресла, м2
 М(1)
 11 	я
 Показатель затухания зву¬
 ГГЦ у
 ка в воздухе, м-1
 1
 Объем помещения, м3
 V
 V
 о
 Общая площадь ограждающих поверхностей, м2
 3
 О
 Ти Т2
 Т1, Т2
 Значения минимально и
 максимально допустимого
 времени реверберации для
 данного типа зала, с
 А1у Аг
 А1, А2
 Требуемая эквивалент¬
 ная площадь звукопОглоще--
 ния, соответствующая мини¬
 мально и максимально допу¬
 стимому времени ревербера¬
 ции, м2
 46

Продолжение табл. 2
 Обозначение
 Наименование
 в блок- схеме
 в программе
 Пределы изменения величин или индексов
 Расчетная эквивалентная площадь звукопоглощения по частотам, м2
 А1
 А(1)
 1 1,..... я
 Средний коэффициент
 аср
 ли(1)
 11, .... И
 звукопоглощения
 7
 Т(1)
 11,..., п}
 Расчетное время ревербе¬
 рации, с Требуемое дополнитель¬
 1X41(7)
 11, ..., п
 ное звукопоглощение для достижения минимально и максимально допустимого времени реверберации, м2
 АА2
 КЛ2()
 ния, примерно пропорциональной требуемому почастот- ному увеличению эквивалентной площади звукопоглощения. После этого по каждой 1-й полосе частот определяют граничные значения требуемой площади облицовок: 	51 АЛ 1((аобл‘—(Хп‘) и 52г АЛ2‘(сСобл‘ ССп‘)-,
 где ап‘ — коэффициент звукопоглощения поверхностей, которые предполагается облицовывать звукопоглощающим материалом. В пределах этих границ и прини- мается окончательно площадь звукопоглощающей облицовки. 	»
 В программе предусматривается ввод исходных данных с Перфокарт и печать результатов на алфавитно- цифровом печатающем устройстве (АЦПУ). При разработке программ всегда следует предусматривать вывод на печать не только результатов расчета, но и исходных данных. Это позволяет проводить контроль правильности ввода. Кроме того, при расчете многих вариантов можно видеть, какому результату соответствуют те или иные данные. Выводимую информацию необходимо оформлять поясняющими комментариями, обозначениями и т. п., как правило, в виде таблиц. Следует иметь в виду, что рациональная организация ввода-вывода во многом способствует эффективности использования программ. На примере программы расчета времени реверберации можно изучить наиболее употреби- .тельные конструкции языка Фортран-1 V, применяемые при организации ввода-вцвода.
 47

Программа расчета времени реверберации
 РЕАЬ Х(Э) ,Т(8) ,А4в
 РЕАЬ 5Р110) ,АК 10.83 )А108) «А 1_ 1 ( в »
 РЕД1. АС(8),АК(8),Н(0).0А1С8),ЭА2(0) НЕди С(3 ,4)0.272 , 0.3,.0.54,0 .8 7 , 0.966 11 .04 I, • 0.285 ,0.346» 0.6,0,926 ,1.05,1 . 12
 1ЫТЕСЕК Р С в )
 РЕАй(5,100) МР
 К.ММ.М5 (Р (I) . I 1. №Р }
 X
 (5Р(I)11 ,N5)
 ’РЕ АО (5.Ю5) КЕ-А0(5» 110) РЕД015, 1 15) КЕДО(5 120) 00 5 1 1.N5 РЁА0(5»1251 СОМИТЕ НЕАО(5 125) РЕД0(5.,125) ДЕЛО(5.125)
 (Аи С110)13 1. МР}
 (АЬО(I)11 1»ЯР1 (АС I I 1 1.» ЫР)‘
 САК ( I) »1. 1 »ЫР1 •
 РЕДО ( 5 ,125) СМИ) ,1 ЫР
 Л Х(1)Х(2)Х(3)
 5 2. (X (1)Х(2)Х(1)Х(3) Х (2) 	(3)}
 Т 1 С (К 1 А1.0С10 (У1000.-) ♦С.(К.2
 Т2 С(К.З)АЮС10(У1000.) С(К.4)
 А1 5СЬ-ЕХР(-Р.163У(5Т1))
 А2 5М1.-ЕХР(-0,16 3У(5Т2)П 00 2 0 1 1 ♦ МР А(1)-0 •
 00 10 -N1 ,N5
 А(ПА(1)АКМ,1)РСЯ) 	1
 10 С0ИТ1Ю11Е
 А(1АтА10{1)5 0,7;МАС(1)0,3ММАК1) ’АИ 11) А ( П 5
 Т1)0.163У(-5А1.0бМ.-Л1.Ш))4.ШУ)
 0А1(1)А1-А(1)-4.М(1)У
 0А2(Г)А2А.1)-«.ШПУ
 20 соытише.
 ИР НЕ (6,200) X У»В1ТЕ (6,210) У,5-
 ийпе(.здо тьи»АМй
 МРIТЕ(6,930) СР ( 3) »1 1,МР)
 МР1ТЕ(6,240)
 00 30 1 1 , N5
 ЙВ1ТЕ (6,2 50} 5Р( 1) (АЫ1 Л . Э 1. N Р
 30 С0МТ1МЕ
 ЫР1ТЕ ( 6 , 260) 	(А1_0(.3) . 01 ,ЫР)
 МРIТ Е(6 » 27 07 ( АС(Л . 1 ,№ )
 МРIТ Е(6•260) (АК(.)) )г1.КГ)
 ХРIТ Е(6,205) (М(3)1,МР)
 ЧР1ТЕ(6,290)
 00 4 0 Г -1 , N Р
 ИР I ТЕ (6 ,300) I »Р (I ) ,Т ( П , А1 1 ( 1.) ,
 	А(П ,ОА1( I} , ОА 2(1)
 40 СОЫТIМЫЕ
 НР1ТЕ(6,310)
 100 РОРМАТ(МО)
 105 РОРМАТ(3110)
 110 РОРМАТ (8.15.)
 115 РОВПАТ (ЗРЮ.2)
 120 Р0ВЦАТ(0Р1О.4)
 125 РОРМАТ(8Р5.2)
 200 РОЙНАТ (7Х» X II)’,ЗРЮ.1)
 210 РОРИ АТ (9Х. У,Р10.1.дХ,5,Р10.1)
 22 0 РОрМАТ.(8Х. Т1,Р6.2.7Х,Т2.Р6.2,
 7Х,А1,Р6.1,7Х,А2,Р6,1)
 230 РОРМАТ(6 X. 5Р(I) ,6Х. Р(0) ,8110)
 240 .РОРМАТ14Х,А1(1.3))
 2 50 рОМАТ { .Р10.1.10Х.8ГЮ.2)
 260 Р0РНАТМ5Х. АЮСД1 .8Р10.2)
 270 ОКМАТ С1бХ.АССа) .8Р10.2)
 26В РОРМАТ (16Х ,-,АК ( й? 18ПО.2}
 285 РОРМАТ(17Х»Н(Л),ВР10,2)
 •290 0РМАТ ( »0,9 1 Г6Х. Р П) ,6.ТШ
 	4 X » ГАЬ1 (Г) »,6Х, АШ ,4Х.-Ч)А1Ш .4Х. 0А2Ш ) 300 РОРМАТ ( •2110,2РЮ,г1ЗР10.11
 •310 РОРМАТ ( 1)
 5Т0Р
 5ид‘

Пример расчета времени реверберации
 хп»
 33.0
 22.»
 11,5
 7
 5349,0
 5
 27X7гО
 97?.?
 Т1?
 М2
 А
 А2м 9350 •
 • Г(Л
 Д45
 ’5О0
 2000
 ЛШ»Г
 1
 726-0
 0.02
 0,06
 0,05
 726.0
 0.04
 0.67
 0,07 ’
 1265.’ 0
 о;о2
 0,06
 .0.05
 •
 ЛЮЧЛ)
 0.08.
 0,04
 0.. 04
 АС (Л
 Р«0
 0,0
 0.0
 АЦМ)
 0.0
 0,0
 0.0
 ИЛ}
 Р.0
 0,0
 0.0
 1
 ,Г(1
 тп
 лини
 АН)
 ,0А1(П РА2П)
 1
 125
 4.50
 0.11
 266,2
 6«‘.0 646.в
 2
 500
 4.62
 •0 . Ю
 279,0
 700,3 654,0
 3
 2000
 .5;оо
 0.10 .
 259,0
 720,2 . 7.4.0
 При разработке блок-схем и программ необходимо знать возможности алгоритмического языка, стремиться к максимальной простоте и эффективности алгоритма, подразделять программу на отдельные части (модули),, выполняющие четко определенную функцию, использовать приемы рационального построения программ с применением минимального набора элементов языка программирования. Некоторые аспекты этих вопросов будут рассмотрены далее по мере изложения других методов расчета. Примерами их реализации на практике служат приведенные в пособии программы.
 Время реверберации является одним из существенных критериев оценки акустических качеств залов. Оно характеризует общую гулкость залов. Ценным является также то, что физическое содержание этого критерия хорошо связано с субъективным ощущением. Немаловажное значение имеетй легкость экспериментального и аналитического определения времени реверберации в уже построенных или проектируемых залах.
 С позиций волновой акустики воздушный объем помещения представляет собой колебательную систему с распределенными параметрами, обладающую некоторым спектром собственных частот. Определение собственных частот колебаний просто решается лишь для прямоугольных помещений с жесткими ограждающими поверхностями:
 1-кг-тШШШ 	т
 49

где п — целочисленные параметры; — размеры помещения.
 Каждой тройке значений натуральных чисел пх, пу, пг соответствует определенная частота колебаний воздушного объема.
 Анализ выражения (92) показывает, что в области •низких частот, соответствующих малым значениям чисел пх, пу, пг, •собственные частоты .колебаний отделены друг от
 друга сравнительно болвши- ми интервалами т. е. имеют дискретную структуру. В области высоких частот спектр уплотняется и число собственных колебаний быстро увеличивается. Если размеры помещения не слишком малы, то собственные частоты располагаются так плотно, что любая компонента в спектре источника звука возбуждает целый ряд собственных колебаний воздушного объема с частотами, мало отличающимися от частоты возбуждающей компоненты. Чем меньше размеры помещения, тем в большем диапазоне частот будут наблюдаться резонансные явления и увеличиваться неравномерность звукового поля. Таким образом, реверберация является процессом одновременного затухания собственных колебаний воздушного объема зала. В качестве примера на рис. 11 показан спектр собственных частот зала, для которого определялось время реверберации. Так как зал прямоугольной формы, то спектр собственных частот определяют по формуле (92). По оси ординат отложено число собственных колебаний N с совпадающими частотами. В интервале от 0 до 50 Гц оказалось 39 собственных частот, а при расширении интервала до 100 Гц уже 972. В интервале от 1 ‘до 16 Гц собственные частоты отделены друг от друга сравнительно большими интервалами и спектр имеет дискретную структуру. Затем спектр становится настолько плотным, что практически любая составляющая источника звука возбуждает целый ряд собственных колебаний воздушного объема с частотами, близкими к частоте возбуждения.
 Рис. 11. Спектр собственных . частот (до 50 Гц) помещения -
 50

§ 9. Некоторые критерии акустического качества залов
 Возбуждаемые источником собственные колебания имеют разные показатели затухания. Кроме того, время реверберации зависит и от типа звуковых сигналов, которые по-разному могут возбуждать отдельные виды собственных колебаний воздушного объема помещения. Поэтому ввиду недостаточности критерия времени реверберации были предложены другие критерии для оценки акустических качеств залов. Одним из них является отношение плотности диффузной звуковой энергии к плотности прямой энергии, приходящей от источника звука.
 Большое влияниена слышимость речи и музыки оказывает временная структура-ранних отражений звука, определяемая их уровнями и -временем запаздывания по отношению к прямому звуку.
 Процесс спада звуковой энергии можно представить состоящим из двух неравноценных временных участков: небольшого начального, энергия которого может способ-
 - 	ствовать повышению разборчивости речи и улучшению качества звучания музыки, и завершающего, на котором . звуковая энергия определяет гулкость помещения. Причем значения начального участка для музыки и речи различны.
 Большая группа предложенных критериев учитывает соотношение полезной части процесса затухания звука и всей плотности звуковой энергии. Вопросы выбора критериев для оценки акустических качеств залов в настоящее время являются пресетом теоретических и экспериментальных исследований. Цлубина их разработки еще не всегда позволяет использовать полученные результаты непосредственно для практических целей. Поэтому при проектировании залов наиболее часто используют разность времени прихода первого отражения по сравнению с прямым звуком. Обычно она составляет от 0,02 до 0,03 с. Так как с 340.мс, то запаздыванию на 0,02 с соответствует разность ходов отраженного и прямого звука около 7 м; на 0,03 с — 10 м. Промежутки времени между следующими отражениями также не должны превышать данных значений.
 В помещениях, предназначенных для слушания речи, основное значение имеет ее разборчивость. Разборчиво¬
 51

стью речи называют относительное или процентное количество правильно принятых слушателями элементов речи из общего количества произнесенных. Элементы речи— это слоги, звуки, слова, фразы. Соответственно этому различают слоговую, звуковую, словесную, смысловую разборчивость речи.
 Определение разборчивости речи осуществляется с помощью специальных артикуляционных таблиц, читаемых диктором в исследуемом помещении. Поэтому данный метод исследования называют артикуляционным. Образцы артикуляционных таблиц слогов приведены в табл. 11,2 приложения II. Количество слушателей определяется размерами помещения. Обычно в исследовании участвуют не менее 20 слушателей, равномерно распре- ляемых по всему помещению. Слушатели записывают в бланки элементы речи так, как они.их услышали. Затем слушатели меняются местами и записывают следующие артикуляционные таблицы. При цикличной смене мест слушателями и записи большого количества таблиц набирается материал, статистическая обработка которого позволяет оценить разборчивость речи в различных местах помещения.
 Связь между величинами разборчивости речи (в ) приведена ниже:
 Слоговая
 	25
 50
 75
 100
 Звуковая
 	63
 80
 93
 100
 Словесная . . . . .
 	75
 92
 98
 100
 Смысловая
 	89
 96,5
 99
 100
 В помещениях, в которых слоговая разборчивость равна или более 85, разборчивость речи считается отличной. Неудовлетворительной разборчивости речи (около 40°а слоговой разборчивости) соответствует примерно 90 разборчивости фраз.
 Разработан также ускоренный метод оценки разборчивости речи — метод выбора. Он отличается тем, что сходные по звучанию, слова сгруппированы в таблицы (см. табл. 3 приложения II). Диктор зачитывает из каждой группы сходных слов только одно слово, а слушатели, имея таблицы, отмечают то слово, которое, по их мнению, было зачитано. Затем определяют процент правильно принятых слов. Данный метод требует меньшей тре-
 52

зГировки слушателей, но он менее точен, чем артикуля- ционный.
 На разборчивость речи оказывают влияние следующие факторы: время реверберации, громкость речи, соотношение уровня постороннего шума (вцутри помещения или проникающего снаружи) и уровня громкости речи, а также форма и размеры помещения. На учете данных факторов основан метод расчета разборчивости речи, предложенный Кнуд сеном. Так, при времени реверберации около 0,5 с разборчивость речи наибольшая; при увеличении времени реверберации разборчивость речи ухудшается примерно на 10 на каждую секунду времени. Лучшая разборчивость речи наблюдается при уровне речи 70 ... 80 дБ. Если уровни речи и мешающего шума примерно одинаковы, разборчивость речи снижается до 60. Метод Кнудсена позволяет оценить разборчивость речи, не проводя артикуляционных испытаний, т. е. на стадии проектирования. Точность метода невысокая, и в последнее время предложен ряд более совершенных способов расчета разборчивости речи {Рейхардт, Низе и др.),
 § 10. Форма залов и их отдельных поверхностей
 Ъценку формы и размеров залов, а также отдельных поверхностей с акустической точки зрения обычно производят на основе данных акустических исследований © натуре или на модели, а также геометрических построений.
 Применимость геометрических отражений зависит от длины звуковой волны, размеров отражающей поверхности и ее расположения по отношению к источнику звука и зрителям. В тех случаях, когда лучевая плоскость параллельна одной из плоскостей проекций, углы падения и отражения проектируются на эту плоскость проекций без искажения и построение отраженного луча выполняется просто (см. § 6). Если же лучевая плоскость не параллельна плоскости проекций, но ей параллельна нормаль в точке отражения, то проекции углов падения и отражения остаются равными; построение отраженного луча выполняется в этом случае обычными приёмами начертательной геометрии.
 Если наименьшая сторона отражателя не менее чем в 1,5 раза превышает длину волны, то отражение звуковых волн будет направленным. При равенстве длин волн
 53

и размеров отражателя и с дальнейшим увеличением длин волн звуковая энергия при отражении рассеивается и построение отраженных звуковых лучей теряет смысл.
 Частота, гц
 100 	150 200 	300
 Период членения д , см
 ШШ № 5
 Ж
 я ь _
 ь
 Ш
 Рис. 12. Размеры периодических членений поверхностей, обеспечивающие рассеяние отраженного звука в указанных границах частот
 На рис. 12 даны некоторые формы и размеры периодических членений, а также области звуковых частот, для которых обеспечивается существенное рассеивание отраженного звука. Например, если в зале имеются полуколонны шириной 6 100 см с шагом 300 см, то эффективное рассеивание отраженного звука возникает в области частот от 250 до 600 Гц. Мелкие элементы размером 10—20 см рассеивают звук лишь на частотах выше 1000 Гц. Эффективное рассеивание в области частот 200—600 Гц обеспечивают пилястры шириной 1—
 54

2 	м, глубиной 0,5—1 ы при шаге членения 2—4 м. Рассеивающий эффект членений улучшается, если их шаг нерегулярен и если их поверхностям придать мелкую деталировку. Интересным является прием членения плоских или овальных стен с переменными параметрами членения (рис. 13). Размеры элементов членения в каждом горизонтальном разрезе различны и вызывают рассеянное отражение звука в широком диапазоне частот. Различный наклон поверхностей в вертикальном разрезе также способствует эффективному рассеиванию звука.
 При разнице во времени прихода прямого и отраженного звуков более 0,05 с человек уже различает эти звуки. Это явление называется эхом. За 0,05 с звук проходит расстояние 17 м (340-0,05 17. м). Поэтому эхо возможно только в помещениях достаточно большого размера, однако своеобразное «порхающее эхо» может возникнуть и в малых залах за счет многократных отражений от противоположных стен с малым звукопоглощением. Для предупреждения «порхающего эхъ» -необходимо или увеличить звукопоглощение этих стен, или, по крайней мере, одной из них, т. е. понизить интенсивность отражения звуковых волн, или отказаться от такой формы зала.
 ТЛ Ш
 1-Г Л-Л Ш-Ж
 Рис. 13.. Схема оформления стены с переменными параметрами членения
 55

Вогнутые или сводчатые поверхности с малым звукопоглощением способствуют концентрации звуковой энергии, фокусируют звук. Если источник звука располагается в центре кривизны, отражения концентрируются в
 центре круга. При приближении источника звука к поверхности (до половины радиуса) круговая поверхность отражает как эллиптическая, т. е. фокус находится за центром круга. При дальнейшем приближении источника звука к отражающей поверхности величина фокус¬
 ного расстояния возрастает, достигая бесконечности,, когда расстояние доисточника звука становится равным половине -радиуса. В этом случае данная поверхность отражает как параболическая. Если источник звука расположен еще ближе, то фокус образуется сзади отражающей поверхности и поверхность действует как ги перболическая.
 На рис. 14 показаны схемы залов при различном соотношении радиуса кривизны цилиндрического потолка
 Рис. 14. Влияние радиуса кривизны г на характер отражения при различной высоте Л? а — Лг2; б — Нг в — Л2г
 Рис. 15. Схема двойного фокусирования
 Рис. 16. Распространение звука в круглом зале
 56

и высоты. При одинаковой отражающей поверхности потолка площадь пола, охваченная отраженными лучами, неодинакова. Наибольшая концентрация звука имеет место, когда радиус кривизны близок к высоте помещения. Поэтому радиус кривизны должен быть значительно большим или меньшим высоты помещения. В этом случае зоны концентрации звука будут располо¬
 жены далеко от поверхности пола, на которой находятся зрители. Если радиус кривизны меньше длины волны на низких частотах, то концентрация звука будет происходить на средних и высоких частотах, что приведет к искажению тембра звука.
 В практике встречаются случаи двойного фокусирования. Например, ‘человек, говорящий тихим голосом в точке А, расположенной недалеко от стены-, не слышен в точке В, но.очень хорошо воспринимается слушателем в точке Б (рис. 15). Такой эффект можно наблюдать в метро.
 На рис. 16 показано распространение звуковых лучей из точки А в круглом зале. Несмотря на малые размеры зала (диаметр около 10 м), в нем наблюдается несколько фокусов, приводящих не только к неравномерному распределению звуковой энергии, но и даже к появле¬
 Рис. 17. Отражение звука от сложного профиля поверхности
 Рис. 18. Отражение звука от поверхности с ребрами или пилястрами
 57

нию в точке Б рядом с источником звука отчетливого эха.
 Акустическое качество залов с фокусированием большей частью является неудовлетворительным из-за возможного образования эха (в больших залах), неравномерного распределения отраженной звуковой энергии и, наконец, из-за нарушения необходимого соотношения между прямой и отраженной звуковой энергией.
 Геометрические отражения позволяют проанализировать профиль отдельных поверхностей. Например, на рис. 17 показано рассеянное отражение звука от сложного профиля поверхности потолка или стены, что обеспечивает равномерное распределение отраженной звуковой энергии вдоль зала. В то же время наличие на поверхности ребер или пилястр (рис. 18) приводит к образованию зон, лишенных отражений.
 § И. Звукопоглощающие материалы и конструкции
 Звукопоглотители классифицируются по назначению, форме, жесткости, возгораемости, структуре. С акустической точки зрения звукопоглотители могут быть подразделены на следующее группы: пористые, пористые звукопоглотители с перфорированными экранами, резонансные и слоистые конструкции, штучные поглотители.
 Пористые звукопоглощающие материалы обычно изготовляют в виде плит, которые крепят непосредственно к поверхности или на относе. Основой зернистого пористого материала может служить минеральнаякрошка, гравий3 пемза, каолин или шлак; в качестве вяжущего используют цемент или жидкое стекло. Такие материалы имеют достаточно большую механическую прочность и могут использоваться для уменьшения шума в коридорах общественных и других зданий, фойе, лестничных клетках, производственных помещениях.
 В помещениях, где к внешнему виду звукопоглотите- ля предъявляются повышенные требования, применяют волокнистые пористые материалы, изготовляемы из древесного волокна, асбеста, минеральной ваты, стеклянного или капронового волокна с Использованием в качестве вяжущего битума, смолы, цемента.
 При падении звуковых волн на поверхность материалов возникает колебательный процесс воздуха в порах. Вследствие -вязкости воздуха колебания сопровождаются трением, при этом кинетическая энергия колеблющих¬
 58

ся частиц воздуха преобразуется в тепловую. Кроме того, могут иметь место потери энергии при колебании скелета материала, а также за счет необратимых процессовтеплообмена между воздухом в порах и скелете.
 Для пористых материалов характерно увеличение звукопоглощения с повышением -частоты звуковых волн. Коэффициенты звукопоглощения для большинствапористых материалов на средних и высоких частотах составляют 0,4 ... 0,6. Их используют в основном для улучшения акустических качеств- в кинотеатрах, театрах, концертных залах, студиях, аудиториях. Кроме того, их можно использовать и для уменьшения шума в зданиях общественного назначения, детских садах и яслях, больницах, ресторанах и др.
 К пористым материалам относятся также драпировки и ковры, применяемые для увеличения общего звукопоглощения в зрительных залах на средних и высоких частотах. Для увеличения звукопоглощения на низких частотах необходимо увеличить толщину пористого материала или предусмотреть воздушный промежуток между поглотителем и ограждающей конструкцией.
 Звукопоглотители иногда выпускаются с гладкой наружной поверхностью для возможности чистки и покраски. Увеличение звукопоглощения достигается перфорированием круглыми отверстиями, имеющими глубину до 2з толщины плиты.
 Пористые звукопоглотители на основе волокнистых материалов покрываются экранами, защищающими материал от механических повреждений. В качестве экрана используют перфорированные листы из металла, пластмассы, фанеры, асбестоцемента и др. Между экраном и пористо-волокнистым материалом размещают тонкую защитную пленку, препятствующую высыпанию мелких волокон и пыли. Конструкции с перфорированным покрытием материала позволяют получать достаточно большое звукопоглощение в любой области частот и используются для помещений различного назначения. Частотная характеристика звукопоглощения регулируется подбором материала, его толщиной, толщиной экрана, размером и формой отверстий, шагом отверстий. Большое преимущество перфорированных конструкций заключается в простоте их изготовления и монтажа, а также в хороших возможностях архитектурно-декоративного решения интерьеров помещений. Так, например, перфорацию возможно осуществить в виде щелей в эк¬
 59

ране, или же экран выполнить из параллельно расположенных брусков.
 В практике строительства общественных зданий широкое применение нашли архитектурно-акустические конструкции, состоящие из эффективного звукопоглоти- теля и декоративной решетки (металл, дерево). При небольшой.ширине, например, деревянных реек (до 40 мм) и ширине просветов между ними {ло 50 мм) такая решетка действует лишь как декоративное покрытие, не оказывая практически никакого влияния на поглощение звука, осуществляемое находящимся за ней материалом.
 Звукопоглощение пористым материалом, покрытым перфорированным экраном, носит резонансный характер. Прототипом резонансных покрытий служит резонатор Гельмгольца, состоящий из воздушной полости, соединенной отверстием с воздухом помещения. Если размеры полости меньше длины звуковой волны, то резонатор может рассматриваться как колебательная система с одной степенью свободы (см. § 2). В качестве массьг здесь будет масса воздуха в отверстии вместе с соколеб- лющейся массой присоединенного воздуха, а упругостью будет заключенный в полости воздух. Практически звукопоглощение у резонатора достигается лишь в узком диапазоне частот, соответствующем собственной частоте колебаний резонатора.
 Обычно звукопоглотители подобного типа выполняют из перфорированного экрана с отверстиями, закрытым тканью, с воздушным промежутком позади. Ткань увеличивает сопротивление трения проходящему воздушному потоку, что увеличивает звукопоглощение.
 Для получения высокого значения коэффициента звукопоглощения .(около 0,9) в широком диапазоне частот возможно применение многослойных резонансных конструкций, состоящих из 2 ... 3 параллельных экранов е воздушными промежутками.
 Звукопоглощающие конструкции с большим звукопоглощением в области низких частот изготовляют в виде панелей, представляющих собой тонкие пластины (например, фанера), закрепленные на раме. Между пластиной и поверхностью имеется воздушный промежуток. Под действием звуковых волн панели начинают колебаться, причем максимальные амплитуды колебаний будут при совпадении собственных частот колебаний конструкций и вынуждающих частот (явление резонанса). Панели могут использоваться для коррекции
 60

частотной характеристики времени реверберации в радиовещательных, кино- и телевизионных студиях, а также в зрительных залах. Если конструкцию выполнить в- виде нескольких слоев сетки или ткани, утяжеленной наклеенной на нее проволочной сеткой, то она не будет иметь резонансных частот и может иметь большой коэффициент звукопоглощения в широком диапазоне частот.
 Для борьбы с шумом используют также штучные зву- копоглотители из пористого звукопоглощающего материала, заключенного в перфорированый футляр, напри-- мер, конической или кубической формы, выполненный из пластмассы, фанеры, металла. Звукопоглотители подвешивают возможно ближе к источникам шума и в зонах концентрации. звуковой энергии. Эффективность штучных поглотителей оценивается не коэффициентом звукопоглощения, а . эквивалентной площадью звукопоглощения А (м2) [10]. Подобная оценка необходима, поскольку коэффициент звукопоглощения, определенный обычным способом для плоских сплошных конструкций,, может оказаться больше единицы. Это возрастание вызывается дифракцией звуковых волн и повышенным притоком звуковой энергии к поверхностям штучного поглотителя.
 Следует иметь в виду, что в помещениях большого объема, а также в помещениях, где имеется достаточно.- большое звукопоглощение, эффективность снижения времени реверберации или уровня шума за счет внесения добавочного звукопоглощения уменьшается. Поэтому мероприятия, связанные с применением звукопоглощающих материалов и конструкций, требуют тщательного технического и экономического обоснования. При выборе того или иного звукопоглотителя помимо акустических требований необходимо учитывать и эксплуатационные, био- и влагостойкость, выделение в окружающую среду вредных веществ, механическую прочность,, возможность покраски и очистки от пыли и др..

Г Л А В А IV
 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАЛОВ С ЕСТЕСТВЕННОЙ АКУСТИКОЙ
 § 12. Основные акустические требования, определяющие выбор объемно-планировочных решений залов
 К залам с естественной акустикой относятся: лекционные, театральные, концертные, залы многоцелевого назначения средней вместимости. Основные акустические требования, предъявляемые к данным залам, вен многом сходны и зависят, главным образом, от объемнопланировочных решений залов.
 Для залов с естественной акустикой необходимо выполнение следующих основных требований: обеспечение всех зрителей достаточной звуковой энергией; создание диффузного звукового поля, исключающего возможность образования таких акустических дефектов, как эхо, фокусирование звука; обеспечение оптимального времени реверберации. Удовлетворение данных требований до: стигается рациональным выбором размеров, и формы залов, а также характера внутренней ютделки.
 Одним из главных условий создания хорошего акустического качества в залах является достаточная диф- фузность звукового поля. Вместе с тем требуется и надлежащая направленность ранних звуковых отражений. При акустическом проектировании залов необходимо по возможности сочетать оба эти несколько противоречащие условия.
 Большие гладкие поверхности не способствуют достижению хорошей диффузности звукового поля. Особенно неудачны гладкие параллельные стены. Отклонение от параллельности двух стен примерно на 2,5 ... 3° или одной из них на 5 ... 6° ослабляет возможность образования «порхающего эха».
 Для повышения диффузности желательно, чтобы большая часть внутренних поверхностей зала создавала рассеянное, ненаправленное отражение звука, что достигается расчленением поверхностей балконами, пилястрами, нишами и т. п. На поверхностях, создающих полезные малозапаздывающие отражения, членения должны быть слабыми. Сильно расчленять целесообразно поверхности, не дающие направленных ранних отражений в зал.
 Основные рекомендации к форме залов: расстояние между источником звука и слушателями в последнем
 62

ряду должно быть минимальным; угол, под которым со сцены видны крайние места в первом ряду, должен быть возможно меньше; поверхности стен вблизи сцены должны способствовать отражению звука в зал; форма стен не должна вызывать фокусирования звука; должна быть исключена возможность образования многократного эха, особенно между параллельными стенами. Некоторые из этих требований несовместимы, например первое и второе, поэтому необходимо найти наиболее целесообразное решение.
 Рис. 19. Форма и профиль потолка, обеспечивающие необходимое отражение звука
 При проектировании залов желательно, чтобы отношение длины зала к его средней ширине было не менее 1 и не более 2. Если это отношение превышает 2, то диф- фузность звука в зале может значительно ухудшиться. При отношении, меньшем 1 (широкий зал малой длины), получается нежелательное запаздывание отражений от боковых стен и ухудшается слышимость на боковых местах. Отношение, близкое к 1, также неблагоприятно для акустики залов. В тех же пределах (т. е. более 1 и не более 2) желательно и отношение средней ширины зала к его средней высоте. Длина зала (от задней стены до передней, а. в залах со сценической коробкой — от задней стены до занавеса сцены) не должна превышать 30 м.
 В зале должен быть обеспечен приход к зрителям правильно распределенных и достаточно ранних звуковых отражений. При большой высоте потолка -первые отражения звука не поступают в партерную часть зала. Кроме того, увеличивается объем зала, который обычно должен быть в пределах 4 ... 8 м3 на одного зрителя в
 63

зависимости от назначения залов. При наличии у зала сценической коробки его объем назначается без учета объема сцены.
 Залы с объемом около 8 м3 на одного зрителя являются уже концертными залами с большим- временем реверберации и с повышенным запаздыванием звуковых отражений.
 Форма потолка, так же как и стен, должна обеспечивать более равномерное распределение плотности звуковой энергии за счет интенсивных малйзапаздывающих отражений. На рис. 19 приведены формы и профили
 Рис. 20. Образование зон (), лишенных отраженного звука
 потолка, обеспечивающие необходимое отражение звука.
 Часто потолок расчленяется секциями, которые при правильном их очертании хорошо распределяют отраженный звук (рис. 19). Секции необходимо .проектировать таким’образом, чтобы звуковые отражения от смежных секций перекрывали друг друга. Секции, изображенные на рис. 20, не удовлетворяют- этому условию. В результате образуются зоны, лишенные .отраженного от потолка звука.
 Недопустимо устройство прямоугольных поперечных ребер на потолке и пилястр в нижней части боковых стен, так как при этом получаются нежелательные отражения звука к источнику и возникает зона, лишенная отражений. Если потолок примыкает к задней стене под прямым углом, то это может дать нежелательное сильно запаздывающее обратное отражение звука к источнику.
 Рис. 21. Рекомендуемое примыкание потолка к задней стене
 64

При устройстве наклонного участка потолка (рис. 21) это отражение направляется на балкон или задние места партера с малым запаздыванием по сравнению с прямым звуком, что приводит к улучшению слышимости на этих местах. Та же цель достигается наклоном в сторону зала задней стены.
 В залах вместимостью более 600 зрителей целесооб- разно устройство балконов. Этим достигается уменьше¬
 ние объема зала, его длины и собствует улучшению акустических условий в залах.
 Отношение выноса балкона к средней высоте под- балконного пространства должно быть не более 1,5, иначе разборчивость речи и качество звучания музыки в подбалконном пространстве уменьшатся. Потолок балкона необходимо предусматривать наклонным с подъемом в сторону сцены. Наклон
 Рис. 22. Рекомендуемые зоны размещения звукопогло- тителей в зале (заштрихованы):
 а — на стенах; б — на потолке
 3—1744
 расчленение стен, что спо-
 Рис. 23. Исправление акустических дефектов зала: а — отражение звука вдоль стен; б — устройство экрана (1) над сценой; в — расположение, отражающих () и звукопоглощающих (2) поверхностей , на плане зала
 65

должен быть таким, чтобы отражения от него поступали только в заднюю часть зала. При большом угле наклона и отражений звука в среднюю часть зцла время прихода отраженной звуковой энергии существенно превышает 0,05 с. Это может вызвать хорошо различимое эхо, сильно ухудшающее акустические условия на достаточно большой площади зала.
 Для исправления возможных акустических дефектов и достижения требуемого времени реверберации используют звукопоглощающие материалы, размещаемые на. поверхностях, от которых не попадают к зрителям малозапаздывающие первые отражения. На рис. 22 показаны участки внутренних поверхностей 1 зала (на стенах и потолке), где возможно размещение звуко- поглотителей. Для этого необходимо определить положение мнимого источника (Им) и провести прямую в точку А, определяющую зрителя в последнем ряду. Пересечение этой прямой с потолком определяет зону полезных отражений. Поэтому возможно правее точки пересечения производить обработку потолка звукопогло- тителем.
 На рис. 23 показано исправление акустических дефектов зала. Элементы стены расположены так неудачно, что отражения звука распределяются лишь вдоль стены, не попадая в среднюю часть зала (рис. 23, а). Форма потолка (рис. 23, б) также не обеспечивает необходимое распределение первых отражений звука. Данный дефект может быть частично устранен устрой: ством отражающего звук экрана. Элементы стены располагаются под иными углами по отношению к сцене (рис. 23, в). Кроме того, до середины зала они делаются отражающими звук, а дальше середины — звукопоглощающими. В результате хорошо отражающие звук поверхности равномерно распределяют отраженный звук по залу. Поверхности, отражения от которых не направлены в сторону зала-, обработаны звукопоглоти- телями. Звукопоглощение, помимо устранения нежелательных отражений звука, уменьшает время реверберации, т. е. делает зал менее гулким..
 Необходимо также отметить, что хорошие акустические условия в залах могут быть достигнуты лишь при
 ■ Более точное нахождение участков стен и потолка, пригодных для размещения звукопоглотителей, дано в [8].
 66

их надлежащей изоляции от шумов, возникающих как внутри, так и вне здания.
 Для уменьшения шумов в самом здании необходима соответствующая .планировка, предусматривающая отделение шумных помещений от зала. Полы в помещениях, расположенных рядом с залом, да и в самом зале должны быть по возможности малошумными. Двери, ведущие в зал, должны иметь повышенную звукоизоляцию.
 Общий уровень собственного шума зрителей в зале обычно не превышает в среднем 40 ... 50 дБА. Уровень мешающих шумов должен быть не меиее чем на 10 дБ ниже. Поэтому для залов допустимыми можно считать уровни шумовых помех около 30 ... 35 дБА. Более точные значения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот указаны в [15].
 Большое внимание должно быть обращено на борьбу с шумом инженерно-технического оборудования и особенно на уменьшение шума вентиляционных установок. Для последних допускаемый уровень необходимо принимать на 5 дБ ниже указанного в [15]. Агрегаты при- точно-вытяжной вентиляции нельзя располагать над залом. Все вибрирующее оборудование необходимо устанавливать на амортизаторы, с тем чтобы не допустить передачу и распространение вибрации по ограждающим конструкциям (см. гл. IX). Очевидно, нельзя располагать какие-либо зрелищные сооружения вблизи железнодорожных путей, открытых линий и линий мелкого заложения метрополитена и других интенсивных источников шума и вибрации.
 § 13. Залы с естественной акустикой
 Лекционные залы. Основным критерием оценки акустического качества лекционных залов и других подобных помещений служит разборчивость речи (см. § 9), которая непосредственносвязана со временем запаздывания первых отражений. Для хорошей разборчивости речи необходимо обеспечить приход первых отражений, запаздывающих по сравнению с прямым звуком не больше чем на 0,03 с.
 Время реверберации должно быть сравнительно невелико. Из рис. 10 видно, что рекомендуемое время ре¬
 3

верберации для лекционных залов существенно меньше,, чем для залов другого назначения.
 В больших аудиториях и конференц-залах места для слушателей целесообразно располагать в виде амфитеатра. Это не только улучшает видимость и сокращает расстояние от эстрады до наиболее удаленного места но и существенно, улучшает разборчивость речи.
 При неудачной форме зала например, высокий по-
 Высота и расположе- Рис. 24. Устройство отражате- 	ние отражателя 	легко оп-
 лей звука над эстрадой (а) и 	ределяются из 	условия:
 оРтпо пи иа пллпит ртоиа V
 превышает ЛО м, то для хорошей разборчивости речи необходимо обеспечить приход в эту точку первых отражений, запаздывающих по сравнению с прямым звуком не более чем’на 0,03 с. Таким образом, задавшись формой отражателя и высотой его расположения над эстрадой, проверяют разность ходов отраженного и прямого звука для различных точек зала и особенно для мест, расположенных на расстоянии до 10 м от источника. При большем расстоянии запаздывание уменьшается. При определении размеров отражателя необходимо помнить, что он будет хорошо отражать звук с длиной волны меньше минимального размера отражателя примерно в 1,5раза.
 Пример. Определить максимально допустимые размеры лекци- онного зала прямоугольной формы при соотношении высоты, ширины и длины 1:2:3. Найти время реверберации и сравнить с рекомендуемым.
 толок) улучшение акустических условий может быть достигнуто устройством специальных отражателей звука, располагаемых над эстрадой или на участках боковых стен, примыкающгйс к эстраде (рис. 24). Такие отражатели равномерно распределяют звуковую энергию по» залу. Отражатели должны быть выполнены из материалов с низким коэффициентом звукопоглощения.
 у эстрады на боковых стенах (б)
 если расстояние от источника звука И до точки А
 68

Построим распределение первых отражений от потолка зала, примяв высоту 10 м (рис. 25). Результаты анализа сведем в габл. 3.
 При высоте потолка 10 м для точек А и Б запаздывание первых отражений составляет более 10 м„ что не рекомендуется. Поэтому уменьщем высоту до 7,5 м. Только в этом случае для А получаем допустимое значение запаздывания. Принимаем высоту потолка 7,5 м, ширину 15 м и длину зала 22 м (при соотношении (1:2:3). Удаление слушателя от оратора составляет около 20 м, что является предельно допустимой величиной для лекционных залов.
 Рис. 25. Распределение первых отражений звука в аудитории
 Аналогично можно оценить характер запаздывания первых отражений от боковых стен. Объем зала У 7,5Х 15X22 2475 м3. Необходимое время реверберации на частотах 500 ... 2000 Гц должно быть около 1 с (см. рис. 10). На частоте 125 Гц рекомендуемое время реверберации может быть допущено до значения 1,4 с (1X Х1,4). Для определения фактического времени реверберации в зале, используем данные табл. 4 и 5. Коэффициенты звукопоглощения и эквивалентная площадь звукопоглощения взяты из табл. 1 и 2 приложения I..
 При удельной площади 1,5 м2чел в зале разместится 220 слушателей. При определении звукопоглощения полом взята вся его площадь (а не площадь, свободная от столов, стульев, сидящих людей); большее звукопоглощение компенсируется неучетом поглощения звука столами. Приняты также несколько меньшие коэффициенты добавочного звукопоглощения.
 Общая эквивалентная площадъ звукопоглощения равна (см. табл. 4 и 5) на частотах: 125 Гц 40бщ 3,335374-124,5 17,57230,813,2194 м2; 500 Гц Лобщ168 м2, 2000 Гц общ 173 м2.
 69

Таблица 3
 Запаздывание первых отражений от потолка
 Точки
 Длина луча до встречи с потолком, м
 Длина отраженного луча, м
 Длина прямого луча, м
 Запаздывание отраженного луча по сравнению с прямым,
 М
 При высоте зала Юм
 А
 7,5
 9,0
 3,3
 16,5—3,3 13,2
 Б
 8,0
 9,6
 7,2
 10,4
 В
 8,,8
 10,6
 11,0
 8,4
 Пц
 ш высоте зал
 2 7,5 м
 А
 5,0
 6,6
 3,3
 8,3
 Б
 5,7
 7,6
 7,2
 6,1
 В
 6,8
 8,8
 11,0
 4,6
 Таблица 4
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения поверхностей зала
 Значения а и а5,
 м2, на частотах, Гц
 Поверхности
 Пло¬
 125
 500
 2000
 щадь,
 м2
 а
 ,а5
 а
 а5
 а
 а5
 Потолок (бетон окрашенный)
 330
 0,01
 3,3
 0,01
 3,3,
 0,02
 6,6
 Стены с -отметки 2 м (штукатурка по
 350
 0,01
 3,5
 0,02
 7
 0,03
 7,5
 кирпичу)
 Стены до отметки 2 м—деревянная панель толщиной 5 ... 10 мм с воздушным промежутком 50 мм
 148
 0,25
 37
 0,06 -
 8,9
 0,04
 5,9
 Пол (паркет по асфальту)
 300
 0,04
 12
 0,07
 21
 0,06
 18
 Деревянная эстрада
 45
 0,1
 4,5
 0,1
 4,5
 0,08
 3,6
 Остекление
 50
 0,35
 17,5
 0,18
 9
 0,07
 3,5
 Добавочное звукопоглощение
 .1200
 0,06
 72
 0,04
 48
 0,04
 48
 70

Определим средний коэффициент звукопоглощения по формуле асру4общобщ на частотах: 125 Гц аср 1941)200 0,16; 500 Гц асР 1681200 « 0,14; 2000 Гц аср 1731200 0,14.
 Так как аСр0,2, время реверберации определяем пэ формуле (62) на частотах: 125 Гц 7 0,163 (УМобщ) 0,163 (2475194) 2,1 с; 500 Гц 7 0,163 (2475168) 2,4 с; 2000 Гц Т 0,163 (2475173) 2,35 с.
 Фактическое время реверберации выше рекомендуемого, поэтому необходимо увеличить звукопоглощение в зале.
 Таблица 5
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения
 Слушатели,
 кресла
 Число
 п
 Значения А, м2, и Ап, м2, на частотах, Гц
 125
 500
 2000
 А
 А
 А„
 71
 А
 Ап
 Сидящие слушатели
 154
 0,2
 30,8
 0,3
 46,2
 0,35
 53,9
 (75 заполнения)
 чел.
 Свободные стулья
 66
 0,02
 13,2
 0,03
 19,8
 0,04
 26,4
 (деревянные жесткие)
 шт.
 Зная Гтр, определяем ф(аср) по формуле ф(оср ) 0,163К(Гтр5общ), а затем а
 Для частоты 125 Гц ср( сф 0,163 -2475 (1,40-1200) 0,23; по Ф( аср ) «аходим ар, равное 0,25. На частотах 500 и 2000 Гц ф(аср ) 0,163-2475(1,00-1200) 0,34; а 0,29.
 Находим Лобща5общ: на частоте 125 Гц Л общ 0,25х XI200 300 м2; на частотах 500 и 2000 Гц ЛЦЩ 0,29-1200 348 м2.
 Определяем, на сколько требуется изменить общую эквивалентную площадь звукопоглощения . (Ащ — Л0бщ) на частотах: 125 Гц
 300—194106 м2; 500 Гц 348—168180 м2; 2000 Гц 348—173 175 м2.
 Если в соответствии с рис. 22 определить рекомендуемые зоны размещения звукопоглотителей, то окажется, что на боковых и задней стенах , возможная площадь составит 4-20-24-7,5 190 м2, а. на потолке—1-20-2(15—2)7131 м2 (при ширине полос на потолке вдоль стен по 1 м); общая площадь 190131 321 м2. Если разделить (ЛРщ —Л0бщ) на данную площадь, то поручим требуемый коэффициент звукопоглощения облицованной поверхности. На частотах 500 и 2000 Гц он составит около 0,6. Таким образом, для уменьшения времени реверберации требуется большая площадь эффективного звукопоглотителя.
 71

Необходимо отметить, что значительные трудности с уменьшением времени реверберации происходят из-за чрезмерно большого объема залов. В нашем случае удельный объем составляет 247522011,2 м3чел. Такой объем недопустимо высок для залов, предназначенных для речи. Удельный объем должен быть в пределах 4 ... 5 м3 на одного человека, поэтому желательно уменьшение высоты зала, что не только понизит время реверберации, но и улучшит распределение ранних отражений по залу. Желательно также некоторое уменьшение удельной площади, что повысит число слушателей и, следовательно, увеличит звукопоглощение, вносимое людьми.
 Залы драматических театров. В залах драматических театров (тк же как и в лекционных) должна быть обеспечена прежде всего четкость и разборчивость речи. Для этого требуется наличие интенсивного прямого звука, малозапаздывающих отражений, диффузного звукового поля и оптимального времени реверберации.
 Отметим некоторые особенности залов драматических театров. В залах с криволинейными очертаниями плана звуковая энергия, отраженная от боковых поверхностей, может распределяться вдоль стен по периметру зала; отражения от задней стены концентрируются примерно в последней трети зала. Все это может привести к ухудшению слышимости в партере из-за отсутствия первых отражений. В з.алах овальной формы при наличии ярусов акустические условия- в целом благоприятны в основном из-за хорошего рассеяния звука. Современные залы овальной формы не являются многоярусными и для драматических театров не совсем подходят. В залах с секторной формой плана распределение первых отражений зависит от угла раскрытия боковых стен. Чем больше этот угол, тем меньше отражений направляется в среднюю часть зала. При угле раскрытия, равном горизонтальному углу видимости (22°30), первые отражения вообще не поступают в среднюю по длине треть зала. При угле до 10° каждая боковая стена обеспечивает первыми отражениями половину зала, разделенного диагональю. Лишь на небольшой площади в передней части зала -первые отражения отсутствуют.
 Равномерное распределение звуковой энергии боковыми стенами может происходить в залах с параллельными стенами. Однако при ширине зала более 20 м первые отражения в переднюю половину зала приходят с большим времнем запаздывания — более 0,05 с, что резко снижает разборчивость речи. Кроме того, в таких залах возможно образование «порхающего эха». Наи-.
 72

