Методы измерения коэффициента звукопоглощения

В практике использования литературных данных по значе­ниям коэффициентов звукопоглощения могут встретиться два названия:

1)коэффициенты звукопоглощения, определенные методом стоячей волны (нормальный КЗП);

2)реверберационные (диффузные) коэффициенты звукопо­глощения.

Измерение первого коэффициента происходит в трубе круг­лого или квадратного сечения и основано на явлении интерфе­ренции: бегущая звуковая волна падает нормально на звукопо­глощающий материал, пройдя через него и отразившись от же­сткой стенки, выходит обратно, накладывается на падающую и получается стоячая волна, амплитуды максимумов и минимумов которой определяются степенью поглощения звуковой энергии образцом. Образец звукопоглощающей конструкции (ЗПК) 1 за­крепляется на стальном массивном отражающем концевом уст­ройстве 2 на одном конце трубы 3, а на другом ее конце разме­щается громкоговоритель 4 (рис. 1).

Амплитуды давлений в квазиузлах и квазипучностях изме­ряются микрофоном 5, размеры которого должны быть много меньше площади трубы, или зондом-полой трубкой, переме­щающейся вдоль оси трубы и связанной с микрофоном, находя­щимся за ее пределами.

Электрическое напряжение с микрофона подается на усили­тель и фильтр 6, а затем на шумомер или другой измерительный прибор 7.

Вся схема представлена на рис. 1, где пунктирной линией показано изменение звукового давления в пределах трубы. Если p₁- амплитуда прямой бегущей волны, p₂ - амплитуда отражен­ной звуковой волны, то максимальное и минимальное значения давления выразятся следующим образом:

p_max = |p ₁ |+|p₂|; p_min = |p ₁ | - |p ₂ |.

Коэффициент звукопоглощения может быть выражен через максимальное и минимальное и значения давлений следующим образом: α = 1 - E_В/E_П = 1 – (p_1/ p₂₎² = 4N/(1+N)², где N = p_min/ p_max

Данный метод измерения имеет две положительные сторо­ны: для его использования требуется небольшой объем материа­ла и малый интервал времени для измерений. Недостатки сво­дятся к тому, что его нельзя использовать для измерения неко­торых ЗПК (например, резонансных и штучных поглотителей), кроме того, в результате измерений получается коэффициент, соответствующий только нормальному падению звука на обра­зец, в то время как в подавляющем большинстве случаев паде­ние звуковых волн на поверхность соответствует углам падений от 0° до 90°.

Второй способ связан с использованием особых акустиче­ских помещений - реверберационных камер, объем которых должен быть не менее 200 м³, поле достаточно равномерное, а время реверберации большое, что достигается применением об­лицовочных материалов типа керамических плиток, бетона с железнением и т.д. КЗП материала или конструкции вычисляет­ся на основании измерения времени реверберации в октавных или третьоктавных полосах частот до внесения звукопогло­щающего материала или конструкции, и после ее внесения. Для получения заметных изменений во времени реверберации необ­ходимо разместить в камере достаточную площадь ЗПМ или ЗПК, причем, по возможности, расположить ее так же, как в ре­альной обстановке. Если S_х - площадь образца, S - площадь по­верхности камеры, а а₁ и а₂ средние КЗП, получающиеся из измеренных значений времени реверберации, то КЗП образца: = (( - )*S + Sx)/Sx.

Коэффициент звукопоглощения, найденный подобным об­разом, получил название диффузного или реверберационного; он больше нормального, однако существуют методы пересчета нормального КЗП в диффузный. Приблизительно это можно осуществить, использовав табл. 1 (промежуточные значения на­ходят методом интерполяции), причем точность перевода дости­гает 10%.

Таблица 1

1 строка: α_норм = 0,1;0,2;0,3;0,4;0,5;0,6;0,7;0,8,0,9

2 строка: α_диф = 0,2;0,38;0,52;0,65;0,76;0,84;0,92;0,98;1,0

 

Классификация строительных материалов и изделий

Все звукопоглощающие материалы и конструкции могут быть распределены на пять групп:

-звукопоглощающие изделия полной заводской готовно­сти;

-материалы, применяемые в качестве элементов конструк­ций звукопоглощающих облицовок;

- звукопоглощающие элементы плоского и объемного типа;

- элементы кулисного типа;

- резонансные звукопоглощающие конструкции.

Существует второй способ деления всех ЗПМ и ЗПК – по значениям КЗП: первая группа - плоские ЗПК, выполненные из материалов полной заводской готовности (плиты Акмигран, Экофон, Акусто и др.), а также в виде съемных кассет из перфо­рированных покрытий со звукопоглощающими слоями и покры­тиями, коэффициенты звукопоглощения составляют от 0,1 на частоте 125 Гц до 0,9 на высоких частотах. Вторую группу ЗПК составляют объемные звукопоглощающие элементы, обладаю­щие большими (на 50-70 %) значениями КЗП по сравнению с плоскими элементами из-за дифракционных эффектов на более развитой поверхности. В третью группу входят элементы, являющиеся по существу объемными, у которых два размера зна­чительно превосходят третий (кулисные конструкции), условные коэффициенты которых достигают значений 2-2,5.