Точные прогнозы для обеспечения соответствия проектов законодательным требованиям по таким вопросам, как прохождение мимо, подводный шум и шум в кабине, должны быть на ранней стадии проектирования для большинства отраслей. В частности, для автомобильной промышленности внутренний шум является решающим фактором, определяющим выбор продукта для конечных пользователей. Нынешняя отраслевая практика полагаться на процедуры испытаний на поздних стадиях для определения виброакустических характеристик может негативно сказаться как на стоимости продукта, так и на его характеристиках.
ESI VA One — это единая среда для виброакустического анализа и проектирования. Это позволяет инженерам выполнять точную предиктивную оценку конструкции по уровню шума и вибрации на ранних этапах цикла проектирования для достижения целевых показателей производительности продукта. Пользователи могут соответствовать жестким ограничениям времени разработки, гарантируя, что инженерные решения могут быть приняты, когда они больше всего соответствуют требованиям междисциплинарной среды разработки.
Доступ к среде VA One осуществляется через стандартный пользовательский интерфейс, охватывающий весь частотный спектр с помощью набора тесно связанных и проверенных методов моделирования. С VA One пользователи достигают оптимальной производительности проектирования без необходимости развертывания отдельных решений, требующих обучения различным пользовательским интерфейсам и обмену данными между средами.
Преимущества VA One
- Достигайте операционных целей (качество, стоимость) и выполняйте основные этапы проекта с помощью точных моделей прогнозирования шума на ранних этапах процесса проектирования.
- Интегрируйте инструменты прогнозирования шума в существующие среды проектирования, чтобы быстро оценивать проекты прототипов и быстро создавать модели.
- Доступ к оптимальному набору бесшовно связанных, быстрых методов для минимизации времени моделирования
- Оцените свой проект и быстро протестируйте контрмеры для достижения целевых показателей.
- Достижение проектных целей по внутреннему и внешнему шуму в единой среде
- Устранение дорогостоящих модификаций на поздних стадиях
Проект доказал, что VA One от ESI способен точно прогнозировать виброакустические характеристики сложных конструкций, что позволяет инженерам-конструкторам уточнять предложения, прежде чем приступать к созданию дорогих прототипов.
Акустический БЭМ-модуль
Модуль Acoustic Boundary Element Module (BEM) содержит все функции, необходимые для моделирования низкочастотного отклика ограниченных и неограниченных жидкостей в среде VA One (опционально может включать Fast Multipole Boundary Elements для решения больших моделей). Модуль моделирования Acoustic BEM является развитием решателя RAYON Boundary Element и позволяет создавать точные модели загрузки жидкости, рассеяния, излучения и передачи звука на низких частотах.
Особенности:
- Усовершенствованные быстродействующие многополюсные граничные элементы для больших моделей
- Косвенные, прямые и смешанные методы граничных элементов
- Встроенные алгоритмы укрупнения сетки и «упаковки в термоусадочную пленку»
- Автоматическое создание сеток для жидкости и восстановления данных
- Полная поддержка несовместимых структурных и жидких сеток
- Полная структурно-акустическая связь и анализ случайных вибраций
- Полная библиотека акустических нагрузок: монополи, плоские волны, диффузные поля и т.д.
- Бесконечные плоскости, жесткие плоскости, плоскости сброса давления, перегородки
- Расширенный многодоменный БЭМ
- Полностью сопряженное решение (жидкости BEM полностью интегрированы в VA One)
Статистический энергетический анализ & Моделирование обрезки
Модуль статистического анализа энергии (SEA) VA One представляет собой эволюцию стандартного в отрасли программного обеспечения для расчета средне- и высокочастотного шума и вибрации. АвтоSEA2. Модуль моделирования SEA регулярно используется практически во всех отраслях промышленности, в которых важны шум и вибрация. Узнайте, почему так много компаний сделали программное обеспечение ESI стандартной частью своего процесса проектирования шума и вибрации, а также статистического анализа энергопотребления.
Особенности:
- Полная библиотека материалов (изотропные, ортотропные, вязкоупругие, пена/волокно и т. д.)