более подходящей формой плана залов драматических театров может быть секторная с небольшим углом раскрытия стен (до 10°). Большое значенйе имеет и форма задней стены (см. § 12). Криволинейная форма при расположении центра кривизны в пределах зала может вызвать нежелательную концентрацию звука и создать эхо.
 Ширину зала рекомендуется принимать не более 20 м (ширина вблизи сцены).
 Ширина портала сцены чаще . 	.
 всего меньше ширины перед- 4 п 	1Я7ПП
 ней стены. Размеры простенков не должны быть большими, иначе при расположении актера в глубине сцены в переднюю часть зала не будут приходить первые отражения от боковых стен.
 Очень большое влияние на акустические качества, залов оказывает выбор высоты потолка. При большой высоте первые отражения звуковой энергии могут не поступить в партерную часть зрительного зала.
 Кроме того, увеличивается объем зала, который для драматических театров должен определяться из условия удельного объема 4.. .4,5 м3 на одного зрителя. Поэтому высота потолка обычно не должна превышать 10 м, что обеспечивает приход отраженных звуковых волн по всей площади зала за время, меньшее 0,05 с В последнее время над порталом часто делают наклонный козырек, что при секционном потолке (см. рис. 19) позволяет устранить указанный недостаток высокого потолка— отсутствие первых отражений.
 Основные рекомендуемые характеристики залов драматических театров: длина 26 ... 30 м (с балконом); высота до 10 м; отношение длины зала к его средней ширине от 1 до 2; удельный объем 4 ... 5 м3чел.
 В качестве неудачного примера решения вопросов акустики можно привести зал Центрального Академи¬
 Эхо
 Рис. 26. Зал Центрального Академического театра Советской Армии
 73

ческого театра Советской Армии. Форма плана зала секторная; угол1 раскрытия боковых стен составляет 1о (рис. 26). При такой величине угла первые отражения от боковых стен не поступают в среднюю часть зала. Отношение ширины портала сцены к ширине зала 0,5,
 что исключает приход первых отражений от стен в партер при уходе актера с авансцены. Наибольшая ширина зала (до 40 м) превышает длину зала, что ухудшает разборчивость речи на боковых местах.
 Задняя стенка и- балкон фокусируют отраженные звуковые волны, создавая отчетливое эхо в передних рядах (наиболее ценных) (рис. 26, а). В эти же места приходят и вторые отражения с большим временем запаздывания (0,125.. .0,145 с). Высота потолка значительно превышает допустимую (18,3 м вместо 10...11 м); это вызвало завышение удельного объема (11,9 м3чел вместо 4. ..4,5м3 чел) и времени реверберации. При высоком потолке первые отражения не поступают в партер и частично в амфитеатр.
 Неудачна верхняя часть стены над оркестром, так как исключается возможность отражения звука передней .частью потолка при движении актера в глубь сцены И2 (рис. 26, а). Неправильно выбрано отношение глуби ны балкона к его высоте (2,6 вместо 1,5), что привело к неудовлетворительной слышимости под балконом. Таким образом, неудачно запроектированная форма зала и его объем привели к неудовлетворительным акустическим условиям практически на всех местах.
 	Макриненко Л. И., Смирнова Т. И. Мероприятия по улучшению акустики большого зала ЦТСА. — Сценическая техника и технология. 1974, № 1.
 Репина Е. В. Причины акустических недостатков театральных залов. — Архитектура СССР. 1959, № 2.
 74
 18,300
 Рис. 27. Схема нового портала в зале:
 — козырек портала; 2 — звукопоглотитель

Плохая разборчивость речи в партере объясняется отсутствием интенсивных малозапаздывающих отражений, так как отражения от боковых- стен не попадают в среднюю часть партера, а отражения от потолка возможны лишь при расположении актера в передней части сцены. Из-за высокого потолка запаздывание этих отражений слишком велико—около 0,06 с. Низкая разборчивость речи вызывает повышение уровня шума в зрительном зале во время спектакля.
 В заполненном зале время реверберации на низких частотах составляет 1,8 ... 1,9 с, а в области средних частот — 1,5 ... 1,6 с, что превышает рекомендуемые значения (см. рис. 9).
 Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя СССР разработал мероприятия по улучшению акустики, данного зала. Предусматривалось устройство звукоотражающих поверхностей над авансценой и по ее бокам (новый портал) с целью обеспечения партера и подбалконного пространства интенсивными мало- аапаздывающими отражениями; некоторое изменение конфигурации и отделки задней стены для ликвидации эха в первых рядах партера, а таюке для улучшения разборчивости на балконе и под ним; увеличение звукопоглощения в зале с целью уменьшения времени реверберации. Основные из указанных мероприятий были выполнены при реконструкции зала. В частности, изменены форма и размеры портала (рис. 27). Верх нового портала на 8 м ниже потолка зала и ему придано криволинейное очертание. Размеры портала выбраны таким образом, что он улучшает структуру ранних отражений не только в партере, но и в амфитеатре, бельэтаже и на балконе. Энергия ранних отражений, т. е. за первые 0,05 с после прихода прямого звука, возросла в партере в 1,7 раза, в амфитеатре — в 1,6, на балконе — в 1,3 раза.
 Барьер балкона обработан звукопоглотителем; звуко- поглотитель размещен также на стенах галереи и над новым порталом (рис. 27). Задняя часть стены зала на участках, примыкающих к боковым стенам, спрямлена. В результате время реверберации за счет звукопоглощения и некоторого уменьшения объема зала снизилось до 1,4 с на средних частотах, гго уже соответствует рекомендуемой величине (см. рис. 9).
 При расположении актеров на авансцене слоговая разборчивость увеличилась в партере и амфитеатре в
 75

среднем на 13 ... 14, а на балконе — на 8. Наряду с артикуляционными испытаниями был проведен опрос зрителей по трем показателям анкеты: громкость, разборчивость и общее впечатление. Данная субъективная оценка подтвердила существенное улучшение акустического качества зала.
 5)
 Ьг2Ьг
 9.Ш
 :1 мм
 9,700
 Ф 		I , у
 Л
 Рис. 28. Схемы плана (а) и разреза (б) зала драматического театра на 1000 мест с построением звуковых отражений (размеры даны в м)
 Пример. Разработать акустический проект зала драматического театра на ЮОО мест.
 Схема плана и продольного разреза зала показаны на рис. 28. Объем зала (без сцены) 15300 м3, удельный объем 5,3 м3челв удельная площадь 0,7 м2чел, длина зала от задней стены до занавеса 28 м, ширина и высота в центральной части соответственно 22 и 10 м. Общая площадь внутренних поверхностей 5Общ 2250 м2.
 76

Форма зала выбрана исходя из следующих требований: 1) обеспечение основных мест в партере достаточно интенсивным прямым звуком и малозапаздывающими отражениями. Для театральных залов необходимо., чтобы на расстоянии около 8 м от источника звука на сцене разность хода отраженного и прямого звуков составляла от 7 до 10 м, что соответствует времени реверберации 0,02 и 0,03 с; 2) создания возможно большей диффузности звукового поля.
 Пол зала предусматривается с подъемом, обеспечивающим меньшие потери звука за счет экранирования впереди сидящими зрителями. Над порталом участок потолка сделан наклонным для равномерного распределения первых отражений. Для этих же целей ширина начальной части зала сужается до ширины портала. Форма яотолка и боковых стен выбрана таким образом, чтобы в переднюю часть зала поступали первые отражения даже при перемещении источника звука из точки И в точку И2. Если бы эти поверхности 5ыли плоскими, то первые отражения могли бы поступить лишь во вторую половину зала.
 На плане и разрезе зала показаны прямые и отраженные звуковые лучи и разница (в м) их прихода для нескольких точек. На .расстоянии .8’ м от источника разница не превышает допустимые значения (9 и 9,4 м). На больших расстояниях от источника звука эта разница уменьшается и составляет в среднем 6 ... 7 м.
 На разрезе показан скос потолка над балконом, который необходим для отражения звука к последним рядам мест на балконе
 уменьшения опасности неблагоприятного отражения от угла эдежду потолком и задней стеной на авансцену. Для повышения диффузности звукового поля и ослабления возможного «порхающего эха» боковые стены выполняются непараллельными; угол составляет 7,5°.
 Предусмотрен также балкон и полукруглая форма задней стены. При большом радиусе кривизны ( 45 м) эта поверхность не будет фокусировать звук в партере. Кроме того, в плоскости задней стены находится балкон с большим количеством зрителей, имеющих большое звукоповлощение, что приведет к рассеиванию звука, а не -его концентрации.
 Необходимое время -реверберации на частотах 500 ... 2000 Гц должно составить 1,25 с (см. рис. 10). Определим фактическое время реверберации в зале, сведя расчеты эквивалентной площади звукопоглощения в табл. б и 7.
 Коэффициенты звукопоглощения взяты из табл. 1 приложения 1. Коэффициенты добавочного звукопоглощения несколько уменьшены но сравнению со значениями, приведенными в § 8.
 Для основных ограждающих поверхностей предварительно выбиваем штукатурку по кирпичу и сетке; для пола —- паркет на асфальте. Зал оборудуется полумягкими креслами с тканевой обивкой. Расчет производим для 70 заполнения зала зрителями.
 Общая эквивалентная • площадь звукопоглощения равна на частотах: 	125 	Гц 	Л0бщ 		128,68,4 		10 		13517524391 м2,
 500 Гц Л0бщ498 м2, 2000 Гц Л0бщ 523.м2.
 Определим средний коэффициент звукопоглощения по формуле асрЛобщ5общ на частотах: 	125 Гц аСр 3912250 0,174,
 500 Гц асР4982250 0,221, 2000 Гц аср 52322500,232.
 Находим ф(аСр) иа частотах: 125 Гц ф(аСр) 0,19, 500 Гц Ф(аср) 0,25, 2000 Гц ф(аср)0,26.
 77

Определим время реверберации Т по формуле (62) на частотах: 125 Гц 70,163[5300(2250-0,19)] 2,0 с; 500 Гц Г0,163Х Х[5300(2250-0,25)] — 1,55 с, 2000 Гц Г0,163[5300(2250• 0,26)] - 1,50 с.
 Время реверберации несколько превышает рекомендуемое при условии, что на частоте 125 Гц возможно увеличить Гтр на 40.
 Рис. 29. Размещение звукопоглотителей в зале драматического театра на 1000 мест
 На рис. 29 показано возможное размещение звукопоглотителей на стенах и потолке (в соответствии с рис. 22). Примем в качестве звукопоглотителя для стен деревянные панели (5 ... 10 мм) с воздушным промежутком около 50 мм. Коэффициенты звукопоглощения на рассчитываемых частотах равны 0,25; 0,06 и 0,04. Площадь
 Таблица 6
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения
 Эквивалентная площадь звукопоглощения, м2, на частотах, Гц
 Наименование
 Пло¬
 щадь,
 м
 125
 500
 2000
 а
 а5
 а
 «5
 а
 «5
 Потолок (штукатурка по металлической сетке)
 600
 0,02
 12
 0,06
 36
 0,05
 30
 Стены (штукатурка по кирпичу)
 860
 0,01
 8,6
 0,02
 17,2
 0,03
 25,8
 Пол, не занятый зрителями (паркет на асфальте)
 210
 0,04
 8,4
 0,07
 14,7
 0,06
 12,6
 Проем сцены
 90
 0,2
 18,0
 0,3
 27,0
 0,3
 27,0
 Внутренние поверхности оркестровой ямы. (дерево)
 100
 0,1
 10
 0,1
 .10
 0,1
 10
 Добавочное звукопоглощение
 2250
 0,06
 135
 0,03
 67,5
 0,03
 67,5
 78

панелей на стенах составляет 180 м2, часть потолка облицовываем акустическими плитами «Акмигран» на относе. Коэффициенты звукопоглощения этих плит составляют 0,25; 0,75 и 0,80.
 Определяем добавляемую эквивалентную площадь звукопоглощения на частотах: 125 Гц (0,25—0,01) 180(.0,25—0,02) 8062 м2 (в скобках показана разность коэффициента звукопоглощения деревянных панелей и плит «Акмигран» и ранее учтенного коэффициента звукопоглощения стен и потолка); 500 Гц (0,06—0,02)180 (0,75—0,06)80 62 м2, 2000 Гц (0,040,03) 180(0,80—0,06)80 66 м2.
 Общая эквивалентная площадь звукопоглощения составит на частотах: 125 Гц Л общ39162453 м2; 500 Гц Л0бщ49862
 . 560 м2; 2000 Гц Л0бщ 523 66 589 м2.
 Значения аср на .рассчитываемых частотах равны 0,20; 0,25; 0,26, а ф(аср)—0,22; 0,29; 0,30.
 Время реверберации равно на частотах: 	125 	Гц 	Т
 0,163[5300(2250-0,22)] 1,75 с; 500 Гц Г0,163[5300(2250X X 0,29) ] — 1.,30 с; 2000 Гц 7 0,163 [5300 (2250 - 0,30) ] — 1,30 с.
 Расчетные значения времени реверберации вполне удовлетворительны, так как отклоняются от рекомендуемых менее чем на 10.
 Таблица 7
 Определение эквивалентной площади звукопоглощения
 Зрители,
 кресла
 Число
 п
 Значение А и эквивалентной площади звукопоглощения Ап, м2, на частотах, Гц
 125
 500
 2000
 А
 А
 А
 Ап
 Сидячие зрители (70 заполнения)
 700 чел.
 0,25
 175
 0,4
 280
 0,45
 315
 Свободные кресла (полумягкие с тканевой обивкой)
 300 шт.
 0,08
 24
 0,15
 45
 0,20
 60
 Залы театров оперы и балета. Общие принципы акустического проектирования залов , театров оперы и балета остаются в основном те же, что и зало,в драматических театров, однако еще большее значение приобретает необходимость получения диффузного звукового поля. Время реверберации в этих залах должно быть больше примерно на 20 ... 25 по сравнению с залами.драматических театров (см. рис. 9).
 Характерной формой многих «классических» залов театров оперы и балета является овальная. Для обеспечения минимального удаления последнего ряда от сцены
 79

(при наибольшем заполнении) потребовалась многоярусная система. Например, Большой театр в Москве .при количестве мест более 2000 имеет 6 балконов, театр оперы в Одессе имеет 5 балконов и вмещает 1700 зрителей и т. д: Все балконы имеют небольшую глубину (да 3 м), что облегчает распространение и прямых, и отраженных звуковых волн до последних рядов на балконах. Балконы со зрителями имеют большое звукопоглощение,, поэтому, интенсивность отраженных звуковых в.олн невелика и их фокусирование овальной задней стеной неопасно, тем более, что центр кривизны располагается за сценой. В то же время балконы, расчленяя общую поверхность стен, способствуют рассеиванию звуковой энергии, т. е. созданию более диффузного звукового поля.
 Приведем некоторые рекомендуемые характеристики залов: время реверберации должно -быть выбрано в соответствии с рис. 9, высота в пределах 10 м; длина до 30 м; удельный объем 6 ... 8 м3чел. В некоторых случаях высота зала может быть более 10 м, но, как правило, это усложняет и удорожает мероприятия по обеспечению хорошего акустического качества. Для залов,, предназначенных для исполнения различных музыкальных программ, запаздывание первых отражений возможно допустить до 0,05 с. Однако следует помнить, что запаздывание первых отражений более чем на 0,05 с создает условия для образования эха.
 Концертные залы. Концертные залы отличаются от залов театров оперы и балета прежде всего наличием эстрады вместо сцены, что позволяет расположить хорошо отражающие звук поверхности рядом с эстрадой
 Минимальные размеры, при которых симфонический оркестр звучит достаточно хорошо, составляют: высота 9 м, ширина 16 м, длина около 30 м (при размерах эстрады: глубина 10 м, ширина 16 м).- Следовательно, минимальный объем концертного зала составляет около 5000 м3. В таких залах может быть размещено 400 ... 600 мест в партере, а при наличии балкона 600 ... 750 мест. Максимальные размеры концертных залов могут быть значительно большими, чем для залов театров оперы и балета и драматических театров. Все же наибольшая удаленность зрителя от эстрады не должна превышать 50 м, а в партере — 40 м.
 Характерная форма концертного зала показана на рис. 19. Форма потолка (при большем или меньшем
 80

членении) обеспечивает весьма равномерное распределение первых отражений вдоль зала.
 Время реверберации в концертных залах больше чем для любых, других залов (верхняя граница полосы
 3 	на рис. 9). Однако не всегда время реверберации полностью определяет акустические свойства залов. Например, в малом зале Московской консерватории акустические свойства прекрасны, а время реверберации составляет 2 с, в то же время, как видно из рис. 9, для объема в 2550 м3 время реверберации должно быть около 1,35 с. Решающим фактором здесь является структура ранних отражений.
 Рис. 30. Концертный зал в Лондоне
 	Концертный, зал в Лондоне «Роял фестивал холл» (рис. 30) имеет размеры: длина 52 м, ширина 24... 30 м высота 10 ... 12 м, объем 23 000 м3. Он интересен своим архитектурным решением. В качестве основного элемента членения стен выбрана небольшая, выступающая в зал ложа. Чередование 12 таких лож на передней части боковых стен создает условия для рассеяния звуковой энергии. Звукоотражающие экраны на потолке также предназначены для создания диффузного звукового поля. Однако зал не относится к числу хороших концертных залов в основном из-за малого значения времени реверберации, в особенности на низких частотах. Потребовалась установка электроакустической системы для коррекции его акустики (увеличение времени реверберации на низких частотах, см. гл. V). Время ревербера¬
 81

ции в зале при его 70-ном заполнении составляет 1,6 с, а в пустом зале — около 1,9 с на средних частотах. Для отделки боковых стен использованы деревянные панели, хорошо поглощающие звук на низких частотах. Задняя стена зала отделана искусственной кожей, за которой расположен пористый звукопоглотитель. Зал оборудован мягкой мебелью; на полу настланы ковры.
 В Большом зале Московской консерватории время реверберации для пустого зала (объем 17 ООО м3) на частоте 500 Гц составляет 2,2 с. Акустические качества зала вполне удовлетворительны, особенно для звучания органной и симфонической музыки.
 Рис. 31. Большой зал комплекса «Лидер-Халле» в Штутгарте (масштаб разреза увеличен в 2 раза по сравнению с планом)
 При большой ширине в залах старого типа обычно предусматривали ярусы, колоннады, сильно расчлененные поверхности стен, что способствовало созданию диффузного звукового поля. Так, например, очень хорошие акустические свойства в Колонном зале Дома Союзов в Москве и в зале Ленинградской филармонии во многом определяются наличием большого количества колонн, расположенных по периметру зала.
 Современные решения концертных залов большой вместимости характерны наличием больших нерасчле- ненных поверхностей.
 82

В качестве интересного примера, где осуществлено новое архитектурно-акустическое решение, можно привести большой зал комплекса «Лидер-Халле» в Штутгарте. В зале (рис. 31) сохранено преимущество кругового. размещения зрителей, но вместе с тем нарушена симметрия путем преобразования левой по отношению к зрителям боковой поверхности из вогнутой в выпуклую. Это сделано для того, чтобы выпуклая часть бетонной стены равномерно рассеивала звуковую энергию и особенно звуки левой части оркестра, где располагается группа первы-х скрипок. Левая сторона зала развита больше правой; левая сторона балкона также шире правой и, полого спускаясь в зал, вмещает большее число слушателей. Объем зала составляет 16 ООО м3, число мест 2000; удельный объем 8 м3. Для концертных залов такой объем является оптимальным (6 ... 8 м3). Время реверберации при заполненном зале составляет на средних частотах 1,8 ... 1,9. с.
 Для устранения опасности фокусирования звуковой энергии и лучшего рассеивания отраженного звука вся вогнутая поверхность стен расчленена уступами. Шаг уступов 3 ... 4 м, глубина 0,5 ... 1,0 м, что обеспечивает диффузное отражение звука вплоть до частот порядка 100 Гц. Поверхность потолка расчленена выступами подковообразной формы. Глубина сцены может быть уменьшена с 14 до 10 м путем опускания деревянной решетки, за которой располагается ступенчатая трибуна хористов. Мягкие подушки на.этих местах и звукопоглощающая задняя стена сцены сделаны для того, чтобы не было нежелательного усиления группы медных и ударных инструментов.
 Над эстрадой расположено три ряда отражателей. Отражатели первого ряда направляют отраженные звуки группы первых скрипок в правую- часть зала. Отражатели второго ряда можно регулировать по высоте в зависимости от размещения источников звука на эстраде. Третий ряд отражателей может быть превращен в звукопоглощающую поверхность, если не требуется усиления звучания духовых инструментов. Данные, мероприятия привели к тому, что на большую часть мест звуковая энергия поступает не только с эстрады, но и включает ранние отражения (в основном от потолка и отражателей), причем энергия ранних отражений даже превосходит энергию прямого звука. •
 Интересна и форма среднего зала в этом комплексе.
 83

Это пятиугольник с тремя различными размерами сторон (рис. 32). Такая форма также обеспечивает круговое размещение слушателей относительно эстрады. Основное количество мест располагается уступами с крутым подъемом; балкон располагается в левой части зала. Большее количество мест приближено к ведущей скрипичной группе оркестра. Объем зала 5500 м3, число мест 800, т. е. удельный объем 7 м3чел.
 Несмотря на значительную разницу в объемах {16 000 и 5500 м3), время реверберации в обоих залах на средних частотах примерно одинаково (при наличии
 сти (300. ..1200 -мест; объем 150:0. ..6000 м3) проектируют и строят в нашей стране в большом количестве. К та- ким-залам прежде всего относятся залы клубов и Домов культуры, киноконцертные залы, актовые залы учебных заведений, конференц-залы и т. п.
 Все рассмотренные выше залы предназначались в основном для определенных программ (речевых или музыкальных). В залах многоцелевого назначения акустические условия должны быть достаточно хорошими при самых разнообразных программах (лекции, доклады, спектакли, музыка, кинопоказ), хотя эти условия часто противоречивы. Например, для хорошей разборчивости речи время реверберации должно быть невели¬
 32000
 слушателей — 1,8. ..1,9 	с)
 Таким образом, одним из основных условий получения хороших акустических качеств концертных залов является обеспечение высокой диффузности звукового поля, определяемое наличием большого числа отражений звука от ограждающих поверхностей. Это возможно достичь подвеской отражающих щитов, кессонированием стен и потолков, чередованием отражающих и поглощающих звук участков поверхностей.
 Рис. 32. Концертный зал пятиугольной формы
 Залы многоцелевого назначения средней вместимости. Залы многоцелевого назначения средней вместимо-
 84

ко, а ограждающие поверхности должны отражать звук в зал с небольшим запаздыванием. Для хорошего звучания музыки, наоборот, требуется значительно большее время реверберации и очень важна большая дйф-. фузность звукового поля.
 В крупных залах многоцелевого назначения (более 1200 мест) акустика обычно решается путем использования электроакустических систем, оперативно изменяющих, например, время реверберации (см. гл. V). В залах средней вместимости указанные противоречия могут быть уменьшены разумным компромиссом между акустическими требованиями, предъявляемыми при различном использовании залов.
 Акустической особенностью залов средней вместимости является необходимость хорошей слышимости музыки и речи со звукоусилением и без него. Основные акустические требования, влияющие на выбор- объемнопланировочных решений залов различного назначения, уже изложены в данной главе. Не повторяя их, приведем некоторые данные по залам многоцелевого назначения средней вместимости. Удельный объем залов должен составлять 4.. .6 м3чел. При наличии сценической коробки общий объем зала определяется без учета объема сцены. Отношение длины зала к его средней ширине должно бзиъ более 1 и не более 2; длина зала (от занавеса сцены до задней стены) не должна превышать 26 м. В таких же пределах желательно и отношение средней ширины зала к его средней высоте. В залах вместимостью более 600 человек целесообразно устройство одного или нескольких балконов. Время запаздывания первых отражений по.отношению к прямому звуку должно быть в пределах 0,02.. .0,03 с. При большем времени запаздывания существенно ухудшается разборчивость, речи.
 При выборе формы зала в плане и разрезе необходимо, чтобы большая часть отраженной звуковой энергии направлялась примерно во вторую половину зала. Необходимое время реверберации указано на рис. 9. Так же как и в предыдущих случаях, возможно (но не обязательно) увеличение времени реверберации до 40 на частоте 125 Гц.
 Рекомендуется оборудование зала мягкими или полумягкими креслами, что делает время реверберации менее зависящим от степени заполнения зала зрителями.
 85

Учебно-исследовательская, работа
 Возможность выполнения УИРС покажем в основном на примере аудиторий. Желательно в ‘качестве объектов исследования, использовать аудитории, имеющиеся в данном учебном заведении, и акцентировать УИР на улучшение их акустических качеств.
 1. 	Проанализировать влияние размеров — высоты, ширины и длины аудитории — на распределение первых отражений звука.
 2. 	Для поточных аудиторий проанализировать влияние объема и суммарной площади ограждающих, поверхностей 50бщ на измене1- ние времени реверберации при постоянных значениях коэффициентов звукопоглощения ограждений. Показать, что при больших объемах помещений требуется большее звукопоглощение для получения рекомендуемого значения времени -реверберации. Можно найти отношение 50бщ к площади звукопоглотителя (при а сопз) при разных объемах и показать, что это отношение будет изменяться не по линейному закону.
 3. 	Для аудиторий, имеющих форму прямоугольных параллелепипедов, определить собственные частоты колебаний (см. § 8) и показать уплотнение спектра частот при увеличении размеров аудиторий. Данную работу рекомендуется выполнить с привлечением ЭВМ.
 4. 	Для аудиторий различного объема показать изменение средней длины свободного пробега звуковой волны и числа отражений и показать связь их величин с временем реверберации (§ 6, 8).
 5. 	Разработать мероприятия по улучшению акустического качества аудиторий. Часто большие поточные аудитории в учебных заведениях имеют неудовлетворительные акустические свойства. Наиболее существенными дефектами аудиторий Являются их большая высота, значительный удельный объем и, следовательно, завышенное значение времени реверберации. Кроме того, в плоскости потолка часто располагаются балки, перекрывающие в поперечном направлении аудитории, что может вести к отсутствию отражений звука в определенных зонах (см. рис. 20).
 Для разработки мер по улучшению акустического качества аудиторий необходимо прежде всего на плане и в разрезе проанализировать первые отражения от ртен и потолка, как это показано на рис. 20, затем определить время реверберации и сравнить с рекомендуемым.
 6. 	Оценить разборчивость речи в лекционных аудиториях или актовом зале на основе артикуляционных испытаний й метода вы- бора. Для испытаний желательно участие не менее 10 студентов, сидящих в 4 ... 5 зонах помещения и затем меняющихся местами.
 При чтении артикуляционных таблиц уровень речи диктора на расстоянии 1 м от него должен быть в пределах 65 ... 75 дБА. Если в помещении используют систему звукоусиления, то таблицы передают с помощью этой же системы при уровне речи на местах 80 ... 85 дБА.
 Разборчивость речи в данном месте помещения определяют для каждого слушателя в процентах как отношение числа правильно записанных элементов речи к их общему числу.
 Среднее значение разборчивости, например слоговой, в данном месте помещения равно:
 	ГОСТ 71.53—68 ; Покровский Н. Б. Расчет и измерение разборчивости речи. М., 1962.
 86

р 2 Р1к,
 1
 где N — количество слушателей.
 Затем определяют среднеквадратичную ошибку испытаний- __ -
 2 (Р-Рд2(-1) •
 1
 Из результатов исключают значения Ри отличающиеся от Р на величину, большую 2а. После этого повторяют статистическую обработку материала. Результаты исследования оформляют в виде таблиц и кривых •равной разборчивости речи на плане помещения. Сравнивают результаты оценки разборчивости речи по артикуляционному методу и методу выбора.
 Если разборчивость речи в помещении невысокая, проводят анализ отражений звука от ограждающих поверхностей с определением времени запаздывания отраженного звука по отношению к прямому. Затем назначают возможные мероприятия по улучшению акустического качества помещения, а именно: уменьшение времени реверберации за счет размещения звукопоглотителей (см. рис. 22); устройство отражателей звука над кафедрой (см. рис. 24); устройство подвесного потолка, закрывающего . сильно выступающие поперечные несущие конструкции, и т. п.
 Данное задание достаточно трудоемко и может выполняться группой студентов в рамках курсового проекта общественного здания (УИРС) или одним-двумя — по линии СНО.
 .7. Для схем планов театральных залов, приведенных на рис. 33, выполнить подробный акустический анализ преимуществ и недостатков залов (см. § 12) и в соответствии с этим обосновать выбор формы плана в курсовом и дипломном проекте.
 , 8. Аналогичный анализ провести для схем продольных разрезов театральных залов.
 9. 	Оценить акустические качества актового зала или зала в клубе и разработать мероприятия по их улучшению. Желательно экспериментальное определение времени реверберации и сравнение его с расчетным. Эта работа также может выполняться группой студентов (УИР) или одним (СНР).
 10. 	Используя- программу из § 8, подготовить исходные данные и рассчитать время реверберации и требуемое звукопоглощение для примера в § 13.
 И. Коэффициенты аппроксимации {Сг,, з} графиков рис. 9 в программе расчета времени реверберации получены только для первых трех типов помещений. Внести необходимые изменения в программу, которые позволят проводить расчеты времени реверберации и требуемой дополнительной площади звукопоглощения также и для спортивных залов.
 Рйс. 33. Схемы планов театральных залов
 87

ГЛАВА V
 ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАЛОВ, ОБОРУДОВАННЫХ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
 § 14. Основные особенности залов, оборудованных электроакустическими системами
 •
 Залы, оборудованные электроакустическими системами (системами озвучивания), могут быть отнесены к двум группам: 1) залы, в которых зрители воспринимают звук непосредственно со сцены и с помощью системы звукоусиления (лекционные, концертные залы, залы многоцелевого назначения); 2) залы, в которых зрители воспринимают звук только с помощью звуковоспроизводящей системы (кинотеатры).
 Система озвучивания — совокупность устройств, предназначенных для передачи звука через систему звукоусиления или звуковоспроизведения. Система звуковоспроизведения — это система» передающая сигнал от магнитофона, электрофона или кинопроектора к слушателю.
 Целесообразность использования систем звукоусиления в залах первой группы (для залов второй группы это очевидно) определяется прежде всего их большими размерами. 13 залах многоцелевого назначения большого объема помимо усиления звука специальные электроакустические системы могут выполнять еще и функции регулирования времени реверберации. Такие системы называются амбиофоническими.
 Обычно системы звукоусиления в лекционных ю театральных залах предназначаются только Для усиления речи. Однако при исполнении концертных программ звукоусиление может потребоваться в помощь солистам, выступающим в сопровождении инструментального ансамбля или оркестра. Особенность систем звукоусиления заключается в том, что микрофон, принимающий сигнал для его последующего усиления, находится в звуковом поле громкоговорителей, излучающих уже усиленный сигнал в зал. Поэтому система звукоусиления является системой с обратной связью.
 Вследствие разнообразия форм, высот и объемов залов решение задач звукоусиления требует индивидуального подхода: обоснованный выбор электроакусти- ческой аппаратуры, выбор мест размещения микрофо
 88

нов и громкоговорителей, коррекция частотной характеристики усиления и т. п. Совместно с решением данных задач рассматривается и объемно-планировочное решение зала и размещение в нем звукопоглотителей.
 В залах исдользуют следующие виды систем звукоусиления: сосредоточенная, рассредоточенная и распределенная.
 	При сосредоточенной системе один или несколько громкоговорителей расположены в одной части зала достаточно близко друг к другу, например над эстрадой или по бокам портала (рис. 34, а). Громкоговорители выносятся вперед и выше по отношению к микрофону для ослабления акустической обратной связи.
 Рассредоточенная система— это система, при которой громкоговорители располагаются на таких расстояниях друг от друга, ЧТО уровень звукового давления в каждой озвучиваемой зоне создается в основном ближайшим громкоговорителем, и только на стыках зон уровни от соседних громкоговорителей суммируются (рис. 34,6, в).
 При распределенной системе озвучивания громкоговорители разнесены на небольшие расстояния так, что -суммарный уровень звукового давления в каждой точке помещения получается от действия большей части громкоговорителей.
 Распределенная система может быть двух видов: 1) громкоговорители расположены на поверхностях зала; 2) маломощные громкоговорители вмонтированы в спинки кресел.
 Примером распределенной системы. звукоусиления может служить система в зале конгрессов Дворца культуры и науки в Варшаве. Объем зала свыше 30 000 м3, вместимость около 3500 человек. Громкоговорители (2600 шт.) вмонтированы в спинки кресел и за¬
 2
 Рис.. 34. Озвучивание с помощью сосредоточенной (а) и рассредоточенной (б, в) систем:
 1 — микрофон; 2 — усилитель; 3 — громкоговорители
 89

крыты защитными решетками. Основными достоинствами такой системы, оправдывающими ее применение в больших залах, являются хорошая однородность звукового поля, повышенная четкость усиленного сигнала и малая акустическая.обратная связь. Такая распределенная система не создает особых затруднений в привязке слухового образа к зрительному. Тем не менее можно отметить один существенный недостаток: невысокое качество громкоговорителей малого размера позволяет их использовать только для усиления речи (но не музыкальных программ).
 Для усиления концертных программ и солистов в больших залах используется многоканальная стереофоническая система, позволяющая получить н только высококачественное звукоусиление, но и сохранить акустическую пространственную перспективу. Для создания идеальной стереофонической передачи необходимо иметь множество миниатюрных микрофонов, не искажающих звуковое поле. Каждый микрофон соединен отдельным каналом связи с одним из громкоговорителей, расположенных в том же порядке, что и микрофоны. Невозможность на практике осуществить такую идеальную стереофоническую звукопередачу из-за ее сложности и громоздкости привела к ограничению числа каналов. К тому же было установлено, что, стереофоничность резко возрастает при увеличении числа каналов до 5, а затем ее рост замедляется.
 В? тех случаях, когда во время звукопередачи источники звука перемещаются, для точного стереофонического звуковоспроизведения может потребоваться большее число каналов. Так, в панорамных кинотеатрах используют девятиканальную систему звуковоспроизведения (см. § 15).
 Обычно в залах применяют трехканальную систему звукоусиления. Каждый из трех каналов (правый, центральный и-левый) имеет на входной стороне группу микрофонов. От микрофонов сигналы после усиления поступают к громкоговорителям и затем в зал. Сигнал, принятый микрофоном, ближайшим к источнику, имеет более высокий уровень по сравнению с сигналами, принимаемыми другими микрофонами. Кроме того, первый сигнал опережает другие по времени. Данное соотношение уровней и временных сдвигов сохраняется и в сигналах, излучаемых громкоговорителями,, что создает
 90

определенный стереофонический эффект. Громкоговорители центрального канала располагаются над средней частью портала сцены, а громкоговорители боковых каналов— по краям „портала и ниже громкоговорителей центральной группы. Вся система управляется с центрального поста. Оператор имеет возможность видеть сцену и включает и выключает те или иные микрофоны и регулирует усиление в соответствии с перемещениями артистов.
 Большой интерес представляют залы многоцелевого назначений большой вместимости.
 Основная трудность акустического проектирования залов многоцелевого назначения заключается в том, что для речи Рис-Сис1ема
 	г венной реверберации
 и музыки требуется различный 	у 	у
 акустический режим. Для рече-
 искусст- с использованием эхо-камеры:
 I — микрофоны; 2 — усилители,
 вых передач требуется меньшее 3 громкбговорители; 4 - ре-
 г м г 3 	глятор 	уровня; 	а — эхо-камера
 время реверберации. Однако
 лри этом музыка лишается своей звучности, становится сухой и безжизненной. Большое влияние на качество передач оказывает и степень диффузности звукового поля.
 Изменить время реверберации в зале постоянного объема можно за счет звукопоглощения. Это использовалось в радиостудиях, где в качестве звукопоглотите- лей применялись колонны, расположенные вдоль стен. Одна половина колонн обработана звукопоглощающим материалом, другая же половина отражает и рассеивает звук. Поворачивая то или иное количество колонн вокруг своей оси, можно получать различное время реверберации. Конечно, такое регулирование требует определенного времени и практически возможно лишь в помещениях небольшого размера. В залах многоцелевого назначения необходимо управление временем и частотной характеристикой реверберации. Эта задача в настоящее время решается с помощью специальных си стем искусственной реверберации.
 Одной из таких систем является система с использованием гулких помещений. Сигнал поступает в микрофон и затем разветвляется на два направления: 	по
 прямому каналу и по каналу эхо-камеры (рис. 35). Эхо- камера имеет большое время реверберации и поэтому сигнал, воспринимаемый помещенным там микрофоном,
 91

дополняет основной сигнал, идущий по прямому каналу, запаздывающими повторениями, возникающими в эхо-камере. Основным недостатком этой системы является невозможность оперативного изменения времени, реверберации во время передачи.
 От этого недостатка свободна система искусственной реверберации, называемая амбиофонической. В ней в качестве ревербератора используется магнитофон, имеющий несколько звуковоспроизводящих головок. Эти головки создают эхо-сигналы с запаздыванием, равным времени прохождения ленты от записывающей головки до воспроизводящей. Искусственные эхо-сигналы, имитирующие реверберирующий звук в помещении, поступают в зал через систему громкоговорителей, разделены на группы по числу каналов воспроизведения. Каждая группа излучает сигналы с разным временем запаздывания. Таким образом создается искусственная реверберация, воспринимаемая совместно с собственной реверберацией зала.
 Амбиофонические системы являются оперативным и эффективным средством управления» акустикой залов,. При работе амбиофонической системы улучшается звучание музыки, оно становится более полным, объемным и выразительным; улучшается диффузность звукового поля. Кроме того, применение амбиофонии расширяет творческие возможности дирижера и исполнителей.
 Таким образом, в залах, оборудованных электроакустическими системами, качество звучания зависит не только от акустических свойств помещения, но и от ка чества электроакустической аппаратуры.
 В залах с распределенной одноканальной и многоканальной , (стереофонической) системами звукоусиления, источники звука оказываются расположенными иначе, чем при непосредственном исполнении со сцены. При большом количестве громкоговорителей, равномерно распределенных на всех поверхностях зала, и равенстве- излучаемой звуковой энергии может нарушиться локализация источника звука, поэтому большое ‘значение имеет правильное соотношение излучаемой громкогово- ритёлями звуковой мощности. Зрители в основном воспринимают прямую звуковую энергию, идущую от громкоговорителей. Отраженная от поверхностей зала звуковая энергия менее интенсивна, чем прямая. Следовательно, и роль ограждающих поверхностей в формировании звукового поля в зале менее значительна, чем в за¬
 92

лах с естественной акустикой. Обычно все поверхности больших залов обрабатываются звукопоглотителями,, что необходимо для получения оптимального времени реверберации. Поэтому форма таких поверхностей не может существенно влиять н звуковое поле в силу того,, что эти поверхности имеют достаточно большой коэффициент звукопоглощения.
 Таким образом, основные акустические требования, определяющие выбор объемно-планировочных решений- залов, оборудованных электроакустическими системами, остаются в основном теми же, что и для залов с естественной акустикой. Выполнение этих требований часта облегчается большей возможностью выбора формы зала и его отделки. Некоторые возможные акустические дефекты могут быть устранены при проектировании и наладке электроакустических систем.
 Особенно большой интерес представляет дальнейшее развитие амбиофонических систем, что позволит в недалеком будущем разрешить основные трудности, возникающие при проектировании залов многоцелевого назначения большого объема. I
 § 15. Залы, оборудованные электроакустическими системами
 Кинотеатры. Прежде всего необходимо отметить принципиальное отличие (в акустическом отношении) зрительных залов кинотеатров от залов с естественной акустикой, например театров. В театральных залах, где зритель слышит непосредственно актеров, нельзя ограничиться только наличием прямого звука. Роль отраженного звука очень велика. В кинотеатрах в качестве источника звука используется громкоговоритель, мощность которого намного больше мощности голоса человека. Поэтому при больших мощностях уровень прямого звука достаточно высок даже на больших расстояниях от экрана. При этом роль отраженного звука уменьшается и, следовательно, в кинотеатрах к форме отражающих поверхностей в плане и разрезе могут быть предъявлены менее жесткие требования, чем в театральных залах.
 Тем не менее геометрическая форма зала и, очертание его внутренних поверхностей должны обеспечивать правильное распределение отраженного звука и достаточную диффузность звукового поля. Поэтому формы и
 9а

очертания поверхностей, .вызывающие концентрацию или неравномерное’распределение отраженного звука, могут быть допущены лишь при соответствующем акустическом обосновании. Запаздывание первого интенсивного отражения, приходящего к слушателю вслед за прямым звуком, а также промежутки времени между приходами последующих отдельных интенсивных отражений не должны превышать 0,03 с.
 Кинотеатры с обычным экраном обычно рассчитывают на вместимость до 300 зрителей; при вместимости от 300 до 600 мест уже проектируют широкоэкранные кинотеатры, а при 800. ..4000 мест — широкоформатные. Площадь на одно место в зале составляет 0,85.. .0,9 м2 .
 Форма плана может быть прямоугольная, трапецеидальная, овальная и многоугольная. Задняя граница зоны хороших мест может определить функционально целесообразную форму плана не только из условий видимости, но и слышимости.
 Залы вместимостью до 800 мест проектируют без балконов. В залах вместимостью более 1200 мест балкон уже необходим и даже амфитеатр без балкона невыгоден. Необходимость балкона объясняется тем, что размеры экрана не могут быть как угодно велики. По условиям яркости широкоформатный экран не может сейчас превосходить размер 26.. .30 м по хорде. Такому размеру соответствует проекционное расстояние около 42.. .48 м, что позволяет разместить в амфитеатре 1400. ..1600 мест. Необходимо также ограничение длины з-ала из условия обеспечения синхронного восприятия изображения на экране и звука. Поэтому максимально допустимая длина зала не должна превышать 50.. .60 м.
 Введение балконов не только улучшает технико-экономические показатели зала, но и позволяет сделать пропорции зала более благоприятными с акустической точки зрения, так как балконы могут вмещать до 30 и даже более от всех зрителей кинотеатра. При проектировании балконов часто допускаются ошибки, приводящие к неудовлетворительной слышимости в подбалкон- ном пространстве. Этот дефект возникает при длинном балконе и низком подбалконном пространстве. Места, находящиеся под балконом, лишаются основной части отраженной звуковой энергии.
 	Более подробно см. СНиП Н-73—76 «Кинотеатры». М., 1977.
 94

Длина подбалконного пространства не должна превышать 4. ..5 рядов мест. Высота у последнего ряда должна быть не менее 3 м. Если необходим длинный балкон, то его следует располагать за пределами задней стены. Отражающие поверхности под балконом нельзя обрабатывать звукопоглотителями.
 Очень полезным с точки зрения акустики кинозала является решение мест в виде крутого амфитеатра.Во многих залах, где превышение последнего ряда над первым составляет около 3,5. ..4 м, распределение звуковой энергии по залу и качество звучания на основной площади мест оказываются практически одинаковыми. Для простых форм зала в плане и разрезе (прямоугольник или трапеция) можно указать основные пределы отношения длины к ширине и высоте: от 2,5: 1,5:1 до 4,5: 2,5:1.
 В обычных кинотеатрах зритель слышит звучание, исходящее из одного или нескольких громкоговорителей независимо от того, в какой части экрана расположен звучащий объект. Такой одноканальный способ воспроизведения звука возможен при небольшой ширине экрана. Расположение громкоговорителей по высоте экрана зависит от размеров зала. Удельный объем зала принимается примерно таким же, что и в драматических театрах, т. е. около 4,5 м3 на одного зрителя.
 Акустический расчет проводится аналогично расчету театральных залов (см. § 13). Оптимальное время реверберации выбирается в соответствии с рис. 9. На низких частотах допускается увеличение времени реверберации с таким расчетом, чтобы на частоте 125 Гц оно не превышало указанного на рис. 9 более чем на 20. Возможные места размещения звукопоглотителей определяются в зависимости от формы и размеров залов, а также от высоты размещения громкоговорителей. При размещении громкоговорителей за экраном на заэкран- ной стене зала обязательно устройство звукопоглощающей отделки с коэффициентами звукопоглощения не менее 0,6 в диапазоне частот 100. ..4000 Гц.
 В передней части зала кинотеатра обычно предусматривается эстрада, отделяющая экран и места первого ряда. Звуковая энергия от громкоговорителей распространяется не только прямо к зрителям, но и отражается от потолка в передней части зала над эстрадой. Если высота потолка большая, то может оказаться, что запаздывание первых отражений (по сравнению с пря¬
 95

мым звуком) от потолка и верхних частей боковых стен будет недопустимо большим (0,05 с). Поэтому части потолка и боковых стен вокруг предэкранной части зала возможно обрабатывать звукопоглотителями. Боковые стены обычно обрабатываются звукопоглотителями от уровня установки громкоговорителей до потолка.
 Нижняя часть боковых стен (ниже уровня громкоговорителей) эффективно и равномерно отражает звук в зал, поэтому эта часть стен должна иметь невысокий коэффициент звукопоглощения.
 В настоящее время в основном строятся широкоэкранные и панорамные кинотеатры. Восприятие фильма в них в значительной степени усиливается благодаря многоканальной системе стереофонического звуковоспроизведения, что позволяет не только усилить эффект участия зрителя, но и повысить качество звучания речи или музыки. В широкоэкранном кинотеатре за экраном располагаются пять групп громкоговорителей, представляющие самостоятельные стереофонические каналы. В зале расположена еще одна группа, служащая для звуковых эффектов. В зрительных залах, предназначенных для демонстрации панорамных или широкоформатных фильмов, используется девятиканальная система звуковоспроизведения. Пять каналов объединяют пять групп громкоговорителей, расположенных за экраном на равных расстояниях друг от друга. Остальные каналы питают группы громкоговорителей, размещенные на боковых и задней стенах и потолке зала. Эти каналы могут воспроизводить как стереофоническое звучание в зале, так и звуковое сопровождение, перемещающееся по залу. Так, например,, можно создать эффект шума дождя при подаче звука из громкоговорителей, расположенных на потолке.
 Ввиду того что звук может приходить из различных точек, зритель должен иметь возможность ощущать направление источника звука. Это можетбыть достигнуто при обработке основной площади ограждающих поверхностей звукопоглотителями. Конечно, и здесь на распределение звукопоглотителей основное влияние оказывают форма и размеры залов.
 Высота в передней части зала обычно получается значительной из-за большой высоты экрана. Если для уменьшения объема зала наклонить потолок к задней стене, то увеличится разность пути между прямой энергией и отраженной от потолка. При большой высоте
 36

зала это может привести к ухудшению разборчивости речи. Для устранения этого дефекта необходимо потолок обработать звукопоглотителями. Таким образом, в залах кинотеатров большого объема основные ограждающие поверхности обрабатываются звукопоглотителями. Звук, отраженный от таких поверхностей, имеет значительно меньшую интенсивность, чем прямой звук. Поэтому форма и размеры залов кинотеатров оказывают меньшее влияние на акустические качества по сравнению с залами с естественной акустикой. Возможные акустические дефекты могут быть устранены обработкой поверхностей звукопоглотителями. Например, при круглой форме зала кинотеатра «Мир» (Москва) акустические условия в нем достаточно хорошие. Круглая форма зала соответствует очертанию большого полукруглого экрана. Высота зала 20 м при диаметре 38. м. Ширина экрана 30,6 м, высота 11,4 м, стрела изгиба экрана 8 м. Площадь зрительного зала 1100 м2в нем размещается 1226 зрителей. В кинотеатре три киноаппаратных, в каждой из них установлены два панорамных проектора. В центральной киноаппаратной, кроме того, имеются два кинопроектора для демонстрации обычных и широкоэкранных фильмов. За экраном находится пять групп громкоговорителей для воспроизведения панорамных фильмов и- одна группа для обычных кинокартин. По стенам зала и потолку установлено еще четыре группы громкоговорителей для улучшения звучания при демонстрации панорамных фильмов. Общее число громкоговорителей, питаемых от девяти самостоятельных каналов звуковоспроизведения, составляет 120. Стены зала облицованы звукопоглощающими материалами, прикрытыми со стороны зала деревянными рейками. Потолок также покрыт, звукопоглотителями. Большой подъем мест обеспечивает хорошую видимость и слышимость. Акустические условия восприятия речи и музыки хорошие.
 В кинотеатре «Россия» предусмотрен показ всех основных видов: широкоформатных (70-миллиметровых), широкоэкранных, обычных фильмов на 35-миллиметро- вой кинопленке; возможен также показ стереофонических широкоформатных фильмов с раздельной девятиканальной фонограммой. Большой зал на 2500 мест с балконом имеет в плане трапецеидальную форму (в партере 1500 мест, на балконе 1000 мест). Максимальная ширина зала 43,5 м, длина партера 35 м, длина зала (от центра экрана до последних мест на балконе)’
 4—1744
 97

