Дом 2005-02, страница 30

(им

Полез

От агрессивного шума страдает практически каждый современный горожанин. Именно поэтому одним из определяющих критериев качества жилища является его звукоизоляция. Как выполнить ее грамотно, каким законам подчиняются звуковые волны, что следует учесть еще при проектировании дома, чтобы достичь акустического комфорта в жилище, — это и многое другое должен знать каждый застройщик, который не желает напрасно тратить время, силы и средства на неэффективные мероприятия по звукоизоляции.

Человек живет в океане звуков

Наша современная жизнь, к сожалению, наполнена не только трелями соловья. шорохом набегающей на берег волны и «пиликаньем кузнечика на скрипке». Монотонный гул агрегатов и механизмов, громкая музыка, доносящаяся от затеявших шумную вечеринку соседей, стук молотка, перфоратора и визжанье дрели, а как следствие — головная боль, усталость и раздражительность — вот характерные для нас реалии сегодняшнего дня.

Как же бороться с акустическим дискомфортом в своем жилище? Попробуем разобраться в некоторых понятиях и физических законах, которым подчиняются звуковые колебания.

Что такое звук

Политехнический словарь дает такое определение этому физическому явлению. Звук — это воспринимаемые ухом механические волны с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц, которые распространяются в различных средах (упругих, твердых, жидких и газообразных).

Как известно, в непрерывной среде, состоящей из взаимодействующих между собой частиц, колебания их в одном месте вызывают вынужденные колебания и соседних частиц. Процесс распространения этих колебаний в среде и называется механической волной. Волны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению распространения волны, называют поперечными. Волны на воде — классический пример таких колебаний. Если же колебания происходят вдоль направления распространения

волны, то это продольные волны. Именно к таким и относятся звуковые волны.

Например, колебания ветвей камертона сопровождаются периодическими сжатиями и разрежениями воздуха вблизи него. Эти процессы распространяются в воздухе во все стороны. Ощущение же звука в наших органах слуха возникает при периодических изменениях давления воздуха. При этом звуковые волны с большой амплитудой изменения звукового давления воспринимаются человеческим ухом как громкие звуки, а с малой — как тихие.

Для измерения силы и мощности звука используется условная единица децибел (дБ). Децибел — единица относительная. Сила звука, измеряемая в децибелах, определяется логарифмом отношения этой силы звука к некоторой другой, условно принимаемой за единичную. Таким образом, говоря о силе звука в децибелах, мы имеет дело не с собственно количеством энергии, проносимой звуковой волной через единицу площади в единицу времени, а с уровнем силы звука.

Наименьший прирост силы звука на пороге слышимости, воспринимаемый человеческим ухом, равен примерно 1 дБ. Звук в 10 раз более сильный считается имеющим уровень силы в 10 дБ (пример — тихий шепот на расстоянии 1,5 м), звук в 100 раз более сильный считается имеющим уровень силы в 20 дБ (пример — тиканье часов) и т.д.

В качестве других примеров можно привести тихий разговор, который оценивается в 40 дБ, речь средней громкости — в 60 дБ, шум оживленной улицы — в 60...85 дБ, шум поезда на станции метро — в 95 дБ, а болевой порог (когда звук уже неслышен) — 130 дБ.

Следующий параметр звука — его частота (f), то есть количество колебаний источника (а следовательно, и звукового давления) в 1 сек. Единица измерения частоты звука — герц (Гц). По частоте звук разделяют на 3 диапазона: инфразвук (f<20 Гц), ультразвук (f>20000 Гц) и слышимый диапазон — как раз тот, что и воспринимается человеческим ухом. Его частота пример

но от 16 до 20000 Гц.

Важнейший параметр звука — скорость распространения звуковой волны. которая зависит от упругости и плотности среды, а от частоты и амплитуды — не зависит. Скорость звука в воздухе при 15°С — около 340 м/с, в воде при 15°С — около 1500 м/с, в кирпиче — 6130 м/с.

Встречая на своем пути преграду, звуковая волна отражается от нее. Причем углы падения и отражения звука равны между собой и лежат в одной плоскости. При переходе из одной среды в другую, например, из воды в воздух или из слоя теплого воздуха в слой холодного происходит преломление или рефракция звуковой волны. При этом синусы углов падения и преломления соотносятся между собой как скорости звука в соответствующих средах.

Если на пути звуковой волны имеется препятствие, размеры которого сравнимы с длиной волны, то происходит дифракция, то есть частичное огибание этого препятствия звуковой волной. В результате за препятствием не получается звуковой тени. Например, выстрел, раздавшийся перед домом, слышен и за ним.

При прохождении звука через любую среду, а также при отражении звука происходит частичное поглощение энергии звуковых волн, вследствие чего звук ослабевает. Именно это свойство звуковых волн и играет основную роль в акустике закрытых помещений.

Степень поглощения энергии характеризуется «коэффициентом поглощения звука» (КПЗ). Материалы, рассеивающие большую часть энергии внутри себя, называются поглощающими. Это акустические плитки, ковровые покрытия, шторы, мебель и т.п. материалы. Их КПЗ может достигать 100%. Такие же материалы, как, например, штукатурка, кирпич, стекло, бетон, относятся к отражающим. Их КПЗ находится в пределах 5... 10%.

Таким образом, распространение звука можно сравнить с распространением света. Звук тоже отражается и преломляется. Однако есть и существенные различия в механизмах распространения звука и света. Если по-

1 о «Дом» 2'05