- Полная библиотека физических свойств (однородная, ребристая, многослойная, композитная и т.д.)
- Полная библиотека подсистем SEA (балки, пластины, оболочки, цилиндры, воздуховоды, акустические полости, полубесконечные жидкости и т. д.) и конструкционных и акустических нагрузок
- Учет герметизации, нагрузки жидкости, жесткости из-за кривизны
- Автоматический расчет коэффициентов потерь SEA-перехода для точечных, линейных и площадных соединений на основе теории полноволновой передачи (и усовершенствованных алгоритмов эффективности излучения)
- Простая в использовании среда 3D-моделирования, дерево видимости и объектно-ориентированная база данных упрощают создание моделей, управление моделями и диагностику результатов.
Аэро Вибро-Акустика
Шум ветра является важным аспектом работы автомобиля. Это влияет на комфорт салона и воспринимаемое качество продукта, что напрямую влияет на впечатления пассажиров. Успешное внедрение виброакустического моделирования и, как следствие, улучшение акустики автомобиля привело к снижению внутреннего шума от таких источников, как трансмиссия, шины и подвеска. Однако это приводит к относительно более значительному вкладу шума ветра в салон автомобиля. Поскольку шум ветра напрямую влияет на способность пассажира общаться с другими пассажирами или использовать устройства громкой связи или телефоны, он считается жизненно важным критерием выбора продукта. Это неизменно оценивается как главная проблема общего качества автомобиля.
Растущая скорость и эффективность моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) приводит к большей доступности прогнозов распределения давления во временной области. Турбулентный поток теперь можно эффективно моделировать и обрабатывать, чтобы обеспечить возбуждение виброакустической модели вплоть до более высоких частот, которые наиболее сильно влияют на внутренний шум. Сочетание данных CFD и виброакустического анализа в качестве «сквозного» решения для аэро-вибро-акустического (AVA) моделирования снижает зависимость от дорогостоящих аэродинамических труб, доступность которых минимальна. Предоставление дизайнерам возможности виртуально моделировать внутреннюю акустику, вызванную турбулентными колебаниями давления, позволяет принимать проектные решения на более ранних этапах цикла проектирования, уменьшая необходимость дорогостоящих изменений на более поздних этапах проектирования.
Аэро-вибро-акустический модуль ESI VA One автоматически преобразует временные графики CFD-распределения давления из широкого диапазона форматов в соответствующую нагрузку флуктуирующего поверхностного давления или входную мощность в частотной области. Оба типа доминирующих компонентов возбуждения, конвективный и акустический, получаются из этих данных давления CFD и применяются к конструкциям и жидкостям в модели транспортного средства для прогнозирования внутреннего шума и поддержки снижения и оптимизации шума ветра посредством исследований виртуального проектирования.
Теория термовязкостной акустики: тепловые и вязкие потери
Когда звук распространяется в конструкциях и геометриях малых размеров, звуковые волны затухают из-за тепловых и вязких потерь. В частности, потери происходят в акустико-тепловом и вязком пограничных слоях вблизи стенок. Это известное явление необходимо учитывать, чтобы оценить, как эти потери влияют на термовязкостные акустические системы, чтобы построить точные модели и согласовать экспериментальные измерения.
Введение в термовязкостную акустику
При моделировании отклика небольших преобразователей, таких как конденсаторные микрофоны, МЭМС-микрофоны и миниатюрные громкоговорители, необходимо учитывать тепловые и вязкие потери. Другие приложения включают анализ обратной связи в слуховых аппаратах и мобильных устройствах, а также изучение затухающих колебаний МЭМС-структур.
Анализ передаточного сопротивления стандартного симулятора закрытого слухового прохода IEC 60318-4, иногда называемого соединителем 711, является хорошим примером для демонстрации имитации термоэлектрического устройства и изображен на рисунке ниже. На графике справа отклик смоделирован с термовязкостными акустическими потерями и без них. Очевидно, что эти типы потерь должны быть включены в моделирование, чтобы зафиксировать правильное поведение при сравнении кривых со стандартными данными.