45 м. Экран занимает всю переднюю стену зала, чем создается хороший панорамный эффект.
 Звуковоспроизведение осуществляется стереофонической системой усиления и громкоговорителями, расположенными сзади экрана; громкоговорители остальных каналов расположены на стенах, потолке, под балконом и скрыты за декорированными покрытиями. Время реверберации составляет 1...1,1 с на всех частотах. Звукопоглощающие конструкции, размещенные на стенах зала с расположенными там громкоговорителями, декорированы вертикальными рейками. Для уменьшения шума при движении людей пол выполнен из войлока, поверх которого уложены древесноволокнистые плиты, покрытые пластиком. За винипластовой сеткой подвесного потолка скрыты звукопоглотители и громкоговорители; здесь также расположены источники света.
 Пути дальнейшего совершенствования кинематографа направлены на разработку таких систем, которые максимально приблизили бы условия зрительного и слухового восприятия киноизображения к естественным условиям восприятия в жизни человека. Новые системы стереофонического кинематографа должны обладать большими горизонтальными и вертикальными угловыми размерами изображения, соответствующими размерам естественных углов видения. Наряду с этим будет использоваться принцип динамического формата кадра (вариоскопическая проекции), позволяющий изменять как общие размеры изображения на экране, так и его пропорции в соответствии с творческим замыслом. Кроме того, возможен показ полиизображений при непрерывном изменении числа изображений и размеров каждого из них.
 Большее значение приобретает стереофония для повышения естественности звучания речи и музыки, аг также улучшения локализации источника звука в соответствии с действием, происходящим на экране.
 Залы многоцелевого назначения большой вместимости. Вопрос акустической трансформации зала является достаточно трудным. Так, изменение времени реверберации может быть достигнутосистемами искусственной реверберации. Без них регулирование времени реверберации возможно при изменении в широких пределах или объема зала, или его звукопоглощения. Можно указать наиболее простые пути некбторого регулирования времени реверберации,
 98

На рис. 36 показана схема универсального концертно-театрального зала. Шторы-драпировки, поднимающиеся в направляющих пазах, могут изменить коэффициент звукопоглощения этих участков стен до 5.. .10 раз. Высота подъема штор должна обеспечивать приход к слушателям первых полезных отражений. На рис. 36 эта высота ограничена линией ИА. При использовании системы звукоусиления (кино, собрание) допустимо опускать шторы ниже, если трудно обеспечить увеличение звукопоглощения в других местах зала.
 Изменение объема зала возможно путем устройства оркестровой раковины и передвижных перегородок (рис. 36), При присоединении объема оркестровой раковины к объему зала вре-
 	2 	- 	I 	1ШД1)ИЛ11ШС 	и 	1 	Ш1аи.«Н
 МЯ реверберации МОЖеТ ОЫТВ 2 _ поднимающиеся шторы-
 увеличено примерно на 0,2 С драпидСжная перегородка раз в диапазоне средних частот.
 Отделение раковины от зала (для уменьшения времени реверберации) достигается опусканием экрана .и изменением положения отражателей на стенах и потолке.
 Оркестровая раковина или эстрада позволяют не только регулировать объем зала. Ограждающие поверхности раковины или эстрады обеспечивают структуру ранних отражений, что так важно для музыкальных программ. Поэтому часто оркестровые раковины называют акустическими. Устройство разборной акустической раковины позволяет использовать зал для концертов, спектаклей и кинопоказа.
 При использовании залов для демонстрации фильмов необходимо изменять ширину сцены в зависимости от размера экрана, что может быть достигнуто с помощью подвижных отражателей типа ширмы. Одним из возможных приемов оборудования сцены является использование подвижного портала или портальных кулис, с которыми можно совместить отражатели и громкоговорители.
 Интересное решение зала многоцелевого назначения осуществлено в Норвегии (рис. 37). Зал прямоугольной формы с изменяющимся объемом от 8000 до 12 000 м3
 Рис. 36. Схема театрально- концертного зала:
 1 	мллптмгпмй 	ЛТПОМОТОП1Г1
 99

за счет поворота отражателей, располагаемых по бокам сцены и над ней. Отражатели не только изменяют объем, но и равномерно распределяют первые отражения по залу, обеспеяивая большую» диффузноеть звукового поля. В продольном направлении на потолке предусмотрено членение на элементы шириной 950 мм
 б)
 датг
 ИЗ
 950
 Рис. 37. Зал многоцелевого назначения в Норвегии:
 а — план; б — продольный разрез зала; в — фрагмент потолка; —“боковые отражатели звука у сцены; 2 — отражатель над сценой; 3 — отражатель на потолке;
 4 	— рассеивающий элемент потолка — стальной лист;
 5 	— звукопоглощающий материал; 6 V- осветительная ар¬
 матура
 4
 (рис. 37, в), которые могут быть или поглощайщими, или рассеивающими звук. Звукопоглощение осуществляется поворотом элемента вокруг горизонтальной оси на угол до 45°; при этом открывается звукопоглощающий материал, которым облицованы внутренние поверхности элемента.
 За счет изменения объема и звукопоглощения изменяется время реверберации в зале, создавая лучшие ус- ловия для проведения собраний, кинопоказа, театраль-
 100

ных представлений, концертов. Поворот отражателей звука у сцены, а также элементов членения потолка осуществляется за 10.. .15 мин.
 Рассмотрим еще несколько примеров. Киноконцертный зал «Октябрьский» в Ленинграде (4000 мест) име-
 - 	ет прямоугольную симметричную форму в плане. Киноаппаратная встроена в балкон-консоль так, что под ней есть проход в партер. Данное решение обеспечивает хорошие условия проекции по вертикали, но приводит к сокращению проекционного расстояния. В этом зале впервые в отечественной практике выполнена трансформируемая акустическая раковина, имеющая раздвижные жесткие кулисы и подъемный потолок. Данные поверхности обеспечивают ранние отражения и позволяют проводить симфонические концерты для 4000 зрителей в условиях естественной .акустики. Время реверберации в данном зале равно 1,6 с при объеме ч зала 32 000 м3. При таком же объеме (30 000 м3) зала во Дворце культуры «Украина» (Киев) время реверберации меньше (1,3 с).
 Дворец молодежи в Целинограде на 1200 мест имеет зрительный и спортивный залы. Зрительный зал, решенный в виде амфитеатра, используется как киноконцертный, зал собраний, конференций и т. д. Универсальный спортивный зал предназначен для спортивных игр и занятий; Трибуны и галереи вмещают до 550 зрителей. Зрительный и спортивный залы могут объединяться в единое пространство через сцену. Спортивная площадка может трансформироваться в сцену; размеры сцены увеличиваются вдвое, позволяя проводить выступления больших балетных, хоровых и танцевальных коллективов, осуществлять театральные и оперные постановки. Трибуны спортивного зала в этом случае изолируются от сцены, но возможно расположение зрителей с двух сторон единого помещения зала-арены, используемого для массовых спортивных выступлений.
 Трансформация пространства обеспечивается не только подъемом разделительных занавесов, но и подъемом декораций, расположенных в коробке сцены и в потолке зрительного зала.
 Обеспечение акустического качества подобных залов представляет достаточно сложную задачу, посколькунеобходимо рассматривать, по-существу, три акустически связанных между собой объема (два зала и сценическая
 	коробка). При размещении звукопоглотителей для
 101

уменьшения времени реверберации необходимо учитывать не только характер первых отражении, но и- возможность появления эха из-за больших размеров объединенных залов. Залы обязательно должны быть оборудованы распределенной системой озвучивания.
 •О)
 4
 Рис. 38. Акустические устройства (а) и план (б). Кремлевского Дворца съездов (масштаб плана уменьшен)
 Очень интересным примером решения акустики зала универсального назначения является Кремлевский Дворец съездов. Зрительный зал (рис. 38) имеет размеры в плане 55x49 м и высоту 19 м. Объем зала 52 000 м3, вмёстимость 6000 человек, удельный объем 8,7 м3 на одного человека. Скошенная форма стенки потолка у сцены способствует равномерному распределению звуковой энергии в зале. Задняя ртена имеет криволинейное очертание, однако при радиусе 100 м такая поверхность не будет фокусировать звук.
 Для того чтобы мбжно было использовать зал при различных акустических режимах, потребовалась его обработка специальными звукопоглотителями, иначе при такбм большом объеме зал был бы слишком гул¬
 102

ким. Звукопоглотители на стенах состоят из слоя капроновой ваты, прикрытой анодированной алюминиевой сеткой и профилированными деревянными рейками. Величину звукопоглощения можно регулировать выдвижными кассетами. Нижняя часть боковых стен покрыта искусственной кожей, натянутой на деревянный каркас. Такая конструкция имеет хорошее звукопоглощение на низких частотах.
 Подвесной потолок зала состоит из набегающих одна на другую дугообразных звукорассеивающих и в то же время звукопоглощающих панелей из перфорированных алюминиевых листов. За листами расположен слой пористого материала (асбестовое волокно). Часть скошенной части потолка шириной 6 м (от портала) служит для отражения звука.
 Для усиления речи используется распределенная система громкоговорителей 1, расположенных в спинках кресел (рис. 38). Усиление музыкальных передач осуществляется с помощью многоканальной стереофонической системы, громкоговорители4 которой расположены в скошенной части потолка. Кроме того, в зале имеется амбиофоническая система, используемая дополнительно к стереофонической во время исполнения различных музыкальных программ. Громкоговорители 7 этой системы расположены в верхней части боковых стен 3 на задних стенах балкона, амфитеатра 5, а также на потолке зала 6 и 2. Таким образом, в зале можно создать условия для высококачественного усиления как речи, так и различных концертных выступлений и оперных спектаклей. Заэкранные громкоговорители 7 совместно с громкоговорителями 3, 5 и 2 .используются для звукового сопровождения показа широкоформатных фильмов. Время реверберации составляет около 1,5 с и мало изменяется при различном числе зрителей, так как аСр0,4 во всем диапазоне звуковых частот.
 Спортивные сооружения . Построенные для проведения 0лимпиады-80 в Москве, спортивные сооружения предназначены для многоцелевого использования.
 Стадион спортивного комплекса «Олимпийский» — крупнейший в мире крытый стадион на 45 тыс. зрите¬
 	Макриненко Л. ИФомин В. А. Вопросы обеспечения акустического комфорта в больших спортивных залах. — Сб. трудов НИИ строительной физики .Госстроя СССР. Исследования по строительной акустике. М., 1981; Дыховичный Ю. А. Большепролетные конструкции сооружений 0лимпиады-80 в Москве. М., 1982.
 103

лей. Основой сооружения является арена размером 86Х 120 м с трансформируемой стеной (перегородкой) (рис. 39). Форма зада приближается к эллипсу. В зале можно проводить около 30 видов спортивно-зрелищных и общественных мероприятий. Зал может использоваться для массового катания на коньках в любое время года.
 Рис. 39. Крытый стадион на просп. Мира в Москве:
 — трибуны; 2 — звукопоглощающие плиты «Акмигран»; 3 — звукопоглотитель по периметру потолка; 4 — звукопоглотитель в центре потолка (плафон); 5 — трансформируемая стена, фрагмент поперечного разреза
 Сооружение решено в виде пространственной большепролетной конструкции. Оболочка покрытия (мембрана) выполнена из стального листа. Форма покрытия связана с функциональной и технологической компоновкой зала с подъемом периферийных зон с многоярусными трибунами. Это позволило получить минимально возможный в данном случае объем. Однако объем зала так велик — более 650 ООО м3, что потребовало осуществления специальных акустических мероприятий, разработанных в НИИ строительной физики Госстроя СССР.
 Необходимо было уменьшить время реверберации в зале, а также снизить интенсивность первых, отражений звука от поверхностей стен и потолка. Для этого по периметру потолка и в его центральной части на расстоянии .3. ..4 м от мембраны смонтированы маты из пористого звукопоглотителя толщиной 50. ..100 мм. Со стороны зала маты прикрыты алюминиевой решеткой. Коэффициент звукопоглощения конструкции на частотах 125. ..2000 Гц составляет 0,6.. .0,8. Звукопоглотитель на стенах выполнен в виде кирпичных ниш, в которые вставлены панели из пористых матов толщиной 100 мм,
 104

закрытых со стороны зала тонкой стеклотканью и. алюминиевой решеткой. Коэффициент звукопоглощения таких участков стен составляет около 0,25.. .05. Потолки балконов обработаны акустическими плитами «Акми- гран», свободные места пола застланы ворсолином.
 Акустические измерения были выполнены для олимпийского варианта использования зала, разделенного на две часта трансформируемой перегородкой (залы бокса и баскетбола). Время реверберации в пустых залах составляет на частотах: 125 Гц — 4,2. ..4,4 с, 500 Гц — 3,7. ..4,0 с, 2000 Гц — 2,2.. .2,6 с. При заполнении залов зрителями время реверберации существенно уменьшается, принимая следующие значения на частотах 125, 500 иООО Гц: 3,4.. .3,5; 2,8.. .3,0 и 1,8.. .2,0 с.
 Трансформируемая стена (перегородка) расположена по короткой оси эллипса. Конструкция, несущая перегородку, выполнена из двух решетчатых рам пролетом 167,5 м, поставленных на расстоянии 18 м. В опорах рам имеются карманы, в каждом из которых расположено 26 секций высотой 23,6 м, шириной 5,87 м и толщиной 0,876 м. Установленные кран-балкой и состыкованные панели в горизонтальном направлении опираются на рамы, а в вертикальном—на пол.
 Стена состоит из двух одинаковых , панелей, соединенных пространственными стальными конструкциями; расстояний между панелями 600 мм. Панель представляет собой стальную раму, на которой крепятся два стальных листа толщиной 1 и 1,2 мм с промежутками Между листами 100 мм, заполненными матами из су- пертонкого стекловолокна, и алюминиевый просечновытяжной лист, расположенный с наружной стороны на относе 25 мм от стального, листа толщиной 1,2 мм. Этот промежуток также заполнен супертонким стекловолокном. Имеются также ребра жесткости. Поверхностная плотность панели составляет 165 кгм2. Для герметизации вертикального стыка выступ, одной панели заходит в паз другой, а по торцам панелей расположены резиновые уплотнители. К полу и стенам трансформируемая стена примыкает также через резиновые уплотнители.
 Трансформируемую стену практически невозможно было выполнить на всю высоту, так как мембрана под воздействием нагрузок и температуры, «дышит»; кроме того, в большей части пространства под мембраной расположены инженерные коммуникации. В результате между покрытием и трансформируемой стеной образо¬
 105

валось свободное пространство переменной высоты. Для повышения изоляции воздушного шума это пространство перегорожено подвешенными к вспомогательной ферме двумя занавесами с расстоянием между ними 6 м. Каждый из занавесов, расположенных по обе сто-, роны от стены, выполнен из восьми сшитых между собой слоев стеклянной негорючей ткани (МРТУ-11-108—69), обработанной специальной эмульсией, предупреждающей выделение стеклянной пыли. Поверхностная плотность каждого из занавесов составляет около 7 кгм2.
 Рис. 40. Схема поперечного разреза плавательного бассейна на просп. Мира в Мегскве:
 1 — ванны бассейна; 2 — трибуны; 3 — подвесной потолок
 Среднее значение изоляции воздушного шума в диапазоне частот 100.. .5000 Гц (см. гл. VI) составляет: для фрагмента стены — 60 дБ, для смонтированной- в зале стены с занавесами — около 30 дБ. Большая разница определяется прохождением звуковой энергии через стыки между панелями и ограждениями, а также через воздушный промежуток между покрытием и стеной. Последний путь передачи звука является главным.
 Трансформируемая стена стадиона «Олимпийский» позволяет одновременно проводить в разделяемых залах любые спортивные мероприятия, кино, собрания, концерты.
 Эксплуатация залов во время 0лимпиады-80 и в последующий период показала, что акустические условия в них вполне приемлемые. Разборчивость речевой ин¬
 	Лалаев Э. М., Швец В. Ф. Элькинд Ф. Ш. Рекомендации по акустическому проектированию трансформируемых перегородок для •залов многоцелевого назначения. — В сб.: Звукоизоляция и защита от шума жилых и общественных зданий. МНИИТЭП, М., 1983.
 106

формации достаточная; однако для музыкальных передач залы слишком гулкие.
 Плавательный бассейн. Здание бассейна овальное в плане, длиной ,126 .м, шириной 104 м, имеет площадь пола 10 000 м2 и объем около 300 000 м3. Под единой конструкцией покрытия, образованной двумя наклонными 120-метровыми арками, размещены две ванны — 50-метровая для плавания и ванна для прыжков в воду с постоянными и временными трибунами на 12 тыс. зрителей (рис. 40). Ванны разделены стеклянной перегородкой, позволяющей осуществлять раздельное проведение спортивных мероприятий.
 Для уменьшения времени реверберации к фермам и прогонам подвешен поталок, состоящий из стальных перфорированных панелей и просечных алюминиевых листов, поверх квторых расположен звукопоглощающий материал в полиэтиленовой оболочке. В конструкцию подвесного потолка встроены светильники устройства для подачи воздуха и громкоговорители системы звукоусиления.
 При строительстве бассейна был выполнен только звукопоглощающий потолок а торцовые стены оставлены без акустической отделки, поэтому время реверберации оказалось несколько выше расчетного. . В пустых залах в диапазоне 125.. .2000 Гц время реверберации составляет в среднем 2,5.. .2,9 с, а при заполнении залов зрителями время реверберации снижается до 1,7. ..2,3 с.
 Универсальный зал «Дружба» в Лужниках. Основу сооружения составляет демонстрационный зал с ареной 42x42 м и трибунами. Верхний ярус трибун — стационарный, нижний — выдвижной (блитчеры); трибуны сдвигаются гармошкой и убираются под ярус стационарных трибун. При этом создаются различные варианты, спортивных площадок для занятий по 12 видам спорта— теннису, волейболу, баскетболу, ручному мячу, бадминтону, спортивной и художественной гимнастике, акробатике, фехтованию, борьбе, боксу, настольному - теннису. Вместимость трибун измеряется от 1500 до 4000 человек. Объем зала, около 55 000 м3. Конструктивное р.ешение выполнено в виде единой пространственной • системы сборно-монолитных железобетонных унифицированных оболочек двоякой кривизны (рис. 41). Центральная часть оболочки выполнена в виде кессонов размером 2,4x2,4 м. Для уменьшения времени реверберации и йсключения «порхающего» эха дно кессонов
 107

обработано звукопоглотителем. Кроме того, звукопогло- тители размещены и на других поверхностях зала.
 Время реверберации, измеренное в пустом зале, составило в диапазоне 125. ..4000 Гц 2,6. ..3,5 с (большее значение на низких частотах); при заполнении зала зрителями время реверберации уменьшается до
 2,2.. 	.3,0 с. Акустика в зале оценивается как хорошая.
 Велотрек в Крылатском состоит из двух функцио нально и композиционно объединенных объемов. В ос-
 Рис. 41. Разрез универсального зала «Дружба» в Лужниках:
 1 — демонстрационный зал; 2 — фойе; 3— тренировочные залы; 4 — технические помещения; 5 — трибуны; 6 — центральная оболочка со звукопоглотителем в кессонах
 новном объеме размещено полотно трека длиной 333,33 м и трибуны на 6000 зрителей. Объем зала около 250 000 м3. Форма плана здания близка к эллипсу. В качестве покрытия использована стальная мембрана, провисающая в центре зала.
 Для создания в залеиеобходимой акустики выполнен подвесной ■ потолок из перфорированных алюминиевых кассет размером 500x500 мм. Кассеты заполнены звукопоглотителем— минеральным войлоком. Форма потолка повторяет форму покрытия с воздушным зазором около 200 мм. Коэффициент звукопоглощения на средних и высоких частотах составляет около 0,8.. .0,9. На низких частотах а0,35.
 Учитывая малое, звукопоглощение на низких частотах и опасность концентрации поздних звуковых отражений при овальной форме плана, было предусмотрено снижение интенсивности звука в системе звукоусиления ниже частоты 400 Гц. Кроме того, применены направленные на трибуны и трек громкоговорители, рассредоточенные равномерно по залу.
 В пустом зале время реверберации на частотах 125, 500 и 2000 Гц составило соответственно 3,3; 3,0 и 2,7 с,
 108

а в заполненном на 50 зале на тех же частотах — 3,1; 2,7 и 2,4 с. Эксплуатация зала подтвердила, что акустические условия . в нем благоприятные. Система звукоусиления обеспечивает хорошее качество звучания музыки и достаточную разборчивость речи на трибунах.
 Можно сформулировать основные положения акустического проектирования спортивных сооружений . В спортивных залах необходимо обеспечить достаточную разборчивость .речи и снижение уровня шума, проникающего в зал .и возникающего при проведении мероприятий. Во многих случаях .требуется также обеспечен яие хорошего звучания музыки. В спортивных залах со зрительскими местами должна быть предусмотрена система озвучивания.
 При проектировании спортивных залов следует стремиться к минимальному объему, определяемому технологическими требованиями. Увеличение объема залов приводит к росту времени реверберации, т. е. повышению гулкости, а также к запаздыванию полезных отражений звука. Наиболее простая прямоугольная форма плана зала имеет те же акустические недостатки, что и в театральных залах и аудиториях: 	возможность воз¬
 никновения «порхающего эха» между параллельными поверхностями, появление сильно запаздывающего отражения при большом расстоянии между источником звука и отражающей поверхностью. Целесообразно отклонение противоположных поверхностей от параллельности. Эффективность звукопоглощающей отделки будет увеличиваться, если скошенные стены зала будут наклонены в сторону поверхностей со звукопоглотителем.
 В залах с вогнутыми поверхностями неизбежна концентрация отраженного звука (см. § 10). Поэтому радиус кривизны вогнутой поверхности должен быть не менее чем в два раза больше соответствующего размера зала. При меньшем радиусе, при круглой или овальной форме плана требуется сильное членение вогнутых поверхностей или их отделка эффективным звукопоглотителем. Членение поверхностей ослабляет поздние концентрированные отражения, вызывающие слышимое эхо.
 В спортивных залах обычно имеет место широкополосный шум, поэтому звукопоглотители должны иметь
 	Руководство по акустическому проектированию крытых спортивных сооружений разработано в НИИ строительной физики под руководством Л. И. Макриненко.
 109

коэффициент звукопоглощения а0,6 в диапазоне частот 125. „4000 Гц. Звукопоглотители возможно размещать в виде подвесных потолков, что уменьшает объем зала и приближает звукопоглотитель к источникам шума, расположенным в плоскости по.ла. Звукопоглотители целесообразно размещать в шахматном порядке или в виде полос, что повышает их эффективность. Расчет времени реверберации достаточно провести на трех частотах: 125, 500 и 2000 Гц. Средний коэффициент добавочного звукопоглощения принимается равным 0,03 на частоте 125 Гц и 0,01 на частотах 500 и 2000 Гц.
 Если отношение наибольшего размера плана к высоте значительно больше пяти, время реверберации определяют по формуле
 Т0,0405срр(аср), 	_ 	(93)
 где Ср — средняя длина свободного пробега звуковых волн, м; ф(аср) —функция среднего коэффициента звукопоглощения.
 Средний коэффициент звукопоглощения, учитывающий затухание звука в воздухе, определяют по формуле
 аср аср (1 — аср) явср, 	(94)
 где пг — показатель 	затухания звука 	в 	воздухе 	(см.
 табл. 	3 	приложения 	I); аСр—средний 	коэффициент 	зву¬
 копоглощения ограждающих конструкций, подсчитываемый обычным образом (см. гл. IV).
 Среднюю длину свободного пробега 1Ср в несоразмерных длинных залах (длина зала более чем в пять раз превышает высоту) определяют по формуле
 — Л__ 	(95)
 9 кЬ 	К
 где Н — высота и Ь — ширина зала, м.
 В несоразмерных плоских залах (длина и ширина зала более чем в пять раз превышает высоту) 1СР принимается равной высоте помещения.
 В залах крытых спортивных сооружений система озвучивания обычно состоит из системы звуковоспроизведения, которая может озвучивать весь зал или только места для зрителей. Возможны следующие режимы работы системы звуковоспроизведения: музыкальное сопровождение спортивных соревнований, передача ком ментариев и объявлений, проведение торжественных
 110

мероприятий. Система звуковоспроизведении должна обеспечивать достаточную разборчивость (слоговая разборчивость не менее 66).
 Если в системе звуковоспроизведения используют несколько громкоговорителей для озвучивания различных зон, то необходимо, чтобы запаздывающие сигналы, приходящие в какую-либо зону от громкоговорителей соседних зон, не создавали помехи типа «эхо». В залах крытых спортивных. сооружений применяют сосредоточенные, зональные, распределенные системы звуковоспроизведения иих комбинации. Предпочтение отдается системе, обеспечивающей максимальное значение слоговой разборчивости речи.
 При использовании систем озвучивания время реверберации залов следует выбирать по нижней границе области, указанной на рис. 9. Максимальные уровни звукового, давления и уровни звука в задах крытых спортивных сооружений приведены в табл. 1 приложения III, а допустимые — в [15].
 В больших залах возможно одновременное проведение нескольких спортивных соревнований, что требует устройства трансформируемых стен, имеющих достаточно высокую изоляцию воздушного шума (см. табл. 2 приложения III).
 Учебно-исследовательская работа
 1. 	Проанализировать форму и размеры зрительных залйвобычных, широкоэкранных и панорамных кинотеатров и использовать полученной материал при выполнении курсового или дипломного проекта.
 2. 	На основе анализа схем залов кинотеатров определить наиболее целесообразные формы плана исходя из требований акустики, видимости и вместимости.
 3. 	Обобщить проектный материал по залам многоцелевого на¬
 значения большой вместимости, связав его с вопросами архитектурной акустики. 	►
 4. 	Для актового зала института или зала клуба в случае неудовлетворительных акустических условий обосновать необходимость использования систем звукоусиления.
 5. 	Проанализировать акустические условия поточных аудиторий с точки зрения целесообразности использования сосредоточенной системы звукоусиления. •
 6. 	Проанализировать схемы акустической трансформации залов.
 7. 	Рассмотреть конструкции йодвесных потолков и обосновать их применение для залов различного назначения.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
 СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА
 ГЛАВА VI
 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА В ЗДАНИЯХ НОРМИРОВАНИЕ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ
 § 16. Распространение шума в зданиях
 Причиной шума в зданиях являются как внутренние, так и внешние источники. Внутренним источником шума является инженерное и санитарно-техническое оборудование, громкая музыка, танцы и др.; внешним — транспорт, промышленные предприятия и др.
 Рассмотрим основные виды шума и пути его распространения в здании (рис. 42). Если источник шума не связан с конструкциями, например громкоговоритель, и передача звуковой энергии происходит в результате колебания конструкции, разделяющей дв.а помещения, то- такой шум называется воздушным (рис. 42, поз. 1). При ударах по междуэтажному перекрытию (ходьба, танцы и т. п.) передача энергии происходит также за счет колебания конструкции; такой шум называется ударным (рис. 42, поз. 2).
 Пути передачи, шума в изолируемое помещение могут быть прямыми (1 ,и 2) и косвенными (обходными) (3 и 4).. Такая передача возможна потому, что колебания,, вы- званные воздушным или ударным шумом, распространяются по конструкциям всего здания. Вибрирующие конструкции излучают шум в помещения, расположенные даже на значительном расстоянии от источника; такой шум часто называют структурным. Структурным будет также шум при излучении его конструкцией, жестко связанной С какими-либо вибрирующими - механизмами, например насосными, вентиляционными или лифтовыми установками (4). В этом случае путь (5) будет являться косвенным по отношению к прямому (4).
 112

©
 • л
 ч
 Фактическая звукоизоляция (т. е. с учетом косвенной передачи звука) практически всегда меньше звукоизоляции одной рассматриваемой конструкции. В отечественной Литературе звукоизоляция такой конструкция иногда называется собственной.
 При распространении шума по зданию косвенными путями происходит уменьшение его интенсивности вследствие поглощения энергии колебаний материалами конструкций, потери энергии в стыках и распределения энергии на все большую площадь ограждающих конструкций. В современных зданиях за счет снижения массьь ограждающих конструкций, увеличения жесткости сопряжений в стыках и уменьшения их числа наблюдается более интенсивная перадача шума по косвенным путям. В результате шум распространяется с малым затуханием на большие расстояния от источника, приводя к дискомфортным условиям Вряде помещений, что характерно для многих современных зданий, выполняемых из крупноразмерных конструкций.
 Применяемые расчетные методы дают возможность оценить
 косвенную передачу шума лишь для некоторых идеализированных схем зданий. Трудность решения данное вопроса заключается в том, что по конструкциям здания могут распространяться четыре основных типа упругих волн: продольные, изгибные, сдвиговые и крутильные, которые трансформируются при прохождении через стыки с различным вкладом в излучение шума. Наличие большого числа параметровчволнового движения затрудняет анализ получаемых решений.
 Задача может быть решена при статистическом подходе, при котором рассматривается система вибрирующих элементов резонансного типа со многими степенями свободы. В качестве основной переменной принимается средняя плотность энергии резонансных колебаний, частоты которых попадают в рассматриваемую полосу. В пределах этой частотной полосы усредняются параметры, определяющие энергетический баланс в системе. При статистическом подходе энергосодержание любого элемента здания можно рассматривать как алгебраическую сумму энергии, поступающей от источника, энергии внут¬
 Рис. 42. Распространение шума в здании
 113

ренних потерь и потерь на границах, обусловленных утечкой в смежные элементы .
 В связи с тем что указанные методы еще не стали достоянием инженеров, в дальнейшем рассматриваются лишь прямые пути передачи энергии.
 § 17. Нормирование звукоизоляции
 В соответствии со СНиП Н-12—77 «Защита от шума» нормируемыми параметрами звукоизоляции ограждающих конструкций гражданских зданий, а также вспомо-
 Средние, частоты Уз октавных пот,гц
 Рис. 43. Нормативные частотные характеристики изоляции воздушного шума:
 -»ло СНиП Ц-12—77; 2 — по СНиП П-Л.1-71
 ♦
 гательных зданий и помещений промышленных предприятий является индекс изоляции воздушного шума в, дБ, и индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием у, дБ. В отличие от СНиП Н-Л:1—71 изменена форма нормативной кривой изоляции, воздушного шума ограждениями жилых зданий. Новая нормативная кривая (рис. 43) устанавливает значения звукоизоляции в третьоктавных полосах частот в диапазоне от 100 до 5000 Гц. Это позволяет, неснижая требований санитарных норм к допустимому в жилых помещениях шуму, более эффективно применять перспективные облегченные
 	Калюжный В. В. Распространение звуковых вибраций в многоэтажных каркаснцх зданиях. — Известия вузов. 0§р. строит, и архит. 1972, № 5; Справочник по судовой акустикеПод общей ред. И. И. Клюкина и И. И. Боголепова. Л., 1978.
 114

конструкции, обеспечивающие определенный экономический эффект. Однако в странах СЭВ используют прежнюю нормативную кривую. Поэтому необходимо знать связь между значениями изоляции воздушного шума для двух нормативных кривых.
 ИндексГ изоляции воздушного шума 1В конструкции с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой звукоизоляции определяют по формуле
 вяодв, 	(96)
 где Лв — поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики изоляции воздушного шума конструкцией с нормативной частотной характеристикой (см. рис. 43). 	•
 Для вычисления поправки Дв (дБ) необходимо на кривую 1 рис. 43 нанести частотную характеристику изоляции воздушного шума и определить среднее неблагоприятное отклонение нанесенной характеристики от нормативной. Неблагоприятными отклонениями считаются отклонения вниз от нормативной кривой Среднее небла-. гоприятное отклонение принимается -равным 1 суммы неблагоприятных отклонений-. Если среднее неблагоприятное отклонение близко, но не превышает-2 дБ, а мак-, симальное неблагоприятное отклонение не превышает 8 дБ, то поправка Дв0.
 Если среднее неблагоприятное отклонение превышает
 2 	дБ или максимальное неблагоприятное отклонение превышает 8 дБ, то нормативная кривая смещается вниз (на целое число децибел) так, чтобы среднее и максимальное неблагоприятное отклонения от смещенной нормативной кривой не превышали указанных величин. В этом случае Ав отрицательна и равна величине смещения нормативной кривой.
 Если среднее неблагоприятное отклонение значительно менее 2 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, нормативная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы среднее неблагоприятное отклонение от смещенной нормативной кривой приближалось, но не превышало 2 дБ, а максимальное неблагоприятное отклонение не превышало 8 дБ. В этом случае поправка Дв положительна и равна величине смещения нормативной кривой.
 Поправка Дв практически соответствует показателю изоляции воздушного шума ЕЪу поэтому легко сопоста¬
 115

вить результаты, полученные по СНиП Н-Л.1—71 и СНиП Н-12—77. Можно также отметить, что значение индекса в совпадает в среднем со звукоизоляцией в дБА.
 Пример. Определить индекс изоляции воздушного шума перегородкой, для которой экспериментальным путем определена частотная характеристика звукоизоляции.
 Наносим экспериментальную кривую 2 на график рис. 44. Результаты расчета сводим в табл. 8.
 Рис. 44. Определение индекса изоляции воздушного шума перегородкой:
 1 — нормативная кривая; 2 — экспериментальная частотная характеристика звукоизоляции; 3 — нормативная кривая после смещения .на И дБ
 Сумма неблагоприятных отклонений от нормативной кривой (гр. 4) равняется 162 дБ. Среднее неблагоприятное отклонение составляет 162 : 189 дБ, что более 2 дБ. Смещаем нормативную кривую на 11 дБ (гр. 5). Сумма неблагоприятных отклонений после смещёния на 11 дБ (гр. 6) составляет 18 дБ. Среднее неблагоприятное отклонение равно 18:18 1 дБ2 дБ. Если бы не было условия, что максимальное неблагоприятное отклонение не должно превышать 8 дБ, то можно бло бы сместить нормативную кривую на 9 дБ, а не на 11 дБ.
 Поправка Дв—И дБ, и индекс изоляции воздушного шума . перегородкой равен в 50.(—11) 39 дБ.
 Индекс приведенного уровня ударного шума у (дБ) под перекрытием с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой звукоизоляции определяют по формуле
 у70—Ду, 	(97)
 где Ау — поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием, с нормативной частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума. Норма¬
 116

тивная частотная характеристика приведенного уровня ударного шума приведена в [9; 15].
 Поправку Ау определяют аналогично Дв, за исключением того, что среднее неблагоприятное значение принимается равным не 118» а 716 суммы неблагоприятных от-
 Таблица 8
 Определение индекса изоляции воздушного шума перегородкой
 ■л
 н
 о
 н
 и
 я
 У
 Определенные экспериментальным путем значения звукоизоляции, дБ
 Нормативные значения звукоизоляции, дБ (по графику , рис. 43)
 Отклонение экспериментальных значений ст нормативных, дБ.
 Значения звукоизоляции по нормативной кривой, сдвинутой вниз на 11 дБ
 Отклонение экспериментальных значений от нормативных, дБ
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 100
 .27
 27
 0
 16
 11
 125
 25
 32
 —7
 21
 4
 160
 31
 37
 —6
 26
 5
 200
 38
 42
 ■—4
 31
 7
 250
 37
 45
 —8
 34
 3
 320
 40
 48
 —8
 37
 3
 400
 41
 51
 — 10
 40
 1
 500
 42
 53
 — 11
 42
 0
 63й
 37
 55
 —18
 44
 —7
 800
 37
 56
 —19
 45
 —8
 1000
 42
 56
 —14
 45
 —3
 1250 ’
 45
 56
 — 11
 45
 0
 1600
 45
 56
 —11
 45
 0
 2000
 45
 56
 -—11
 45
 0
 2500
 47
 55
 —8
 44
 3
 3200
 46
 54
 —8
 43
 3
 4000
 46
 52
 —6
 41
 5
 5000
 48
 50
 —2
 39
 9
 тслонений, причем неблагоприятными отклонениями считаются отклонения вверх от нормативной кривой. Поправка Ду практически равна показателю изоляции ударного шума Еу.
 Нормативные индексы изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями в и приведенного уровня ударного шума под перекрытиями у жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий даны в [15].
 117

ГЛ А В А VII
 изоляция ВОЗДУШНОГО ШУМА ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ
 § 18. Звукоизоляция однослойными конструкциями
 Под однослойными конструкциями подразумеваются конструкции, состоящие из одного или нескольких слоев, жестко связанных друг с.другом.
 Таблица 9
 Зависимость между значениями т и Н
 Энергия, прошедшая через конструкцию,
 X
 К, дБ
 Конструкция, обеспечивающая звукоизоляцию
 10
 од
 10
 1
 0,01
 20
 Дверь
 0,1
 0,001
 30
 Окно
 0,01.
 0,0001
 40
 Междукомнатная пе¬
 регородка
 0,001
 0,00001
 50
 Междуквартирная сте¬
 на
 Согласно (4-3) отношение энергии, прошедшей через конструкцию, к энергии, падающей на нее, называется коэффициентом звукопередани т. Изоляция воздушного шума конструкцией без учета косвенной передачи при диффузном падении звука, дБ, равна:
 ?10 1ё-Ь. 	(98)
 V
 Если, например, через конструкцию прошло 10 всей энергии, то тогда т 101000,1 и ?‘101д 10 10 дБ. Такая звукоизоляция ничтожно мала. Связь между значениями х и Я представлена в табл. 9.
 Как видно, для обеспечения достаточно высокой изоляции воздушного шума допустимо прохождение через рассматриваемую конструкцию не более одной стотысячной части падающей звуковой энергии. Поэтому так велико значение качества строительных работ. Только при обеспечении хорошей герметичности конструкций, при: отсутствии трещин и щелей можно достичь требуемой изоляции воздушного шума.
 Количество переданной через конструкцию звуковой энергии, очевидно, прямо пропорционально ее площади
 118

‘(5, м2) и обратно пропорционально звукопоглощению в изолируемом помещении (Л2, м2). Поэтому значение изоляции воздушного шума, дБ, равно
 ЯА-.2;10 1ё--, 	(99)
 где Ь и 	— соответственно урозни звукового давления
 в помещении с источником шума и в изолируемом помещении.
 Основное влияние на передачу звука оказывают из- гибные. волны. Они образуются, если толщина конструкции меньше Уб длины волны изгиба на рассматриваемой частоте. Ограждающие конструкции удовлетворяют этому условию во всем нормируемом диапазоне частот. В этом диапазоне длины изгибных волн меньше линейных размеров конструкций, поэтому в качестве модели однослойной конструкции может служить тонкая пластина бесконечной протяженности.
 Звуковые волны, падающие на конструкцию, приводят ее в колебательное движение. На низких частотах вблизи частот собственных колебаний конструкции возникают резонансные явления и звукоизоляция во многом зависит от внутреннего трения в. материале. Для ограждающих конструкций зданий этот диапазон не характерен, так как он лежит ниже частоты 100 Гц.
 На более высоких частотах колебательное движение конструкции определяется в основном ее массой (закон массы), когда конструкцию можно рассматривать в виде системы не связанных между собой масс, колеблющихся независимо одна от другой, т. е. влиянием жесткости конструкции можно пренебречь. При удвоении массы конструкции или частоты звукоизоляция возрастает среднем на 5.. .6 дБ. Для легких конструкций данные экспериментальных исследований во многих случаях существенно меньше расчетных. Это явление нашло свое объяснение в теории так называемых волновых совпадений.
 Падающие звуковые волны вызывают изгибные колебания конструкции, так как звуковое давление неодинаково в различных точках поверхности. Конструкция предполагается бесконечной протяженности и возбуждается диффузным звуковым полем. Скорость распространения изгибных волн зависит от механических свойств среды и частоты в противоположность скорости продольных колебаний, не зависящей от частоты, и постоянной для дан¬
 119

ной среды (например, для воздуха с340 мс). При низких частотах скорость распространения изгибных вол» меньше скорости звука. В конструкции имеют место слабые вынужденные колебанияс незначительным излучением звуковой энергии. С увеличением частоты уменьшается длина звуковой волны X, так как Яс. Наконец при определенной частоте гр (граничная частота) длина изгибной волны КИ будет равна проекции длины волны А,,
 рукцию и длины волны изгибных колебаний конструкции. При волновом совпадении распределение давления в падающей волне вдоль конструкции точно соответствует распределению амплитуд ее собственных колебаний для тойЖе частоты, что и приводит к интенсивному росту колебаний.
 Граничную частоту гр, Гц, для сплошных плит, начиная с которой может возникнуть волновое совпадение- возможно определить по формуле 	.
 где с — скорость звука в воздухе, мс; С. — скорость распространения продольных звуковых волн в конструкции мс; к — толщина конструкциигм.
 Скорость с в пластине равна:
 где Е—модуль упругости, Па (1 кгсм210 Па); V — коэффициент Пуассона; рт§ — плотность среды кг«с2м4 (здесь т — масса единицы объема, кгм3);
 9,81 —ускорение свободного падения, мс2.
 т. е. произойдет совпадение волн (волновое совпадение) при котором интенсивность изгибных колебаний резко увеличивается. При изменении частоты звука волновое совпадение может быть восстановлена при изменении угла падения звуковой волны 0° (рис. 45).
 Рис. 45. Возникновение из- .гибных колебаний конструкции при косом падении звуковых волн
 Следовательно, волновые со-
 впадения возникают при совпа- дении не частот и ю а геометрических размеров проекций длин звуковой волны на конст-
 (100)
 (101
 120

Значения скорости С приведены в табл. 1 приложения IV.
 Размеры конструкций и их закрепление оказывают меньшее влияние на звукоизоляцию, чем толщина.
 Волновое совпадение, при котором звукоизоляция резко уменьшается, охватывает область частот от гР до 2гр, т. е. примерно в пределах одной октавы. На рис. 44 видно уменьшение звукоизоляции в интервале 500... 1000 Гц вследствие явления волнового совпадения.
 •Рис. 46. Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойной конструкцией
 При гр существенное значение имеетцилиндрическая жесткость конструкции при изгибе И (Па-м3), равная
 П 	— 	, 	(102).
 12(12)
 где к — толщина конструкции, м.
 Частота гр связана с цилиндрической жесткостью зависимостью
 с2
 Лр-ГКР. 	(ЮЗ)
 Рост звукоизоляции (.при гр) с повышением частоты составляет около 7,5 дБ на октаву, т. е. несколько выше, чем по закону массы (5.. .6 дБ на-октаву). 	,
 Характерная частотная зависимость звукоизоляции дает возможность достаточно простого графоаналитического расчета. Частотная характеристика разбивается на три области. В первой области (на низких и средних частотах) звукоизоляция определяется массой, однако наклонная кривая, характеризующая рост звукоизоляции,
 121

0,150,2 0,250,3 0,4 Ь,м
 заменена на горизонтальную, учитывающую, ухудшение звукойзоляции вследствие явления волнового совпадения. Во второй области звукоизоляция быстро возрастает — 7,5 дБ на октаву. В третьей области —снова горизонтальный участок (рис. 46). Данный метод применим для
 однослойных ограждающих конструкцийиз бетона, железобетона, кирпича, .керамических. блоков, гипсобетона и подобных материалов поверхностной плотностью от И 00 до 1000 кгм2. Расчет звукоизоляции осуществляется в такой последовательности.
 Определяют координаты точки В (}в и ?в) частотной характеристики по графикам рис. 47; 1в — в зависимости от толщины к, м, конструкции и Яв — в зависимости от поверхностной плотности Ру кгм2 (рис. 47,6). Значение 1в следует округлять до среднегеометрической частоты гретьеоктавной полосы частот, в пределах которой находится [в. Из точки В влево проводят прямую до пересе-
 §) 0,05 К,д5
 4 —1200 кгм3; б — значения ?в в зависимости от Р
 Рис. 47. Графики для определения координат точки В а — значения 	в 	зависимости от Н 	ттлтттт„ 	л 	„ттттл,„ «
 1 - плотность 	V 1800 кгм3; 	чения 	с ОСЬЮ КООрДИНаТ, а ИЗ
 2-71600 кгм; 	3 — 1400 кгм3; 	ТОЧКИ 	В ВПраВО — ОТреЗОК
 ВС с наклоном 7,5 дБ на октаву до точки С с ординатой —. 	?с 60 дБ; из точки С впра¬
 во проводят горизонтальную прямую СО. Далее полученную характеристику звукоизоляции сравнивают с нормативной кривой (см. рис. 43) и определяют индекс изоляции воздушного шума (см. § 17).
 Пример. Определить индекс изоляции воздушного шума железобетонной панелью толщиной 140 мм (пдверхностная плотность составляет 336 кгм2).
 Находим, координаты точки В по рис. 47. При у 2400 1800 кгм3 используем прямую 1 и в 260 Гц. Округляем до 250 Гц. При Р 336 кгм2 ?в 38,5 дБ. Строим частотную характеристику звукоизоляции на рис. 46 и наносим нормативную кривую-. Результаты расчета сводим в табл. 10.
 122

Сумма неблагоприятных отклонений (гр. 4) равняется 49. Среднее неблагоприятное отклонение составляет 49: 182,722 дБ. Смещаем нормативную кривую вниз на 2 дБ (гр. 5).Сумма неблагоприятных отклонений после смещения вниз на 2 дБ (гр. 6) равняется 32,5 дБ. Среднее неблагоприятное отклонение равно 32,5:18 1,82 дБ. Следовательно, поправка Ав—2 дБ, а индекс изоляции воздушного шума равен В50ДВ50— —248 дБ.
 Таблица 10
 Определение индекса изоляции воздушного шума
 Частота, Гц
 Вычисленные значения звукоизоляции, дБ
 Нормативные значения звукоизоляции, дБ
 Отклонение вычисленных значений от нормативных, дБ
 Значение звукоизоляции по нормативной кривой, сдвинутой вниз на 2 дБ
 Отклонение вычис,- ленных значений от нормативных, дь
 1
 2
 3
 4
 5
 е
 100
 38,5
 27
 11,5
 25
 13,5
 125
 38,5
 32
 6,5
 30
 8,5
 160
 ’ 38,5
 37
 1,5
 35
 3,5
 200
 38,5
 42
 —3,5
 40
 -1,5
 250
 38,5
 45
 —6,5
 43
 -4,5
 320
 40,5
 48
 —7,5
 46
 —5,5
 400
 43
 51
 —8
 49
 —6
 500
 45,5
 53
 -7,5
 ,51
 —5,5
 630
 48
 ,55
 —7
 53
 —5
 800
 50,5
 56
 —5,5
 54
 —3,5
 1000
 53
 66
 —3
 54
 —1
 1250
 55,5
 56
 —0,5
 54
 1,5
 1600
 58
 56
 2
 54
 4
 2000
 60
 56
 4
 54
 6
 2500
 60
 55
 5
 53
 7
 3200
 60
 54
 6
 52
 8
 4000
 - 60
 52
 8
 50
 10
 5000
 60
 50
 10
 48
 12
 Для ориентировочной оценки индекса изоляции воздушного шума однослойных ограждающих конструкций из материалов,, указанныхвыше, можно использовать формулы:
 при Р 200 кгм2 в231дЯэ-10дБ, 	(104)
 	при Р200 кгм2 в 131§Я8 13дБ, 	(105)
 123

