Визначення ступеня звукоізоляції (втрат) при проходженні звуку (широкосмуговий білого шуму) через перешкоду у вигляді плоскопаралельного шару (двері)

Лабораторна робота № 5.

Визначення ступеня звукоізоляції (втрат) при проходженні звуку (широкосмуговий білого шуму) через пере шкоду у вигляді плоскопаралельного шару (двері)

Мета: засвоєння методичних і практичних навичок, необхідних при проведенні віброакустичних вимірів з метою визначення ступеня захищеності приміщень.

Теоретичні відомості

1. Для дослідження конкретної конструкції (щитові двері, облицьовані фанерою із двох сторін без прокладки), що представляє собою плоскопаралельні дерев'яні шари товщиною δ = 0,08 мм, що є звукоізолюючою перешкодою, можуть розглядатися кілька методичних варіантів формування тестової акустичної ситуації, що супроводжується віброакустичними вимірюваннями, обробкою й аналізом вимірюваних характеристик.

I варіант

У першому варіанті формується й використовується тестовий сигнал, що представляє собою скануючу синусоїду постійної амплітуди, що повільно проходить весь досліджуваний діапазон частот. Сигнал реєструється вимірювальним трактом, а спектральна характеристика запам'ятовується на спектр аналізатора 2033 або 2031. Виміри проводяться перед дверима й за дверима, після чого почастотно порівнюють спектральні характеристики, визначаючи при цьому передатну функцію для можливості порівняння з нормативними критеріями.

II варіант

У другому варіанті, що може являтися кращим, реалізується білий шум і фільтр 1617, що дозволяє з використанням аналізатору спектру 2033 зробити спектральний аналіз в октавних або третин-октавних смугах, що дасть можливість зробити порівняння отриманих результатів вимірювань з розрахунковими й літературними даними.

Шумовий сигнал охоплює частотний діапазон мовного сигналу і його використання, як тестового широкосмугового сигналу, дозволяє визначити ступінь проникнення звуку за межі перешкоди.

Величина акустичного тиску, обумовлена за показниками аналізатора спектра 2033, дорівнює

де  – опорний рівень аналізатора – [В]; γ – чутливість мікрофона, рівна [В/Па]; K – коефіцієнт підсилення вимірювального підсилювача 2607 K = 10³ і відповідає [60 дБ]; N – показання аналізатора 2033 [дБ].

Різниця рівнів  показує втрату акустичної енергії при проходженні через перешкоду в межах кожної октавної смуги.

де Р₁ – акустичний тиск в октавній смузі перед перешкодою [Па]; Р₂ – акустичний тиск в октавній смузі за перешкодою [Па].

2. Ступінь звукоізоляції щитових дверей, облицьованими фанерою із двох сторін без прокладки за довідковим даними  представлена в табл. 5.1 в октавних смугах.

Таблиця 5.1. Звукоізоляція ΔР у дБ на на частотах у Гц

125	250	500	1000	2000	4000
22	23	24	24	24	23

3. Ступінь звукоізоляції можна розрахувати по наступній формулі

де  ω = 2π × 500 Гц;  = 500 кг/м³ – щільність дерева; d = 0,008 м – товщина двох шарів фанери, який облицьовані двері;  – хвильовий опір повітря.

Варто врахувати, що в розрахунку прийнята наближена модель звукоізолюючої перешкоди й не повною мірою відповідає реальним умовам. Деякі, у меншій мірі істотні фактори, що докладно деталізують дану акустичну ситуацію в розрахунку упущені.

4. Рівень звукового тиску за перешкодою (включаючи перешкоду ) дорівнює

де  – ступінь звукоізоляції в октавних смугах [дБ].

5. Перевірка захищеності мовної інформації обмеженого доступу (МІОД) від акустичної розвідки містить у собі:

-  визначення рівня тестового сигналу  у будівлі, що захищається;

-  визначення втрат звукової енергії (ступеня звукоізоляції ) при проходженні звукоізолюючої перешкоди (двері);

-  визначення рівнів перешкод  у точці контролю поза зоною приміщення, що захищає, (за звукоізолюючою перешкодою);

6. Приміщення вважається захищеним від акустичної розвідки, якщо для кожної октавної смуги спектра тестового сигналу за перешкодою виконується співвідношення:

,

(5.5)

де  – фактичне відношення сигналу / перешкоди за перешкодою в i октавній смузі, [дБ];  – нормативне відношення сигнал / перешкода в i октавній смузі [дБ] – не менш ніж 10 дБ.

Величина  визначається з виразу:

,

(5.6)

де  – рівень мовного сигналу в октавній смузі наведений у табл. 5.2

Таблиця 5.2. Рівень мовного сигналу в октавній смузі

Середньогеометрична частота октавної смуги, [Гц]	250	500	1000	2000	4000	8000
Рівень мовного сигналу в октавній смузі [дБ]	68	67	62	57	53	49

7. Визначення складових для оцінки захищеності приміщення:

 – рівень звукового тестового сигналу перед перешкодою, виміряється при проведенні даної лабораторної роботи.

.

(5.7)

Оскільки співвідношення сигнал / перешкода досить велике, то енергетичний внесок перешкоди в первинний сигнал малий й їм можна знехтувати

,

де N₁ й N₂ – показання аналізатору.

,

(5.8)

де δ – виправлення, визначаєма з табл. 5.3 залежно від величини . Якщо Ñ для кожної октавної смуги більше 10 дБ, то в подальших розрахунках виправлення δ = 0 і береться обмірюване значення . Якщо Ñ менше 10 дБ, то виправлення δ здобуває чисельні значення, які беруться з табл. 5.3.