Распределение давления внутри симулятора закрытого слухового прохода при частоте 7850 Гц (слева) в соответствии со стандартом IEC 60318-4. Смоделированное передаточное сопротивление ответвителя показано синим цветом, включая тепловые и вязкие потери, вместе с заданными стандартными кривыми красным цветом и кривой, полученной на основе чистой модели без потерь, зеленым цветом (справа).
Термовязкостной эффект обычно наиболее выражен в резонансах, расширяя их и сдвигая вниз по частоте. Чтобы смоделировать эти эффекты, необходимо явно включить эффекты теплопроводности и вязкие потери в основные уравнения, решая импульс через уравнения Навье-Стокса), массу (непрерывность) и уравнения сохранения энергии. Это достигается решением уравнений термовязкостной акустики в Термовязкостная акустика интерфейсы в модуле «Акустика». Уравнения также известны как вязкотермическая акустика или линеаризованные уравнения Навье-Стокса.
Здесь мы представим физические основы уравнений термовязкостной акустики вместе с важной характеристикой пограничного слоя: масштабом длины. Мы также дадим краткое описание параметров материала, необходимых для описания жидких сред.
Изучение физики термовязкостной акустики
Акустические волны представляют собой распространение небольших линейных колебаний давления поверх фонового стационарного (атмосферного) давления. Определяющие уравнения для флуктуаций (волновое уравнение или уравнение Гельмгольца) получают возмущающими или линеаризация, основные управляющие уравнения гидромеханики, включая уравнения Навье-Стокса, уравнение количества движения, уравнение неразрывности и уравнение энергии. Это приводит к уравнениям сохранения импульса, массы и энергии для любого малого (акустического) возмущения.
Затем для многих приложений моделирования акустики делается ряд допущений для упрощения этих уравнений. Система предполагается без потерь и изэнтропической (адиабатической и обратимой). Тем не менее, если вы сохраните как вязкий эффект, так и эффект теплопроводности, вы получите уравнения для термовязкостной акустики, которые решают акустические возмущения давления, скорости и температуры.
Вывод основных уравнений
Процедура вывода основных уравнений в частотной области начинается с предположения о малых гармонических колебаниях относительно стационарных фоновых свойств. Зависимые переменные принимают вид
где p — давление, mathbf — поле скоростей, T — температура, omega — угловая частота.
Переменные со штрихом (‘) представляют собой акустические переменные, тогда как переменные, отмеченные нижним индексом 0, представляют фоновые величины среднего потока.
В термовязкостной акустике предполагается, что фоновая жидкость находится в состоянии покоя, так что mathbf_0=mathbf . Необходимо указать фоновое давление p_0 и фоновую температуру T_0 (они могут быть функциями пространства T_0=T_0(mathbf) и p_0=p_0(mathbf) ). Вставка приведенного выше уравнения в основные уравнения и сохранение только членов, линейных по переменным первого порядка, дает основные уравнения для распространения акустических волн, включая вязкие и тепловые потери.
Примечание. Подробную информацию об этом процессе можно найти в Руководство пользователя модуля «Акустика» в разделе «Теоретические основы термовязкостной акустики».
Управляющие уравнения в Термовязкостная акустика Интерфейс в частотной области представляет собой уравнение неразрывности (без штрихов во всех акустических переменных)
где rho_0 — плотность фона; уравнение импульса
iomegarho_0 mathbf = nablacdot слева(-pmathbf+mu ( nablamathbf+(набламатбф)^T )+left(mu_textrm-fracmu right)(nablacdotmathbf)mathbf правильно)
где mu — динамическая вязкость, mu_textrm — объемная вязкость, а член в правой части представляет дивергенцию тензора напряжений; уравнение сохранения энергии
где C_p — теплоемкость при постоянном давлении, textrm — теплопроводность, alpha_0 — коэффициент теплового расширения (изобарический), Q — возможный источник тепла; и, наконец, линеаризованное уравнение состояния, которое связывает изменения давления, температуры и плотности.