где РэкР— эквивалентная поверхностная плотность,. кгм2; к — коэффициент (для сплошных конструкций из материалов -у1800 кгм3 к 1; для конструкций из бетонов на гипсовом вяжущем у 1200.. .1300 кгм3 к 1,25); для конструкций из бетона и железобетона с круглыми пустотами у 1800 кгм3 к определяют по формуле
 1,86} 1(Ь13пр),
 где I — момент инерции сечения, м4; Ь — ширина рассматриваемого сечения, м; гПр — приведенная толщина сечения, м; для конструкций из бетонов на пористых заполнителях и цементном вяжущем к определяют по формуле й 2,26 К 5р3, где Е — модуль упругости материала, Па; р — плотность материала, кгм3.
 Если конструкция выполнена из стекла, металла или других материалов, изоляцию»воздушного шума также определяют графо-аналитическим методом, однако форма частотной характеристики звукоизоляции иная, чем на рис. 46.
 Частотная характеристика звукоизоляции состоит из трех прямолинейных отрезков: АВ, ВС и СИ (рис. 48).
 Координаты точек В и С определяют-по табл. 2 приложения IV. Наклон отрезка ВА принимают равным 5 дБ на октаву для глухих однослойных конструкций из органического и силикатного стекла и 4 дБ на октаву для конструкций из других материалов. Наклон отрезка СО составляет 8 дБ на октаву. Ордината всегда меньше вследствие явления волнового совпадения.
 Рассмотренные графо-аналитические методы оценки изоляции -воздушного шума имеют большую точность на частотах выше гр. На частотах ниже Гр отличия от действительной звукоизоляции зависят, в частности, от размеров конструкций. Проф. М. С. Седов нашел, что для конструкций ограниченного размера между резонансными частотами происходит затухание колебаний, снижающее интенсивность прохождения звука. Был установлен эффект «пространственно-частотных резонансов», более
 Рис. 48. Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским ограждением из стекла, металла
 124

полно характеризующий механизм прохождения звука через конструкцию, чем явление волнового совпадения. В области средних и низких частот звукоизоляция зависит от массы, частоты звука и в отличие от закона массы оценивается коэффициентом потерь и размерами ограждения. Звукоизоляция увеличивается для конструкций с неизменной изгибной жесткостью, .но с повышенным значением коэффициента потерь. Увеличение размеров конструкции несколько повышает ее звукоизоляцию- [14].
 § 19. Звукоизоляция многослойными, конструкциями
 К многослойным конструкциям относятся стены с гибкими плитами на относе, раздельные (двойные) конструкции, -междуэтажные перекрытия.
 Применение конструкций с гибкими плитами на относе основано на меньшем излучении звука плитами при частотах ниже граничной частоты. Вблизи плиты образуется звуковое поле, в котором происходит периодическое перераспределение энергии из участка среды, прилегающего к одной полуволне колеблющейся плиты, в участок среды, прилегающий к соседней полуволне, и обратно. Энергия, излучаемая плитой, не уносится звуковой волной, а остается «связанной» с плитой в виде кинетической энергии, присоединенной к плите массы некоторого объема среды. Поэтому, несмотря на наличие акустических мостиков, связывающих плиты со стеной, звукоизоляция конструкцией существенно возрастает.
 В качестве плит на относе можно использовать гипсокартонные листы, древесностружечные плиты и т. п., прибиваемые к деревянным рейкам каркаса. Для уменьшения передачи звука между рейками и стеной предусматриваются звукоизоляционные прокладки. Большое влияние на звукоизоляцию оказывают косвенные пути передачи звука. Снижение звукоизоляции однослойной конструкцией в зданиях за счет косвенной передачи звука составляет в среднем 2.. .4 дБ, для раздельных перегородок— 7.. .8 дБ, а для междуэтажных перекрытий с полами на упругом основании еще выше. Поэтому практические методы расчета (проф. В. И. Заборов) основаны на учете большого влияния косвенной передачи звука нал звукоизоляцию ограждающими конструкциями. ч Частотную характеристику изоляции воздушного шума стеной с плитами на относе с двух сторон определяют
 125»

в такой последовательности. По значениям поверхностной, плотности несущей плиты перекрытия 	и 	попереч-
 нойстены или перегородки Р2 находят величину
 тР1Р2. 	(106)
 Величину (3 определяют по формуле
 р иК[схА1(с2А 2)]3. 	(107)
 где с 1 и х2— скорости продольных волн соответственно в несущей плите перекрытия и поперечной стене или перегородке, мс, принимаемые по табл. 1 приложения IV; Н и Н2— толщины соответственно несущей плиты перекрытия и поперечной стены или перегородки, м.
 Рис. 49. Графйк для определения повыше- ния изоляции воздушного шума стеной при устройстве гибких плит на откосе с обеих ‘ сторон: •
 	— перекрытие с полом на упругом
 основании; 	то же, без. пола
 Определяют поправку Д.?, улучшающую звукоизоляцию за счет гибких плит на относе, в зависимости от величин т и (3 по графику на рис: 49. Поправку ДЯ прибавляют к значениям частотной характеристики изоляции воздушного шума конструкцией, рассчитанной в соответствии с § 18 данного пособия. При устройстве гибкой плиты на относе с .одной стороны стены значение Д следует принимать равным 2з от значения, определенного по графику рис. 49.
 Пример. Определить индекс изоляции воздушного, шума железобетонной панелью толщиной 140 мм с гибкими плитами на относе с двух и с- одной стороны. Междуэтажное перекрытие состоит из несущей железобетонной плиты толщиной 140 мм и пола на упругом основании.
 126

По формуле (Г06) находим т 3363361. По формуле (107)
 По графику рис. 49“ определяем Д? 8 дБ. К значениям частотной характеристики изоляции воздушного шума (см. пример в § 18), приведенным на рис. 46, добавляем Д? 8 дБ при устройстве двух плит и 23 Д? 5 дБ при одной плите. Не приводя результатов вычислений, для панели с двумя плитами на отнйсе получаем значение индекса изсгляции воздушного шума, равное 56 дБ, а с одной плитой — 53 дБ.
 Индекс изоляции воздушного шума стеной с поверхностной плотностью не менее 150 кгм2 с дополнительными плитами на относе возможно определить путем прибавления к индексу изоляции основной стены добавочной величины изоляции, определяемой по табл. 3 приложения IV.
 Звукоизоляция раздельной перегородки на низких частотах равна звукоизоляции однослойной конструкции с суммарной массой двух элементов. На этих частотах раздельная конструкция не имеет преимуществ перед однослойной, если определять звукоизоляцию пр закону массы. Кроме того, возможно даже некоторое понижение звукоизоляции вследствие резонанса конструкции, представляющей собой систему двух масс, соединенных упругостью воздушного промежутка или мягким звукопогло- тителем.
 Частота собственныхколебаний, Гц, такой системы равна
 где р и р2 — поверхностные--плотности соответственно первого и второго элементов, кгм2; Ед.— динамический модуль упругости .материала упругого слоя, Па; к— толщина слоя, м.
 С повышением частоты в характеристике звукоизоляции наблюдаются последовательные минимумы и максимумы. Ухудшение звукоизоляции вызывается резонансами слоя воздуха между элементами конструкции; оно может быть уменьшено введением в воздушный промежуток звукопоглощающего материала.. Эффективность зву- копоглотителя повышается с уменьшением массы конструкции. Очень большое влияние на звукоизоляцию раз¬
 2л ]
 Р 	2я
 127

Я,дБ
 дельными перегородками и особенно на частотах выше граничной оказывает косвенная передача звука через жесткие места сопряжения перегородок с междуэтажными перекрытиями. Поэтому улучшение звукоизоляции такими конструкциями практически мало зависит от толщины воздушного промежутка (лри 40 мм) и составляет в среднем 6 дБ.
 С точки зрения звукоизоляции наиболее целесообразными являются раздельные перегородки, имеющие плиты одинаковой массы, но с различными жесткостями при. изгибе, отличающимися в 6.. .7 раз. Это можно достичь применением материалов с различной объемной массой, различных толщин плит, а также изменением же- ■Рис. 50. Частотная характе- сткости ПЛИТ конструктивным
 путем (ребра, впадины и т. п.). Однако эти вопросы еще находятся в стадии теоретической и практической разработки.
 При выполнении зданий из объемных блоков между- квартирная стена образуется из двух стенок с воздушным промежутком. Ориентировочно индекс изоляции воздушного шума такой конструкции равен
 ристика изоляции воздушного шума двойным остеклением при одинаковой толщине стекол
 в 3218 218вГ-19,
 (109)
 где Р — поверхностная плотность одной стенки блока, кгм2; й — толщина воздушного промежутка, см.
 Более точное определение индекса изоляции воздушного шума приведено в [9].
 Изоляция воздушного шума двойным глухим остеклением при одинаковой толщине стекол определяется в такой последовательности. Строят частичную характеристику изоляции воздушного шума.одним стеклом в соответствии с § 18, рис. 48. К полученным значениям ломаной линии АВСБ прибавляют 5 дБ (поправка на увеличение массы) и проводят ломаную линию А ВСО (рис. 50). Определяют резонансную частоту конструкции, Гц, по формуле
 (110)
 Р60 У(Р1Р2)1(с1Р1Р2),
 128

где Р и Р2 — поверхностные плотности стекол, кгм2; д.— толщина воздушного промежутка, м.
 Частоту р округляют до значения ближайшей среднегеометрической частоты третьоктавной полосы. До частоты 0,8р включительно (т. е. до третьоктавной полосы, предшествующей {р) частотная характеристика совпадает с линией АВСБ (точка Е на рис. 50). На частоте р звукоизоляция снижается на 4 дБ (точка Р «а рис. 50). Точки Е и Р соединяют между собой.
 Ш I § §
 1 1

 1 •
 1} .
 4_с
 с
 1
 Т ГЗоктады
 9,
 1ГП-П
 ■ 1 Г 1
 8ГРГ, Гс (,Гц
 Рис. «51. Определение частотной характеристики изоляции воздушного шума двойным остеклением
 Рис. 52. Частотная характеристика изоляции воздушного шума каркасно-обшивной перегородкой
 На частоте 8р (три октавы выше р) находят точку К с ординатой ЛкЯр Н, которая соединяется с точкой Р. Величину Я определяют в зависимости от толщины воздушного промежутка по табл. 4 приложения IV. От точки К проводят отрезок КЬ с наклоном 5 дБ на октаву до частоты в. В том случае, если в8р, точки К и Ь сливаются. Если в8р, отрезок РК проводят только до точки Ь, соответствующей частоте ?в. Далее, от точки Ь до частоты 1,25в (т. е. до следующей третьоктавной полосы) проводят горизонтальный отрезок ЬМ. На частоте и находят точку N путем прибавления к ординате точки С поправки Д?, значение которой берут на частоте (рис. 50). После проведения отрезка NР с наклоном 8 дБ на октаву получают ломаную линию АЕРКЬМЫР, представляющую собой частотную характеристику изоляции воздушного шума двойным остеклением. Для получения индекса изоляции воздушного шума необходимо кривую АЕРКЬМЫР сравнить с нормативной кривой (см. § 17).
 5—1744
 129

Пример. Определить частотную характеристику изоляции воздушного шума двойным остеклением со стеклами толщиной 4 мм и воздушным промежутком толщиной 50 мм.
 Определяем частотную характеристику изоляции воздушного шума одним стеклом. Находим координаты точек В и С по табл. 2 приложения IV:
 Наносим на график (рис. 51) точки В и С на частотах Ш00 и 3200 Гц; из точки В проводим влево отрезок В А с наклоном, 5 дБ на октаву, а из точки С — вправо с наклоном 8 дБ на октаву — до точки й на частоте 5000 Гц. Строим вспомогательную линию АВСО, прибавляя к полученным значениям изоляции поправку 5 дБ.
 По формуле (110)
 Принимаем р125 Гц.
 Находим точку Е, соответствующую частоте 0,8Р 0,8-125 100 Гц. На частоте Р125 Гц находим точку Р с ординатой на 4 дБ ниже линии АВ.
 На частоте.8р 1000 Гц отмечаем точку К с ординатой ?к КгН 17,52441,5 дБ.
 Проводим линию а с наклоном 5 дБ на октаву до частоты в, а затем горизонтальный участок ЬМ до частоты 2000 Гц — точка М.
 На частоте С 32Ю0 Гц находим точку N с ординатой, равной ординате точки С плюс 4,5 дБ (рис. 51). От точки N проводим отрезок NР с наклоном 8 дБ на октаву до частоты 5000 Гц.
 Для оконных проемов с двойным и тройным, остеклением при различной толщине стекол также разработаны аналогичные инженерные методы расчета изоляции воздушного шума [9].
 Высокая звукоизоляция: может быть получена для многослойных конструкций, состоящих из отдельных слоев различной плотности и массы т с большими потерями на внутреннее трение. Такие конструкции широко применяют на транспорте; в строительстве они не нашли еще достаточного распространения. Инженерные методы расчета звукоизоляции многослойных конструкций разработаны для отдельных типов, основным методом оценки звукоизоляции является экспериментальный. Для отдельных конструкций разработаны программы для расчета на ЭВМ коэффициента звукопередачи.
 В качестве примера рассмотрим определение частотной характеристики изоляции воздушного шума многослойной перегородкой, выполненной в виде двух обшивок из гипсокартонных листов, асбестоцемента, металла
 в 60004 1500 Гц; Яв 35 дБ; с 12 0004 3000 Гц; Яс 29 дБ.
 0,05-10.10
 10 ? 	120 Гц.
 130

и т. п. (каждая облицовка может состоять из одного или двух слоев листового материала) по каркасу из тойко- стенного металлического профиля, деревянных брусков или асбестоцементного профиля с воздушным промежутком между ними или с промежутком, заполненным минераловатными, стекловолокнистыми плитами, пенопластом и др.
 Строим- частотную характеристику изоляции воздушного шума для одного слоя листового материала обшивки в соответствии с § 18 рис. 48. На рис. 52 наносим ломаную линию АВСИ и параллельно ей линию АВСТ). Величину интервала Д?ь дБ, между линиями определяют в зависимости от отношения суммарной поверхностной плотности конструкции Р0бщ (без учета каркаса) к поверхностной плотности одного рассматриваемого слоя обшивки Р (см. табл. 5 приложения IV).
 Определяем резонансную частоту по формуле (110) в том случае, если промежуток между обшивками не заполнен (полностью- или частично) минераловатными, стекловолокнистыми плитами. При этом за Р и Р2 принимаются величины поверхностной плотности обшивок.
 Если промежуток заполнен пенопластом или другим пористым материалом с жестким скелетом, резонансную частоту следует определять по формуле (108). Если обшивки не приклеиваются к материалу заполнения, значение Еж принимаем с коэффициентом 0,75. На частоте р изоляция принимается на 4 дБ ниже линии АВСй (точка Р, рис. 50). На частоте 8о ‘наносим точку К с ординатой 		величину 	п 	принимаем по табл. 4
 приложения IV.
 Проводим отрезок КЬ с наклоном 4 дБ на октаву до частоты в. Если частота в8р, отрезок РК проводим только до точки Ь, соответствующей частоте в. Точка К в этом случае лежит вне частотной характеристики и является вспомогательной.
 Разность между ординатами точек [ и В представляет собой улучшение изоляции Д?, дБ, за счет воздушного промежутка (для частот-выше. 8р).
 От точки Ь до следующей третьоктавной полосы проводим горизонтальный отрезок ЬМ. На частоте с отмечаем-точку N с ординатой N1сД, дБ, и соединяем с точкой М. Из точки N строим вверх отрезок АГР с наклоном 8 дБ на октаву.
 Ломаная линия А ЕРКЬММР представляет собой частотную характеристику изоляции воздушного шума пере-
 131

Я, дБ
 бЬг
 50
 40
 30
 А
 20
 А
 10
 Р
 п
 о
 городкбй, состоящей из двух обшивок по каркасу с незаполненным воздушным промежутком.
 Если одна из обшибок состоит из двух слоев листового материала, а другая из одного, то звукоизоляция на частоте с увеличивается на 2 дБ, а если обе обшивки состоят из двух слоев, звукоизоляция на частоте }с повышается на 3 дБ.
 Если промежуток между обшивками заполнен звуко-
 поглотителем, то звукоизоля- - ция возрастает, во-первых, вследствие увеличения поверхностной плотности конструкции (поправка А? по табл. 5 приложения IV). Кроме того, на частотах 1,6 {р звукоизоляция повышается дополнительно на величину Д2 (рис. 52).
 Поправка Д2 составляет: при заполнении промежутка минераловатными, стекловолокнистыми плитами полностью или не менее половины толщины промежутка Д2 5 дБ, при заполнении промежутка пенопластом, фибролитом или другим пористым материалом с жестким скелетом Д2 2 дБ.
 Для учета влияния звукопоглотителя на1 частоте 1,6р отмечаем точку (2 с ординатой на Д2 выше ординаты точки, лежащей на отрезке РК, и соединяем ее с точкой Р. Далее частотная характеристика С}КЬММРГ строится параллельно частотной характеристике РКЬММР (рис. 52).
 Пример. Определить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой, выполненной из четырех гипсокартонных листов толщиной по 14 мм, у 830 кгм3, по деревянному каркасу, воздушный промежуток 60 мм заполнен минеральной ватой, 100 кгм3. Гипсокартонные листы расположены по два с каждой стороны.
 Строим частотную характеристику изоляции воздушного шума для одного гипсбкартонного листа. Координаты точек В и С находим по табл. 2 приложения IV. в 19 00014 1357 Гц, принимаем 1250 Гц; ?в 34 дБ; с 38 00014 2714 Гц, принимаем 2500 Гц; с 27 дБ. Наносим на график (рис. 53) точки Б и С, из точки В проводим отрезок ВА с наклоном 4 дБ на октаву, из точки С вверх проводим отрезок Сй с наклонов 8 дБ на октаву.

 ГУ? 1т,
 пг
 Рис. 53. Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума перегородкой
 132

По табл. 5 приложения IV находим величину поправки АКТ РобщР1 46,41Г,6 4 и Д?1 8 дБ. На график наносим линию1 АВСй на 8 дБ выше линии АВСй. Определяем резонансную частоту конструкции:
 принимаем р 80 Гц.
 На частоте Р80 Гц.находим точку Р с ординатой на 4 дБ ниже линии АВ. Точка Е на частоте 0,8Р совпала с точкой А поэтому эту точку соединяем с точкой Р.
 На частоте 8р 630 Гц отмечаем точку К с ординатой к Кр-{-Н22,54 46,5 дБ. Значение Н взято из табл. 4 приложения IV. От точки К до частоты в 1250 Гц проводим отрезок Кк с подъемом 4 дБ на октаву. До частоты 1600 Гц проводим горизонтальный отрезок ЬМ.
 На частоте с 2500 Гц отмечаем точку N с ординатой ?сс Д?. Из точки N вправо проводим отрезок А1Р с наклоном. 8 дБ на октаву.
 На частоте 1,6р125 Гц отмечаем точку С} на 5 дБ выше соответствующей точки отрезка РК (Д?25 дБ для минеральной ваты). Соединяем точку С} и Р. Проводим ломаную линию (ЗКЬММР на 5 дБ выше линии РКЬМЫР. 	4
 Ломаная лин АР()К1М№Р представляет собой частотную характеристику изоляции воздушного шума рассмотренной перегородкой. Для получения индекса изоляции воздушного шума необходимо сравнить расчетную частотную характеристику с нормативной кривой (см. § 17).
 Изоляция воздушного шума междуэтажными перекрытиями в основном определяется, несущей плитой. Конструкция пола практически всегда повышает звукоизоляцию, за исключением некоторых типов рулонных покрытий. Так, при настилке на железобетонную плиту толщиной 220 мм линолеума на войлочной подоснове индекс изоляции воздушного шума ухудшается на 1...3 дБ. Это явление объясняется следующим. Слоистые линолеумы состоят из верхнего жесткого слоя износа и упругого слоя подосновы и их можно рассматривать в виде системы «масса — упругость». В области частот собственных колебаний пола происходит довольно Существенное ухудшение звукоизоляции, которое в резонансной области пропорционально потерям на внутреннее трение в упругом слое. Для улучшения звукоизоляционных свойств слоистых линолеумов необходимо изменить массу и жесткость слоев износа и подосновы, т. е. изменить частоту собственных колебаний пола. При увеличении этой частоты расширится интервал между ней и граничной частотой для несущей плиты, изоляция воздушного шума увеличится.
 60
 23,2 23,2 	__ 	72 	Гц
 0,06-23,2.23,2
 133

Индекс изоляции воздушного шума в междуэтажным перекрытием с полом на упругом основании определяют по табл. 6 приложения IV в зависимости от индекса изоляции воздушного шума несущей плитой перекрытия во- Индекс в0 находят так же, как индекс в для однослойных конструкций (см. § 18)‘. Параметром, определяющим в, является также собственная частота колебаний пола (масса — упругость — масса) [см. (108)]. Здесь Р будет представлять собой поверхностную плотность несущей плиты перекрытия, а Р2 — конструкции пола.
 Толщину упругого (звукоизоляционного) слоя к в обжатом состоянии, м, определяют по формуле
 А Л0(1-в), 	(111)
 где к0 — толщина упругого елоя в необжатом состоянии, м; е — относительное-сжатие материала упругого слоя под нагрузкой, принимаемое по табл. 7 приложения IV.
 Пример. Определить индекс изоляции воздушного шума междуэтажным перекрытием, состоящим из несущей железобетонной плиты толщиной 140 мм и деревянного пола по лагам, уложенным на упругие прокладки из мягких древесноволокнистых плит толщиной 25 мм.
 Индекс изоляции воздушного шума несущей плитой в0 48 дБ (см. примеры в § 18).
 Толщину мягкой древесноволокнистой плиты в обжатом состоянии находим по формуле (111):
 0,025(1 —0,15) 0,021 м.
 Значение е взято из табл. 7 приложения IV при нагрузке 10 кПа.
 Собственная частота -колебаний пола на упругом слое по формуле (108) равна
 0 -Ц 12-105(336 30) ,228 Гц 2я- у 0,021-336-30
 Поверхностная плотность пола по лагам р 30 кгм2, а значение Ед взято из табл. 7 приложения IV. По значениям о 228 Гц и во 48 дБ по табл. 6 приложения IV находим, что индекс изоляции воздушного шума равен в 51. дБ. Если это перекрытие предназначается для жилого здания, то оно удовлетворяет нормативным требованиям изоляции воздушного шума, так как п нормативное составляет 50 дБ [15].
 § 20. Звукоизоляция конструкциями с проемами.
 Определение общего уровня звукового давления в помещении
 Окна и двери из-за небольшой массы и малой герметичности всегда имеют худшую звукоизоляцию, чем ограждающие конструкции. Общая звукоизоляция кон-
 134

струкцииЯобщ может быть определена по формуле (112). Расчет производят в октавных или третьоктавных полосах частот, однако для ориентировочной оценки достаточно определить среднее значение звукоизоляции, дБ:
 10(1—2 )10
 о,1-Ю1е 	1 51У52 		(П2)
 где —звукоизоляция о’сновной части конструкции, дБ; 51 — площадь основной части конструкции, м2; 	— 	пло¬
 щадь окон или дверей, м2; Я2 — звукоизоляция окон или дверей, дБ.
 Пример. В стене из гипсобетона толщиной 80 мм, разделяющей две комнаты, и площадью 20 м2 имеется одинарная дверь площадью 2 м2. Требуется определить общую среднюю звукоизоляцию стены с дверью.
 Поверхностная плотность стены составляет около 100 кгм2. По формуле (105) 1 13 1 р13 13 1 100-1„2513-40 дБ. Для двери Я2 составляет около 20 дБ:
 40-20
 Л0бщ 40 — 10 	182 10 10 	30 дБ.
 1 182
 Общая звукоизоляция, стены при наличии двери уменьшилась на 10 дБ.
 Звукоизоляция ограждающих конструкций снижается при наличии отверстий, щелей. Это снижение определяется в основном отношением размеров отверстий к длине падающей, звуковой волны; если это отношение близко к 1, то прошедшая через отверстие звуковая энергия пропорциональна площади отверстия.
 Общую звукоизоляцию конструкции при наличии подобных отверстий или открытых проемов определяют по формуле (дБ)
 -10 1к 5зЮ 	■ 	(3)
 где обозначения аналогичны формуле (109).
 Пример. Определить звукоизоляцию наружной стены с окном (при закрытом и при открытом окне) при следующих данных: Я 50 дБ, 5 10 м2, 230 дБ, 522,5 м2.
 По формуле (112) определяем Яобщ при закрытом окне:
 -30-0,;“ .37,В.
 135

По формуле (ИЗ) определяем Я0бщ при открытом окне: 1 2,510(10501°)
 12,510
 общ 50 — 10 12
 7 дБ.
 Из формулы (ИЗ) следует, что чем больше Яи тем больше ухудшение звукоизоляции будет иметь место при ■
 наличии отверстий или открытых проемов. Поэтому при 5211 значение Яобщ, дБ, будет практически равно
 ЯОбщ10 1е(652). 	(114)
 0 5 Ю 15 20 25 303540 45 Снижение звукоизоляции, дь
 Рис. 54. Номограмма для определения общей изоляции воздушного шума конструкцией, состоящей из нескольких элементов с различной звукоизоляцией
 считывают по формуле
 Яобщ 10-
 Так, в рассмотренном примере ?общ 101(102,5) 6 дБ, что примерно соответствует полученной по формуле (113) величине.
 Если ограждающая конструкция состоит из нескольких элементов, имеющих различную звукоизоляцию, Яобщ, дБ, рас-
 общ
 (115)
 где 50бщ — общая площадь .конструкции, м2; 5 — площадь отдельного элемента конструкции, м2; 	— 	изоля¬
 ция воздушного шума отдельным элементом, дБ.
 Для облегчения расчетов по формулам (113) и (115) составлена.номограмма (рис. 54).
 Пример. Общая площадь перегородки в цехе составляет 20 м2. В ней есть дверь площадью 322 м2 и 220 дБ, а также смотровое окно, площадь которого 536 м2, а 330 дБ. Площадь основной части перегородки 5 20—2—6 12 м2, а 1 40 дБ. Требуется определить Яобщ.
 По формуле (115) имеем
 20
 12.10-4 2.10-2 6.10-3
 По номограмме расчет осуществляется в такой последовательности. Начиная с отношения двух больших площадей, а именно отношения 5з:5 1:2, и разности ?1 — ?з 10 дБ определим
 136

звукоизоляции, ряпное 6 дБ. Для двух рассмотренных элементов конструкции имеем ?Общ 40—6 34 дБ. Отношение площади двери к остальной площади составляет 2:181:9. Разность ?общ — ?234—20 14 дБ. Из номограммы следует, что снижение, звукоизоляции равна 5 дБ и 	бщ 34—5 29 дБ.
 При наличии нескольких источников шума, расположенных за различными ограждающими конструкциями,, возможно определить общий уровень звукового давления в рассматриваемом помещении. Этот уровень .равен
 п
 1-101е25г10 10 “101еЛ 	(П6)
 1 1
 где 8{ — площади ограждающих конструкций, м2; Ьг— уровни звукового давления в помещениях за рассматри-
 Таблица 11
 Характеристики конструкций
 Наименование
 ограждающих
 конструкций
 Характеристики кодструкций
 5. м2
 Я,, дБ
 11 дБ
 Наружная стена
 10
 50
 90
 10 • 104
 Окно
 2,5.
 30
 90
 250-1О4
 Внутренние стены
 40
 40
 70
 4-1.04
 Дверь
 2
 . 20
 70
 20-104
 ваемыми конструкциями, дБ; Яг — звукоизоляция конструкциями, дБ; А—эквивалентная площадь звукопоглощения в помещении, м2.
 Для практических целей бывает достаточно определение не частотной характеристики уровней звукового давления, а среднихзначений Ь.
 Пример. Определить средний уровень звукового давления в помещении при Л 20 м2, если наружная стена с окцом выходит на шумную магистраль. За внутренними стенами находятся источники шума одинаковой интенсивности. Характеристики всех ограждающих конструкций приведены в табл. И.
 Определяем 2 10(’“‘?р10284«104, , Ю1284Х 11
 X104—10 1 2064,5—13 51,5 ДБ.
 Наибольшее количество звуковой энергии проникает через окно Если бы окно обладало такой звукоизоляцией, что и наружная стена, тогда 110 1д 36,5 104—10 1д 2055,5—1342,5 дБ, т. е. средний уровень звукового давления уменьшился бы на 9,0 дБ.
 137

Из формулы (116) видно, что уменьшение шума в помещении может быть получено за счет увеличения зву- ( коизоляции конструкций, начиная с более звукопроводных; уменьшения площадей ограждения, отделяющих бо- , лее шумные помещения; увеличения звукопоглощения в изолируемом помещении.
 § 21. Улучшение изоляции воздушного шума стенами и перегородками при капитальном ремонте и реконструкции зданий
 Основными причинами недостаточной звукоизоляции ограждающими конструкциями в эксплуатируемых зданиях являются: меньшая, чем требуется по расчету, масса ограждений, косвенная передача звука, появление трещин, акустических мостиков, старение и износ звукоизоляционных и рулонных материалов. Устранение данных недостатков возможно в основном при капитальном ремонте и реконструкции зданий.
 Между комнатные перегородки. При ремонте между- комнатных перегородок встречаются различные конст- руктивные решения и материалы. В домах старой постройки часто применялись деревянные перегородки.
 Дощатые однослойные междукомнатные перегородки из щита толщиной 50 мм и мокрой штукатуркой с двух сторон, а также дощатые двух- или трехслойные перегородки со штукатуркой с двух сторон и общей тол- . щиной около 130 мм имеют достаточную изоляцию воздушного шума при хорошем качестве строительных работ. Однако доски часто крепятся с большим интервалом. „В результате щели закрываются лишь слоем штукатурки и звукоизоляция значительно ухудшается. В местах соединения потолка с перегородкой часто оставляется зазор на осадку и прогиб перекрытия. Этот зазор должен заделываться конопаткой, а штукатурка соединяется с потолком выкружкой или карнизом с утолщением штукатурки. Со временем появляются трещины, приводящие к ухудшению изоляции воздушного шума.
 При ремонте деревянных перегородок необходимо лрежде всего.увеличить их воздухонепроницаемость прокладкой войлока и строительного картона между рядами досок.
 	Изоляция воздушного шума междуэтажными перекрытиями рассматривается одновременно с ударным шумом в § 24.
 138

В каркасно-засыпных конструкциях помимо уплот- 1ения деревянных стенок следует довести засыпку до по- юлка и тщательно заделать места стыкования перегородки с ограждающими конструкциями.
 Таким образом, деревянные перегородки требуют хорошего качества строительных работ и имеют серьезные жсплуатационные недостатки. Поэтому при возможности
 Рис. 55. Междукомнатные перегородки из гипсоволокнистых плит:
 1 — прокладка из мягкой древесноволокнистой плиты; 2 — доска 70X25 мм; 3 — стойки из досок 100 ... 150X30 мм;
 4 — первый слой сухой штукатурки; 5 — гипсоволокнистые плиты 40 мм; 6 — второй слой сухой штукатурки; 7 — закреп
 их следует заменять на перегородки из крупноразмерных элементов, уменьшающих число мест сопряжений, также использовать другие материалы, например плиты из гипса (рис. 55). Устраивая перегородки из гипсовых плит, следует иметь в виду, что низкая водостойкость обычного гипса может вызвать значительные деформации плит при повышении влажности воздуха и в швах могут образовываться волосяные трещины. При усадке перегородки из гипсовых плит у потолка появляются сквозные трещины. В табл. 12 приведены конструкции перегородок с использованием деревянного каркаса и плит из раз-, личных материалов.
 При выполнении перегородок из крупноразмерных элементов, например из гипсобетонных панелей, места сопряжений перегородок друг с другом, со стенами и перекрытиями должны плотно заделываться. Если возмож-
 139

Таблица 12
 Изоляция воздушного шума каркасными конструкциями перегородок
 Конструкция
 Материалы слоев
 о , I
 М О 0 (-« гЛ
 й а
 § я-а -
 НИ
 ш
 Л
 -2
 •4
 ’4
 15
 1 — твердые древесноволокнистые плиты 8 мм, 2 — минераловатные плиты, у 100 кгм3;«3 — деревянный каркас
 1 — гипсокартонные листы, 2 — минеральная вата, ,у150 кгм3, 3 — деревянный каркас
 1 — асбестоцементные листы, 	2 — минераловатные 	плиты, у
 150 кгм3, 3 — деревянный каркас
 1 — гипсокартонные листы, 2 — твердые древесноволокнистые плиты 8 мм, 3 — минераловатные плиты, (у100 кгм3, 4 — полосы упругого материала, 5 — деревянный каркас, 6 — воздушный промежуток
 1 — гипсокартонные ли сты, 2 — минераловат ные плитц, V 100 кгм3 Н[ 50 мм, 1 5 мм 11100 мм, 1130 мм 3 — воздушный промежуток 60 мм
 35
 40
 33,7
 46
 42,5
 45
 46
 60
 52,3
 70,0
 45
 50
 140

Продолжение табл. 12
 Конструкция
 Материалы слоев
 Поверхностная плотность, кгм
 Индекс изо ляции воздушного шума, дБ
 1 — гипсокартонные листы 15 мм, 2 — минераловатные плиты,, у 100 кгм3, 3 деревянный каркас раздельный
 1 — гипсокартонные листы 15 мм, 2 — шлаковата, ,у80 кгм3, 3 — воздушный промежуток, к 40 мм
 47,8
 52
 46
 52
 но, перегородки следует заводить в толщу стен, к которым они примыкают, с устройством в стенах борозд или штраб. Места примыкания проконопачиваются паклей или минеральным войлоком, смоченным гипсовым раствором, и заделываются раствором.
 Если перегородки примыкают к стенам впритык, между торцом перегородки и стеной надо оставлять вертикальный зазор толщиной не менее 15 мм по всей высоте перегородки. Зазор затем проконопачивается паклей или минеральным войлоком, смоченным гипсовым раствором. Конопатка делается толщиной меньшей толщины перегородки с таким расчетом, чтобы с каждой стороны, оставался зазор, не заполненный конопаткой на глубину
 25.. 	.30 мм, снаружи он заделывается раствором.
 Перегородки должны устанавливать на. несущие части перекрытия на слое раствора для того, чтобы звук не проникал в щели у основания перегородок. На рис. 56 показана схема установки панельной перегородки на ребристое перекрытие. При расположении перегородок поперек лаг или по ребрам перекрытия, когда в конструкции
 141

образуется подпольное пространство, для устранения передачи воздушного шума из одного помещения в другое необходимо устраивать под перегородкой по всей ее длине вертикальные диафрагмы из кирпича или бетона толщиной не.менее толщины перегородки, тщательно заделанные раствором.
 Повышение звукоизоляции междукомнатными перегородками с дверьми может быть достигнуто только в том случае, если будут приняты меры по уплотнению щелей в притворах и под дверью (см. §20). Уплотняющие прокладки в притворах двери при одновременном устройстве порога с уплотняющей прокладкой увеличивают изоляцию воздушного шума на
 5.. 	.7 дБ, а при устройстве фартука — волокуши до 5 дБ (рис. 57). стены. Основной конструкцией являлась конструкция в
 Рис. 56. Схема установки перегородок на ребристое перекрытие:
 I — засыпка; 2 — упругие прокладки; 3 — перегородки; 4 — паркет; 5 —лага; 6 — деревянный брусок
 Междуквартирные
 междуквартирных стен ранее 7г кирпича с мокрой штукатуркой с двух сторон. Даже при очень хорошем качестве строительных работ такая
 Рис. 57. Варианты сопряжения двери с полом:
 I — полосовая резина или прорезиненная ткань; 2 — пол; 3 —дубовая рейка
 конструкция стены не отвечает современным требованиям изоляции воздушного шума. Повысить звукоизоляцию возможно или за счет увеличения поверхностной плотности стены до 400 кгм2, или при устройстве дополнительной стенки на отнбсе (рис. 58).
 При капитальном ремонте или реконструкции кирпичных зданий в стенах иногда устраивают- временный про-
 142

-,ем (для связи между секциями в многоэтажном доме). Заделывать проем необходимо с полным заполнением швов раствором. Только в этом случае изоляция воздушного шума стеной не ухудшится. Небольшие првемы не-
 Рис. 58. Повышение изоляции воздушного шума при устройстве дополнительной стенки на относе:
 1 — стена или перекрытие; 2 — шуруп; 3 — накладка; 4 — прокладка; 5 — каркас из деревянных бруской 40X40 мм с шагом. 500 . . . 600 мм; 6 — древесноволокнистые. плиты (ГОСТ 4598—74); 	7 — древесностружеч¬
 ные плиты (ГОСТ 13643—74) или гипсокартонные листы; 8 — звукопоглощающий материал
 правильной формы заделывать кирпичом нецелесообразно, так как возможны неплотности в кладке. Лучше по обе стороны проема устроить временную рпалубку и заполнить проем бетоном или раствором.
 В табл. 13 приведены значения изоляции воздушного шума ’междуквартирными однослойными стенами, выполненными из мелкоразмерных элементов.
 Таблица 13
 Изоляция воздушного шума междуквартирными однослойными стенами
 Наименование
 Поверхностная плотность, кгм2
 Индекс изо,- ляции воздушного шума, дБ
 Шлакобетонные пустотелые камни толщиной 180 мм. с гипсокартонными листами по 20 мм
 290
 47
 Керамические камни толщиной 190 мм с гипсокартонными листами по 20 мм
 302
 48
 Крупные шлакобетонные блоки толщиной 200 мм с гипсокартонными листами по 20 мм
 315
 48
 Керамические камни толщиной 250 мм с гипсокартонными листами по 2Ю мм
 380
 49
 Обыкновенный илисиликатный кирпич толщиной 250 мм с гипсокартонными листами по 20 мм
 505
 53
 143

Таблица 14
 Изоляция воздушного шума раздельными конструкциями стен
 Наименование
 Толщина
 одной
 стенки,
 мм
 Толщина воздушного промежутка, мм
 Поверхностна я плотность, кгм2
 Индекс изоляции воздуш- ’ ного шума, дБ
 Керамические камни (,у 700 кгм3) с гипсокартонными листами
 90
 60
 151
 48
 Гипсошлакобетонные плиты (-у‘1200 кгм3) с затиркой
 80
 60
 202
 48
 Гипсошлакобетонная панель 1300 кгм3)
 80
 50
 208 •
 48
 Струнопеносиликатные панели с беспесчаной накрыв- кой
 80
 60
 208
 48
 Пустотелые гипсовые плиты (,у1000 кгм3) с беспесчаной накрывкой
 100
 60
 210
 48
 Шлакобетонные щелевые камни 1300 кгм3) с. беспесчаной накрывкой
 90
 60
 244
 50
 Таблица 15
 Вычисление поправки Ау
 Частота,
 Гц
 Вычисленные Значения Д1, дБ
 Требуемое значение Д1т, дБ
 Отклонение вычисленных значений от требуемых, дБ
 Значения для кривой, сдвинутой вверх на 8 дБ
 Отклонёние вычисленных значений от требуемых, дБ
 Г
 2
 3
 4
 5
 6 •
 100
 1
 0
 1
 8
 —7
 125
 5
 0
 5
 ‘8
 —3
 160
 9
 0
 9
 8
 1
 200
 13
 4
 9
 12
 1
 250
 16
 8
 8
 16
 0
 320
 18
 12
 6
 20
 —2
 400
 20
 14
 6
 22
 —2
 500
 22
 16
 6
 24
 —2
 630
 24
 18
 6
 26
 —2
 800
 -26
 20
 6
 28
 —2
 1000
 28
 22
 6
 ЭО
 —2
 1250
 30
 24
 6
 32
 —2
 1600
 32
 26
 6
 . -34
 —2
 2000
 34
 28-
 6
 36
 —2
 2500
 36
 30
 6
 38
 —2
 3200
 38
 32
 6
 40
 -2
 144

при наличии воздушного промежутка изоляция воздушного шума выше даже при меньшей поверхностной плотности, что видно из табл. 14. Как видно из табл. 13 и 14, все ранее применяемые конструкции „стен имеют изоляцию воздушного шума ниже, чем требуется по действующим нормам (вн 50 дБ).
 Увеличение изоляции достигается доведением поверхностной плотности до 400 кгм2 в однослойных конструкциях или устройством дополнительной стенки на относе (рис. 58). Последняя рекомендация может быть как для однослойных, так и для
 раздельных конструкций стен. Рис.. 59. Схемы установки Для междуквартирных стей однослойных и раздельных
 еще большее значение приобре-
 тает качество строительных работ. На рис. 59 показана установка однослойных и раздельных стен при различной конструкции несущих плит междуэтажных перекрытий.
 Для плотного заполнения бетоном или раствором полости стыка в вертикальных торцах сборцых элементов
 4
 конструкции стен:
 —.конопатка; 2 —лага; 3— упругие прокладки; 4 — раствор;
 5 — стяжка
 РисЛбО. Повышение звукоизоляции окнами:
 а — увеличение толщины стекол и использование звукопоглоти- теля; б — применение тройного остекления; 1 — деревянная коробка; 2 — упругие прокладки из поролона или губчатой резины; 3 — звукопоглощающий слой; 4 — стекла
 внутренних несущих стен рекомендуется предусматривать пазы, образующие после.монтажа колодец. Разме¬
 	Рекомендации по обеспечению требуемой звукоизоляции внутренних конструкций жилых зданий с учетом влияния отверстий, щелей и трещинКрейтан В. ГРассохин Н. А. ЦНИИЭП жилища, М.,. 1979.
 145

ры поперечного сечения вертикального колодца должны обеспечивать плотное заполнение его бетоном или раствором сверху на всю высоту этажа. Конфигурацию торцов элементов, прочность бетона или раствора необходимо принимать такими, чтобы в случае возникновения трещина в стыке имела ломаное очертание. При другой конфигурации монтажные колодцы рекомендуется заполнять безусадочным бетоном или раствором.
 Окна. Для повышения звукоизоляции окнами возможны: увеличение толщины стекол, воздушного промежутка между стеклами, укладка по периметру межстекольного пространства звукопоглощающего слоя (рис. 60, а), применение тройного остекления со смещением третьего стекла к одному из стекол (рис. 60, б); укладка в притворах окон уплотнительных прокладок из пористой резины или поролона (рис. 60, а).-
 Учебно-исследовательская работа
 - 1. В § 18 было показано большое влияние на звукоизоляцию граничной частоты. С уменьшением толщины конструкции (гр смещается в сторону средних частот, и за счет явления волнового совпадения звукоизоляция может существенно ухудшаться. Для уменьшения влияния волнового совпадения на звукоизоляцию необходимо повышение Гр в сторону высоких частот. Другой путь увеличения гр состоит в использовании материалов с малой изгибной жесткостью или уменьшении ее конструктивным путем.
 Проанализировать влияние }гр и цилиндрической жесткости й на изменение изоляции воздушного шума, сравнить расчетные характеристики с нормативной.
 2. 	Аналогичный анализ провести для толстых массивных конструкций и доказать целесообразность понижелия гр для увеличения изоляции воздушного шума, связав изменение Гр с изменением й.
 3. 	Провести анализ влияния толщины конструкции и ее поверхностной плотности Р на изменение изоляции воздушного шума. Оценить, что лучше (с точки зрения звукоизоляции): меньшая толщина конструкции при большей объемной массе ил, наоборог, при
 Р СОП51.
 4. 	Используя формулу (104), оценить изоляцию воздушного шума пустотными панелями и панелями сплошного сечения при Р соп51 и объяснить различие в звукоизоляции.
 5. 	Используя теорию расчета звукоизоляции, разработанную проф. М. С. Седовым [14], оценить изоляцию воздушного шума однослойными конструкциями на низких частотах и сравнить результаты расчета с графоаналитическим методом, изложенным в § 18. Это задание требует большей затраты труда на изучение нового метода расчета и может быть рекомендовано в качестве работы по линии СНО.
 6. 	Проанализировать влияние величин т и (3 на изменение АР — поправки, улучшающей звукоизоляцию конструкций с гибкими плитами на относе.
 146

7. 	Оценить улучшение Изоляции воздушного шума при увели- чении поверхностной плотности и устройстве гибких плит на относе.
 8. 	Проанализировать влияние частоты собственных колебаний раздельной конструкции, а также влияние граничных частот Гр1 г гр2, двух элементов конструкции на изменение изоляции воздушного шума.
 9. 	Доказать целесообразность изменения значений цилиндрической жесткости для двух элементов раздельной конструкции с точки- зрения получения лучшей изоляции воздушного шума при уменьшении расхода строительных материалов.
 10. 	Проанализировать влияние изоляции воздушного шума несущей плитой перекрытия на общую звукоизоляцию перекрытия при различных конструкциях пола и упругих прокладок, используя данные табл. 6 приложения IV.
 11. 	Определить наиболее целесообразное соотношение поверхностных плотностей несущей плиты перекрытия и конструкции пола с точки зрения получения требуемой изоляции воздушного шума при меньшем расходе строительных материалов.
 12. 	Доказать нецелесообразность увеличения изоляции воздушного шума наружными стенами. за счет увеличения поверхностной плотности глухих участков конструкции.
 13. 	Установить рациональное соотношение между звукоизоляцией глухих участков стен и заполнением проемов.
 14. 	Проанализировать ухудшение звукоизоляции конструкциями за счет проемов или отверстий при их различной площади и различных значениях изоляции воздушного шум.а глухими участками конструкции.
 15. 	Используя формулу (116), оценить количественное влияние различных факторов, определяющих изменение уровня звукового давления в помещении. На основе анализа сделать практические выводы.
 ГЛАВА VIII
 ИЗОЛЯЦИЯ УДАРНОГО ШУМА МЕЖДУЭТАЖНЫМИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ 4
 § 22. Звукоизоляция перекрытиями с рулонными полами
 Для оценки изоляции ударного шума используют стандартную ударную машину, производящую 10 ударов в секунду, с пятью молотками массой по 0,5 кг, свободно падающими с высоты 40 мм. Полученные уровни звукового давления под перекрытиями- приводят к октавным полосам частот и единому звукопоглощению, равному 10 м2, а затем сравнивают с нормативными [9, 15]. Такие уровни называют приведенными (Ьп).
 В первом приближений явление, удара аппроксимируется действием внезапно приложенной к перекрытию силы, действующей в течение некоторого промежутка времени.
 147

В связи с большими трудностями, связанными с исследованием излучения звука перекрытиями, обычно принимается, что между, уровнем вибрации конструкции 20 1 (уо) и уровнем звукового давления Ь имеется простая корреляционная связь 	где 	V — колеба¬
 тельная скорость конструкции; у05-10-8 мс — пороговое значение колебательной скорости. Задача определения уровня ударного шума сводится к нахождению колебательной скорости перекрытия при работе стандартной ударной машины.
 Обеспечить нормативные требования изоляции ударного шума с помощью одних несущих плит практически невозможно. Так, удвоение толщины плиты перекрытия снижает уровень Ьп на 9 дБ, а такое же увеличение плотности, модуля упругости и коэффициента потерь повышает изоляцию ударного шума соответственно на 4,5; 1,5 и 3 дБ. Поэтому -применяются различные конструкции полов (по упругому основанию, по лагам и упругим прокладкам, рулонные полы). Применение рулонных слоистых полов позволяет значительно повысить изоляцию ударного шума.
 • 	Если индекс приведенного уровня ударного шума для несущих плит перекрытий составляет около 80... 90 дБ, то церекрытия со слоистыми полами уже имеют у67--70 дБ. Многие ковровые и ворсовые покрытия имеют, значения изоляции ударного шума, значительно превышающие нормативные требования. Улучшение звукоизоляции происходит в результате потерь энергии на местное смятие упругого слоя.
 В качестве одной из основных звукоизоляционных характеристик рулонных полов является продолжительность стандартного удара т, с (продолжительность контакта молотка стандартной ударной машины с полом). Частота, с которой начинает проявляться влияние местного смятия, Гц, равна
 о0,45т. 	(117)
 Величина снижения приведенного уровня ударного шума, дБ, для практических целей может быть определена по формуле
 Д1401е(0). 	(118)
 Индекс приведенного уровня ударного шума, дБ, под перекрытием определяют по формуле
 уу0-Ду, 	,(119)
 148

где Iуо — индекс приведенного уровня ударного шума для несущей плиты перекрытия, дБ; принимается по табл. 8 приложения IV; Ду — величина, характеризующая уменьшение приведенного уровня ударного шума при наличии рулонного пола; принимается по табл. 9 приложения IV.
 Пример. Определить индекс приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием, состоящим из несущей железобетонной сплошной плиты толщиной 160 мм и рулонного пбла из дублированного теплозвукоизоляционного линолеума на вязально- прршивной .прокладке толщиной 3,7 мм.
 По табл. 8 приложения IV находим значение Уо82 дБ, так как Р2400-0,16 384 кгм2, а по табл. 9 приложения IV — значение Ду 16 дБ.
 По формуле (119), у 82—1666 дБ. Если перекрытйе предназначается для жилых зданий, оно соответствует нормативным требованиям, так как 6667 [15].
 § 23. Звукоизоляция перекрытиями с полами на упругом основании
 К этому типу перекрытий относятся конструкции со сплошным упругим слоем между полом и несущей плитой и конструкции с полом на лагах и упругих прокладках.
 Ударные воздействия по полу вызывают периодические изменения напряжения в упругом слое; в нем возникают деформации, на которые расходуется часть энергии, рассеиваемой в виде теплоты. При наличии в конструкции перекрытия промежутков возможна передача звука не только через элементы конструкции, но и через эти промежутки.
 Снижение уровня ударного шума зависит прежде все- от частоты собственных колебаний, пола на упругом ос-, новании о. Чем ниже о, тем больше величина снижения уровня ударного шумЪ АЬ за счет пола на упругом основании {см. формулу (118)]. Каждое удвоение частоты при 0 приводит к росту улучшения изоляции ударного шума за счет пола на упругом основании на 12 дБ. Начиная со средних частот, возможно возникновение волновых процессов в упругом слое, что замедляет рост звукоизоляции с 12 до 6 дБ на октаву.
 Расчет изоляции ударного шума сводится к вычислению частотной характеристики снижения уровня ударного шума АЬ за счет пола на упругом основании и к сравнению расчетного значения ДЬ с нормативным. В упругом слое учитывается распространение только продоль¬
 149

ных колебаний. Учет распространения в полах изгибных колебаний приводит к некоторому повышению уровня шума под перекрытием ДЬ. Значение ДV зависит от толщины упругого слоя и его плотности, а также от толщины
 мого снижения приведенного уровня ударного шума
 пола. Частотные характеристики требуемого снижения приведенного уровня ударного шума ДЬт даны на рис. 61 для несущих конструкций перекрытий, указанных в.
 табл. 8 приложения IV.
 Расчет изоляции ударного шума для перекрытия с полами по сплошным или ленточным упругим прокладкам проводят в такой последовате л ь н о с т и. Определяют поверхностные плотности (кгм2) элементов перекрытия: несущей части Рь упругой прокладки Рс;пола на упругом основании Р2 (при полах по лентам из упругих -материалов Рс определяют как для сплошной прокладки).
 В соответствии с табл. 8 Приложения IV и рис. 61 устанавливают кривую требуемого снижения приведенного уровня ударного шума АЬТ. Определяют величину приведенного коэффициента жесткости упругого основания
 из
 §
 11
 Н
 1
 1
 I
 Б,4
 ГГ)
 ■«41
 А
 и
 ,1
 V
 У 2 у
 у
 у
 3
 октаба
 Рис. 62. Построение частотной характеристики снижения приведенного уровня ударного шума
 150

кЕлк, Пам, где Ед — динамический модуль упругости прокладки, принимаемый по табл. 7 приложения IV; к — толщина упругой прокладки в обжатом состоянии, определяемая по формуле (111).
 Находят резонансную частоту .колебаний пола на упругом основании по формуле
 (120)
 определяющей колебательную систему с одной степенью свободы (несущая плита перекрытия принимается неподвижной) .
 Определяют величину снижения приведенного уровня ударного шума на низких частотах по формуле (118) при 0,7оУ РРс и 2Х7, где ХР]Р2. Графически это выразится в виде прямой, идущей из точки 0 на оси абсцисс (рис. 62) с наклоном 12 дБ на октаву. Если Я2 или Х7, то вычисляют величину (дБ)
 Д101ё[()Ча2(«2-2Х-)], 	(121)
 где аУ0.
 Определяют величину снижения приведенного уровня ударного шума, дБ; на средних и высоких частотах при ОЛоКУРс:
 Д4201ё(0) 101ё(Р2Яс)-3. 	(122)
 Графически из точки о на оси абсцисс (рис. 62) откладывают ординату, равную 10 (РчРс)—3 (точка А). Из этой точки проводят прямую с наклоном 6 дБ на октаву. Величины снижения приведенного уровня ударного шума на низких частотах АЬ и ДЬ соответственно справедливы до. пересечения с прямой в точках Б и Бч, а величины снижения Д,3 справедливы на участке правее •точек Б] и Б.2-
 На график (рис. 62) наносят кривую Лг и определяют индекс приведенного уровня ударного шума, учитывая, что вместо нормативной кривой (см. [9, 15]) используют кривую Д1Т.
 Пример. Определить изоляцию ударного шума междуэтажным перекрытием, состоящий из несущей железобетонной плиты толщиной 140 мм, сплошного слоя минераловатных прошивных плит толщиной 50 мм. (7100 кгм3), стяжки из гипсобетона толщиной 50 мм и пола из линолеума толщиной 3 мм.
 151

Определяем поверхностные плотности элеметов переплытия; Р1 2400-0,14336 кгм2, Р2 1200-0,051-000-0,00363,0 кгм2, рс 100-0,0505 кгм2.
 По табл. 8 приложения IV выбираем кривую 4 (см. рис. 61) Наносим кривую кьт на график (рис. 63).
 Распределенная поверхностная нагрузка на прокладку с учетом полезной нагрузки составляет ,Р6301500 2130 Па.
 йЦДВ ?
 Рис. 63. Расчетная частотная характеристика снижения приведенного уровня ударного шума
 Динамический моду упругости минераловатных плит равен 4-105 Па, а относительное сжатие 8 0,65 (см. табл. 7 приложения IV). Толщина упругой прокладки в- обжатом состоянии равна
 0(1 — е) 0,05 (1 — 0,65) 0,0175 м.
 Приведенный коэффициент жесткости составит
 4 -100,0175 22857140 Пам.
 По формуле (120)
 Значение X33663 5,37, поэтому для расчета АЬ на низких частотах используют формулу (118) и 	({{о).
 Из точки ■’()96 Гц на оси абсцисс (рис. 63) проводим прямую с наклоном 12 дБ на октаву.
 . Строим график уравнения (122):
 20 1з (96) 10 1 (635) - 3 20 1§ (96) 8.
 Из точки о96 Гц на оси абсцисс откладываем ординату, равную 8 дБ, и проводим через ее конец (точка А) прямую с наклоном 6дБ на октаву. Вычисление поправки Додано в табл. 15.
 Сумма неблагоприятных отклонений (гр. 4) равна 98 дБ. Среднее значение 98: 16. 6,1, что больше 2 дБ. Смещаем нормативную
 152

кривую на 8 дБ вверх. Сумма неблагоприятных отклонений (гр. 6) составляет 32 дБ. Среднее отклонение 32 : 16 2 дБ.
 Таким образом, поправка Ду равна 8 дБ, а индекс приведенного уровня ударного шума у 70—Ду 70—8 62 дБ, что меньше требуемых. 87 дБ для междуэтажных перекрытий жилых зданий. Следовательно, данное междуэтажное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям изоляции ударного шума.
 При полах по лагам и отдельным упругим прокладкам возможна передача звука через воздушные промежутки. Для достаточно тяжелых несущих плит перекрытий (рЗОО кгм2) эта передача несущественна.
 Для междуэтажных перекрытий с упругим слоем из песка на средних и высоких частотах улучшение изоляции ударного шума зависит от толщины слоя засыпки. Для несущих сплошных или многопустотных плит перекрытий поверхностной плотностью около 300 кгм2 засыпка из песка толщиной 60 мм может обеспечить требования изоляции как ударного, так и воздушного шума.
 Более простой практический метод определения индекса приведенного уровня ударного шума у под междуэтажным перекрытием, в том числе и с полами по лагам, заключается в следующем. Определяют частоту собственных колебаний пола, лежащего на упругом основании, по формуле (120). По табл. 8 приложения IV находят индекс приведенного уровня ударного шума несущей плиты перекрытия у0.
 По табл. 10 приложения IV в зависимости от величины индекса приведенного уровня ударного шума несущей плиты перекрытия у0 и частоты собственных колебаний пола 1о определяют индекс приведенного уровня ударного шума у.
 Пример 1. Определить индекс приведенного уровня ударного шума для рассмотренного выше междуэтажного перекрытия.
 Значение о 96 Гц. Значение уо равно 82 дБ, так как поверхностная плотность несущей плиты равна 336 кгм2 (см. табл. 8 приложения IV). По табл. 10 приложения IV. находим индекс приведенного уровня ударного шума, равный 63 дБ, что практически соответствует величине индекса (62, дБ), полученного более точным расчетом.
 Пример 2. Определить индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием, состоящим из несущей железобетонной сплошной плиты толщиной 140 мм и деревянного пола по лагам, уложенным на упругие прокладки из мягких древесноволокнистых плит толщиной 25 мм.
 Находим величины, входящие в формулу (120). По табл. 7 приложения IV определяем д 12-105 Па, 8 0,15, так как распределенная поверхностная нагрузка на упругие прокладки составляет да 10 000 Па.
 153

По формуле (111) 0,25 (1—0,15) 0,021 м (ом. пример в
 § 19);
 к Ел1 12.1050,021 57 142 960 Пам .
 Поверхностную плотность пола по лагам принимаем равной 30 кгм2.
 Находим
 0 (12я57 142 96030. 218 Гц.
 Значение уо82 дБ. По табл. 10 приложения IV находим у62 дБ, что меньше требуемых 67 дБ для междуэтажных пере- крытий жилых зданий.
 С учетом данных примера, приведенного в § 19, можно считать, ‘ что данное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям . изоляции как воздушного, так и ударного шумов.
 В рассматриваемых конструкциях перекрытий улучшение изоляции ударного шума достигается за счет упругих материалов. Звукоизоляционные материалы должны сохранять свои свойства в течение всего срока эксплуатации перекрытий (до капитального ремонта). Однако ужё в первые месяцы и годы изоляция ударного шума значительно ухудшается (до 2.. .6 дБ), что объясняется
 3 	основном потерей материалами своих упругих свойств. Наиболее целесообразны для применения в конструкциях перекрытий прокладки из супертонкого волокна (диаметр .волокон 1...3 мкм и объемная маеса 100... 150 кгм3). Данные материалы позволяют значительна улучшить эксплуатационные характеристики междуэтажных перекрытий и несколько уменьшить их высоту. Однако проблема уменьшения массы перекрытий должна решаться по пути создания нсвых конструкций, например многослойных.
 Если разделить (по высоте) упругую прокладку обычного трехслойного перекрытия равномерно распределенным слоем материала с достаточно большим инерционным сопротивлением, то получаемую конструкцию можно назвать пятислойной. Основными элементами перекрытия являются три инерционных (пол с его основанием, равномерно распределенный слой материала и несущая панель) и два упругих слоя. Если добиться рассогласования частот собственных колебаний инерционных слоев (желательно ниже нормируемого в строительстве диапазона частот), то следует ожидать дополнительного (относительно трехслойной конструкции) прироста звукоизоляции.
 При одинаковой массе пятислрйные перекрытия имеют лучшую звукоизоляцию, чем трехслойные. Улучшение
 154

изоляции ударного шума в. области низких частот составляет около 12 дБ на октаву, а в области средних и высоких частот — 6 дБ на октаву. В качестве равномерно распределенного слоя можно применять любые строительные материалы с поверхностной плотностью не менее 30 кгм2. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы жесткость инерционных элементов поа (плиты пола и равномерно распределенного слоя) составляла не более 720. • Уво жесткости несущей плиты перекрытия при изгибе, а поверхностная плотность была бы по возможности большей.
 Пятислойные конструкции перекрытий позволяют уменьшить поверхностную плотность примерно на 50 кгм2, а стоимость строительных материалов на 4... 8 по сравнению с трехслойными конструкциями при обеспечении нормативных значений звукоизоляции. При использовании прокладок из супертонкого стекловолокна дополнительно уменьшается толщина перекрытий на 20... 30 мм.
 Большая звукоизоляция также может быть достигнута при устройстве подвесных раздельных потолков. Если потолок будет обладать малой изгибной жесткостью и достаточно изолирован от несущей плиты, то возможно получить уменьшение Шасси перекрытий при обеспечении нормативных значений звукоизоляции. Звукоизоляция увеличивается при размещении в воздушном Промежутке звукопоглощающего материала. В этом случае при наличии в потолке перфорации конструкция будет не только звукоизолирующей, но и звукопоглощающей.
 § 24. Улучшение звукоизоляции междуэтажными перекрытиями при капитальном ремонте и реконструкции зданий
 При капитальном ремонте почта всегда возможно внести изменения лишь в конструкцию пола, не трогая несущую часть перекрытия. Устройство полов является одним из важнейших вопросов при решении междуэтажных перекрытий не только с точки, зрения обеспечения необходимой звукоизоляции- и гигиенических требований . (теплоусвоение, выделение вредных веществ, удобство содержания и пр.)„ но и с экономической. Стоимость полов близка к стоимости несущих конструкций перекрытий, а затраты труда на устройство полов могут
 155

превысить до 2..А раз трудовые затраты на устройство несущей конструкции перекрытия.
 Рассмотрим некоторые характерные конструкции междуэтажных перекрытий, встречавшиеся в практике
 строительства примерно М... 30 лет назад, капитальный ремонт которых должен осуществляться в наше время (рис 64).
 Междуэтажные перекрытия по железобетонным лотковым плитам (рис. 64, а) не отвечают современным требованиям изоляции как воздушного, так и ударног-о шумов. Индексы 1В .и у хуже нормативных примерно на 8 дБ. Низкая изоляция воздушного шума объясняется недостаточной массой конструкции, а также жестким креплением подвесного потолка. Причиной недостаточной изоляции ударного шума-являют- ся отсутствие • упругого слоя между полом и несущей конструкцией перекрытия и жесткие крепления подвесного потолка.
 Улучшение звукоизоляции возможно при выполнений следующих мероприятий:
 устройство под лагами упругих прокладок (см. табл. 7 приложения IV),
 засыпка песком пространства между лагами для увеличения поверхностной плотности; толщина слоя песка должна быть меньше толщины воздушного промежутка; устройство подвесного потолка в соответствии с рис. 58; сам потолок может быть выполнен, например, из плит сухой гипсовой штукатурки.
 Рис. 64. Конструкции междуэтажных перекрытий: а — по железобетонным лотковым плитам; б — по железобетонным ребристым плитам; в — по железобетонным балкам с накатом; г — по железобетонному пустотному настилу; 1 — дощатый пол 37 мм; 2 —лаги; 3 — лотковая плита; 4 — деревянная рейка 25 мм; 5 — деревянная рейка; 6 — гипсокартонные листы 10 мм; 7 — два слоя толя; 8 — деревянный брусок;
 9 	— засыпка шлаком 80 мм;
 10 	— ребристая плита; , затирка раствором 10 мм; 12 — тавровые балки; 13 — накат; 14 — настил с круглыми пустотами
 	Ковригин С. Ц., Ариевич Э. М. Устранение шумов в жилых домах. М., 1963.
 156

Несколько лучшую изоляцию воздушного шумз имеет конструкция, приведенная ’на рис. 64, б. При поверхностной плотности междуэтажного перекрытия около 250 кгм2 индекс изоляции воздушного шума примерно на 3...4 дБ ниже нормативного. Индекс изоляции ударного шума примерно такой же, как и у предыдущей конструкции, поскольку отсутствует разделение упругим слоем пола и несущей части перекрытия. Для улучшения изоляции воздушного шума необходимо увеличить поверхностную плотность до 300 кгм2 за счет засыпки песком пространства между ребрами. Повышение изоляции ударного шума достигается постановкой упругих прокладок вместо деревянных брусков.
 Упругие прокладки должны приклеивать мастикой, а не -прибивать, так как гвозди; создавая жесткие мостики, могут ухудшить звукоизоляцию. Большое, значение имеет и качество строительных работ. Так, аналогичная конструкция перекрытия при поверхностной, плотности около 340 кгм2 имела недостаточную звукоизоляцию из-за наличия трещин и щелей между ребрами несущих плит. Применение расширяющегося цемента, увеличивающего воздухонепроницаемость, значительно улучшило звукоизоляцию.
 Перекрытия по железобетонным тавровым балкам со шлакобетонным накатом (рис. 64, в) имеют несколько худшую изоляцию воздушного шума из-за меньшей массы и большей воздухопроницаемости (увеличение числа стыков, трещин). Повышение изоляции воздушного и ударного шумов достигается повышением поверхностной плотности до 300 кгм2 (засыпка песком по накату) и устройством упругих прокладок под лагами.
 Аналогичное конструктивное решение имеют и различные междуэтажные перекрытия по деревянным балкам. Перекрытия, состоящие из деревянных балок высотой около 200 мм, щитового-наката или наката из: горбылей по черепным брускам, засыпки из песка толщиной 50 мм по глиняной смазке, толю или картону, лежащему на накате, и пола по лагам при поверхностной плотности около 300 кгм2 имеют индекс изоляции- воздушного шума, приближающийся к нормативному: вн 50 дБ. Нормативная изоляция ударного шума, обеспечивается постановкой под лагами упругих прокладок.
 Перекрытия по железобетонному пустотному настилу позволяют применять различные конструкции пола (па лагам, сплошному упругому основанию или засыпке).

Если выполнен пол по лагам и отсутствуют упругие прокладки (рис. 64, г), то нормативная изоляция ударного шума не обеспечивается. Вместо де.ревян.ных брусков, как нередко выполнялось ранее, необходимо предусмотреть упругие прокладки. Улучшение изоляции воздушного шума достигается засыпкой песка в пространство между лагами или в пустоты железобетонного настила. Такое перекрытие отвечает даже современным нормативным требованиям звукоизоляции.
 Рис. 65. Схемы примыкания полов к стенам и перегородкам:
 а — пол по засыпке; б —пол по сплошному упругому основанию; в — пол по лагам; — упругая прокладка; 2 — плинтус;
 3 — пол; 4 — стяжка; 5 — засыпка; 6 — несущая часть перекрытия; 7 — строительный картон; 8 — лага
 Пол может быть выполнен гго сплошному упругому основанию. По настилу укладывают звукоизоляционные материалы или делают засыпку из песка или шлака (см. табл. 7 приложения IV), затем по гидроизоляционному слою из толя или рубероида выполняют цементную стяжку толщиной 40 мм и паркетный пол. Если необходимо устройство рулонного пола, то поверх стяжки возможно уложить два слоя оргалита, а затем уже рулонный пол. - Наличие оргалита повышает коэффициент тепловой активности рулонного пола, т. е. делает его более теплым.
 Аналогично устраивают полы при использовании в качестве несущего элемента сплошных железобетонных панелей толщиной 140 мм и более, а также керамзито- бетонных панелей. При использовании более жестких звукоизоляционных материалов полы на стяжке можно укладывать по лентам или отдельным прокладкам. Ширина ле-нт обычно 100...200 мм, расстояние между ними
 400...600 мм.
 Конструктивные решения узлов сопряжения пола сс стенами приведены на рис. 65. В местах примыкания полов к стенам и перегородкам необходимо оставлять зазор 10...15 мм, заполняемый затем прокладками из
 .158

материалов, указанных в табл. 7 Приложения IV. Плинтусы следует крепить только к чистому полу или только к стенам, чтобы звуковая энергия не передавалась в соседние помещения косвенными путями. При устройстве пола по сплошному упругому основанию -необходима упругий материал довести только до края стяжки, а не до стены, иначе упругий материал может быть разрушен за счет больших напряжений под гранью стяжки.
 При производстве строительных работ, связанных с междуэтажными перекрытиями, необходимо соблюдать ряд технических условий. Так, при устройстве несущей части перекрытия из сборных элементов необходимо тщательно заделывать швы в местах сопряжений сборных элементов с ограждающими конструкциями .зданий.
 При укладке наката, например из шлакоблоков, поверхности наката, примыкающие к балкам, и верхние поверхности необходимо тщательно заделывать раствором, не оставляя щелей и пустот.. Перед заделкой все швы предварительно очищают от строительного мусора. Настил перекрытий следует, как правило, заводить в толщу стен и заде- лывать раствором. Грани плит при примыкании впритык должны иметь профильное очертание. Зазор проконопачивают паклей (или минеральным войлоком), смоченной в гипсовом растворе. Толщина конопатки делается на 20.. .25 мм меньше толщины плиты, чтобы этот зазор можно было заделать раствором. Если плиты опираются на ригели, то между плитами оставляют зазор не менее 20 мм, заполняемый затем на всю толщину плит раствором или бетоном.
 Пропуск инженерных сетей через междуэтажные .перекрытия необходимо осуществлять черрз гильзу, в которой все зазоры заполнены упругим материалом (рис. 66) .
 Рис. 66. Схема пропуска стояка отопления через междуэтажное перекрытие:
 1 — стена; 2 — стояк отопления; 3 — безусадочный рас- твор; 4 — упругий материал; 5 —стяжка; . 6 — несущая часть перекрытия; 7 —патрубок
 	Тимофгенко Л. П. Повышение эффективности звукоизоляции зданий. Киев, 1978; Строительная физика: Пер. с нем.Под ред- Дешко Э. Л. М., 1982.
 159

Учебно-исследовательская работа
 1. 	Провести технико-экономический анализ междуэтажных перекрытий с полами на упругом основании исходя из необходимости обеспечения нормативных требований изоляции воздушного и ударного шумов.
 2. 	Проанализировать влияние несущих плит междуэтажных перекрытий на изоляцию воздушного и ударного шумов.
 3. 	Проанализировать влияние пола на упругом основании на изоляцию ударного шума.
 4. 	Оценить; как характеристики упругих прокладок влияют на изменение изоляции ударного шума междуэтажными перекрытиями.
 5. 	Определить необходимые характеристики несущих плит и рулонных полов (применительно к жилым зданиям), обеспечивающих нормативные требования изоляции воздушного и ударного шумов.
 6. 	Проанализировать влияние изменения поверхностной плотности пола (пол по стяжке и пол по лагам) на изоляцию ударного шума при постоянной массе несущей плиты перекрытия.
 7. 	Показать возможность рассмотрения двухслойного линолеума как колебательной системы с одной степенью свободы, считая, что он лежит на неподвижном основании (слой износа — масса, подоснова — упругость). Показать связь динамического модуля упругости слоя подосновы, резонансной частоты колебаний с изоляцией «линолеумом ударного шума.
 ГЛАВА IX
 БОРЬБА С ШУМОМ ИНЖЕНЕРНОГО И САНИТАРНОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
 § 25. Определение составляющих шума
 Инженерное и санитарно-техническое оборудование (насосные установки в системах тепло- и водоснабжения, лифтовые и вентиляционные установки, мусоропроводы) часто является причиной повышенного шумового режима в зданиях. При работе оборудования возникает воздушный шум и структурный шум, обусловленный передачей вибрации от оборудования ограждающим •конструкциям.
 На рис. 67 в качестве примера приведена схема передачи звуковой энергии из помещения насосной в квартиру.
 Общий уровень звукового давления, дБ, в комнате, расположенной над насосной, равен [см. формулу(25)]:
 Ь 10 	(10ш Ю10 _)_ 1(УУ10), 	(123)
 где Ьв — уровень звукового давления, обусловленный энергией, проходящей через междуэтажное перекрытие
 160

гг
 к
 л-
 и
 гь
 (I
 Л
 1 41
 ;;Я
 5 	:
 ЗиС
 (воздушный шум); Ьс — уровень звукового давления, обусловленный излучением звуковой энергии ограждающими конструкциями при распространении по ним вибрации (структурный шум); Ьи — уровень звукового давления, обусловленный энергией внешних источников шума, например транспорта.
 Зная общий уровень звукового давления и уровень внешнего шума, можно определить уровень звукового давления в комнате от оборудования при отсутствии внешних шумовых помех. Для этого может быть использован рис. 6. Значение и, дБ, определяют, рассматривая прохождение звука через перекрытие в предположении диффузности звуковых полей в комнате и в помещении насосной.
 ИЗОЛЯЦИЯ воздушного шума, рис. 67. Схема передачи дБ, перекрытием равна 	звуковой энергии из поме-
 Р 	, 	11П1 С А щения насосной в квартиру;
 К— у в’Т 	мероприятия по виброизоля-
 т 	• 	ции:
 где 1у — уровень звукового дав- , _ фундамент на вибро„зоЛя.
 ления В помещении насосной, торах; 2 -гибкие вставки; 3 —
 „т? о 	кронштейн с упругой проклад-
 ЛЬ; о — площадь междуэтаж- кой; 4— изоляция трубопрово-
 ного перекрытия, м2; А — экви- дов; 5 - СТОкладкойУпругой про валентная площадь звукопоглощения в комнате, м2.
 ТЕ
 При 8А
 (124)
 Значение изоляции воздушного шума ориентировочно определяют по формулам (104) или (105) в зависимости от поверхностной плотности перекрытия.
 Пример. Определить значения уровней звукового давления и Ьс, обусловленных воздушным и структурным шумом, если в помещении насосной уровень звукового давления 1У90 дБ, а в комнате 55 дБ. Междуэтажное перекрытие выполнено из сплошной железобетонной плиты (тяжелый бетон) толщиной 160 мм и рулонного пола.
 Поверхностная плотность плиты Я2500- 0,16400 кгм2. По формуле (104) 	231д 4Й0—10 50 дБ. По формуле (124)
 90—5040 дБ. Без учета влияния внешнего шума
 6—1-744
 161

10 	(Ю10 Ю10 ), откуда Ьс 10 1д (10ь1°—Юв1)
 10 ]д (Ю5510— Ю4°10) 55 дБ.
 Можно не производить вычитания уровней, так как при разнице уровней в 15 дБ поправка составляет всего лишь 0,2 дБ. Таким образом, в данном примере шумовой режим в комнате целиком определяется структурным шумом.
 Если не известно значение изоляции воздушного шума междуэтажным перекрытием (или иным ограждением) возможен следующий простой метод. В помещении с источником шума записывают шум на магнитофон, затем воспроизводят его с тем же уровнем, но при выключенной установке. В комнате шум измеряют дважды: при работе установки (воздушный Ьв и структурный Ьс шумы) и .при (выключенной установке— работает магнитофон (только воздушный шум Ьв). Производя энергетическое вычитание второго значения из первого, находят Ьс-
 Определим, за счет каких мероприятий можно уменьшить уровень шума в изолируемом помещении. При диффузном звуковом поле в помещении с источником шума плотность звуковой энергии находят по формуле (68) и
 еу417у(?Лу),
 где Ш7у — звуковая мощность, излучаемая источником; Ау — эквивалентная площадь звукопоглощения.
 Плотность звуковой энергии в изолируемой комнате равна
 е т5зуЛ, 	(125)
 где т— коэффициент звукопередачи [см. (43)].
 Подставляя еу в (125), получим
 е4 8Шу{сААу). 	(126)
 Из формулы (126) следует, что снижение е может быть достигнуто уменьшением: площади междуэтажного перекрытия; коэффициента звукопередачи, звуковой мощности установки, или увеличением: звукопоглощения в комнате и звукопоглощения в насосной. Однако не все эти мероприятия целесообразны для уменьшения шума в комнате. Например, при увеличении.звукопоглощения Ау уровень шума практически будет уменьшаться лишь в помещении насосной. Изменить другие характеристики трудно (№у, А) или даже невозможно (5). Поэтому основное внимание необходимо обратить на
 162

уменьшение структурного, шума. Лишь при т10-3 (30 дБ), что практически не может быть для перекрытий, не имеющих щелей, трещин и т. п., изменение Лу может вызвать практически заметное изменение е.
 Основным мероприятием по уменьшению структурного шума является виброизоляция всех агрегатов и их элементов: Вибрация агрегатов может быть уменьшена при статической и динамической балансировке, но при эксплуатации это выполнить сложно.
 § 26. Расчет виброизолирующих оснований
 Механическая установка на фундаменте и амортизаторах, опирающаяся на неподвижное основание, представляет собой систему с шестью степенями свободы и с таким же числом собственных частот колебания. Однако в практических расчетах возможно учесть только вертикальные колебания ]г, Гц, принимая
 ,(3-5), 	(127)
 где Л60; N — частота вращения установки в минуту. Если частота вращения насоса или вентилятора отличается от частоты вращения электродвигателя, то за расчетное значение принимается меньшее значение.
 Отношение силы, передающейся от установки на фундамент, к возмущающей силе называется коэффициентом виброизоляции (см. § 2).
 {■ 1(2о— 1). 	(128)
 Под виброизолядией понимается величина
 ?201е(1ц). 	(129)
 При отношении [[о3 формула (129) может быть записана в форме
 2( (о)?401В ( о) 	(130)
 (см. формулу (118)]. Следовательно, для хорошей виброизоляции (малые значения (ы) необходимо, чтобы частота собственных колебаний установки (о была мала по сравнению с частотой возмущающей силы .
 Требуемая суммарная жесткость виброизоляторов в вертикальном направлении
 6
 гтр4л2т,
 (131)
 163

где т — общая масса установки, включая фундамент (рекомендуется массу фундамента принимать в 2...3 раза больше маюсы установки,).
 Для уменьшения возбуждения колебаний, соответствующих всем степеням свободы, следует приближать центр тяжести установки к центру тяжести виброизоляторов.. Для того чтобы центр тяжести виброизоляторов находился на одной вертикали с центром тяжести установки, виброизоляторы должны быть расположены в плане симметрично относительно центра тяжести установки. Затем определяют координаты центра тяжести установки в прямоугольной системе координат, моменты инерции установки относительно осей, проходящих через ее центр тяжести. При определении моментов инерции насосы, вентиляторы, лебедки, электродвигатели рассматриваются как цилиндры, а рамы и плиты — прямоугольные параллелепипеды, что позволяет упростить расчет. После этого находят расстояния точек крепления виброизоляторов от центра тяжести установки при условии, что виброизоляторы размещаются симметрично по периметру прямоугольника.
 При расчете пружинных виброизоляторов вначале определяют их жесткость и расчетную нагрузку с учетом влияния динамических усилий, а затем, зная допускаемые напряжения на сдвиг и кручение виброизолятора, вычисляют диаметр проволоки, число рабочих виткоь и высоту пружины. Для соблюдения условия прочности достаточно определить диаметр проволоки, задавшись заранее отношением среднего диаметра пружины к диаметру проволоки.
 При расчете резиновых виброизоляторов находят площадь поперечного сечения всех виброизоляторов 5, м2, и рабочую высоту каждого из них Яр, ж:
 где т — общая масса изолируемой установки; о — расчетное статическое напряжение в резине (для резины с твердостью по ТМ-2 до 50 принимается равным 1-105... 3• 109 Па, с большей твердостью — 3-105...5 105 Па); Кг тр — требуемая суммарная жесткость виброизоляторов,
 	Более подробно см.: Пособие по акустической виброизоляции центробежных машин. М., 1972; Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования. М., 1972.
 30та;
 Нр Е л50К г тр»
 (132)
 (133)
 164

Па-м2; Еа — динамический модуль упругости резины, Па.
 Площадь поперечного сечения одного виброизолятора (м2)
 3 50п,. 	(134)
 где п — число виброизоляторов.
 Поперечный размер одного виброизолятора, м: для цилиндрического — диаметр
 а ]45я; 	(135)
 для призматического — сторона квадрата
 Ъ 	(136)
 Для соблюдения условия устойчивости необходимо, чтобы ’
 1,5р8р или 1,5Яр8Яр. (137)
 Если это условие невыполнимо, то необходимо изменить марку резины или поставить пружинные виброизоляторы. Полная высота виброизолятора (м)
 р-- й?8 или Н■ 	88. 	(138)
 В качестве критерия проверки выбранной системы виброизоляции принимаются условия: для агрегатов с расчетной 	частотой вращения 350500 	обмин,
 ТтахУ2,3; 	при 1000М500 обм:ин, 	тахС72,5; при
 N1000 обмин, У5щахУ3, где I — частота вынуждающей силы, Гц; тах — максимальная из собственных частот колебаний виброизолированной установки, Гц,
 тах.ЮХ (у, р, уу
 где Iх, }уч — частоты собственных связанных колебаний в плоскости, перпендикулярной оси у, Гц; у, ф — частоты собственных связанных кол,еба1Н1ИЙ в плоскости, пар- пендикулярной оси х, Гц; — частота собственных вращательных колебаний установки в горизонтальной плоскости (вокруг оси г), Гц.
 При расчетах -виброизоляции и снижения уровня шума считают, что масса и жесткость перекрытия значительно превышает массу агрегата и упругость вибро- изоляторов и поэтому их не учитывают. Однако при установке вибрирующего оборудования на междуэтажное перекрытие виброизоляция ниже, чем при установке
 165

на массивном фундаменте, так как волновые процессы в виброизоляторе и изгибные колебания перекрытия препятствуют дальнейшему росту виброизоляции с повышением частоты.
 § 27. Мероприятия по борьбе с шумом
 Выбор мероприятий по борьбе с шумом рассмотрим на примере насосных установок. Прежде всего необходимо обеспечить полную локализацию вибраций в пределах насосной. Виброизоляция фундаментов насосных установок достигается постановкой -между ними и полом виброизоляторов.
 Виброизоляторы могут быть выполнены из упругих материалов (резина, пробка) и стальных пружин. Резиновые виброизоляторы хорошо изолируют высокочастотные вибрации. Необходимо отметить, что резиновые виброизоляторы под действием нагрузки деформируются, не изменяя своего объема. Поэтому резиновые виброизоляторы (при выполнении их в виде прямоугольников) по ширине и длине не должны более чем в 2...3 раза превышать высоту. По данным проф. И. И. Клюкина, если сравнить передачу вибрации через один резиновый виброизолятор с 25 виброизоляторами той же площади, то в первом случае передача будет на 5...20 дБ больше в диапазоне частот 400...3200 Гц. Поэтому листовая резина, имеющая малую деформацию, не является виброизолятором.
 Пружинные виброизоляторы могут применяться для ослабления передачи вибраций как низких, так и высоких частот. Кроме того, пружинные виброизоляторы долговечны, йе подвержены действию высокой температуры, масел. Применение их наиболее целесообразно для уменьшения передачи структурного шума от насосных и других установок. В настоящее время промышленность выпускает большое количество пружинных виброизоляторов с различными характеристиками, что позволяет широко использовать этот метод борьбы с шумом и вибрацией.
 Изоляция трубопроводов достигается устройством в них гибких вставок длиной не менее 600 мм. Места прохода трубопроводов через стены тщательно изолируют минеральной ватой, войлоком, асбестовым волокном и т. п. Крепление трубопроводов (после устройства вставок) достигается «или их подвеской, или постановкой
 166

под них стоек. И в том и в другом случае трубопроводы должны опираться на поддерживающую конструкцию через упругие прокладки. Трубопроводы в пределах котельной (бойлерной), не должны жестко соприкасаться со стенами (рис. 68).
 Если индекс изоляции воздушного шума междуэтажного перекрытия или стены меньше 50 дБ (7?50 дБ)
 Рис. 68. Виброизоляция трубопроводов: а — крепление к стене на кронштейнах; б — подвеска к пе- рекрытию; в — проход через стену; — деревянный башмак;
 2 — резиновые прокладки; 3 — металлические пластины 300X120X10; 4 — шлаковата, войлок и т. п.
 и уровень воздушного шума сопоставим с уровнем структурного шума, то необходимо устройство подвесного потолка или гибкой стенки на относе.
 В качестве гибкой стенки на относе можно использовать листы плоской асбофанеры толщиной 6 мм, прикрепленные к деревянным рейкам сечением 50X50 мм с шагом 800... 1000 мм. Листы крепят на шурупах через прокладку (см. рис. 58).
 Подвесной потолок может быть выполнен, например, из гипсокартонных листов, которые следует прикрепить к деревянным брускам сечением 50X50 мм, расположенным с шагом 800... 1000 мм. Бруски крепят к несущей плите перекрытия. Промежуток между подшивкой и нижней поверхностью перекрытия заполняют минеральной ватой, шлаковатой или другим звукопоглощающим материалом. Между брусками и нижней поверхностью перекрытия или между брусками и гипсо¬
 167

картонными листами (аналогично рис. 58) укладывают прокладку из звукоизоляционных материалов (мягкой древесноволокнистой плиты, войлока и др.).
 Вентиляционные установки широко применяют в гражданских и промышленных зданиях. При их работе возникают воздушный и структурный шумы. Воздушный шум, воздействуя на ограждающие конструкции, может вызвать ухудшение шумового режима в окружающих помещениях. Кроме того, воздушный шум распространяется по каналам (воздуховодам) на большие расстояния и повышает уровень шума в помещениях.
 Уменьшение шума, распространяющегося по каналам, достигается устройством в них глушителей. Простейшим глушителем является канал, облицованный внутри звукопоглощающим материалом. Уменьшение уровня звукового давления примерно равно
 Д11,1[?(а)75], 	(139)
 где П — периметр сечения канала, м; I — длина облицованной части канала, м; 5 — площадь поперечного сечения канала, м2; а — коэффициент звукопоглощения материала облицовки канала; ср (а)—коэффициент, определяемый по Данным:
 сс 	0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
 р (а)... ;0,35 0,5 0,65 0,9 1,2 1,6 2,0 4,0
 Из формулы (139) -видно, что чем больше поперечное сечение канала, тем меньше снижение уровня ш-ума. При большом канале можно применять сотовый глушитель, состоящий из нескольких одинаковых ячеек. Например, если канал квадратного сечения разделить на четыре ячейки с их облицовкой звукопоглотителем, эффективность может возрасти на 15...20 дБ на каждый метр длины I
 Глушитель уменьшает уровень шума, распространяющегося по коробу. При большом расчетном умень¬
 Рис. 69. Схема виброизоляции вентиляционных установок:
 I — гибкое лрисоединение электрокабеля; 2 — гибкая вставка в канале; 3 — изоляция канала в местах прохода через ограждающие конструкции; 4 — виброизоляторы
 168

шении шума в глушителе его эффективность может оказаться значительно меньше за счет воздействия звукового поля помещения, где расположена вентиляционная установка. Следовательно, необходимо увеличить изоляцию воздушного шума стенками короба.
 Фундамент вентиляционной установки должен быть изолирован от пола, в канале следует предусмотреть гибкие вставки и изолировать каналы от ограждающих конструкций для уменьшения передачи структурного шум.а (рис. 69).
 Лифтовые установки часто ухудшают шумовой режим во многих помещениях зданий. При работе лифтов распространяются воздушный и структурный шумы.
 Энергия, распространяющаяся го ограждающим конструкциям, является, как правило, основной причиной повышенных уровней шума в помещениях, расположенных даже на значительном расстоянии от машинного отделения.
 Та1К, уровень звукового давления уменьшается при удалении от машинного отделения в среднем на 2 дБ на этаж. Основными источниками воздушного и структурного шумов являются: тормозные электромагниты, подшипники и рис вентиляторы двигателя, контакторы панелей управления, дверные механизмы.
 Мероприятия по борьбе с шумом лифтовых установок сводят
 70. Конструкция глушителя для отверстий несущих канатов лифтовых установок:
 1,2 — две части глушителя; 3.— крышка; 4 — сетка и марля; 5 — междуэтажное
 перекрытие машинного от- СЯ В ОСНОВНОМ К ВИбрОИЗОЛЯЦИИ деления; 6 — звукопоглоща-
 установок и звукоизоляции ма- ющий материал шинных отделений. Мотор и лебедку устанавливают на железобетонный фундамент, отирающийся на оереюрыте через виброизоляторы.
 Для уменьшения передачи шума по конструкциям здания в новых проектах жилых зданий часто предусматривают отдельно стоящую шахту лифта. Конструкции машинного отделения лифта опираются на самоне¬
 169

сущие стены шахты, изолированные по всей высоте от остальных конструкций зазором шириной 30 мм.
 Для уменьшения шума, проникающего из машинного отделения, необходимо увеличить изоляцию воздушного шума дверью до 30...35 дБ, а также предусмотреть в отверстиях для пропуска подъемных канатов специаль-
 Рис. 71. Схема мусоропровода:
 — асбестоцементная труба; 2— битумная обмазка; 3 — шлаковата; 4 — кирпичная кладка; 5 — асбестоцементный раструб; 6 — металлический клапан; 7 — резиновая прокладка под хомут; 8 — х.омут из полосовой стали с уголками;
 Р —прокладка из упругого материала;. 10 — бандаж из упругого материала; — перекрытие; 12 — шайба из котельного железа; 13 — шайба из упругого материала; 14 — листовая сталь
 ные глушители (рис. 70). Глушитель представляет собой каркас из уголков, обтянутых металлической сеткой и марлей. Пространство между каркасом и наружным кожухом из кровельного железа заполняют звукопоглощающим материалом, например стеклянной ватой или минеральным войлоком. Для удобства монтажа глушитель делают из двух половин. Эффективность глушителя составляет около 20 дБ, что позволяет уменьшить уровень шума на лестничной клетке.
 При сбрасывании в мусоропроводы бутылок, консервных банок и т. п. возникает интенсивный шум,
 170

слышимый -во всех помещениях, примыкающих к мусоропроводам, Шум, кроме того, образуется от ударов металлических клапанов мусоропровода после его загрузки. Трубы мусоропроводов должны быть выполнены из
 незвонких материалов или задемпфированы материалом с большим внутренним трением, например битумными мастиками с асбестовой или слюдяной .крошкой (рис. 71, а). В местах опоры труб мусоропровода на перекрытия поддерживающие хомуты должны быть изолированы упругими прокладками. Также следует -изолировать места сопряжения трубы мусоропровода с приемным бункером. Для уменьшения шума, проникающего через клапан и возникающего при ударе клапана, необходимо по периметру клапана предусмотреть прокладки из мягкой резины. Дно бункера, воспринимающего основные удары, необходимо выполнить из листовой стали или котельного железа, уложенного на перфорированную листовую резину толщиной 15...25 мм (рис. 71, б). Боковые стены бункера оклеивают листовой резиной для восприятия ударов, отскакивающих от дна предметов. Пол бункера следует выполнять на упругих прокладках.
 Учебно-исследовательская работа
 1. 	Используя метод, описанный в § 25, определить составляющие шума (воздушный и структурный шумы) в помещении, расположенном рядом с каким-либо шумным помещением. Оценить точность данного практического метода при различной интенсивности воздушного и структурного шумов.
 2. 	Используя формулы (124), (126) и другие, количественна оценить влияние 5, т, №у, А и Ау на плотность звуковой энергии, проникающей в изолируемое помещение. Доказать целесообразность тех или иных мероприятий в зависимости от конкретных данных.
 3. 	Показать, почему формулы, определяющие виброизоляцию (130) и звукоизоляцию (118), одинаковы. Проанализировать влияние отношения о на виброизоляцию.
 4. 	Показать возможность учета в практических расчетах виброизоляции только вертикальных колебаний, т. е. возможность рассмотрения системы с одной степенью свободы. Для этого необходимо выполнить расчеты для системы с шестью степенями свободы, используя дополнительную литературу, указанную в § 26.
 5. 	Аналогично § 27, определить мероприятия по борьбе с шумом лифтовых установок. -Для этого желательно проведение натурных измерений с оценкой составляющих воздушного и структурного шумов.
 6. 	Аналогично § 27, определить мероприятия по борьбе с шумом вентиляционных установок. Мероприятия по уменьшению шума, рас- пространяющегося в каналах, указаны в [15].
 1711

ГЛАВАХ
 СТРОИТЕЛЬНО-АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ШУМОМ
 § 28. Определение ожидаемых уровней звукового давления в производственных помещениях
 В производственных зданиях различают воздушные, ударные и структурные шумы. Для одноэтажных производственных зданий более характерны воздушные шумы, распространяющиеся от источника по воздушной среде. Ударные и особенно структурные шумы более существенны в многоэтажных зданиях. Вибрация инженерного и технологического оборудования, удары, воздушный шум возбуждают колебания несущих и ограждающих конструкций, которые в свою очередь излучают шум даже на значительном расстоянии от источника возбуждения колебаний.
 Следует отметить, что возможности улучшения шумового режима при комплексном применении строительно-акустических методов (звукоизоляция, звукопоглощение, экранирование, рациональное архитектурно-плани- ровочное и конструктивное решение) часто используются не полностью или не используются вовсе, что приводит к существенному удорожанию мероприятий по борьбе с шумом.
 При проектировании и расчете шумоглушения строи- тельно-акуютичеюкими методами необходимо прежде всего определение ожидаемых уровней звукового давления в производственных помещениях до осуществления мероприятий по борьбе с шумом.
 Наиболее полной акустической характеристикой источника шума является звуковая мощность № (см. § 3 и 6). Эта характеристика шума .практически не зависит от особенностей .помещения, т. е. звукопоглощения, архитектурно-планировочного решения и т. д. Если измерять не только уровень звуковой мощности, но и распределение уровней, по октайным полосам частот ‘(октавные уровни звуковой мощности), а также характеристику направленности излучения, то этих данных достаточно для определения уровней и спектров шума, создаваемых источником в любом производственном помещении. Поэтому данные характеристики должны быть указаны в технической документации заводов-из-
 172

готовителей, выпускающих технологическое оборудование.
 Уровни звукового давления в расчетных точках определяют в зависимости от взаимного расположения расчетных точек и источников шума. Внутри помещений расчетные точки обычно выбирают на рабочих местах, расположенных в зоне отраженного от ограждающих поверхностей звука и в зоне как отраженного, так и прямого звука, т. е. в непосредственной близости от источника. В обоих случаях расчетные точки должны быть расположены на уровне головы работающего (на высоте 1,2...1,5 м от пола).
 Зона отраженного звука - определяется величиной предельного радиуса гпр (см. § 6), т. е. расстоянием от источника, на котором уровни звукового давления отраженного и прямого звука равны. Согласно формуле (70), гпр характеризуется величиной В — постоянной помещения:
 В аср 50бщ( 1 — аср), 	(140)
 где
 асР 	 (141)
 средний коэффициент звукопоглощения помещения; а — коэффициент звукопоглощения поверхностей, определяемый по табл. 1 приложения V; тв — показатель затухания звука в воздухе, м”1; Ср — длина среднего свободного пробега в данном помещении, м; 50бщ — общая площадь ограждающих поверхностей.
 Пример. Определить предельный радиус для источника шума, расположенного в механосборочном цехе с размерами 24X12X4,4 м на частоте 4000 Гц.
 По табл. 1 приложения V находим значение а0,13. По табл. 3 приложения I показатель затухания звука в воздухе на частоте 4000 Гц при относительной влажности воздуха . срв 40 тв 0,0075. Объем помещения У 1267 м3. Площадь ограждающих поверхностей 50бщ 893 м2. Длина среднего свободного пробега ср 4К5общ 4-1267893 5,67 м.
 Коэффициент звукопоглощения помещения аср 0,130,0075X Х5,670,17. На частоте 4000 Гц -постоянная помещения Б0,17х X635(1—0,17) 183 м2 и гпр V18350 1,9 м.
 На расстоянии от -источника,, большем гпр, можно предположить, что звуковое поле диффузно; в этом случае уровень звукового давления Ь связан с уровнем звуковой мощности Ьуз зависимостью (66). Таким образом, зная по паспорту данной установки уровень зву¬
 173

ковой мощности, можно определить уровень звукового давления.
 Данная формула расчета уровней звукового давления, основанная на статистической теории, в плоских и длинных помещениях дает заниженные значения уровней в ближней к. источнику части помещения и завышенные— в дальней. Спад отраженной энергии по мере удаления от источника объясняется увеличением длин пробега отраженных звуковых волн и рассеиванием отраженной энергии за счет расширения фронта звуковой волны (см. § 7). Например, в низких помещениях со звукопоглощающими потолками энергия первых отражений, составляющая значительную часть всей отраженной энергии (см. § 6 и 7) , практически остается в ближней к источнику зоне. На удаленные участки поступает энергия более поздних отражений и энергия первых отражений от ближних к рассматриваемой точке поверхностей.
 Неравномерность распределения звуковой энергии также часто создается за счет того, что отдельные локальные участки поверхностей, влияющие на формирование отраженного поля, имеют коэффициенты звукопоглощения, значительно отличающиеся от среднего.
 Если в помещении имеется несколько источников шума с известными уровнями звуковой мощности, то уровень звукового давления в расчетной точке может быть определен по формуле
 где ЬШк — октавный уровень звуковой мощности 6-го источника шума, дБ; Фк — значение фактора направленности 6-го источника в направлении расчетной точки; гк — расстояние от акустического центра 6-го источника до расчетной точки; за акустический центр обычно принимается проекция на пол геометрического центра источника шума.
 Следует отметить, что при большом числе источников в помещении, имеющих близкие уровни звуковой мощности, уровни звукового давления в различных точках примерно одинаковы. Отраженное звуковое поле можно считать диффузным независимо от формы помещения и звукопоглощения в нем, так как наложение звуковых
 174
 В
 4

полей, создаваемых источниками, расположенными в разных местах, ведет к выравниванию распределения энергии отраженного звука.
 Таким образом, зная паспортные характеристики шума источников, их количество й расположение в помещении, можно определить суммарные уровни звукового давления (а также спектры), которые сравниваются с допустимыми уровнями. В табл. 22 [10] приведены частотные характеристики допустимых уровней звукового давления на рабочих местах предприятий и цехов.
 Если источники шума расположены в смежном с изолируемым помещении и воздушный шум проникает через ограждающие конструкции, то ожидаемый уровень звукового давления, дБ, в каждой полосе частот в изолируемом помещении будет равен:
 1 1т-А1„-10 1ёДи 6; 	(ИЗ)
 АЬт 10ё Вш - 101ё 5 ?, 	(144)
 п 	0,11
 21)
 10 	—суммарный октавный уро-
 к1
 вень звуковой мощности, излучаемой всеми источниками, находящимися в шумном помещении, дБ (определяют по рис. 6); п—общее количество источников в шумном помещении; Ви и Вш — соответственно постоянные изолируемого и шумного помещений в данной октавной полосе частот, м2; 5 — площадь рассматриваемого ограждения или элемента ограждения, через которое шум проникает в изолируемое помещение, м2; Я — изоляция воздушного шума этого ограждения или элемента, дБ (определяют в соответствии с гл. VII).
 Пример. Лаборатория запроектирована в механическом цехе. Разделяющая стена предусматривается из гипсобетона толщиной 80 мм. В цехе предполагается установить 20 одинаковых станков с известными по паспорту октавными уровнями звуковой мощности. Определить ожидаемые октавные уровни звукового давления в цехе (шумное помещение) и в лаборатории (изолируемое помещение). Размеры цеха 25X10X4 м, а лаборатории 6X6X3 м.
 Для октавных полос 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц уровни звуковой мощности соответственно равны 93, 98, 101, 103, 100, 95, 88 и 88 дБ.
 Суммарный октавный уровень звуковой мощности для всех 20 станков равен [по формуле (26)]
 175

Для рассматриваемых частот значения равны 106 (9313),
 111, 114, 116, ИЗ, 108, 101 и 101 дБ.
 Определяем постоянные помещений. Объем цеха V 1000 м3, площадь поверхностей 5Общ 780 м2, длина среднего пробега ср 5,1 м. „
 По табл. 1 приложений V определяем коэффициенты звукопоглощения поверхностей механического цеха по частотам а 0,1, 0,1; 0,11; 0,11; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14. По формуле (141) вычисляем средние коэффициенты звукопоглощения помещения ссСр 0,1; 0,1; 0,11; 0,11; 0,115; 0,13; 0,17; 0,27. Показатель затухания звука в воздухе принят при относительной влажности 40 по табл. 3 приложения I. Согласно формуле (140) значения постоянной помещения цеха Вш равны 86,7; 86,7; 96,4; 96,4; 101,3; 116,5; 159,7 и 288,5 м2.
 Объем помещения лаборатории У 108 м3, площадь поверхностей 5общ 144 м2, длина свободного пробега сР 3 м.
 По табл. 1 приложения V принимаем коэффициенты звукопоглощения поверхностей а как для помещение управлений и конструкторских бюро равными 0,13; 0,13; 0,13; 0,13; 0,14; 0,14; 0,14 и 0,14. С учетом поглощения звука в воздухе при фв40 аср равны
 0,13; 0,13; 0,13; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,22. Соответственно этому значения постоянной помещения будут Би 21,5; 21,5, 21,5; 21,5; 23,4; 25,4; 27,4 и 40,6 м2.
 Площадь гипсобетонной перегородки, отделяющей изолируемое помещение от цеха, составляет 18 м2. ,Частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой определяем в соответствии с § 18.
 Для октавных полос частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц значения Я получаются равными 33,5; 33,5; 34; 40; 47,5; 55; 62,5 и 65 дБ.
 Определяем значения А по формуле (144). Для частоты 63 Гц АЬЮ 10 86,7—101 1833,5 40,3 дБ. Для остальных частот АЬго равно 40,3; 41,3; 47,3; 55; 63; 72 и 77 дБ.
 По формуле (143) определяем I. Для частоты 63 Гц 1 106—40,3—10121,56 58,5 дБ. Для остальных частот равно 63,5; 65,5; 61,5; 50; 37; 20,5 и 14 дБ.
 § 29. Определение требуемого уменьшения уровней звукового давления
 До выбора мероприятий по борьбе с шумом необходимо определить требуемое снижение уровней звукового давления Др в каждой октавной полосе частот. Требуемое снижение при одновременной работе всех источников шума в помещении, дБ, определяют по формуле
 А 1тр 1-1„, 	(145)
 где Ь — уровень звукового давления, создаваемый всеми источниками шума в расчетной точке; — допускаемый по нормам уровень звукового давления в расчетной точке, дБ.
 176

Допустимые уровни звукового давления и уровни звука на постоянных рабочих местах приведены в [12].
 Пример. Для данных предыдущего примера определить соответствие уровней звукового давления нормативным требованиям для лаборатории и на рабочих местах в цехе, считая, что указанные 20 станков работают одновременно более 4 ч в смену. Характер шума широкополосный, поэтому никаких поправок к нормативным значениям не требуется. Результаты вычислений приведены в табл. 16. Видно, что превышение допустимых уровней звукового давления имеет место на частотах 125 ... 2000 Гц. Если на этих частотах уровень шума в цехе будет понижен, то соответственно улучшится шумовой режим в лаборатории.
 Таблица 16
 Определение соответствия уровней звукового давления нормативным требованиям для лаборатории и цеха
 Наименование
 Значения показателей на среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
 показателей
 63
 125
 250
 500
 1000
 2000
 4000
 8000
 Уррвни
 58,5
 63,5
 65,5
 61,5
 50
 37
 20,5
 14
 звукового
 92,5
 97,5
 100
 102 •
 99
 93
 72
 69,5
 давления,
 дБ
 Допусти¬
 71
 61
 54
 49
 45
 42
 40
 38
 мые уровни
 99
 92
 86
 83
 80
 78
 76
 74
 звукового
 давления,
 дБ
 Превыше¬
 2,5
 11,5
 12,5
 5
 ние допустимых уровней звукового давления, дБ
 5,5
 14
 19
 19
 15
 Примечание. В числителе даны значения для лаборатории, в знаменателе — для цеха.
 § 30. Выбор строительно-акустических, мероприятий по борьбе с шумом
 Основными методами борьбы с производственным шумом являются борьба с ним в источнике, звукоизоляция, звукопоглощение, индивидуальная защита.
 Средства звукоизоляции позволяют весьма существенно ослабить уровень шума как отдельных объектов, так и шумных помещений в целом. Для уменьшения
 177

шума на рабочих местах необходимо ‘ прежде всего локализовать шум в самих установках путем устройства звукоизолирующих кожухов, располагаемых на отдельных узлах. Внутреннюю поверхность кожухов покрывают звукопоглощающими материалами.
 Отдельные шумящие установки могут быть изолированы от остальной площади помещений ограждающими конструкциями. Наоборот, при большом числе интенсивных источников шума и малом количестве работающих целесообразно сделать звуко- и виброизолированную кабину с дистанционным управлением для обслуживающего персонала. Меньшая масса конструкций достигается применением многослойных ограждений, вибродемпфирующих и звукопоглощающих материалов.
 В том случае, когда источник не может быть ни устранен, ни ослаблен, ни- огражден звукоизоляционной преградой, возможна борьба с шумом средствами звукопоглощения. Метод звукопоглощения оправдывает вебя при незначительном «тачальном -звукопоглощении1: средний «коэффициент звукопоглощения в октавной -полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц не должен превышать 0,15...0,2. Необходимо, кроме того, учитывать, что практическая величина уменьшения уровня шума составляет в среднем по помещению 6...8 дБ, что позволяет рекомендовать этот метод при небольших уровнях производственного шума. При больших уровнях шума метод звукопоглощения следует считать дополнительным к другим, более эффективным методам борьбы с шумом.
 Наибольшую эффективность звукопоглощения можно получить в точках, расположенных в зоне отраженного звука (вдали от источников), где звуковое поле полностью определяется плотностью энергии отраженных звуковых волн.
 Снижение уровня шума за счет звукопоглощения увеличивается с уменьшением объема помещений. Однако большее значение, чем объем, играет высота помещения. Эффективность звукопоглощения для производственных помещений с большой площадью пола при относительно небольшой высоте зависит от отношения расстояния между источником шума и расчетной точкой к высоте помещения. Если в помещении расположено большое количество равномерно распределенных по площади пола источников шума приблизительно с одинаковой мощностью, то уменьшение уровня шума за счет
 178

звукопоглощения на рабочих местах (1,5...2,0 м от источника) может достигать 4...7 дБ.
 Звукопоглощающие облицовки выполняют чаще всего в вйде подвесного потолка. Конструктивные узлы подвесных потолков из плит «Акмигран», акминит или жестких минераловатных плит показаны на рис. 72. Широко применяют подвесные потолки из алюминиевых сплавов
 Рис. 72. Подвесные потолки из плит «Акмигран», акминит или плит МВП:
 а — с каркасом из П-образных стальных профилей: б — с каркасом из тавровых стальных профилей; в — с каркасом из двутавровых алюминиевых профьлей; г — со стальным каркасом в двух уровнях из 2-образных и швеллерных профилей; 1 — направляющий или второстепенный профиль каркаса; 2 — лицевые элементы; 3— проволочная подвеска; 4 — дюбель; о — главный профиль каркаса; 6 — профиль-шпонка; 7 — соединительный элемент профилей каркаса; 8 — гребенка
 с звукопоглотителем из минераловатных , плит (рис. 73).
 Для достижения наибольшего эффекта звукопоглощения целесообразно обрабатывать поглотителями не только поверхности потолка. Так, в вытянутых в плане помещениях целесообразно обрабатывать звукопогло- тителями верхнюю»часть стен, а также располагать поперечные кулисы с двусторонним расположением поглотителей. Кулисы представляют собой двусторонний зву- копоглотитель в виде щитов, подвешиваемых к потолку или к верхней части колонн. В цехах квадратной формы
 179

в плане или близкой к ней и в цехах, имеющих значительные площади, целесообразны как поперечные, так и продольные звукопоглощающие кулисы.
 Рис. 73. Подвесные потолки из алюминиевых сплавов: а — с панелями 600X600 мм; б — с рейками 300X6000 мм, в —с рейками 100, 	150Х
 Х4500 мм с нащельниками;
 1 	— пружина уплотнения;
 2 	— дюбель-винт; 3 — лицевой элемент; 4 — прокладочный слой; 5 — подвеска; 6 — минеральная вата; 7—соединительная накладка; 8 — несущий профиль; 9 — пружина крепления; 10 — деталь регулировки уровня потолка по высоте; — на-
 щельник
 Дополнительное размещение звукопоглотителя в вид, кулис не только увеличивает площадь поглотителя, но и уменьшает распространение звуковой энергии по длине и ширине цеха, так как кулисы являются одновременно и экранами. Такие же звукопоглощающие кулисы желательны и для разделения (в верхней части) от-
 180

дельных пролетов цеха, если это не противоречит технологии производства.
 В последнее время применяют также звукопоглотители (щиты, конусы, призмы, шары), подвешиваемые к несущим конструкциям покрытий. В помещениях с достаточно диффузным звуковым полем штучные звукопоглотители целесообразно размещать у потолка (на расстоянии до 0,5 м). В цехах, где доля прямого звука преобладает над отраженным, более выгодно размещать штучные поглотители на минимально возможном расстоянии от источника шума.
 Основным критерием для оценки эффективности зву- копоглотителя является частотная характеристика звукопоглощения й ее соответствие имеющемуся спектру шума, т. е. максимальному участку в спектре шума должен соответствовать и максимум звукопоглощения. Следует также учитывать, что ухо человека наиболее чувствительно к звуковым воздействиям в области высоких частот (1000...3000 Гц).
 Рассмотрим некоторые воаможности архитектурнопланировочных решений по борьбе с шумом. С увеличением числа источников шума повышается и уровень шума [см. формулы (71) и (142)]. Поэтому с точки зрения борьбы с шумом желательно уменьшение числа источников шума в помещении, что вызовет сокращение производственной площади. Однако непрерывное развитие производственных площадей и повышение коэффициента использования их (что диктуется технологическими требованиями и имеет большие экономические преимущества) практически исключает этот путь борьбы с шумом.
 Более реальным является группировка оборудования по степени шумности. Если имеется два источника и уровень шума одного превышает уровень шума другого более чем на 6 дБ, то с шумом более слабого источника можно не считаться, так как увеличение общего уровня за счет него будет менее 1 дБ (см. рис. 6). Группирование отдельных объектов и производственных процессов, уровень шума которых превышает основной шумовой фон помещения на 6 дБ и более, а также их полная или частичная изоляция могут дать вполне определенный эффект снижения -шума.
 Частичную изоляцию рабочих мест можно осуществить с помощью экранов. Конструктивно экраны выполняют из стальных или алюминиевых листов толщи¬
 181

ной 1,6...2,0 мм. Поверхности экранов облицовывают звукопоглощающими материалами толщиной 50...60 мм. По периметру листов предусматривается профиль, придающий жесткость конструкции и представляющий собой опору для крепления перфорированного листа, закрывающего звукопоглощающий материал. В необходимых случаях в экранах устраивают окна из оргстекла. По форме экраны могут быть плоскими, Г- и П-образными, в виде замкнутых выгородок и т. д. Форму экранов принимают в зависимости от расположения источника шума по отношению к защищаемым рабочим местам и участкам. Возможно также применение легких передвижных экранов. При монтаже экранов следует обращать особое внимание на устранение щелей между основанием экрана и полом, а также между отдельными секциями сборных экранов, так как даэке небольшие щели значительно снижают эффективность экрана.
 Эффективность экрана можно повысить при его расположении как можно ближе к источнику шума и за счст увеличения размеров экрана. Эффективность экрана в значительной мере зависит от звукопоглощения .в помещении. Использование звукопоглощения позволяет не только повысить эффективность экранирования, но и получить снижение шума по всему помещению. При определенных условиях возможно получить уменьшение уровня шума за экраном до 10...15 дБ.
 Кроме того, можно уменьшить отраженную звуковую энергию, попадающую в область за экраном, за счет расположения звукопоглотителя на соответствующих участках ограждающих поверхностей. Достаточно, чтобы .площадь звукопоглотителя была в 3...4 раза больше площади открытого проема над экраном.
 Если в помещении есть источники интенсивного шума, которые периодически включаются в течение рабочего дня, то на время работы этих источников они могут быть отделены от основной части цеха передвижными перегородками. Такие перегородки могут иметь звукоизоляцию до 20 дБ.
 Кроме борьбы с шумом в самих помещениях необходимо учитывать и то влияние, которое они оказывают на менее шумные помещения. Часто планировка решается только с учетом требований технологии. В результате шумные помещения располагаются рядом с тихими, тяжелое вибрирующее оборудование размещается на междуэтажных перекрытиях и т. п., что тре-
 182

буе г больших дополнительных затрат на повышенную звукоизоляцию, большую жесткость и прочность конструкций. Во многих случаях рациональная планировка без ущерба технологии процесса может принести как уменьшение шумности производства, так и прямой экономический эффект. Таким образом, в здании целесообразно группировать помещения по степени их шумности. Этот же принцип желательно применять к размещению самих зданий на производственной территории, что особенно важно при размещении производства рядом с жилой Застройкой.
 §31. Оценка эффективности строительно-акустических
 мероприятий
 Наибольшую эффективность снижения шума можно обеспечить при комплексном применении строительноакустических мероприятий; особенно на стадии проектирования объектов. Для успешного применения комплекса мероприятий необходимо предварительное изучение условий формирования звукового поля помещения с оценкой величин, составляющих общий уровень звукового давления на рабочих местах. Максимальная эффективность при комплексных мероприятиях обеспечивается совместным использованием рациональной планировки помещений, Группирования оборудования по шумности, звукоизоляции, звукопоглощения и экранирования. Наибольшая величина снижения шума за счет комплексного применения строительно-акустических мероприятий, как правило, в целом по помещению не превышает
 15...20 дБ. Наряду со строительно-акустическими методами необходимо также рассматривать снижение шума непосредственно в источнике его возникновения и в пределах ближнего звукового поля источника (устройство звукоизолирующих кожухов, установка глушителей и т. п.).
 Выбор сочетания и оценка эффективности строит.ель- но-акустических мероприятий для каждого конкретного случая должны определяться расчетами.
 Величина снижения уровней звукового давления, дБ, за счет акустической обработки производственных помещений в зоне отраженного звука равна
 Д110 1ё(ВгВ), 	(146)
 183

где В и В — постоянные помещения до и после акустической обработки.
 Постоянную помещения В вычисляют поэтапно. Вначале определяют эквивалентную площадь звукопоглощения поверхностями, м2, не занятыми звукопогло- тителями:
 А аср (5общ — 5обл), 	(147)
 где аСр (В 50бщ)—средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его обработки; 50бщ— суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения м2; 5обл — площадь звукопоглощающей юблицовки, м2.
 Затем рассчитывают величину суммарного добавочного звукопоглощения, м2:
 А А а0б Абл штя, 	(148}
 где аобл — коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки; Лшт — эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного звукопоглотителя, м2 [12, 15]; п — количество штучных поглотителей.
 Средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения
 аср1 (ЛА А)3общ. 	(149)
 Постоянная помещения
 Вг (Л А А)( 1 - аср1). 	(150)
 Большое значение, как уже отмечалось, имеет правильный выбор звукопоглотителя, причем основным критерием для оценки его эффективности является частотная характеристика звукопоглощения и ее соответствие имеющемуся спектру шума, т. е. максимальной составляющей в спектре шума должен соответствовать и максимум звукопоглощения.
 Использование акустических экранов целесообразно в том случае, когда в расчетной точке уровень звукового давления прямого звука от рассматриваемого- источника значительно выше, чем уровни звукового давления, создаваемые за счет отраженного звука.
 Экраны для снижения шума на рабочих местах рекомендуется применять тогда, когда уровни звукового давления превышают допустимый уровень в пределах.
 10...20 дБ для частотного диапазона выше 500 Гц,
 Собственную эффективность экрана Дэкр (эффективность экрана в свободном «звуковом поле) определяют расчетными методами, основанными на оптико¬
 184

дифракционном представлении картины звукового поля в зоне акустической тени (за экраном), либо принимают по таблицам экспериментальных данных в зависимости от длины и высоты экрана и расстояний от экрана до источника и расчетной точки [15]. Экспериментальное исследование - собственной эффективности экранов производят в специальных заглушенных камерах или сильно заглушенных помещениях.
 В помещениях величина снижения уровня звукового давления акустическим экраном может быть значительно меньше его собственной эффективности: Это объясняется тем, что звуковое поле в закрытом помещении определяется не только величиной энергии, приходя- щей от источника шума, но и отраженной от ограждающих конструкций. Поэтому экраны следует применять только в сочетании со звукопоглощающей облицовкой.
 Величину снижения уровня звукового давления, дБ, в расчетной точке помещения при установке экранов и устройстве звукопоглощающих облицовок определяют для каждой октавной полосы:
 где Ьо — октавный уровень звукового давления в расчетной точке от рассматриваемого источника, дБ; октавный уровень звуковой мощности каждого из источников шума в помещении, дБ; Д.ЭКр — собственная эффективность экрана, дБ; п — общее число источников шума в помещении; В — постоянная помещения до устройства в помещении звукопоглощающих конструкций и экрана; Вх — постоянная помещения после установки -экрана и устройства облицовки звукопоглощающими материалами.
 Постоянную помещения 1 следует определять с учетом дополнительного звукопоглощения, м2, вносимого экранами и вычисляемого по формуле
 М Шё
 (151)
 т
 (152)
 185

где аобл — коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки экранов в исследуемой октавной полосе частот; 5К — площадь к-то экрана, м2 (при двусторонней облицовке экрана ее следует увеличивать в- 1,5 раза); т — количество экранов в помещении.
 Снижение шума на рабочих местах можно обеспечить также с помощью выгородок и перегородок неполной высоты.
 Эффективность снижения шума, дБ, на рабочих местах, защищенных полузакрытыми кабинами-выгородками, приближенно можно оценивать, пользуясь формулой
 А1101е(т1т), 	(153)
 где ц — коэффициент потерь звуковой энергии внутри кабины-выгородки; — коэффициент звукопередачи из объема выгородки в рассматриваемое помещение [см. формулы (78)...(80)].
 Эффективность возрастает при увеличении коэффициентов звукопоглощения внутренних поверхностей выгородки. Возможно использование в отдельных случаях перегородок неполной высоты, разделяющих помещение на части. Эффективность снижения шума перегородкой совместно с частичной облицовкой звукопоглощающим материалом потолка, стен или перегородки можно определять, пользуясь формулами:
 для изолируемой части помещения (без источника шума)
 М2Юё 	(154)
 Хг{у
 для части помещения с источником шума
 ДА Ю1ё-, 	(155)
 ’пУ
 где т, V — коэффициент -потерь »и объем неперегорожен- ного помещения; 1Л, г]2, У2 — соответственно коэффициент потерь и объем части помещения с источником шума и без него; х — коэффициент передачи звуковой энергии через проем над перегородкой.
 Взаимное сочетание строительно-акустических мероприятий по снижению шума в производственных помещениях принимают на основе технико-экономического анализа.
 186

Учебно-исследовательская работа
 1. 	Исходя из соотношений (45) и (53), применяя разложение экспоненты в ряд Тейлора и учитывая малость значения твср, вывести формулу определения среднего коэффициента звукопоглощения (141). Заметим, что с помощью этой формулы эквивалентным образом осуществляется перенос поглощения звука в воздухе на границы объема.
 2. 	Для механического цеха из примера § 28 подобрать по табл. 1 приложения I материал звукопоглощающей облицовки, обеспечивающей максимальное снижение уровней звукового давления на частотах 500 ... 2000 Гц. Оценить эффективность снижения уровней отраженного звука по формуле (66). Сравнить ее с эффективностью, полученной с учетом составляющей прямого звука. Расположение источников принять равномерно в плане помещения, площадь облицовки определить из конструктивных соображений.
 3. 	Оценить влияние звукопоглощения в смежных помещениях на изменение уровня воздушного шума в изолируемом помещении, проникающего через ограждающую конструкцию с определенной величиной звукоизоляции.
 4. 	Основываясь на представлении о стационарном звуковом поле в двух акустически связанных помещениях [см. формулы (78).] и используя преобразование (53), доказать соотношения (154) и (155) для помещения, разделенного перегородкой на неполную высоту.
 5. 	В соответствии с условиями предыдущего пункта обосновать оценку эффективности снижения шума кабинами-выгородками. .
 6. 	Источник интенсивного шума с помощью ограждения отделен от основного цеха. Ограждение, имеющее форму прямоугольного параллелепипеда, содержит технологические проемы. Оценить эффективность снижения шума в зависимости от площади проемов, коэффициента звукопоглощения внутренних поверхностей ограждения и изоляции воздушного шума конструкциями ограждения.
 7. 	Экспериментально оценить собственную эффективность экранов при их различных характеристиках в диапазоне частот 63 ... 8000 Гц, а также эффективность в помещениях различного размера. На основании экспериментальных данных получить определенные зависимости для Д,ЭкР-
 Последние два пункта могут выполняться по линии СНО.
 ГЛАВА XI
 ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ АКУСТИКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
 § 32. Общие принципы построения программ расчета на Фортране
 Подготовка и решение задачи на ЭВМ состоят из ряда этапов, в которые входят математическая формулировка задачи, разработка алгоритма решения, составление программы, отладка программы, проведение решения на ЭВМ.
 187

Математическая формулировка задачи предполагает представление всех -вычислений в виде формул. Методы расчетов строительной акустики удовлетворяют этому требованию, за исключением тех случаев, когда расчет производят с помощью графиков. Зависимости, изображаемые графиками, необходимо аппроксимировать формулами.
 Следующий шаг—разработка алгоритма решения. Под алгоритмом понимают совокупность предписаний, выполнение которых приводит к решению поставленной задачи. Точнее сформулировать алгоритм позволяет составление блок-схемы. Блок-схема также облегчает последующее программирование и эксплуатацию программы.
 Блок-схема алгоритма представляет собой графическое изображение его структуры, т. е. отдельных частей с указанием связей между ними. Изображение производится с использованием определенного набора блочных символов. Вычислительные операции и вообще операции обработки заключаются в прямоугольники. Операции ввода-вывода изображаются в трапециевидных блоках. Последовательность перехода от одного блока к другому -показывают соединительными стрелками. Если блок-схема занимает не одну. страницу,, то приходится разрывать соединительные линии. Тогда на концах разрыва изображаются кружки с одним и тем же номером, о-бозначающие точку разрыва.
 Вычислительный процесс может быть линейным, разветвляющимся, циклическим. При линейном процессе вычисления -проводят последовательно в порядке записи действий.
 Вычислительный процесс называется разветвляющимсяI, если его реализация происходит по одному из двух заранее предусмотренных направлений (ветвей) в зависимости от проверки некоторого условия. Проверяемое условие изображается в блоке в виде ромба, из- которого вцходят две стрелки. По одной стрелке происходит переход при выполнении условия (около стрелки ставится знак «»), а по другой, если условие не выполняется (стрелка помечается знаком «—»). Проверку и выбор ветви проводят в процессе счета.
 Циклы возникают в тех случаях, когда необходимо- несколько раз повторить вычисления, реализуемые некоторой частью алгоритма. Любой цикл состоит из подготовки и тела цикла. Подготовка в основном заклю¬
 188

чается в задании начальных значений величин, которые будут изменяться или использоваться при циклической счете. Например, если в.теле цикла накапливается сумма некоторого набора чисел, то подготовкой является задание начального значения суммы равным нулю, и т. п.
 Любой алгоритм сводится, как правило, к комбинации этих трех вариантов вычислительных процессов и соответствующим образом изображается на блок-схеме.
 Программирование заключается в записи действий, изображенных на блок-схеме, последовательностью операторов языка программирования. В нашем случае используется -алгоритмический язык Фортран-1У в операционной системе ОС ЕС ЭВМ.
 Программа должна удовлетворять требованиям модульности и структурированности. Модульность определяется тем, что программа разбивается на функционально независимые фрагменты (модули) и программирование их производится отдельно друг от друга. Например, программу расчета индекса изоляции воздушного шума перегородкой можно подразделить на две части: построение частотной характеристики изоляции воздушного шума перегородкой и определение на основе п.олученной частотной характеристики индекса изоляции в.
 Непременное условие модульности — каждый модуль реализует строго определенную функцию. На Фортране модуль оформляется в веде подпрограммы. Такой подход делает структуру программ четко определенной, упрощает программирование и особенно тестирование и отладку программ, так как отладка может проводиться независимо для каждого модуля. Кроме того, разработанные подпрограммы могут быть использованы без всяких переделок -при решении других задач, в которых предусматривается использование методов, уже реализованных в виде программного модуля.
 Структурированность выражается в выработке и строгом следовании некоторому набору основных правил программирования. Одинаковые с точки зрения организации процесса выполнения фрагменты программы решаются всегда одним определенным способом. Набор таких базовых (стандартных) конструкций позволяет существенно упростить программирование и отладку, а также чтение и понимание уже разработанных программ.
 189

Прежде всего предусматривается единообразие в программировании ветвлений и циклов. В частности, в Фортране ветвление должно выполняться с помощью логического оператора 1Р. Циклы типа пересчета (когда заранее известно количество повторений) организуются оператором цикла ДО. Если цикл является итерационным, т. е. выход из него осуществляется после некоторого числа повторений, которое может быть различным, то условие выхода проверяется с помощью логического оператора 1Р, располагаемого в начале группы операторов цикла (составляющих тело -цикла). В число операторов цикла обязательно входит оператор, меняющий значение переменной цикла. Переменной цикла является та величина, которая служит признаком выхода из цикла при выполнении в отношении ее условия, зада» ваемого оператором 1Р. Группу операторов итерацион-; ного цикла замыкает оператор перехода СОТО, задающий -переход в начало на проверку условия.
 В принципе почти каждый оператор в Фортране может быть помечен меткой (числом от 0 до 9999), на которую возможен переход в процессе вычислений. Однако во избежание Ошибок, связанных с существующими ограничениями этого правила, и для упрощения последующих изменений при трансформации программы и отладке рекомендуется помечать в программе только операторы продолжения (СОNТINЕ) и формата (РОКМАТ). Оператор продолжения является «пустым» оператором, служащим для расстановки меток. Операторы формата предназначены для организации ввода- вывода, и обращение к ним операторами чтения и печати КЕАБ и ШЮТЕ осуществляется ссылкой на метку.
 Операторы в программном модуле располагаются в такой последовательности. Вначале идут описания типа простых переменных и массивов (КЕАЬ, ШТЕОЕК), оператор функции, операторы задания начальных значений (И АТА). Затем следуют операторы ввода (КЕАБ), группа операторов, исполняемых в процессе решения задачи, и операторы вывода исходных данных и результатов вычислений (ШЮТЕ). В конце располагаются форматы, в соответствии с которыми осуществляется ввод-вывод. 		(
 Если модуль оформляется в виде подпрограммы, то он начинается с заголовка 81ВК01ТШЕ. В этом случае вводимые данные перечисляются в списке формальных параметров. Подпрограмма завершается операто- 190

рами возврата в основную программу и конца программного модуля (ЯЕТОКЫ и ЕЫО).
 Программа решения задачи состоит, как правило, из основной (вызывающей) программы и некоторого набора подпрограмм. Основная- программа управляет ходом решения в целом: организует ввод всех необходи-. мых исходных данных, осуществляет в нужный момент обращение к подпрограммам с помощью оператора вызова (САЫ), а также организует вывод исходных данных и результатов расчета.
 Вызывающая программа и подпрограммы являются самостоятельными программными единицами (модулями), поэтому все обозначения (имена переменных, метки и т. п.) считаются локализованными внутри модуля и
 Рис. 74. Блок-схема расчета частотной характеристики изоляции воздушного шума массивной конструкцией
 191

никак не влияют на выполнение других модулей. В частности, вход в подпрограмму осуществляется толь-, ко через ее начало с помощью оператора вызова, а возврат в вызывающую программу произойдет только тогда, когда в процессе вычислений в подпрограмме встретится оператор возврата. После 	возвращения в
 основную программу следующим будет выполняться оператор, расположенный сразу после оператора вызова.
 Отладка программы заключается в проверке правильности исполнения тестовых примеров. Набор тестов должен охватывать все возможные пути решения.
 Для того чтобы метод расчета, реализованный на ЭВМ, мог использоваться многими пользователями, он должен сопровождаться описаниями. В состав описаний включаются блок-схема, текст программы, таблица соответствия обозначений в блок-схеме и программе, пример расчета и поясняющий текст.
 § 33. Расчет изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями
 Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума массивной ограждающей конструкцией, выполненной из кирпича, бетона и т. п., может быть
 Таблица 17
 Обозначения переменных в блок-схеме и подпрограмме определения частотной характеристики изоляции воздушного шума массивной конструкцией
 Наименование показателей
 Обозначение
 показателей
 Пределы
 изменения
 в блок- схеме
 в программе
 величин или индексов
 Плотность, кгм3
 V
 О
 Толщина конструкции, м
 к
 н
 Частотная характеристика изо¬
 д«
 Я(1)
 11,.... 18
 ляции воздушного шума дБ Среднегеометрические частотк
 и
 Р(1)
 ,..., 18
 третьоктавных полос анализа Гц
 Ль
 РВ
 Частота, соответствующая точке В графика частотной характе¬
 ристики (см. рис. 46), Гц
 Значение изоляции воздушного
 Яь
 яв
 шума в точке В, дБ
 192

осуществлено с использованием подпрограммы 1 (О, Н} Я). Блок-схема подпрограммы приведена на рис. 74, обозначения — в табл. 17. Исходными данными для расчета являются плотность и толщина конструкции, а результатом выполнения — массив значений Ни
 Программа определения частотной характеристики изоляции воздушного шума массивной конструкцией
 я Е А I. 4(18)
 К Е АО(5 100) С,Н САН К1
 и«1ТЕ(6,110) И 1 00 ЮКМАТ (I Р 1 0 . 	)
 110 ЮЙМАТ С-9Р6. 1 ) «.ТОР Е.Ч0
 Я)ВИ0иТ1МЕ В1(0,Н,К)
 ЬЕА1 С , Н
 Д1Н1 2°;;1?о::’г6?бЛ?°боЬ“?бо?г55г?;згоо..«Ьо..5ооо.
 РВг0.5АЮС10(СН-13.
 »В152.-110.АЮС10(НАМ1М1(1вОО.»
 (АМАХ1(С,1200.)))-1200.)200.
 00 	3-0 1 1 , 1 в
 1 	К Р ( I ) . 1Е.Р В) СОТО 20 Р(ПЧВ 25.АЮС1ОР(1Р0
 1 М «(I .О Т.60 . К ( I )60.
 СОТО 30
 20 С0НТ1Я11Е В {I К В 30 СОИИИШЕ Я Е Т и К N ЕМЬ
 Пример выполнения программы
 Исходные данные: 	0 2400 кгм3; 	Я0,14 м
 38,8 	38,8 	38,8 	38,8 	38,8 	41,5 	43,9 	46,4 	48,9
 51,5 	53,9 	56,3 	59,0 	60,0 	60,0 	60,0 	60,0 	60,0
 В -подпрограмме формируется массив частот, состоящий из 18 значений. Вычисляются значение изоляции воздушного шума и частота, соответствующие точке В графика частотной характеристики, (см. § 18, рис. 46). При этом используются формулы, полученные в результате аппроксимации графиков Кь и В формуле для (ь учтено условие, что если 1200 кгм3 или у 1800 кгм3, то следует принимать ь соответственно при у 1200 кгм3 или 1800 кгм3.
 В цикле вычисляют массив из 18 значений Я1. Последовательность вычислений такова. Сначала принимают 1. Проверяется условие 	Если 	условие
 выполнено, то осуществляется переход к метке 20 и при-
 7—1744
 193

Рис. 75. Блок-ъхема расчета частотной характеристики изоляции воздушного шума тонкой конструкцией из металла, стекла и др.
 194

нимается КНь. Если же условие йе выполнено,, то 1 будет вычислено по формуле ?1 ?Ч25 1(Ьь)- Причем следующим шагом будет проверка 160. Если
 Таблица 18
 Обозначения переменных в блок-схеме и программе определения частотной характеристики изоляции воздушного шума тонкой конструкцией
 Обозначение
 показателей
 Пределы
 изменения
 Наименование показателей
 в блок- схеме
 в программе
 величин или индексов
 Тип материала конструкции, задаваемый порядковым номером материала по табл. 2 приложения IV
 .к
 Т1Р
 Толщина конструкции, м
 к
 Н
 Массив коэффициентов для определения частоты, соответствующей точке В графика частотной характеристики в зависимости от типа материала и толщины конструкции
 Р Ьк
 МРВ(К)
 к 1,..., 6
 Массив значений изоляции воздушного шума различными материалами в точке В (см. рис. 47), дБ
 Ньк
 МНВ (К)
 к 1,...,6
 Массив значений изоляции воздушного шума в точке С, дБ
 Не к
 МКС(К)
 61,...,6
 Частотная характеристика изоляции воздушного шума тонкой конструкцией, дБ
 1, ...,18
 Частота,, соответствующая точке В графика частотной характеристики (см. рис. 47),, Гц
 }ь
 РВ
 Изоляция воздушного шума, конструкцией на частоте {ь, дБ
 Гь
 кв
 с2}ь
 Частота, соответствующая точке €, Гц
 с
 РС
 Изоляция воздушного шума на частоте и дБ
 Го
 вс
 это так, то принимается К 60 дБ. Оператор перехода СОТО выводит на метку 30, завершающую группу операторов, выполняемых в цикле. После того как вычислительный процесс при 11 прошел по одной из двух ветвей, на единицу увеличивается значение индекса. При 1 2 опять проверяется условие 	и 	вычисли¬
 7
 195

тельный процесс проходит по той же схеме, и т. д. При 1 18 вычисления будут выполнены в последний раз и будет определено значение ?18 и произойдет возврат в основную программу.
 Для выполнения контрольного примера вызывающая программа имеет самый
 простой вид. Она содержит описание массива {?;}, оператор чтения с «перфокарт двух чисел по формату с меткой 100, операторы вызова подпрограммы Я и печати массива {Яг} по формату с меткой 110. Завершают вызывающую программу, как обычно, операторы ЗТОР и ЕЫЬ. Исходные данные контрольного примера: 	у 2400 кгм3; А
 0,14 м.
 Частотная характеристи- . ка изоляции воздушного шума тонкой конструкцией из металла, стекла и т. п. может быть определена с помощью подпрограммы К2 (Т1Р, Я, 7?). Исходными данными для расчета являются тип материала, задаваемый порядковым номером материала в табл. 2 приложения IV, и толщина конструкции. Блок-схема метода расчета показана на рис. 75, список обозначений приведен в табл. 18. В подпрограмме заданы массивы значений Къ и с (см. § 18) для шести типов материала ограждения, а также коэффициенты для определения частоты 1ь. Видно, что чис- ловые массивы могут быть заданы или с помощью оператора И АТ А, и-ли непосред¬
 Рис. 76. Блок-схема вычисления
 196

ственно оператором опйсания типа, как это выполнено при описании массива частот.
 При исполнении подпрограммы последовательно вычисляются значения ь, Кы Кс, коэффициенты наклона А и И графика частотной характеристики. Затем в цикле вычисляется массив {Ь18. Вычисление Кг при каждом 1 производится по одной из трех формул в зависимости от того, какому интервалу значений принадлежит -частота (гьу ьЬ1с или •). В качеству примера рассчитана частотная характеристика перегородки из силикатного стекла (ТГР 3) толщиной 6 мм.
 При расчете звукоизоляции стены с плитами на относе к частотной характеристике изоляции воздушного
 1 	]
 К, (Уц ()(х3 -хЬ1)
 1
 г
 1
 II
 ктС-и--ч- )(]-ы
 К1у1 - М-уГт1,] 	-1)
 ь2 V- -к2 Х]
 Ь2 - У у — к2
 1
 1
 -К, X]
 х 1
 ч—
 II
 Кз (У2 -У1 )СШ -111} _ )
 У2 Кт ■ х Ь2
 У, К, х Ь
 Ь3 У2 - Кз 1111
 А К К3 111 Ь3
 ДП 1111П (12, тах (0. Д К))
 А
 поправки АЙ для стены с плитами на относе с двух сторон
 197

Таблица 19
 Обозначения переменных в блок-схеме и подпрограмме определения повышения изоляции воздушного шума АН стеной при устройстве плит на относе с двух сторон
 Наименование показателей
 Обозначение
 показателей
 Пределы
 изменения
 в блок- схеме
 в программе
 величин или индексов
 Тип перекрытия: 1 — перекрытие с полом на звукоизоляционном слое; 1 — 2 — перекрытие без пола на звукоизоляционном слое
 1
 Т1Р
 1 или 2
 Поверхностная плотность несущей плиты перекрытия, кгм2
 Р
 , Р1
 Поверхностная плотность стены, кгм2
 Р2
 Р2
 Скорость продольных волн соответственно в несущей плите и поперечной стене (табл. 1 приложения IV), мс
 Си С2
 си С2
 Толщины плиты перекрытия и стены, м
 Ь,2
 т, Н2
 Отношение поверхностных плотностей плиты перекрытия и стены
 т
 м
 Коэффициент (3
 р
 ВЕТА
 Массив значений га, соответствующих графикам рис. 4-9
 Шг
 ММ(1)
 1 1 	4
 Массив значений переменной х, соответствующих вначениям (3 0,2; 0,4; 0,8; 6,4; 10
 Хг
 МХ(1)
 1 	7
 Поправка- на повышение изоляции воздушного шума плитами на относе с двух сторон, дБ
 АН
 йЯ
 0Д12
 Массивы узловых значений поправки АН соответст¬
 14
 МУ 1(1, )
 4,
 1,7
 венно при перекрытии с полом на Звукоизоляционном -слое (1) и без звукоизоляционного слоя, дБ
 у з
 МУ2{1, )
 11,4, .7
 Коэффициенты линейной
 К1, К2, КЗ
 аппроксимации графиков рис. 49
 1 2, 3
 В1, В2, ВЗ
 198

шума стеной должна добавляться поправка АЯ, характеризующая увеличение изоляции за счет устройства плит на относе (см. § 19, рис. 49). Если расчет проводится с помощью Э1ВМ, то желательно, чтобы поправка также вычислялась программно. Алгоритм определения поправки приведен на рис. 76. Список условных обозначений дан в табл. 19.
 Программа определения частотной характеристики изоляции воздушного шума тонкой конструкцией I
 I N Т Е С Я Р. ТТР ВЕДЬ КИ»)
 КЕ0( 5,200 Т I Р . Н САН К2(Т1Р«Н. Я)
 ияхтЕСб.гЮ) я
 200 РОРМАТ( X 9 . Р 1 1 . 4 ) 210 РОЯМАТ(9Р6.1) 5Т0Р ЕЮ
 ЗиВКОЫПМЕ Я2(Т1Р,Н.Я
 I N Т Е С Ь П ЦР Я Е А I Я ( 1 8 )
 КЕМ Н Р В ( 6 » Н Я В ( 6 ) .МЯ С С А)
 ОАТЛ МРВ36.17, 1 1 . 1 9 .
 ОАТ А МКВ39. , 32. , 35.. 37 . , 236 .
 оата мяс31..гг..29.»з«зо.
 ВЕА1 Р С 1 8 1 00 . « 1 25 . , 1 60. , 200 . 250. г 320. . .00 . » 		.
 •500. 630.,800.,1000.»1250.»1600.«2000.2500.»3 2.00.4000.’г5000« РВ-МР В С ТIР М РС2.0РВ РВ МКВ(ТIР )
 К С К (К ( Т I Р
 016.67
 1Р(Т1Р.Е0,3.0Р.Т1Р.Е0.4 013.33 А(КС-РВ)0 . 3
 00 	3 0 1 1 , 1 8 1МР(1.СТ.Р8 СОТО 10 Я(1)Р-0АЮ610-(РВК1))
 600 3 0.
 10 С01И11Е
 • 	IР Р I.СТ.РС СОТО 20 К(ПНВ АА10С10(Р(1Р8}
 СОТО 30 20 СОИИМЫЕ
 Я(1Я026.57А1.0С10Р(1РС
 .30 СОЮIНУЕ
 Пример выполнения программы Исходные данные: Т1Р 3; Я0,006
 21.7 	23,0 	24,4 	25,7 	27,0 	28,4 	29,7 	31,0 	32,3.
 33.7 	35,0 	33,1 	30,9 	29,0 	31,6 	34,4 	37,0 	39,6
 Каждое из двух семейств кривых рис. 49 задается массивом значений, определенных в семи узловых точках р 0,2; 0,4; 0,8; ...; 6,4; ‘10, т. е. величина 3 каждый раз удваивается (исключая последнее значение).• На- •пример, семейству сплошных кривых соответствует массив ТИ УД а графику при т 0,5 — первая строка этого массива. Следует помнить, что двумерные массивы при задании их значений в црограмме оператором описания типа или оператором начальных значений ОАТА запи-
 199

-сываются по столбцам. Для удобства вычислений введена промежуточная переменная х, связанная с величиной (3 соотношением х (30,2)0,3. В частности, при 3 0,2; 0,4; ... 6,4; 10 переменная х принимает значения 0; 1; 2; ...; 5; 5,7, которые составляют массив МХ.
 •После того как вычислены т, р и определяются те соседние значения Х}- и х из массива МХ, в интервал между которыми попадает значение х. Далее определяются те две кривые, между которыми находится значение т. Предполагается, что значения вдоль кривой между ее узловыми точками могут быть определены по линейной интерполяции. Поэтому по соответствующим значениям в соседних узловых точках (при х-1 и х}) вычисляются коэффициенты линейной интерполяции для нижней (к, Ъ) и верхней (62, Ь2) кривых. Потом для данного х вычисляются значения поправки (VI и У2) на нижнем и рерхнем графиках. .На последнем шаге также на основе линейной интерполяции вычисляется поправка АЯ. Если расчетное значение т0,5 или 2, то поправка получается в результате экстраполяции за пределы области, ограничиваемой графиками для т 0,5 и т 2. Вследствие повышенной погрешности экстраполяции поправка может оказаться меньше нуля или больше 12 дБ, поэтому в конце подпрограммы производится соответствующая коррекция результата.
 По частотной характеристике конструкции определяют индекс изоляции воздушного шума в (см. § 17). Алгоритм определения в изображен на блок-схеме рис. 77. Требуется найти величину поправки Дв. Для этого нормативная кривая сдвигается вверх или вниз относительно частотной характеристики на целое число децибел так, чтобы среднее неблагоприятное отклонение было близко, но не превышало 2 дБ, а максимальное неблагоприятное отклонение не превышало 8 дБ. Неблагоприятными считаются отклонения вниз от нормативной кривой.
 Изучим принцип построения алгоритма на примере. Допустим, что частотная характеристика лежит выше нормативной кривой. Тогда согласно блок-схеме начальные значения шщраеки Дв и целочисленной переменной тй, служащей признаком выхода из вычислений, принимаются равными- нулю. В цикле для всех 18 частот вычисляются разности 6 между расчетной и нормативной частотными характеристиками. Неблагоприятным отклонениям соответствуют отрицательные значе-
 200

Программа вычисления поправки АД для стены с плитами на относе с двух сторон
 INТЕСЕЙ ИР КЕА0(5,90 ТIР
 «ЕАО (5 г 100 Р1,Р2,С1,С2,Н1,Н2
 САН 0Е1ТАР(Т1Р,Р1 Р2 , С1,С 2 » Н1 , Н 2 , О Н )
 ЫР1ТЕ (6,110) Т I Р Р, ,Р2,С1 ,С2,Н1 .Н2.0Я 90 Р0КМАТ(110
 100 РОРМАТ (6 Р 1 0 . 2 )
 110 Р0КМАТИН1 , I 7 , 3 Е1 2 . 3 7 X , 3 Е1 2 . 3 , 	0В,Р5.1
 5 7 О Р ЕКО
 5иВй01Л I N Е 0Е1ЛАВ(Т1Р, Р1,Р2,С1,С2,Н1,Н2’гОК
 КЕА1 М К 1 ,К2,КЗ I N Т Е С Е Я Т I Р
 КЕА1 НМ(4),МХ(7) , МУ1 (4,7,МУ2 (4,7
 ОАТА ММ0,5,1. ,1.5,2.
 ОАТА МХО , , 1 .,2 . ,3 . ,4 . ,5.,5.7
 ОАТА МУ 19.6,12. ,13.6,14.,7.2,10.3,12.,12.8,
 	5 . ,8.6 ,10,8,11,б,3.2,6.8,9.6,10.6,1.8,5.8,8.6,10. 0.8,5.1,8,1,9.6,0.8,5.1,8.О,9.5
 ОАТА МУ 27.6,11.2,13.2,14.2,5.4,8.8,11.4,12.4,
 3.4,6.6,9,4, 10.8,1.8,5.8,7.4,9. ,0.6,3.6,6.1,7..8, 0. ,3.1,5.3.7.2,0. ,3.1,5.27.
 М Р1 Р 2
 ВЕТАМ50ЯТ((С1Н1С2Н2)3)
 Х АЮС10(ВЕТА0-20.3 X АМI N 1 (5,7,АМАХ1 (0 . ,X ))
 0 0 10 К 2 , 7
 0 	К
 1 	Р (X . 1Е . МХ(Ю СОТО 2 О 10 С0МТ1МЦЕ
 20 СОМТ I М)Е
 00 	30 К 2,4
 1 	К
 IР(М . Ь Е.ММ( О ) СОТО 40 30 С0ГЛ1ГШЕ 40 СОМЦМЦЕ
 I 	Р(ТI Р.МЕ,1 СОТО 50
 К 2 (М У1 (I ,ЗУ -МУ 1 С1-1 (МХ(0 -МХ N-1 ) К1(МУ1(1-1,0-МУ1(1-1,,)-1(МХ(.Л-МХи-1
 В2 МУ1 ( I , ,М-.сгМХи
 М МУ1(1-1,.1)«1«МХ(,
 СОТО 60 50 СОЫТ1М1Е
 К2(МУ2(1 Л“МУ2С1 «3-1 (МХ(,)-МХ(. -1 )
 К1«( МУ 2(1-1,Л)-МУ2(1-1-1(Н.(.)-МК-1)
 В2 МУ2(I,0 -К2МХ(3)
 В 1 М V 2 (I -1,0)- К1 М X СО )
 60 СОИИЕ У2К2ХВ2 У 1 К 1«Х В1
 КЗ-(У2-У1)(ММ(I)-ММ(1-1 ) )
 ВЗУ2-КЗММС1
 ов юм в?
 О 	Я А М I М1 (12. , (А К А X1 (0 . ,0 ?)))
 К Е Т и д N ЕИО
 г 0.336Е 03 	0.336Ё 	03 	0.370Е 	04 	,
 0.370Е 04 	0.140Е 	00 	0.140Е 	00 	0В
 ния разностей. Накапливается их сумма и определяется максимальное по абсолютной величине значение неблагоприятного отклонения. После выхода из цикла вычисляется среднее неблагоприятное отклонение как отношение модуля суммы неблагоприятных отклонений на число частотных полос анализа. Так как расчетная кривая, по предположению, лежит полностью над нормативной, то значения 5 и бшах равны нулю. Так как и тй 0, то вычислительный процесс беспрепятственно •пройдет цепочку из трех расположенных по вертикали проверок (см.; блок-схему) и значение Дв будет увеличено на единицу, т. е. Дв 1. Пооле этого осуществляет-
 201

Тис. 77. Блок-схема вычисления индекса изоляции воздушного
 шума в
 202

Программа вычисления индекса изоляции воздушного-
 шума Iв 	]
 КЕА1 I в
 Я Е А I. К (18)
 Я Е А О (5100) К _ САН 1И0ЕХВ(Я,1В
 10 РОКМАТ?Р5,2
 • 	5Т0Р ЕМО
 зивроипме №Еквк,хв)
 КЕАС й (1 8 ) , ЙВ(18)РИ8
 КЕА1 ОМАХ01В1В
 I 	N Т Е О Е Ч ’Р (18)
 ОАТА Р 1 00 , 1 25 » 160,200,250,320,400.50О
 бзо,8оо,юоо,1250,1 бо о,гооО25оо1эгооД0ОО5ООО
 ОАТА КВ27, ,32. .37. ,42. ,45.,48.,
 ‘51 . 53 ,, 5 5 ., 5 56. ,55 ,, 54 ,, 52 ,, 50,
 IN00
 10 С О N Т I N Ц Е 51)М 0 , О О М А X О ,
 00 30 11,18
 0 	I ) ? 3 I - ( К В (I ЙI. В
 .1 Р ( О С I .СЕ.,0,0) СОТО 30 11Н11М-Ю ( I )
 1Р(Э(I.IТ.ОМАХ) ОМА 0(I)
 30 С ОЧ Т I N1]Е
 5АВ5(БЦИ)18,
 ОМ А X А 3 ( ОНА X )
 1 	с(5,СТ .2,0,0«.ОМАХ. СТ,8 , бОТО- 40 1Р1М0.Е0.г СОТО ’ 5 О 1Р(1.ЧЭ.ЕС,1) IN0 2
 01ВЭ1В41,О СОТО 45 4 0 СОМ I МЕ
 1РС1М0.Е0,0 I N Ог 1 01В01В-1,О А 5 С0.ЧТ11Е СОТО 10 50 СОМТЦЕ
 I 	350,019 ЫЧ1ТЕ (6,105)
 00 5 11,18 X И ( I ) - В В ( I чкв(I♦оив „ и1ТЕ(6,110 ЪМ1,ЯС1),Ш1,ХУ10,
 Уг?1ТЕ(6,115 I В » ОIВ , ОНА X 105 ЮРНАТ (1Н1 , 9Х, » I » ,ЗХ, » Р (1) » ,6Х, »ПП » ,5Х
 «вI) г ,з.х,»жп-«в(1 , • квио.В,зХ 0(- 110 Р0ННАТ(1Л0,110,17,5М0.1)
 115 РОЯМАТ(1Н 0,7 X, 	1В«Р51Г ОиВ«,11
 	0МАХ»»,Р5.1
 .КЕти
 5Л0
 ся возврат на- вычисление среднего и максимального отклонений уже при сдвинутой на величину Дв ‘нормативной кривой. Если на этом шаге 52 и бшах8, то опять Дв увеличивается на единицу, и т. д. до того момента, когда среднее неблагоприятное отклонение будет больше 2 или максимальное неблагоприятное отклонение— больше 8. Тогда выполняется присвоение тс1 1 и делается обратный сдвиг нормативной кривой внрз на 1 дБ, что достигается уменьшением на 1 дБ но- правки Дв. При новом пересчете произойдет выход на присвоение Ш2 и поправка Дв опять увеличится на 1 дБ. Соответственно опять будет 52 или бшах8 и вновь поправка Дв уменьшится на 1 дБ Наконец, ©начисления {б} и 5 будут выполнены в последний раз к

по признаку тй 2 произойдет выход на вычисление индекса в и печать результатов.
 Таким образом, требуемое положение нормативной кривой находится путем последовательного сдвига с шагом в 1 дБ на целое число децибел. Признаком оптимального положения сдвинутой кривой служит «заступ»
 Пример выполнения программы вычисления индекса изоляции воздушного шума
 I
 Р(1)
 т
 ЯВ(1)
 т-
 ЯВ{1)
 )()
 ЯВ(1)
 ОЬВ
 1
 100
 27,0
 27,0
 0,0
 16,0
 11,0
 2
 125
 25,0
 32,0
 —7,0
 21,0
 4,0
 3
 160
 31,0
 37,0
 —6,0
 26,0
 5,0
 4
 200
 38,0
 42,0
 -4,0
 31,0
 7,0
 5
 250
 37,0
 45,0
 —8,0
 34,0
 3,0
 6
 320
 40,0
 48,0
 —8,0
 37,0
 3,0
 7
 400
 41,0
 51,0
 —10,0
 40,0
 1,0
 8
 500
 42,0
 53,0
 —11,0
 42,0
 0,0
 9
 630
 37,0
 55,0
 — 18,0
 44,0
 —7,0
 10
 800
 37,0
 56,0
 — 19,0
 45,0
 —8,0
 И
 1000
 42,0
 56,0
 — 14,0
 45,0
 —3,0
 12
 1250
 45,0
 56,0
 —11,0
 45,0
 0,0
 13
 1600
 45,0
 56,0
 —11,0
 45,0
 0,0
 14
 2000
 45,0
 56,0
 —1Г,0
 45,0
 0,0
 15
 2500
 47,0
 55,0
 —8,0
 44,0
 3,0
 16
 3200
 46,0
 54,0
 —8,0
 43,0
 3,0
 17
 4000
 46,0
 52,0
 —6,0
 41,0
 5,0
 18
 6000
 48,0
 50,0
 -2,0
 . 39,0
 9,0
 1В 39,01
 П1В
 —11,0
 ОМАХ:
 8,0
 ((52 или бшах8) на следующем шаге. Затем происходит некоторое колебание относительно этого положе- •ния, сопровождающееся изменением признака выхода из цикла, роль которого выполняет (переменная тй. Завершение вычислений происходит при достижении целочисленной переменной значения тй 2.
 .В точном соответствии с блок-схемой составлена подпрограмма вычисления индекса изоляции воздушного шума ШБЕХВ (Я, 1В). Принятые обозначения приведены в табл. 20. .В качестве контрольного примера вычислений по программе использован пример, разобранный, в § 17.
 Если нет необходимости в распечатке подробной таблицы результатов вычислений, то соответствующая группа операторов может быть исключена из подпрограммы.
 204

Таблица 20
 Обозначения переменных в блок-схеме и программе вычисления 1 в
 Наименование показателей
 Обозначение
 показателей
 в блок- схеме
 в программе
 Пределы изменения величин или индексов
 Частотная характеристика изоляции воздушного шума конструкцией, дБ
 Нормативная частотная характеристика изоляции воздушного шума, дБ
 Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, _Гц Поправка, определяемая сравнением частотной характеристики изоляции конструкции с нормативной, дБ
 Отклонения частотной характеристики от нормативной кривой с учетом смещения последней, дБ
 Сумма неблагоприятных отклонений, т. е. отклонений вниз от смещенной нормативной частотной характеристики, дБ Максимальное неблагоприятное отклонение, дБ
 Среднее неблагоприятное отклонение, дБ
 Отклонения частотной характеристики изоляции от нормативной (без учета смещения), дБ
 Значения нормативной характеристики, смещенной на величину поправки Дв, дБ
 Индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией, дБ
 Я
 Я(1)
 11,..., 18
 Яв1
 ЯВ(1)
 1 	18
 и
 Р(1)
 1 	18
 А в
 01В
 о
 бшах
 5
 Яг—В
 Яв I ‘Ав в
 Щ1)
 ЗЦМ
 БМАХ
 8
 X
 У
 1В
 11 	18
 11, ...,18
 1,.... 18 в 50Дв
 § 34. Расчет изоляции ударного шума междуэтажными перекрытиями
 Индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием у находят по той жеметодике, что и индекс изоляции воздушного шума в. Отличие заключается в том, что неблагоприятными отклонениями частотной ха-
 205

.Вврд{к1},1‘1 Л ♦
 Задание массивов
 1,
 , {‘1)11
 1
 Ау 0,
 111(1 0
 §о - й, бшах - о
 Рис. 78. Блок-схема вычисления индекса приведенного уровня ударного шума
 206

рактеристики считаются отклонения вверх от нормативной кривой. Кроме того, при сдвиге нормативной кривой вверх поправка Ду отрицательна. Расчет производят по
 Таблица 21
 Обозначения переменных в блок-схеме и программе вычисления у
 ь
 Наименование
 показателей
 Обозначение
 показателей
 Пределы
 изменения
 в блок- схеме
 в программе
 величин или индексов
 Частотная характеристика приведенного уровня ударного шума под перекрытием, дБ
 Кг
 же
 ;1,..., 16
 Нормативная частотная характеристика приведенного уровня ударного шума, дБ
 Куг
 ЯУ()
 11 	16
 Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, Гц
 «
 Р(1)
 11,..., 16
 Поправка, определяемая сравнением частотной характеристики приведенного уровня ударного шум4 с нормативной, дБ
 Ау
 01У
 1 1,..., 16
 Отклонения частотной характеристики от нормативной с учетом смещения последней, ДБ
 Сумма неблагоприятных отклонений, т. е. отклонений вверх от смещенной нормативной частотной характеристики, дБ
 Максимальное неблагоприятное отклонение, дБ
 Среднее неблагоприятное отклонение, дБ
 а
 В(1)
 0
 811М
 -
 бтах
 ОМАХ
 Отклонения частотной характеристики от нормативной без учета смещения, дБ
 К—Ку1
 X
 ;1 	16
 Значения нормативной характеристики, смещенной на величину поправки (—Ау), дБ
 —Ау.
 У
 11,..., 16
 Индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием, дБ
 у
 IV
 н
 0
 1 •
 116 третьоктавным полосам частот. Указанные различия учтены при составлении блок-схемы, изображенной на рис. 78. Соответствие обозначений в блок-схеме и программе отражено в табл. 21.
 207

Рис. 79. Блок-схема построения частотной характеристики снижения приведенного урбвня ударного шума перекрытием с-полом на упругом слое
 208

Индекс Iу в контрольном примере вычислен для перекрытия в жилом здании, частотная характеристика которого определена экспериментально. В частности, на
 Таблица 22
 Обозначения переменных в блок-схеме и подпрограмме определения частотной характеристики снижения уровня ударного шума полом на упругом основании
 Обозначение
 Пределы
 изменения
 Наименование
 в блок-
 в про¬
 величин или
 схеме
 грамме
 индексов
 Поверхностная плотность не¬
 Р
 Р1
 сущей плиты перекрытия, кгм2
 Р2
 Поверхностная плотность
 Р2
 конструкции пола, кгм2
 РС
 Поверхностная плотность уп¬
 Рс
 ругого слоя (прокладки), кгм2
 Яд
 Динамический модуль упру¬
 Е
 гости прокладки, Па
 ЕРЗ
 Коэффициент обжатия про¬
 8
 кладки
 Ноо
 Толщина прокладки в необ-
 Но
 жатом состоянии, м
 п
 г(п
 ;1, 16
 Среднегеометрические час¬
 тоты третьоктавных полос, Гц Толщина прокладки в обжа¬
 н
 н
 том состоянии, м
 К
 Коэффициент жесткости уп¬
 к
 ругого слоя, Пам
 о
 р)
 Резонансная частота колеба¬
 ний пола, Гц
 Отношение поверхностной
 71
 ь
 плотности плиты перекрытия к
 поверхностной плотности пола
 А1
 Отношение расчетной частоты
 (X
 к резонансной частоте колеба¬
 ний пола
 Частотная характеристика
 У()
 11, 16
 снижения уровня ударного шу¬
 ма полом на, упругом основа- ■
 нии, дБ
 основе расчета можно заключить, что такое перекрытие не удовлетворяет нормативным требованиям, так как не выполняется условие уун 67 дБ.
 Примером более сложной программы является программа вычисления индекса приведенного уровня ударного шума перекрытия с полом на упругом слое. В ней
 209

Программа вычисления индекса приведенного уровня ударного шума у
 Р Е АI- 1Т йЕА1 Я( 1 6
 РЕАО (5,100) Н С А Ь Ь ГиОЕ X У(«.IV)
 100 РОЯПАТ 15Р5.2)
 5Т0
 ЕНО.
 зивкочтш IНОЕХV 1Р. ] V I АЕАЬ Я(16) ,РV(16) ,0(16)
 РЕА1- ОМ АХ . V , I V
 I NТЕСЕП Р с 16
 ‘ОАТ А р100» 125(16 0,200,250320 , 100,500 ,630,600 ,
 1000 , 1250, 1600,2000.2500,3200
 ОАТ А йУ6»7о. ,69. ,68. ,67. .66 , 6 5 - ,62 39.,5 6 . ,53. »50.Д
 01.У 0.0 1 N00 10 СОМТ 1И11Е
 эипв о.о
 0НДХ0.
 00 	30 181,16
 Р( I) «(I)-ВУ() 0ЬУ ]Г(0( I) .1Е.0.0) СОЮ 30 5ип5им0(I 	•
 IРСР«I).СтгОИАХ» 0НАХ 0(1)
 30 С О N т I НЫЕ в51Ж16.0
 1Р(6.Ст.2.0.0В.ОМАХ,СТ,8,0) СОТО 40 IР(IНО-Еа,2) сото 50 ■1Р( 1М0.Ев.) N0 2 01Лб01Л.0 СОТО 45 40 СОИТ 1М1Е
 1 	Р (1М0.Е Ч,0) IN0 I 0Т 01.У-1.0
 4 5. СО ИТ I НЦЕ СОТО ю 50 еОКТ1Л)Е 1 Уг70,-01.У МР1.ТЕ 16,105)
 00 5 1 1 16 Х И(I)-РV (I)
 УКУ11)-0.У
 нР I т Е (6.110) 1.Р11) Р(1 ,Р-У (» Х,У,01П • 5 СОИТIМУЕ
 УК1 Т Е (6,Ц5) I V , ОЬУ ( ОИАХ 105 РО НМДТ С 1Н1 9Х . Ч . ЗХ • Р С I ) I 6 , 	( I ) I , 5Х , К-Т ( I)
 ЗХ ,КШ-КУМ ) , » КУ(1)-Р1У,ЗХ‘» 0(1) ЧП 110 Р0КПАТ(1Н010175ГЮ.1)
 115 РОЯМАТ 1И0 • • ТУ в •,Р5•1 г 	рЗ,Л1
 » ОМАХв».Р5.1)
 ЯЕТУЧИ
 ЕНО
 210

используются уже две подпрограммы построения частотной характеристики снижения приведенного уровня ударного шума полом на упругом основании (ЯУ1) и определения индекса 1У (ШИЕХУ).
 Блок-схема метода построения частотной характеристики показана на рис. 79. Обозначения на схеме и в программе соответствуют указанным в табл. 22.
 Пример расчета
 индекса у
 I
 Р(1)
 Н(1)
 КУ(1)
 К(1)-
 КУ(П-
 0(1)
 ■КУ(1)
 -ЭЬУ
 1
 100
 62.0
 70.0
 —8,0
 71.0
 —9,0
 2
 125
 62.0
 70.0
 —8,0
 71.0
 -9,0
 3
 160
 62.0
 70.0
 —8,0
 71.0
 —9,0
 4
 200
 64.0
 70.0
 —6.0
 71.0
 —7„0
 5
 250
 66.0
 70.0
 —4.0
 71.0
 —5.0
 6
 320
 66.0
 70.0
 —4.0
 71.0
 —5,0
 7
 400
 70.0
 69.0
 1.0
 70.0
 0.0
 8
 500
 70.0
 68.0
 2.0
 69.0
 1.0
 9
 630
 68.0
 67.0
 1:0
 68.0
 0.0
 10
 800
 68.0
 66.0
 2.0
 67.0
 1.0
 11
 1000‘
 68.0
 65.0
 3.0
 66.0
 2.0
 12
 1250
 66.0
 62.0
 4.0
 63.0
 3.0
 13
 1600
 64.0
 59.0
 5.0
 60.0
 4.0
 14
 2000
 62.0
 56.0
 6.0
 57.0
 5.0
 15
 2500
 60.0
 , 53.0
 7.0
 54.0
 6.0
 16
 3200
 . 58.0
 50.0
 8.0
 51.0
 7.0
 IV 71.0
 ПЬУ -
 -1.0
 ЭМАХ
 7.0
 При обращении к подпрограмме ЯУ1 в нее передаются значения ри р2 Рс, Ра, в, к0. Последовательно вычисляются величины к, к, о, у. Я (см. табл. 22). Затем в цикле строится частотная характеристика (см. § 23, рис. 62). Если ио, то принимается Д1 0. На низких частотах (ог-СЫ АЬг определяется по одной из двух формул в зависимости от того, какому интервалу принадлежит значение . Если Я12 или ?7, то АЬ{ вычисляется обращением к оператор-функции V (х, у), в противном случае — Л40 1д (Ьо)- Оператор-функция вычисляет значение Апо формуле (121) из § 23. На средних и высоких частотах 	значение 	ча¬
 стотной характеристики АЬ{ принимается как минимальное из двух чисел. Первое число Ь определяется так же, как на низких частотах, второе число задается формулой (122).
 Расчет индекса приведенного уровня ударного шума на основе построенной характеристики возможен с ис¬
 211

пользованием подпрограммы ШЭЕХУ при внесении некоторых изменений. Во-первых, за нормативную кривую необходимо принимать одну из частотных характеристик требуемого снижения шума ДЬт, изображенных на рис. 61. Такая характеристика может быть построена программно, если задать, например, ее номер. Во-вторых, за неблагоприятные отклонения должны приниматься отклонения вниз (а не вверх) от нормативной
 Пример выполнения программы
 I
 Р(1)
 Н(1)
 НУ(1)
 Н(1)-
 -КУ(1)
 КУ(1)-
 ПЬУ
 0(1)
 1
 100.
 0.7
 0.0
 0.7
 —8.0
 7.3
 2
 125.
 4.6
 0.0
 4.6
 —8.0
 3.4
 3
 160.
 8.9
 0.0
 8.9
 —8.0
 —0.9
 4
 200.
 12.8
 3.8
 8.9
 —4.2
 —0.9
 5
 250.
 16.3
 7.7
 8.6
 —0.3
 —0.6
 6
 320.
 18.5
 12.0
 6.5
 4.0
 1.5
 7
 400.
 20.4
 13.9
 6.5
 5.9
 1.5
 8
 500.
 22.3
 15.9
 6.5
 7.9
 1.5
 9
 630.
 24.4
 17.5
 6.5
 9.9
 1.5
 10
 800.
 26.4
 20.0
 6.5
 12.0
 1.5
 11
 1000.
 28.4
 21.9
 6.5
 13.9
 1.5
 12
 1250.
 30.3
 23.8
 6.5
 Л 5.8
 1.5
 13
 1600.
 32.5
 26.0
 6.5
 18.0
 1.5
 14
 2000.
 34.4
 27.9
 6.5
 19.9
 1.5
 15
 2500.
 36.3
 29.9
 6.5
 21.9
 1.5
 16
 3200.
 38.5
 32.0
 6.5
 24.0
 1.5
 IV
 62,0
 БЬУ
 8,0
 ОМАХ7,3
 кривой АЬт. Это связано с тем, что в подпрограмме НУ1 определяется не частотная характеристика уровня ударного шума «под -перекрытием, а эффект его снижения. Первое отличие можно исключить, если, например, передавать в подпрограмму номер кривой, с использованием которого может быть построена сама нормативная кривая. Для исключения второго отличия достаточно знак полученной поправки изменить на противоположный. Это эквивалентно тому, чтобы определять у по формуле у 70—Ау.
 Таким образом, при незначительных изменениях подпрограмма вычисления у может быть использована и в данном расчете. Текст программы определения индекса приведенного уровня ударного шума под перекрытием с полом на упругом слое приводится ниже. В качестве контрольного примера использован пример расчета из § 23.
 212

Программа вычисления, индекса приведенного уровня ударного шума под перекрытием
 с полом на упругом основании
 В Е А I. Р1 ,Р2 РС, Е. ЕР5,Н0 РЕА1. 01УС16)
 IN Т Е С Е Я Т I Р
 РЕА0(5,300 Р1 ,Р2,РС.Е,ЕР,Н9 ЯЕАО(5, 30 5) ТIР
 САН «VI Р1 , Р2 , РС ,Е, ЕР5.Н0, ОIУ
 ЫК1ТЕ(6,310) 01У
 САН 1МРЕХ «Т1Р, 01У, 1У
 •300 ГОКМАКбИР.О 305 РОЯМАТ(110)
 310 Р0ЯМАТ(8Р10.2
 5 ТОР ЕМО
 иВЯ0иТ1МЕ ЯУ1Р1,Р2,РС,Е,ЕР5,НЭ,01.У)
 ЯЕА1. О I. У ( 1 6 )
 «ЕА1. К,1,11,12 ВЕАЬ Р (1 6 )
 Ц (X.,У10,А10С10(1.1.Х2 У2У2-г.‘(1.-1.Х)
 О 	А Т А Р100. , 125. ,160., 200. .250. ,320. .00., 80 0 . ,1 ООО., 1 250. ,1 600.,2000.,2500. ,3200. НН0 1 . -ЕР5)
 КЕН
 РО 5(ЗЯТ(»:Р2)6. 2832 Р1О.7Р05ОЯТ(Р2РС)
 I. Р 1 Р 2
 00 	50 11,16
 А1РС1Р0
 		-- 	Р0 СОТО 5
 500 . , 630.
 Р 1 ) СОТО 20 0Р.1.СЕ.7.) СОТО А10С 1 0(Р(I)Р 0)
 I Р Р(I).СТ ОI. У ( I) 0 .
 60Т0 50
 5 	сомтгыиЕ
 Г Р(Р (I) .СЕ I Р I. . 1Е . 2 .
 РиУ( I ЬО,
 СОТО 50 Ю сонттмиЕ
 ОI. V (I 1Н1.,А1.)
 СОТО 50 20 С0МТ1М11Е
 I 	Р ( I . 16 . 2 , .ОК.I.СЕ.7) СОТО
 II 	.0. АЮСГС К I Р 0
 СОТО ,0
 30 СОМТЫЕ М II ( I , А I)
 •0 С0МТ1Н1)Е
 12 20. АЮСЮ(Р(1) ГО) ♦10.
 О 	1.У ( I ) АМI N1 (11,12)
 50 СОНТ I N1)Е
 Ч 	Е Т Ц К N
 Е.КЮ
 АЮС10(Р2РС)-3.
 511ВЯ011ТХМЕ 1М0ЕХУ(Т1Р,Я,IV)
 I 	N Т Е 6 Е Я Т I Р
 В Е А и Я(163,ЯУ16),0(16)
 ЯЕА. ОМАХ , ОI. V , I У
 ВЕА1. Р(16)100.,125.,160.,200.,250.,320.,400.,00. .630.,800.,1000.,1250.,1600.,2000.,2500., 3 200.
 ЯЕА1 КК6)20,,16.,и.,12.,10.,8.
 АЙК(Т1Р •
 00 	1 5 I 1,1 6 1Р(Р(1).кЕ.3 20 60Т05
 К У ( I ) А 2 О , АЮС10(Р(1) 320 .)
 ,СОТО 15
 5 	СОМИТЕ
 ЯУ(1)А ,0.АЮС10(Р(1)320.)
 1Р(ЯУ(1) .IТ.О.) ЙУ(1) 0.0 15 СОИИИШЕ ОIУ 0 . О
 1 	N0 0
 10 С0МТ1ДШЕ 8имо.о
 0МАХ0.
 00.30 11,16 0(1) ЯУ(1)-Я(1)01.У 1Р(0(1).1.Е.0.0) СОТО 30 51Ж 51)мо(1)
 IР(0 (I) .СТ.ОМАХ) ОМАХ 0(1)
 30 СОМИТЕ 5им16.о
 1Р (5.СТ.2.0.ОР.ОМАХ.СТ.8.0) СОТО А О
 I 	Р Х№.ЕО.? СОТО 50 ХМХЫО.ЕО.П 1Ы02 Р1УР1У1.0 СОТО 45 АО СОМТХДШЕ
 1РС1МО.ЕО.О) IN01 Р1.У 01.У-1 . О .5 СОМИТЕ . СОТО 10 50 С О N Т I N11 Е ХУ?0.-01.У ЫЙ1ТЕ (6,105)
 00 60 11,16 Х й (I)-ЙУ(I)
 У ЯУ(1)-01.У
 ЫЯХТЕ (6,110) 	1,Р(1),Я(1),РУ(1),Х,У,0(1)
 6 	0 сонт1М11Е
 ЫЯ1ТЕ (6.115) I У , ЭIV,ЭМАХ 105 РОЯМАТ (1 Н1 , 9Х, » I ,ЗХ, Р (I ) •
 ЗХ, Я(I“ЯУ(1) ,» Я V(I)-О I У 110 РОЯМАТ С 1Н 0,110,Р7.0,5Р10.1)
 115 РОКНА Т (1 НО 7 X, 	1У,Р5.1»
 • ЙМАХ ,Р5 .1)
 КЕТЫЯМ
 Е
 6Х, Я ( I ) ,5Х,ЙУ(Х) ,ЗХ,0(1))
 ОI. У , Р 5 . 1 ,

Учебно-исследовательская работа
 1. 	Составить программу расчета индекса изоляции воздушного шума однослойной массивной ограждающей конструкцией. Выполнить расчеты при разных значениях плотности и толщины конструкции (при этом- поверхностная плотность должна изменяться в пределах от 100 до 1000 кгм2). Построить на основе вычислений графики зависимости величин у Н, в.
 2. 	Используя подпрограммы Я1, ОЕЬТАЯ и ШИЕХВ, написать программу определения индекса изоляции воздушного шума стеной с плитами на относе. На основе данных расчета оценить возможность уменьшения поверхностной плотности стены за счет устройства плит на относе при условии обеспечения требуемого значения индекса изоляции воздушного шума.
 3. 	Используя программу вычисления снижения приведенного уровня ударного шума перекрытием с полом на упругом основании, оценить, в каких пределах изменяется индекс в при варьировании величинами ри Р2 д, Рс.
 4. 	Объединяя подпрограммы ШИЕХВ, ЯУ1 и ШБЕХУ, получить программу расчета индексов в и у для перекрытия с полом на упругом слое. Оценнть, какое из условий ввтр или уутр является определяющим при выборе поверхностной плотности несущей плиты перекрытия.
 5. 	При расчетах изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями в промышленных зданиях частотная характеристика строится для октавных полос частот 63, 125, 250, ..., 8000 Гц.
 По аналогии с подпрограммами Я1, Я2 разработать подпрограммы для построения частотной характеристики в октавных полосах частот.
 6. 	Составить программу вычисления частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией из кирпича, бетона и т. п., содержащей открытые проемы.
 7. 	Разработать программу определения требуемой толщины стены или перегородки по заданным значениям требуемого индекса изоляции воздушного шума вн и плотности у материала стены.

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ БОРЬБА С ШУМОМ В ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВЕ
 ГЛАВА XII
 ОЦЕНКА ШУМА В ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКЕ
 § 35. Источники шума в городах
 Основными источниками внешнего шума в населенных пунктах являются транспортные потоки, железнодорожные поезда, средства воздушного транспорта, а также источники шума внутри групп жилых домов. В -крупных городах уровни уличных шумов (возрастают в среднем на 1 дБ в год и эта тенденция роста сохранится в ближайшие десятилетия, поскольку борьба с шумом в источнике очень затруднена. Поэтому борьба с шумом в градостроительстве весьма актуальна.
 Архитекторы и строители используют следующие методы борьбы с шумами: архитектурно-планировочные (зонирование территории, здания-экраны нежилого назначения, шумозащищенные жилые дома-экраны, выемки, кавальеры, стенки-экраны, полосы зеленых насаждений) и строительно-акустические (устройство окон и наружных ограждений с повышенной звукоизоляцией).
 Рациональное использование архитектурно-планировочных и строительно-акустических методов борьбы с шумом должно основываться на. учете всех основных источников шума и определении ожидаемого шума на территории застройки и в зданиях.
 Шумовая характеристика транспортного потока по ГОСТ 20444—75 оценивается эквивалентным уровнем звука Ьажв (дБА), рассчитываемым по результатам измерений уровней звука на расстоянии 7,5 м от первой полосы движения:
 п
 Аэкв101ё2100-, 	(156)
 1 1
 где Т — период времени усреднения уровней звука, с; и — временной интервал, в течение которого уровень
 215

звука находится в заданных пределах, с; — номер интервала уровней (1, 2, ..., п). Если считать, что Т составляет 100, то и выражают в от Т.
 Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума представляет собой уровень звука постоянного широкополосного неимпульсного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и данный непостоянный шум.
 Таблица 23
 Результаты измерения уровней звука
 Интервалы уровней звука, дБА
 Среднее
 значение
 уровня
 звука
 ДБА
 Количество отсчетов с уровнем 1г
 Время воздействия уровня звука, с
 Время воздействия уровня звука,
 Значение
 38 ... 42
 40
 369
 738
 41
 41 • Ю,0140 410 000
 , 43... 47
 45
 163
 326
 18,1
 572 322:
 48... 52
 50
 142
 288
 16
 1 600 ООО.
 53 ... 57
 55
 123
 246
 13,6
 4 320 000
 58... 62
 60
 70
 140
 7,7
 7 700 ООО
 63... 67
 65
 18
 36
 2
 6 324 000
 68... 72
 70
 15
 30
 1,6
 16 000 000
 Итого . . .
 900
 1800
 100
 36 926 322
 Величину Ьажв определяют на основании измерений уровней звука (дБА) в течение определенного времени, зависящего от интенсивности транспортных потоков п: при лг 1000 едч должно быть произведено 300 отсчетов уровней звука (продолжительность измерений не менее ,10 мин, интервал между отсчетами от 2 до 3 с); при 500 ... 1000 едч—600 отсчетов (продолжительность измерений не менее 20 мин); при п500 едч — 900 отсчетов (продолжительность измерений не менее 30 мин).
 Уровни звука могут записываться на ленте регистратора уровней, считываться с измерительного прибора (шумомера) или регистрироваться специальным счетчиком.
 216

Пример. Определить соответствие транспортного шума допустимому для жилых комнат дома, расположенного в существующей застройке. Измерения шума проводились в дневное время в течение ЗО мин (количество отсчетов — 900).
 Измеренные уровни звука разбиваем на интервалы по 5 дБА и результаты заносим в табл. 23.
 По формуле (156) аэкв 101 —36 926 322 — 56 дБА.
 В соответствии с [15] определяем поправки: характер шума — О дБА, место расположения объекта — 5 дБА, время суток — 10 дБА. Допускаемый уровень Ьажв равен 30 дБА (см. [15]). С учетом поправок Ьаэкв 30510 45 дБА. Следовательно, превышение эквивалентного уровня звука над допустимым составляет 11 дБА (56—45).
 Если определить Ьажв только для последней позиции табл. 23,
 то получим 1лэкв Ю 1д — 16 000 000 52 дБА. Как видно, наибольшее влияние на суммарное значение уровня оказывают максимальные составляющие шума даже при незначительном времени их воздействия.
 Расчетные шумовые характеристики транспортных потоков на расстоянии 7,5 м от оси первой полосы (колеи) движения на улицах и дорогах для условий движения транспорта в час «пик» определяют по табл. 2 приложения VI.
 Шумовые характеристики потоков железнодорожных поездов Ьажв на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей колеи определяют по табл. 1 приложения VI с поправкой по табл. 3 приложения VI. В этих же таблицах приведены шумовые характеристики трамвая и метропоез- дов.
 Шумовые характеристики источников шума внутри групп жилых домов Ьажв на расстоянии 7,5 м от границ источников шума определяют по табл. 4 приложения VI.
 Измерение и нормирование шума самолетов при летных испытаниях регламентируют ГОСТ 17228—78 и ГОСТ 17229—78, а ограничение шума ГОСТ 22283—76. Стандартом установлены допустимые эквивалентные уровни шума, равные 65 дБА в дневное время и 55 дБА в ножное. Кроме того, учитывая неблагоприятное воздействие шума самолетов с большими уровнями даже при одиночных полетах, введено ограничение максимальных уровней пролетного шума величинами 85 дБА днем и 75 дБА ночью .
 	Город и авиацияЯорода А. И., Мельников Б. Н., Черни¬
 ков В. И. и др. М., 1980.
 217

§ 36. Определение ожидаемого шума на территории застройки и в зданиях
 Зная характеристику источника шума, можно определить ожидаемый уровень звука, дБА, в расчетной точке на территории застройки:
 А тер1 А экв — ДА рас — ДА пок 	ДАвоз — ДА зел — 	Аэкр г
 (157)
 где Аэкв — акустическая характеристика источника звука, дБА; Д1а рас — снижение уровня звука в зависимости от расстояния между источником звука и 	расчетной точкой, 	дБА;
 Дапок — снижение уровня звука вследствие влияния покрытия территории травой, дБА; ДДавоз — снижение уровня звука вследствие 	затухания звука в 	воз¬
 духе, д.БА; Д1лзел — снижение Рис. 80. График сниже- уровня звука полосами зеленых ния уровня звука при насаждений, дБА; А,аэкр — сни- удалении от источника жение-уровня звука экранами на шума (за 0 принят уро- ПуТИ распространения звука, дБА.
 “Г,«Т Пр» распространении сфери-
 ческих звуковых волн интенсивность звука изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния г2, а при распространении цилиндрических волн — обратно пропорционально расстоянию г. Поэтому, если -имеется точечный источник шума с известным уровнем звукового давления или уровнем звука на расстоянии г, то уровень Ь, дБ, на расстоянии г будет равен
 Ь 1 —201 (ггг),
 (158)
 т. е. при каждом удвоении расстояния уровень снижается на 6 дБ без учета поглощения звука в воздухе.
 При линейном источнике уровень звука
 1 — 101: (-),
 (159)
 т. е. при каждом удвоении расстояния уровень снижается на 3 дБ. К линейным источникам относят железнодорожные поезда и потоки автомобильного транспорта, а к точечным все остальные источники городского шума.
 218

Для приближенных расчетов можно принять, что величины Длрас, Арапок и Д1двоз в сумме составляют около 5 дБ на каждое удвоение расстояния, начиная с 7,5 м (рис. 80), [11].
 Ожидаемый уровень звука в помещении, дБА:
 где Ьа тер — уровень звука на территории в 2 м от окна помещения, определяемый по формуле (157) без учета снижения уровня звука полосами зеленых насаждений, дБ А (см. § 37); Ааокн — снижение уровня звука конструкцией окна, определяемое по табл. 6 приложения VI, дБ.
 Требуемое снижение уровней звука на территории или в помещении АЬа тр.тер И ДАтр.пом»
 дБА:
 где 1аэкв.доп — допустимый уровень звука, дБА, на территории или в помещении, определяемый по [15].
 Пример. Определить уровень звука на территории застройки от потока пассажирских и грузовых поездов на расстоянии 100 м при интенсивности движения 8 парч пассажирских и 5 парч грузовых поездов и средней скорости движения 60 кмч.
 По табл. 2 приложения VI находим значение Аэ; для пассажирских поездов, равное 75 дБА и 83 дБА — для грузовых поездов. Поправка к этим значениям уровней равна 0 (см. табл. 3 приложения VI). Энергетически складываем уровни 75 и 83 дБА. При разнице в 8 дБА добавка к более высокому уровню равна 0,6 дБ (см. рис. 6). Следовательно, общий эквивалентный уровень будет равен •830,6 84 дБА.Снижение уровня на расстоянии 100 м равно
 19 	дБА (рис. 80), поэтому уровень звука в искомой точке будет равен 84—19 65 дБА.
 1. 	Показать различие между уровнями звука и эквивалентными уровнями звука. Показать невозможность использования эквива- лентных уровней звука для оценки импульсного шума.
 2. 	Используя дополнительную литературу [2, 11, 13], учесть все факторы, влияющие на затухание звука при его распространении над ровной поверхностью. Результаты сравнить с данными рис. 80.
 3. 	Используя дополнительную литературу [2, 11, 13]-, учесть все факторы, влияющие на затухание звука при его распространении в условиях городской застройки. Результаты сравнить с данными рис. 80.
 4. 	Определить эквивалентные уровни звука транспортных потоков на улицах с различной интенсивностью движения, по табл. 1
 окн»
 (160)
 (161)
 (162)
 Учебно-исследовательская работа
 219

приложения VI и ГОСТ 20444—75 и объяснить основные причины возможного расхождения результатов.
 5. 	Показать, как влияет продолжительность измерений уровней звука (см. ГОСТ 20444—75) на точность определения Аэ(в по формуле (156).
 ГЛАВА XIII
 БОРЬБА С ШУМОМ ПРИ ПЛАНИРОВКЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
 § 37. Архитектурно-планировочные методы борьбы с шумом
 Мероприятия по снижению шума в городской застройке и в здандях необходимо предусматривать в проектах по планировке, застройке, озеленению и благоустройству на всех стадиях проектирования. Так, при районной планировке необходимо решить вопрос о размещении аэропортов и транспортных коммуникаций; на стадии разработки генерального плана города — решение планировочной структуры, сокращающей число источников шума и ограничивающей территорию их распространения; на стадии проектирования жилых районов и микрорайонов — решение планировочной и объемно-пространственной композиции застройки и благоустройства, эффективно использующие шумозащитные качества городской среды.
 В процессе формирования генерального плана необходимо создавать карты шума по магистральной сети от предполагаемого транспортного потока. Карты шума- (рис. 81) представляют собой кривые равных уровней шума, нанесенные на схему плана; они характеризую г уменьшение уровня шума при удалении от магистрали [13]. Такие карты позволят более рационально наметить мероприятия по борьбе с шумом как градостроительного, так и административного характера по организации движения городского транспорта.
 При •проектировании городов и других населенных пунктов необходимо осуществлять четкое разделение территории по функциональному использованию на зоны: селитебную, промышленную, коммунально-складскую и внешнего транспорта.
 При размещении промышленных и коммунальноскладских зон следует обеспечивать выполнение норм допустимого шума. В пределах селитебной территории
 220

возможно размещение промышленных предприятий, не создающих уровней шума, превышающих нормы допустимого шума и не требующих устройства железнодорожных подъездных путей. Промышленные и комму- нально-складские зоны, рассчитанные на большие грузопотоки по транспортным магистралям, как правило,, не должны расчленять селитебные зоны на части и вклиниваться в них. Автомобильные дороги I, II и III кате- горий не должны пересекать территории городов и дру-
 Рис. 81. Эквивалентные уровни звука на территории микрорайона (указаны цифрами)
 гих населенных пунктов. В городах необходимо предусмотреть обходные железнодорожные линии для пропуска транзитных грузовых поездов без захода в город.
 Сортировочные станции следует размещать за пределами населенных пунктов, а технические станции и парки резервного подвижного состава — за пределами селитебной территории.
 Железнодорожные линии для грузовых перевозок и подъездные пути не рекомендуется размещать в пределах селитебной территории. Новые железнодорожные линии и станции следует отделять от жилой застройки городов и других населенных пунктов защитной зоной- шириной не менее 200 м для железнодорожных линий I и II категорий, не менее 150 м для железнодорожных
 22В

линий III и IV категорий и не менее 100 м от станционных путей, считая от оси крайнего железнодорожного пути. При размещении железнодорожной линии в выемке или устройстве вдоль линии шумозащитных экранов минимальные значения ширины защитной зоны могут быть уменьшены на основании акустического расчета, но не менее чем до 50 м.
 10...2005А
 Рис. 82. Эффективность градостроительных мероприятий по уменьшению, уровня звука
 Особенно неблагоприятное воздействие на население оказывает шум авиатранспорта из-за высоких уровней шума на больших территориях При допустимой величине уровня звука в 75 дБА (пролет одиночного самолета в ночное время) площадь территории с более высокими уровнями составляет около 50 км2. Поэтому отвод участка под строительство аэропорта и близлежащей застройки должен решаться на основе тщательных акустических расчетов.
 При проектировании сети улиц и дорог следует использовать элементы рельефа в качестве естественных преград на пути распространения шума. При необходимости прокладки магистральных улиц и дорог на насыпях и эстакадах должно быть предусмотрено устройство шумозащитных экранов на основе акустического расчета.
 При построении улично-дорожной сети следует предусматривать максимально возможное укрупнение магистральных территорий, уменьшение количества пе¬
 222

рекрестков и других транспортных узлов, устройство плавных криволинейных сопряжений дорог. При планировке селитебной территории предприятия бытового обслуживания, торговли, общественного питания, коммунальные предприятия, административно-хозяйственные, общественные учреждения, объекты связи следует размещать в зоне, примыкающей к источникам шума: транспортным магистралям, гаражам,. автостоянкам, промпред- приятиям. Жилую застройку, детские ясли-сады, учреждения здравоохранения и дома-интернаты для престарелых необходимо размещать в зоне, наиболее удаленной от источников шума.
 Жилая застройка при отсутствии мер по защите от шума должна располагаться на расстоянии не менее 100 м от края проезжей части скоростных дорог и дорог преимущественного грузового дви- жения, не менее 75 м от магист- Рис. 83. увеличение об- ральных улиц общегородского ласти звуковой тени при значения, не менее 50 м от ма- большем выносе козырь- гистральных 	улиц районного 	ка экрана
 значения и не менее 25 м от жилых улиц.
 Свободная планировка участков, прилегающих к транспортным магистралям, может применяться лишь на основе соответствующих обоснований. Наиболее целесообразное решение — застройка магистралей протяженными зданиями-экранами, препятствующими рас- пр остр а нению звука вглубь застройки. Э-краиами могут быть также искусственные и естественные элеме-нты рельефа местности (выемки,4 земляные кавальеры, насыпи, холмы и др.), а также различные сооружения (подпорные ограждающие и специальные защитные стенки и др.) (рис. 82).
 Уменьшение уровня звука за, экранами определяется размерами экрана, расстоянием от негр до источника и расчетной точки, положением расчетных точек по отношению к верху экрана, наконец, соотношением длин звуковых волн и размеров экрана. Вследствие явления дифракции звуковые волны огибают экран,- поэтому за
 22а

экраном практически всегда будет шум того или иного уровня (рис. 83).
 Точный расчет снижения шума экранами достаточно -сложен, что определяет целесообразность использования лрактического метода. Расчет эффективности снижения шума транспортных потоков и железнодорожных поездов экранами без учета затухания при удалении от источника ведется в такой последовательности.
 Рис. 84. Расчетные схемы для определения уровня звука экранами: а — стенка; б, в — здание; г, д — насыпь; е — выемка;
 И — источник шума; Я—мнимый источник шума; РТ — расчетная точка
 Вычерчивают в масштабе схему расположения источника шума, экрана и расчетной точки (рис. 84). Источник шума располагается на наиболее удаленной полосе (колее) движения транспорта на высоте 1 м от поверхности проезжей части. Определяют расстояния а, Ь, с и 6 аЬ — с в соответствии со схемами рис. 84.
 224

Снижение уровня звука экраном-стенкой Да экр.ст определяют по рис. 85 в зависимости огг б.
 Снижение уровня звука экраном-зданием Да экр.зд, дБА, определяют -по формуле
 экр.зд А Ьк экр.ст
 Ма, 	(163)
 где АЬкд — дополнительное снижение уровня звука экраном-зданием, дБА, в зависимости от ширины здания 7, м, определяемое по номограммам рис. 86.
 Значение АЬа экр.ст, дБА, определяют для экрана-стенки в. плоскости дворового фасада зда-
 Н(ИЯ (рис. 84, р). Источником шума при -этом является мнимый источник И местонахождение -которого определяют параллельным •смещением линии, соединяющей
 Шз
 ; дБА
 г
 Л
 0,01 0,05 0,2 1 2 5Ю2050 002 0,1 0,5 д,м
 Рис. 85. График для определения снижения уровня звука экраном- стенкой
 И с ©ершиной экрана в плоскости уличного фасада, до другой вершины экрана.
 Величина АЬая, дБА, находится в такой последовательности. Определяют углы (?1 и 2 в градусах по вычерченной в одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабе схеме (см. рис. 84, б). Определяют расчетный показатель( по номограмме рис. 86, а в зависимости от углов (?1 и (?2. По номограмме рис. 86, б в зависимости от значений К и ширины здания •9, м, находят дополнительное снижение уровня звука экраном-зданием, дБА. Если расчетная точка расположена выше экрана-здания (рис. 84, в), то снижение уровня звука определяют как для экрана-стенки в плоскости уличного фасада здания.
 Снижение уровня звука экраном-насыпью ДАэкр.нас, дБА, определяют по формуле
 Д- Аэкр.нас —г ДА экр.зд — ДА (Э»
 (164)
 где Д-ар — поправка, дБА, определяемая в зависимости от значения внешнего угла р (см. рис. 84, г) по табл. 5 приложения VI.
 Если РТ расположена ниже верха насыпи, то в ее сечение вписывается прямоугольник (пунктир на рис. 84, г) и Да экр.зд определяют описанным выше способом. При
 8—1744
 225

расположении РТ выше экрана-насыпи снижение уровня звука АЬр, экр.нас необходимо определить как для экран а-стенки, изображенного пунктиром. « а рис. 84, д.
 Снижение уровня звука экраном-выемкой ЛАэкр.вл дБА, определяют по формуле
 Д1а экр.в ДА экр.ст 	ДАР» 	(165)
 где Да экр.ст — снижение уровня звука, дБА, экраном- стенкой (см. вьгше); Ьац — поправка, дБА, определяемая по табл. 5 приложения VI в зависимости от угла 5 (см. рис; 84, е).
 Рис. 86. Номограммы для определения дополнительного снижения уровня звука экраном-зданием: з — расчетный показатель; 6 — дополнительное
 снижение уровня звука
 0,5 1
 4 8 16 32 64 9,”
 а)
 ггШИЗ
 шшшс
 б)
 6)
 Рис. 87. Примеры шумозащитных экранов
 В качестве примера на рис. 87 дано решение экранов, применяемых в ФРГ. В первом случае (см. рис. 87, а) экран-стенка монтируется из ребристых железобетонных элементов размером 7X1 м и толщиной 0,21 м. Для увеличения эффективности экрана сторона, обращенная к транспорту, может быть покрыта звуко-
 226

поглотителем и закрыта алюминиевым перфорированным листом. Звукопог- лотитель должен быть био- и влагостойким.
 Звукопоглощающие шумозащитные экраны более эффективны, чем отражающие звук, однако в силу экономических и эксплуатационных соображений применение таких экранов ограничено.
 Экран (рис. 87, б) состоит из профилированных железобетонных и плоских панелей, устанавливаемых в пазах. Высота экрана 3 м. В зоне застройки, в парках могут использоваться экраны более сложной формы, и совместна с цветом и рельефностью достигается необходимое архитектурное решение (рис. 87, в). Экраны- стенки могут выполняться также из асбестоцементных плит, пластмасс, алюминия. Для уменьшения высоты экрана -стенки р еком ен дуется применять экраны, состоящие из земляной насыпи или кавальера со стенкой поверху или из выемки со стенкой на бровке.
 Одним из наиболее эффективных способов защиты
 щ
 _
 ч.
 1—_]
 А
 : ■_
 Г- 			■ .1Ш1, 	-
 Г-1
 шли мм1
 [ 1
 80000
 1 	1
 Рис. 88. Примеры планировочных схем жилых домов-экранов (стрелкой показано направление распространения транспортного шума)
 а — рядовые секции; б — угловые секгии; в — секции галерейных зданий
 Э
 а
 а
 ■)
 ш
 1 1
 I
 Г
 1
 Г““1
 1
 8
 227

жилой среды от транспортного шума является строительство домов-экранов вдоль транспортных магистралей.
 Рис. 89. Четырехквартирная секция 9... 12-этажного жилого дома-
 экрана
 Если в качестве экрана используют жилой дом, то необходимы специальные мероприятия по улучшению шумового режима в самом доме (такие дома иногда
 еШа М Оа яеШООй
 1,5 	2 	2...3 	З..Л 	4..5 	дБА
 8... 10 дБА 	10...12 дБ А
 Рис. 90. Эффективность снижения уровня звука полосами зеленых насаждений (размеры в м)
 называют шумозащищенными). Дома могут иметь такое планировочное решение, при котором окна всех жилых помещений квартиры ориентированы на дворовый фасад в сторону звуковой тени за домом. Возможно и обычное «планировочное решение с устройством окон с повышенной звукоизоляцией при условии обеспечения
 228

О 10. 	40 	60 	80 	100
 Рис. 91. Карта шум4 примагистральной территории для строчной застройки
 2
 4
 б
 8
 Рис. 92. Карта шума примагистральной территории для периметральной застройки

нормативного воздухообмена (см. § 38). Наконец, возможно расположение части жилых ,помещений квартиры (спален) со стороны дворового фасада, а общие и другие помещения могут быть ориентированы на транспортную магистраль.
 Дома первого типа нельзя размещать вдоль северных сторон магистралей, так как при этом не обеспечиваются нормативные условия ориентации и инсоляции квартир. В домах второго типа нарушена непосредственная связь жилых помещений с внешней средой. Дома третьего типа можно размещать вдоль любых сторон магистралей, однако часть помещений квартир не защищена от шума.
 На рис. 88 даны примеры планировочных схем указанных типов домов-экранов, а на рис. 89 — етырех- квартирная секция 9 ... 12-этажного жилого дома-экрана.”
 По условиям защиты от шума внутриквартальной территории высота домов-экранов не должна быть ниже 9 этажей. В таких домах целесообразно размещение предприятий торгового и бытового назначения путем пристройки их со стороны галерей и нежилых помещений квартир.
 Для некоторого снижения шума в городской застройке могут использоваться зеленые насаждения. Если посадки густолистные со смыкающимися кронами, высотой не менее 5 ... 8 м и шириной не менее 10 м, то снижение уровня звука АЬзел может составить от 4 до 12 дБА (рис. 90). Все разделительные полосы в зоне защитного озеленения должны быть покрыты травянистыми растениями.
 Коммуникационные вводы (пешеходные проходы, транспортные проезды от зоны транспорта на территорию жилой застройки), а также разрывы для проветривания в шумозащитных полосах озеленения целесообразно проектировать под углом к источникам шума. Кроме шумозащитных функций зеленые посадки, скрывая транспортную магистраль, чисто психологически способствуют уменьшению вредного воздействия шума.
 Для выявления шумового режима на территории застройки в целом и по отдельным участкам микрорайо- нов используют карты шума (рис. 91 ... 93). Такие карты получены в результате экспериментальных исследований в натуре и на моделях для большинства характерный планировочных схем [13].
 230

2
 4
 6
 8
 Рис. 93. Карта шума примагистральной территории для групповой застройки
 231

§ 38. Строительно-акустические методы борьбы с шумом
 В § 20 было показано, что изоляция воздушного шума наружными стенами в основном обусловлена звукоизоляцией оконных проемов. Однако при применении облегченных (слоистых) конструкций стен их средняя звукоизоляция не должна быть ниже 40 дБ, иначе при
 применении окон с повышенной звукоизоляцией (30 дБ) через стены будет проходить ощутимая часть звуковой энергии.
 В табл. 6 приложения VI приведены значения средней звукоизоляции для окон жилых зданий. Следует отметить, что снижение уровня звука окном с открытой форточкой составляет около 10 дБ А. 	,4
 Пример. Для данных примера, рассмотренного в § 33, определить уровни звука в жилой комнате и требуемую звукоизоляцию окна для достижения нормативных требований.
 На расстоянии 2 м от окна уровень звука равен 65 дБА; АЬаокп для открытого окна равно 10 дВА. По формуле (160) определяем ,Аном ,Атер2 Д,аокн 65—1055 дБА.
 Если примем значение допустимого уровня звука для условий дневного времени аэкв.доп 45 дБА (см. уровень в § 32), то очевидно, что при открытой форточке уровень звука в жилой комнате превышает нормативные требования на 10 дБА (55—45); они будут выполняться лишь в осеннее и зимнее время при закрытых окнах.
 Если шум проникает через окна в. помещения другого назначения, то ожидаемый уровень звукового давления можно определить по более точной формуле, учитывающей звукопоглощение в помещении:
 „ом IА теР2 - Яок„ 101ё 5 -101ц В6, 	(166)
 где В — постоянная помещения, м2; Я0кн — изоляция воздушного шума окнами, дБ (?0кнАЬ0т); 5 — площадь окна, м.2.
 Для уменьшения транспортного шума МНИИТЭ.П разработал специальные раздельно-сближенные окна с двойным остеклением, а также с тройным остеклением,
 Рис. 94. Установка вентиляционных каналов с глушителями шума над и под окном:
 I — вентиляционный канал; 2 — окно
 232

имеющие примерно на 110 ... 15 дБ большую среднюю изоляцию воздушного шума, чем обычные спаренные окна.
 Окна с повышенной изоляцией воздушного шума могут быть выполнены на основе раздельно-сближенного оконного блока со стеклянным (или деревянным) вентиляционным каналом в конструкции окна, оборудованным форточкой .или жалюзи с задвижкой .и уплотнением притворов и стеклами разной толщины .
 Закрытые окна (без открывания форточки) обладают существенно большей изоляцией воздушного шума. Поэтому в нашей стране и за рубежом началась разработка закрытых окон, предназначенных для обеспечения освещенности, звуко- и теплоизоляции. Воздухообмен обеспечивается специальными вентиляционные ми проемами в наружной стене. Для уменьшения транспортного шума .внутренние поверхности вентиляционных каналов облицовываются звукопоглотителями.
 Вентиляционный канал с глушителем может быть расположен над или под окном (рис. 94).
 § 39. Технико-экономическая оценка мероприятий по борьбе с шумом
 Мероприятия по борьбе с шумом носят прежде всего социальный характер, так как направлены на сохранение здоровья людей. В то же время эти мероприятия имеют и большой экономический эффект.
 Годовые приведенные затраты 3 на осуществление мероприятий по борьбе с шумом определяют по формуле
 3СЕп К, 	(167)
 где С — годовые 	эксплуатационные расходы, тыс.
 рубгод; К—капитальные вложения по варианту шумозащитных мероприятий, тыс. руб.; Ея012— нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.
 Выбор мероприятий по борьбе с шумом необходимо осуществлять на основе многовариантного анализа ожи¬
 	Заборов В. ИЛалаев Э. М., Никольский В. Я. Звукоизоляция в жилых и общественных зданиях. М., 1979; Факторович А Л., Постников Г. И. Защита городов от транспортного шума. Киев 1982.
 233

даемых затрат с целью выбора решения, обеспечивающего максимальное значение годовало экономического эффекта:
 Э(Р — 3) максимум, 	(168)
 где Э — годовые приведенные затраты, тыс. рубгод; Р — годовой экономический результат от мероприятий по борьбе с шумом, тыс. рубгод.
 Экономическая эффективность капитальных вложений в мероприятия по борьбе с шумом определяется сроком их окупаемости Т, год:
 ТКЦР-С). 	(169)
 Мероприятия экономически оправданы, если величина Т оказывается меньше нормативного срока окупаемости капитальных вложений: Т 110,42 8,3 года.
 Для определения годового ущерба от действия транспортного или иного шума на население необходимо построить карты шума и затем подсчитать количество людей, проживающих на участках с теми или иными эквивалентными уровнями шума.
 Экономическую оценку годового ущерба от действия шума на население в условиях жилых помещений на расчетной территории определяют по формуле
 У У„ УД, 	(170)
 где индексы «н» и «д» означают ночное и дневное время.
 Величины Ун и Уд определяют -по формулам:
 шах
 Ук 2 Л()ЛГ„(0; 	(171)
 25
 ах
 Уд 	д(), 	(172)
 -25
 где (I) и ЛГд (I) — число людей, проживающих на расчетной территории в комнатах, в которых эквивалентный уровень шума в ночное и дневное время •аэкв, дБА, находится в пределах и 1 т. е. йэкв1; А-(1) и В ()—размерные множители, значение которых определяют по таблице, приведенной в [12].
 234

Пример. Определить годовой экономический ущерб от действия транспортного шума на население микрорайона численностью
 20 	тыс. .человек. Значения .аэкв.д и 1аэкв.н в жилых помещениях соответственно равны 70 и 50 дБА.
 Значения Лд() и Nи() приведены в табл. 24 и 25, а множители А(1) и В(1) взяты из [12].
 Таблица 24
 Оценка годового экономического ущерба для дневного времени
 Аэкв.д в жилых помещениях, дБА
 В(1). рубчел.-год
 чел.
 в(0ЛГд().
 рубгод
 50
 32,6
 5000
 163 000
 55
 48,6
 6000
 291 600
 60
 71,2
 4000
 284 800
 65
 103,2
 2500
 258 000
 70
 148,4
 2500
 371 000
 Итого . . .
 —
 20 000
 1 368 400
 Таблица 25
 Оценка годового экономического ущерба для ночного времени
 Аакв.н в жилых помещениях, дБА
 Л(1),
 рубчсл.-год
 чел.
 А(1)ЫИ(1),
 рубгод
 30
 12,8
 5000
 64 000
 35
 31,8
 6000
 190 000
 40
 63,7
 4000
 254 000
 45
 117,3
 2500
 293 250
 50
 207,5
 2500
 518 750
 Итого . , .
 —
 20 000
 1 321 600
 Общий годовой экономический ущерб от действия транспортного шума на население микрорайона составляет
 У 1 368 4001 321 6002 690 000 рубгод.
 Зная годовой экономический ущерб от действия шума, можно более обоснованно назначать мероприятия по борьбе с шумом.
 235

Учебно-исследовательская работа
 1. 	Для конкретных данных- определить наиболее целесообразные границы применения экранирующих сооружений.
 2. 	Оценить эффективность здания — экрана в зависимости от его длины, высоты и расположения расчетной точки и сделать практические выводы о целесообразности размещения застройки в зоне акустической тени, учитывая санитарные и противопожарные разрывы между зданиями.
 3.При 	расчете экранов учесть все дополнительные факторы, влияющие на их эффективность, используя литературу, указанную в § 38, а также [2, 11, 13]. Определить условия, при которых данные факторы необходимо учитывать в практических расчетах.
 4. 	Осуществить перепланировку обычной . жилой секции в секцию шумозащитного дома (дома-экрана).
 5. 	Используя - планировочные схемы (см. рис. 88), разработать курсовой или дипломный проект жилого дома-экрана с проведением всех необходимых акустических расчетов.
 6. 	Оценить возможность уменьшения транспортного шума для конкретных условий.
 7. 	Используя карты (рис. 91 ...93), а также [2, 11, 12, 13Д, разработать варианты застройки, обеспечивающие получение акустического комфорта на большей территории.
 8. 	Оценить технико-экономическую целесообразность использования архитектурно-планировочных методов борьбы с шумом (увеличение расстояния от магистрали, зонирование территории и т. п.). Анализ можно провести на примере курсового и дипломного проектов, а затем сделать обобщающие выводы.
 9. 	Сравнить эффективность уменьшения транспортного шума за счет увеличения звукоизоляции окон и удаления застройки от транспортной магистрали.
 10. 	Используя литературу, указанную в § 38, проанализировать мероприятия по увеличению изоляции воздушного шума окнами.
 .11. При выполнении дипломного-проекта разработать конструктивные решения окон с повышенной изоляцией воздушного шума.
 12. 	Используя [11, 12 13], произвести технико-экономическую оценку архитектурно-планйровйчйых и строительно-акустических методов борьбы с шумом.

ПРИЛОЖЕНИЕ I Таблица 1
 Коэффициенты звукопоглощения материалами и конструкциями
 Материалы или конструкции
 Коэффициенты звукопоглощения при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
 125
 250
 500
 1000
 2000
 4000
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 Полы
 Натертый мастикой, на деревянных
 0,10
 0,10
 0,10
 0„08
 0,08
 0,09
 лагах
 Паркет по асфальту
 0,04
 0,04
 0,07
 0,06
 0,06
 0,07
 Паркет по деревянному основанию
 0,10
 0,10
 0,10
 0,08
 0,06
 0,06
 Резина на полу
 0,04
 0в04
 0,08
 0,12
 0,03
 0,10
 Ковер шерстяной обычного типа
 0,09
 0,08
 0,24
 0,26
 0,27
 0„37
 То же, на войлочной подкладке Линолеум по твердому основанию
 0,11
 0,14
 0,37
 0,43
 0,27
 0,30
 0,02
 0,02
 0,03
 0,03
 0,04
 0,04
 Искусственное покрытие полов за¬
 0в02
 0,03
 0,06
 0,10
 0,18
 0,17
 лов спортивных сооружений
 Искусственная трава
 , 0,07
 0,07
 0,08
 0,10
 0,39
 0,52
 Лед, вода в бассейне
 0,01
 0,01
 0,01
 0,02
 0,02
 0,03
 Стены и потолки
 Бетон
 0(,01
 0,01
 »;02
 0,02
 0,02
 0,03
 Бетон окрашенный
 0„01
 0,01
 0,01
 0,02
 0,02
 0,02
 Стена кирпичная неоштукатуренная
 0,02
 0,03
 0,03
 0,04
 0,05
 0,07
 Стена кирпичная оштукатуренная и окрашенная масляной краской
 0,01
 0,01
 0,02
 0,02
 0,03
 0,03

1
 2
 Пористые акустические плиты «Ак- мигран» размером 300X300 (ГОСТ 17918—72), выпускаемые Павшин- ским комбинатом гипсовых и термоизоляционных изделий (Москва): плиты без воздушного промежутка
 плиты с воздушным промежутком 50 мм Минераловатные маты толщиной 100 мм (ТУ 21-24-51—73) или супер- тонкое стекловолокно толщиной 100 мм (ТУ 21 РСФСР 224—75.) Облицовка: стеклоткань ЭЗ-100 (ГОСТ 19907—74) и деревянные рейки шириной 20 ... 25 мм и толщиной 10 ... 12 мм, расстояние между ребг рами 15 ... 20 мм Плиты «Винипор.» полу жесткие огнестойкой пропиткой, толщина 30 мм (ТУ В-66—70)
 Маты из супертонкого стекловолокна толщиной 50 мм (ТУ 21-01-224—69), облицовка из стеклоткани ЭЗ-100 (ГОСТ 19907—74) Маты из супертонкого базальтово го волокна (РСТ УССР 5013—76). Облицовка декоративная стеклоткань (ТУ 6-11 -54—74), толщина 50 мм
 0,11
 0,20
 0,40
 0,15
 0,4
 0,2
 Продолжение табл. 1 прилож. I
 3
 4
 5
 6
 7
 0,30
 а ✓ 0,85
 0,90
 0,78
 0,72
 0,71
 0,88
 0,81
 0,71
 0,79
 0,70
 0,80
 0,80
 0,75
 0,65
 0,25
 0,56
 0,85
 1,0
 1,0
 0,85
 0,98
 1,0
 0,93
 0,97
 0,9
 1,0
 1,0
 0,95
 0,90

2
 Плиты «Силакпор» (ОСТ 21-22—76) толщиной 45 мм Минераловатная плита толщиной 70 мм (ГОСТ 9573—82). Облицовка гипсовая плита размером 500x500 мм (ТУ 400-1-283—73), 	подклееная
 бязью, перфорация диаметром 10 мм — 13
 Супертонкое стекловолокно толщиной 100 мм (ТУ 21 РСФСР 224—75) Облицовка: 	стеклоткань 	ЭЗ-100
 (ГОСТ 19907—74), гипсовая плита размером 500x500 мм (ТУ 400-1-283—73), перфорация диамет-
 . ром 7 	9 мм — 13
 Супертонкое стекловолокно толщи ной 50 мм (ТУ21 РСФСР 224—75). Облицовка: 	стеклоткань 	ЭЗ-100
 (ГОСТ 19907—74), просечно-вытяж ной лист толщиной 2 мм (ГОСТ 8706—78), перфорация 74
 То же, с воздушным промежутком 200 мм
 Маты из супертонкого базальтового волокна толщиной 40 мм (РСТ УССР 5013—76). Облицовка: стеклотканью ЭЗ-100 (ГОСТ 19907—74), перфорированная алюминиевая панель (ТУ 36-1974—76)
 0,25
 0,42
 0,66
 0,25
 0,63
 0,23
 Продолжение табл. 1 прилож. I
 3
 4
 5
 6
 7
 0,45
 0,60
 0,70
 0,80
 0,90
 0,95
 1.0
 0,75
 0,60
 0,51
 1.0
 1,0
 1,0
 0,96
 0,7
 0,7
 0,95
 1,0
 1,0
 1,0
 1,0
 1,0
 1,0
 1,0
 1,0
 0,9
 1,0Ч
 1,0
 0,97
 0,97

2
 Мрамор, гранит и т. п. Гипсокартонные листы Гипсокартонные листы на- расстоянии 5 см от поверхности Деревянная обшивка, сосна толщиной 19 мм
 , Деревянная панель толщиной
 5 	... 10 мм с воздушным промежутком (около 50 мм)
 Остекление
 Занавеси и драпировки
 1 Свободно висящая ткань в виде драпировки при Р, кгм2:
 0,35
 0,60 (бархат)
 0,65 (портьеры плюшевые складками)
 Панели по каркасу из брусков 8Х10 см, обитые фанерой с шагом ячеек 0,5X0,7 м и с воздушной прослойкой толщиной 10 см при толщине фанеры 3 мм Перфорированные конструкции из фанеры толщиной 3 мм по деревянным рамкам 600x600 мм, заполненные асбестовой ватой в мешковине, толщиной 50 мм; диаметр отверстий
 6 	мм, шаг отверстий 25 мм
 0,01
 0.02
 0,30
 0,10
 0,25
 0,30
 0,04
 0,10
 0,14
 0,32
 0,20
 Продолжение табл. 1 прилож.
 0,01
 0,05
 0,25
 0,10
 0,15
 0,20
 0,04
 0,30
 0,35
 0,35
 0,46
 0,01
 0,06
 0,15
 0,10
 0,06
 0,15
 0,11
 0,50
 0,55
 0,19
 0,58
 0,01
 0,08
 0,08
 0,08
 0,05ч
 0,10
 0,17
 0,65
 0,72
 0,13
 0,52
 0,02
 0,05
 0,05
 0,08
 0,04
 0,06
 0,30
 0,72
 0,70
 0,11
 0,42
 0,02
 0,05
 0,05
 0,11
 0,04
 0,04
 0,35
 0,65
 0,65
 0,10
 0,31

1
 Гипсовые перфорированные плиты размером 810x810 мм с пористым заполнителем, выпускаемые Белич- ским комбинатом строительных материалов (УССР) (ОСТ 21-26—76): без воздушного промежутка с воздушным промежутком 50мм Плиты минераловатные, акустические размером 500x500 мм (ТУ 21-24-6—74), выпускаемые комбинатом «Красный строитель»:
 перфорированные (ПАо), без воздушного промежутка с воздушным промежутком 50 мм отделочные с набрызгом (ПАс), без воздушного промежутка то же, с воздушным промежутком 50 мм
 Отверстия Проем стены
 Отверстие оркестровой ямы Вентиляционные решетки
 0,-09
 0,09
 0,03
 0,05
 0,05
 0,12
 0,2
 0,3
 0,3
 м Примечание. Для среднегеометрической частоты, взяты примерно в два раза меньше по сравнению с частот н- частоты 4000 Гц. 	»
 Продолжение табл. 1 прилож. 1
 3
 4
 5
 6
 7
 0,26
 0,54
 0,94
 0,67
 0,40
 0,49
 0,91
 0,88
 0,69
 0,34.
 0,17
 0,68
 0,98
 0,86
 0,45
 0,42
 0,98
 0,90
 0,79
 0,45
 0,21
 0,66
 0,91
 0,95
 0,89
 0,36
 0,88
 0,94
 0,84
 0,80
 0,3
 0,3
 0,3
 0,3
 0,3
 0,3
 0,4
 0,4
 0,4
 0,4
 0,42
 0,50
 0,50
 0,50
 0,51
 равной 63 Гц, значения коэффициента звукопоглощения могут быть я 125 Гц, а для частоты 8000 Гц — примерно такие же, что и для

Продолжение прилож. I
 Таблица 2
 Эквивалентная площадь звукопоглощения зрителями и креслами
 Зрители и кресла
 Значения, площади звукопоглощения, м, на среднегеометрических частотах октав- кых полос, Гц
 125
 250
 500
 1000
 2000
 4000
 Зрители на мягком кресле
 0,25
 о,эо
 0,40
 0,45
 0,45
 0,40
 То же, на жестком кресле
 0,20
 0,25
 0,30
 0,35
 0,35
 0,35
 Кресло деревянное жест¬
 0,02
 0,02
 0,03
 0,04
 0,04
 0,05
 кое
 Кресло с обивкой сиденья и спинки искусствен¬
 0,08
 0,10
 0,12
 0,10
 0,10
 0,08
 ной кожей
 Полумягкое кресло, обитое тканью
 0,08
 0,10
 0,15
 0,15
 0,20
 0,20
 Мягкое кресло, обитое
 0,15
 0,20
 0,20
 0,25
 0,30
 0,30
 тканью с пористым заполнителем сиденья и спинки
 Таблица 3
 Показатель затухания звука в воздухе тв при температуре 18 ... 20°С
 Относительная влажность воздуха,
 Значения
 тв, м-1, на среднегеометрических частотах, Гц
 125
 500
 2000
 4000
 8000
 30
 0,00015
 0,00064
 0,0032
 0,0095
 0,0340
 40
 0,00015
 0,00060
 0,0027
 0,0075
 0,0270
 50
 0,00014
 0,00058
 0,0024
 0,0061
 0,0215
 60
 0,00014
 0,00056
 0,0022
 0,0055
 0,0182
 70
 0,00014
 0,00055
 0,0020
 0,0051
 0,0156
 ПРИЛОЖЕНИЕ II
 Таблицы слогов (ГОСТ 7153—68)
 Таблица 1
 няк
 ПУЛЬ
 БУЩ
 мят
 СВУМ
 СОСЬ
 пиц
 ЧТАЛ
 ДЮРЬ
 ХАЧ
 МЮФ
 зош
 ПЛИС1
 РЫЦ
 ДУМ
 МЫСЬ
 ЛУТ
 СИУ
 вость
 дыс
 ФСЕН
 РЯЙ
 БЕР
 ЧАТЬ
 выс
 ГУМ
 ПРЮХ
 ЩЕТЬ
 тют
 ЁФЬ
 ЕЁК
 стял
 ТЫПЬ
 ГЕФ
 БАЦ
 ТРИТ
 шись
 ДЕП
 ЗДЕС
 ТОРЬ
 вох
 ЖОФ
 ТЭФ
 ТРУХ
 ФЕК
 ЛЕФЬ
 ВИК
 ЩёХ
 КАСЬ
 ЗЕХ
 242

Продолжение прилож. II
 Таблица 2
 ЛИР
 НЕТ
 ТРЕН
 РАСЬ
 скум
 ЦАТЬ
 дян
 стоц
 ПРЫЛ
 кром
 ДУЧ
 СВАР
 ПОРЬ
 НАР
 ЗУНЬ
 СУЛ
 ПЯФ
 ЗОЛЬ
 СЕЛЬ
 хйл
 ЧТЕЛ
 ЛАСЬ
 ХУФ
 ПЕСТЬ
 ВЫЙ
 КАСТЬ
 РЁТЬ
 РЯС
 ФЫЛ
 РУТ
 ЖАСЬ
 КЕШ
 ПЫЦ
 ГУТЬ
 МЕШ
 БЯС
 ТУЩ
 ДЕС
 СЫХ
 яс
 ЛЁНЬ
 МАФ
 ЗЮС
 ЧЁФ
 БУФ
 ШЕП
 ДЛАФ
 ТЁР
 НЕПЬ
 шоль
 Образец таблицы для оценки разборчивости речи по методу выбора
 Таблица 3
 пробить
 пилить
 повод
 омут
 помыть
 побыть
 пылить
 белить
 довод
 голод
 поплыть
 1 обуть
 ПРИЛОЖЕНИЕ III Таблица 1
 Шумовой режим в крытых спортивных сооружениях
 Вид спорта и режим
 Уровни звукового давления, дБ
 Уровни звука, дБА
 Хоккей на траве, тренировка
 76
 72
 Футбол, тренировка
 79.
 76
 Гимнастика, соревнование
 85
 82
 Фигурное катание с музыкальным
 95
 93
 сопровождением соревнование Легкая атлетика, соревнование
 99
 94
 Волейбол, соревнование
 105
 99
 Хоккей с шайбой, соревнование
 114
 111
 Таблица 2
 Требуемые значения изоляции воздушного шума ?Тр трансформируемыми перегородками
 Соревнования
 Ятр, дБ
 Бокс (тяжелая атлетика, теннис, гандбол) — настольный теннис (фехтование, баскетбол, волейбол)
 42
 Волейбол (бокс, гандбол, баскетбол, фехтование, теннис) — кино (концерт)
 Хоккей с шайбой — кина (концерт)
 42
 61
 243

ПРИЛОЖЕНИЕ IV
 Таблица 1
 Скорость продольных волн С для материалов
 Наименование материала
 С, мс
 Бетон, железобетон
 3700
 Гипсобетон, шлакобетон
 4000
 Шлакопемзобетон, легкий бетон
 3500
 Кирпичная кладка
 2300
 Таблица 2
 Координаты точрк В и С для построения частотной характеристики звукоизоляции
 Материалы
 Плот¬
 ность,
 кгм3
 Параметры
 в ГЧ
 1с. гц
 Я ДБ
 Яс, дБ
 6000
 12000
 Сталь
 7800
 к
 к
 39
 31
 Алюминиевые
 2500—
 6000
 . 12 000
 сплавы
 2700
 к
 к
 32
 22
 6000
 12 000
 Стекло силикат¬
 2500
 к
 к
 35
 29
 ное
 17 000
 34 000
 Стекло органи¬
 к
 и
 37
 30
 ческое
 X
 9000
 18 000
 Асбестоцемент¬
 2100
 к
 и
 35
 29
 ные листы
 п
 9000
 18 000
 1800
 к
 к
 34
 28
 10 000
 20 000
 1600
 к
 к
 34
 28
 19 000
 38 000
 Гипсокартонные
 1100
 к
 к
 36
 30
 листы
 19 000
 38 000
 830
 34
 27
 к
 к
 19 000
 38 000
 Твердая древес¬
 1100
 к
 к
 36
 29
 новолокнистая пли¬
 та
 13 000
 26 000
 850
 32
 27
 к
 к
 13 500
 27 000
 650
 30,5
 26
 к
 к
 244

Продолжение прилож. IV
 Таблица 3
 Повышение индекса изоляции воздушного шума стеной за счет плит на относе
 № лп
 Конструкция плит на относе
 Повышение индекса изоляции воздушного шума, дБ
 облицовка с одной стороны
 облицовка с двух сторон
 1
 Гипсокартонные листы, асбестоцемент, древесностружечная плита, фанера 15 ... 20 мм с заполнением воздушного промежутка звукопоглощающим материалом (минераловатные плиты, стекловолокно и т. п.)
 4
 6
 2
 То же, без звукопоглощающего материала
 2
 4
 3
 Древесноволокнистая плита, фанера до 15 мм с заполнением промежутка по ц. 1
 2
 5
 4
 То же, без звукопоглощающего материала
 0
 1
 Таблица 4
 Определение величины Н в зависимости от толщины воздушного промежутка й между стеклами
 й, мм
 Н, дБ
 мм
 Я, дБ
 15 ... 25
 22
 150
 27
 50
 24
 200
 28
 100
 26
 Таблица 5
 Увеличение изоляции воздушного шума А? в зависимости от отношения суммарной поверхностной плотности конструкции Яобщ (без учета каркаса) к поверхностной плотности одного» слоя облицовки Рх
 •общ
 ДДь ДБ
 РобщРг
 ДЯи дБ
 2
 4
 3,9 ... 4,1
 8
 2,3 ... 2,4
 5
 4,5 ... 4,9
 9
 2,8 ... 29
 6
 5,5 ... 5,9
 10
 3,3 ... 3,5
 7
 245

Таблица 6
 Значение индекса изоляции воздушного шума перекрытиями в в зависимости от индекса изоляции воздушного шума несущей плитой перекрытия Во и собственной частоты колебаний пола о
 о» Гц
 ‘Значение
 в, дБ, в зависимости от во, дБ
 Конструкция пола
 41
 44
 47
 50
 53
 Деревянные полы по ла¬
 150
 51
 52
 53
 54
 55
 гам, уложенным на упругие
 220
 48
 50
 51
 52
 54
 ленточные прокладки, Ед
 350
 46
 47
 49
 51
 53
 — 5 - 10б... 12-105 Па
 500
 44
 46
 48
 50
 52
 Пол на монолитной стяж¬
 100
 50
 51
 52
 53
 45
 ке или сборных плитах с
 150
 48
 49
 51
 52
 53
 поверхностной плотностью 60 ... 120 кгм2 по упругому слою толщиной 20 ... ... 25 мм в обжатом со стоя ни и, Е д 3 • 105 ... ... 10-Ю5 Па
 220
 45
 47
 49
 51
 53
 Пол на монолитной стяж¬
 220
 50
 51
 52
 53
 54
 ке или сборных плитах е по¬
 350
 47
 49
 50
 52
 53
 верхностной . плотностью 60 ... 120 кгм2 по засыпке из песка или шлака толщиной 50... 60 мм ЕЛ8Х 10е ... 13- 10е Па
 500
 45
 47
 49
 51
 53
 Примечания: 	1. 	При 	увеличении 	толщины 	упругих 	прокладок до
 40 мм в обжатом состоянии следует к значению в прибавить 1 дБ. 2. При увеличении толщины засыпки до 90 ... 100 мм следует к значению в прибавить 1 дБ. При промежуточных знаниях во и 0 значение в определяется по линейной интерполяции.
 246

Продолжение прилож. IV
 Таблица 7
 Значения динамического модуля упругости Ея и относительного сжатия 8 материалов упругих слоев в зависимости от нагрузки Р на них и плотности
 Материал
 Плотность,
 Значения Яд, МПа, и е в зависимости
 от нагрузки Р. на упругий слой, кПа
 кгм3
 2
 5
 10
 Е
 Е
 л
 е
 в
 Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем по ГОСТ 9573—82:
 полужесткие
 жесткие
 100... 	125
 126... 	150
 0,45
 0,5
 0,5
 0,45
 0,55
 0,6
 0,55
 0,5
 0,7
 0,8
 0,7
 0,6
 Плиты минераловатные на синтетическом связующем по ТУ 21-24.52—73:
 полужесткие
 жесткие
 70... 	90
 95... 	110
 0,36
 0,4
 0,5
 0,4
 0,45
 0,5
 0,55
 0,45
 0,5
 0,6
 0,65
 0,55
 Маты минераловатные прошивные по ТУ 21-24-51—73
 75... 125
 0,4
 0,65
 0,5
 0,7
 То же
 126... 175
 0,5
 0,5
 0,6
 0,55
 —
 —
 Плиты древесно- волокнйстые мягкие по ГОСТ 4598—74
 250
 1
 0,1
 1,1
 0,1
 1,2
 0,15
 Шлак крупностью до 15 мм
 500 ...800
 8
 0,08
 9
 0,09
 —
 —
 Песок прокаленный
 1300... 1500
 12
 0,03
 13
 0,04
 —
 —
 Примечание. Для нагрузок, указанных в таблице, величины Ед и е следует принимать по линейной интерполяции.
 247

Продолжение прилож. IV
 Таблица 8
 Значение индекса у0 приведенного уровня ударного шума под несущей плитой перекрытия и номера кривой на рис. 61
 Поверхностная плотность несущей плиты перекрытия, ц.гм2
 Номер требуемой кривой А1т на рис. 61
 Со сплошными и многопустотными плитами
 150 	91 	1
 200 	88 	2
 250 	86 	3
 300 	84 	4
 350 	82 	5
 450 	80 	6
 С раздельными потолками
 150 	88
 200 	84
 2,50 	82
 300 	80.
 Таблица 9
 Индексы снижения приведенного уровня ударного шума Ау рулонными покрытиями полов
 Наименование материала
 Толщина,
 мм
 Ау, ДБ
 1
 2
 3
 Поливинилхлоридный теплозвукоизо¬
 3,5
 18
 ляционный ПВХ ТЗИЛ линолеум
 4,1
 20
 ПВХ ТЗИЛ экструзионный
 3,9
 18
 4,1
 19
 5,3
 4 23
 ПВХ ТЗИЛ вальцово-каландровый на
 3,8
 19
 основе из синтетических волокон
 То же, на основе из джутовых или
 3,6
 16
 лубяных волокон
 ПВХ ТЗИЛ экструзионный на основе
 4,0
 21
 из синтетических волокон
 4,3
 23
 ПВХ ТЗИЛ вальцово-каландровый на
 3,8
 19
 основе из синтетических волокон
 4,1
 21
 ПВХ ТЗИЛ промазной на основе из
 4,0
 20
 синтетических волокон
 248

Продолжение табл. 9 прилож. IV
 1
 2
 3
 ПВХ ТЗИЛ вальцово-каландровый
 4,1, 4,2
 15, 17
 антисептированный
 16
 Релин с пористым слоем
 4
 (ТУ 21-29-28—74)
 Тафтинговый ковер
 3
 19
 (ТУ РСФСР 42-8423—76)
 Ворсолин (ТУ 21-29-35—75)
 7
 20
 Ворсонит (ТУ 21-29-35—75)
 4,5 ... 4,7
 18... 19
 Таблица 10
 Значение индекса приведенного уровня ударного шума под перекрытием у в зависимости от индекса приведенного уровня ударного шума несущей плиты перекрытия 1У0 й частоты собственных колебаний пола (0
 Конструкция пола
 Деревянные полы по лагам, уложенным на упругие ленточные прокладки, д 0,5 ... 1,2 МПа Пол на монолитной стяжке или сборных плитах с поверхностной 	плотностью
 60 кгм2 по упругому слою, д 0,3 ... 1 МПа
 То же, по слою из песка или шлака, ЕД 8 ... 13 МПа Пол на монолитной стяжке или сборных плитах с поверхностной 	плотностью
 120 кгм2 по упругому слою, 2?д 0,3 ... ... 1 МПа То же, по слою из песка или .шлака, . ВД 8 ... 13 МПа
 и, Гц
 150
 220
 350
 60
 100
 150
 200
 150
 250
 350
 60
 100
 150
 200
 150
 250
 350
 Значение в зависимости от у0, дБ
 91 	88 	86 	84 	82
 66
 68
 71
 68
 70
 75
 77
 69 74 78 66
 70
 74
 75
 68
 72
 76
 65
 67
 69
 65
 67
 72
 75
 67
 72
 76
 63
 67
 71
 72
 65
 70
 74
 63
 65
 67
 63
 65
 70
 73
 65
 70 74 61 65 69
 71
 63
 68
 72
 62
 64
 66
 61
 64
 68
 71
 64
 68
 73
 59
 64
 67
 69
 62
 66
 71
 61
 62
 64
 58
 63
 67
 69
 62
 67
 71
 57
 62
 65
 67
 60
 65
 69
 80
 61
 61
 63
 56
 62,
 .65
 67
 61
 65
 70
 55
 60
 63
 65
 59
 64
 Примечание При поверхностной плотности монолитной стяжки или сборной плиты пола между 60 и 120 кгм2 индексы следует определять по линейной интерполяции с округлением до целого числа.
 249

ПРИЛОЖЕНИЕ V Таблица 1
 Коэффициенты звукопоглощения поверхностей производственных
 помещений-
 Тип помещения
 Коэффициенты звукопоглощения при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
 63
 125
 250
 500
 1000
 2000
 4000
 8000
 Машинные залы, генераторные, испытательные стенды, вентиляционные камеры
 0,07
 0,08
 0,08
 0,08
 •0,08
 0,09
 0,09
 0,09
 Механические и металлообрабатывающие цехи, цехи предприятий пищевой промышленности
 0,10
 0,10
 0,11
 0,11
 0,11
 0,12
 0,13
 0,13
 Цехи агрегатной сборки в авиационной и судостроительной промышленности
 0,12
 0,12
 0,14
 0,14
 0,14
 0,14
 0,15
 0,15
 Цехи предприятий деревообрабатывающей и текстильной промышленности
 0,11
 0,11
 0,12
 0,12
 0,14
 0,14
 0,14
 0,14
 Рабочие помещения управлений, конструкторские бюро
 0,13
 0,13
 0,13
 0,13
 0,14
 0,14
 0,14
 0,14
 ПРИЛОЖЕНИЕ VI Таблица 1
 Шумовые характеристики потоков железнодорожных поездов, трамвая, метропоездов
 Поезда
 I.
 А э к в ДВА, при интенсивности движения, парч
 3
 4
 5
 6
 8
 10
 15
 20
 25
 30
 Пассажирские
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 78
 79
 80
 81
 Электропоезда
 -77
 78
 79
 80
 81
 82
 84
 85
 86
 87
 Г рузовые
 81
 82
 83
 84
 85
 °6
 88
 89
 90
 91
 Трамвай
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 Метропоезда
 73
 74
 75
 77
 78
 79
 80 -
 250

Таблица 2
 Эквивалентные уровни звука Ьа экв на улицах и дорогах городов
 Категории улиц и дорог
 Число полос движения проезжей части в обоих направлениях
 Аэкв»
 дБА
 1. 	Скоростные дороги
 2. 	Магистральные улицы и дороги:
 общегородского значения:
 6
 86
 непрерывного движения
 6
 8
 84
 85
 регулируемого движения
 4
 81
 6
 82
 районного значения
 4
 81
 дороги грузового движения 3. Улицы и дороги местного значения:
 2
 79
 жилые улицы
 2
 73
 дороги промышленных и
 2
 79
 коммунально-складских
 районов
 Таблица 3
 Поправки к значениям Ьа. экв» приведенным в табл. 1
 Поправка к ■А экв дБА
 Средняя скорость движения поездов, кмч
 пассажирских и грузовых
 электро¬
 поездов
 трамвая
 метро-
 поезда
 —5.
 40
 20
 -
 —4
 —
 45
 25
 40
 —3
 —
 47
 27
 43
 —2
 40
 50
 30
 45
 —1
 50
 55
 35
 47
 0
 60
 60
 40
 50
 1
 80
 70
 45
 55
 2
 100
 75
 50
 57
 3
 —
 80
 60
 60
 5
 —
 100
 —
 —
 251

Таблица 4
 Шумовые характеристики источников шума 	 внутри групп жилых домов
 Источники шума
 Эквивалентный уровень звука ЬА экв, дБА
 Разгрузка товаров и погрузкач тары,
 70
 работа мусороуборочной. машины
 75
 Игры детей.
 Спортивные игры:
 60
 теннис
 хоккей, баскетбол
 65
 городки
 70
 волейбол, футбол
 75
 Таблица 5
 Определение поправки Д.Ар
 Внешний угол Р, град
 210
 225
 240
 255
 Поправка Д,Ар , дБА
 6
 5
 3
 1
 Таблица 6
 Снижение уровней звука Да окн конструкцией окна
 Конструкция окна
 Толщина
 стекла,
 мм
 Толщина воздушного про. межутка между стеклами, мм
 Значения АЬА 01Ш, дБА, при условиях прилегания по периметру
 без уплотняющих прокладок
 с уплотняющими прокладками из пенополиуретана
 Окно с открытой


 10

 форточкой, узкой
 створкой или фраму¬
 гой
 Одинарное окно
 3
 —
 18
 20
 6
 —
 21
 23
 Спаренное окно
 3 и 3
 57
 22
 24
 (ГОСТ 11214—78)
 6 и 3
 57
 26
 28
 6 и 4
 . 57
 27
 29
 Раздельно-сбли¬
 3 и 3
 90
 24
 26
 женное окно
 6 и 4
 90
 28
 30
 (МНИИТЭП
 РС—8109)
 Раздельное окно
 6 и 3
 120
 30
 32 ]
 (ГОСТ 11214—78)
 252

ЛИТЕРАТУРА
 1. 	Г анус К. Архитектурная акустика. М., 1963.
 2. 	Градостроительные меры борьбы с шумом Осипов Г. ЛПрутков Б. Г., Шишкин И. А., Карагодина И. Л. М., 1975.
 3. 	Заборов В. И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций. М., 1969.
 4. 	Качерович А. Н. Акустика зрительного зала. М., 1968.
 5. 	Клюкин И. Я. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. М., 1971.
 6. 	Ковригин С. Д., Захаров А. В., Герасимов А. И. Борьба с шумами в гражданских зданиях. М., 1969.
 7. 	Крейтан В. Г. Обеспечение звукоизоляции при конструировании жилых зданий. М., 1980.
 8. 	Руководство по акустическому проектированию залов многоцелевого назначения средней вместимости. НИИСФ Госстроя СССР, М., 1981.
 9. 	Руководство по расчету и проектированию звукоизоляции ограждающих конструкций зданий. М., 1983.
 10. 	Руководство по расчету и проектированию шумоглушения в промышленных зданиях. М., 1982.
 11. 	Руководство по расчету и проектированию средств защиты застройки от транспортного шума. М., 1982.
 12. 	Руководство по технико-экономической оценке шумозащитных мероприятий, осуществляемых строительно-акустическими методами. М., 1Й81.
 13. 	Самойлюк Е. Я., Денисенко В. Я., Пилипенко А. Я. Борьба с шумом в населенных местах. Киев, 1981.
 14. 	Седов М. С., Бобылев В. Я. Расчет звукоизоляции однослойных ограждений на низких частотах. Горький, 1976.
 15. 	СНиП П-12—77. Защита от шума. М., 1978.

ОГЛАВЛЕНИЕ
 Предисловие . 			3
 Введение 		5
 Раздел первый. Основные положения акустики 		7
 Глава I. Колебания и звук 	7
 § 1. Звуковые волны 		7
 § 2. Колебательные системы 		8
 § 3. Основные физические величины, 	характеризующие звуковое поле 		11
 § 4. Восприятие шума человеком 		15
 § 5. Принципы измерения и нормирования 	шума 		18
 Глава II. Распространение звука в помещениях 		19
 § 6. Статистическая акустика помещений 				20
 § 7. Распространение звука в плоскйх 	и длинных помещениях 34
 Учебно-исследовательская работа 	- 		38
 Раздел второй. Архитектурная акустика 	40
 Глава III. Факторы, определяющие акустику залов 	40
 § 	8. 	Время реверберации 		40
 § 	9. 	Некоторые критерии акустического качества 	залов 	. . 	51
 § 	10. 	Форма залов и их отдельных поверхностей 		53
 § 	11. 	Звукопоглощающие материалы и конструкции 		58
 Глава IV. Проектирование залов с естественной акустикой 	62
 § 	12. 	Основные акустические требования, определяющие 	выбор объемно-планировочных решений залов 		62
 § 	13. 	Залы с естественной акустикой 		67
 Учебно-исследовательская работа 		86
 Глава V. Принципы проектирования залов, оборудованных.
 электроакустическими системами 			88
 ■§ 	14. 	Основные особенности залов, оборудованных электроакустическими системами 		88
 § 	15. 	Залы, оборудованные электроакустическими 	системами 	93
 Учебно-исследовательская работа 		111
 Раздел третий. Строительная акустика 	112
 Г лава VI. Распространение шума в зданиях. Нормирование
 звукоизоляции 			112
 § 	16. 	Распространение шума в зданиях 		112
 § 	17. 	Нормирование звукоизоляции 		114
 Глава VII. Изоляция воздушного шума ограждающими конструкциями 	’ 		. 	118
 254

§ 18. Звукоизоляция 	однослойными конструкциями 		118
 § 19. Звукоизоляция 	многослойными конструкциями 		125
 § 20. Звукоизоляция 	конструкциями с проемами. Определение
 общего уррвня 	звукового давления в помещении 		134
 §21. Улучшение изоляции воздушного шума стенами и перегородками при капитальном ремонте и .реконструкции
 зданий 			•;•.• •: 	138
 Учебно-исследовательская работа 		146
 Глава VIII. Изоляция ударного шума междуэтажными перекрытиями 		147
 § 22. Звукоизоляция 	перекрытиями с рулонными полами 	. . 	147
 § 23. Звукоизоляция 	перекрытиями с полами на упругом 	основании . 			149
 § 24. Улучшение звукоизоляции междуэтажными перекрытиями при капитальном ремонте и реконструкции зданий . . Ш5 Учебно-исследовательская работа 		160
 Глаав IX. Борьба с шумом инженерного и санитарно-техниче-
 ского оборудования 		160
 § 25. Определение составляющих шума 		160
 § 26. Расчет виброизолирующих оснований 			163
 § 27. Мероприятия по борьбе с шумом 	щ 166
 Учебно-исследовательская работа 		17,1
 Глава X. Строительно-акустические методы борьбы с производственным шумом . . . 			172
 § 28. Определение ожидаемых уровней звукового давления
 в производственных помещениях 		1-72
 § 29. Определение требуемого уменьшения уровней звукового давления 		176
 § 30. Выбор строительно-акустических мероприятий по борьбе с шумом 		177
 §31. Оценка эффективности строительно-акустических мероприятий 		183
 Учебно-исследовательская работа 		187
 Глава XI. Выполнение расчетов по. строительной акустике с
 применением ЭВМ 		187
 § 32. Общие принципы построения программ расчета на Фортране 		187
 § 33. Расчет изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями 				192
 § 34. Расчет изоляции ударного шума междуэтажными перекрытиями 		205
 Учебно-исследовательская работа 		214
 Раздел четвертый. Борьба с шумом в градостроительстве . . 	215
 Г лава XII. Оценка шума в городской застройке 	215
 § 35. Источники шума в городах 	215
 § 36. Определение ожидаемого шума на территории застрой-.
 ки и в зданиях 		218
 Учебно-исследовательская работа 		219
 255

Г лава XIII. Борьба с шумом при планировке населенных мест 	220
 § 37. Архитектурно-планировочные методы борьбы с шумом 	220
 § 38. Строительно-акустические методы борьбы с шумом . . 	232
 § 39. Технико-экономическая оценка мероприятий по борьбе
 с шумом 		233
 Учебно-исследовательская работа 		. . 	236
 Приложения . . 	237
 Литература 		253
 Сергей Дмитриевич Ковригин,
 Сергей Иванович Крышов АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА
 Зав. редакцией Б. А. Ягупов. Редактор Т. Ф. Мельникова. Мл. редактор Ю. П. Кулькова. Художественный редактор В. П. Бабикова. Художник Б. Школьник. Технический редактор Э. М. Чижевский. Корректор Р. К. Косинова
 ИБ № 4806
 Изд. № СТР—465. 	Сдано в набор 15.08.85. 	Подп. 	в 	печать 03.02.86.
 Т — 05939. Формат 84Х1087з2. Бум. тип. № 3. Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 13,44 уел. печ. л. 13,65 уел. кр.-отт. 14,24 уч.-изд. л. Тираж 14 000 экз. Зак. № 1744. Цена 45 коп.
 Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул ,
 д. 2914.
 Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
 101898, Москва, Центр, Хохловский пер., 7.