где beta_T — изотермическая сжимаемость.
Левые части основных уравнений представляют собой сохраняющиеся величины: массу; импульс; и энергия (собственно, энтропия). В частотной области умножение на iomega соответствует дифференцированию по времени. Члены в правой части представляют собой процессы, которые локально изменяют или модифицируют соответствующую сохраняемую величину. В двух уравнениях присутствуют диффузионные потери из-за вязкого сдвига и теплопроводности. Вязкие потери присутствуют при наличии градиентов в поле скоростей, а тепловые потери – при наличии градиентов температуры.
Вязкие и тепловые пограничные слои
При распространении звуковых волн в жидкости, ограниченной стенками, возникают так называемые вязкий и тепловые пограничные слои создаются на твердых поверхностях. На стенке условие прилипания применяется к полю скоростей, mathbf = 0, и изотермическое условие для температуры, T = 0. Изотермические условия являются очень хорошим приближением, поскольку теплопроводность обычно на несколько порядков выше в твердых телах, чем в жидкостях. Эти два условия обуславливают акустический пограничный слой, который состоит из вязкого и теплового пограничных слоев. Течение переходит из объемного состояния почти без потерь и описывается изоэнтропическими (адиабатическими) условиями в условия в этом слое.
Задача о распространении гармонической по времени волны в горизонтальной плоскости вдоль стенки (это могут быть волны, распространяющиеся в небольшом сечении трубы) иллюстрируется рисунками ниже. На левом рисунке показана амплитуда скорости, на правом рисунке показаны изменения температуры жидкости от стенки к объему, а на среднем рисунке показана величина скорости, а также анимация, показывающая вектор скорости в течение гармонического периода.
Амплитуда скорости (слева) и температура жидкости (справа) от стенки к объему акустической волны, распространяющейся в горизонтальной плоскости (внизу). Толщины вязкого и теплового пограничного слоя показаны ближайшими к стенке красными пунктирными линиями. Верхние пунктирные линии представляют собой умножение на 2 pi толщины пограничного слоя в каждом случае. Анимация показывает компоненты акустической скорости, а цветной график показывает амплитуду скорости.
Хорошо видны вязкий и тепловой пограничные слои. Толщины иногда называют вязкостной и термической глубинами проникновения. Поскольку в пограничном слое велики градиенты, здесь также велики потери. Это означает, что в системах относительно небольших размеров становятся существенными потери, связанные с пограничным слоем. Во многих инженерных приложениях (миниатюрные преобразователи, мобильные устройства и т. д.) учет потерь, связанных с пограничным слоем, необходим для моделирования правильного физического поведения и отклика.
Вязкостная характеристическая длина показана красной пунктирной линией на графиках скорости и температуры, показанных выше, вместе со значением, умноженным на 2 пи (известным как вязкостная/тепловая длина волны). Две характерные длины связаны безразмерным числом Прандтля, Pr
который дает меру отношения между вязкими потерями и тепловыми потерями в системе. Для воздуха это число составляет 0.7, а для воды — около 7.1. В воздухе тепловые и вязкие эффекты примерно равны по важности, в то время как для воды (и большинства других жидкостей) тепловые потери играют лишь меньшую роль. Толщины вязкого и теплового пограничного слоя существуют как предопределенные переменные для использования в постобработке в модуле «Акустика» и обозначаются ta.d_visc и ta.d_therm. Число Прандтля обозначается ta.Pr.
Задача о плоской волне может быть решена аналитически, и впоследствии могут быть получены выражения для толщин вязкого ( d_textrm ) и теплового ( d_textrm ) пограничного слоя. Они даны
Значение d_textrm составляет 0.22 мм для воздуха и 0.057 мм для воды при 100 Гц, 20 °C и 1 атм. На рисунках ниже показаны вязкие и тепловые пограничные слои в диапазоне частот.
Значение толщины вязкого ( d_textrm ) и теплового ( d_textrm ) пограничного слоя как функции частоты для воздуха (слева) и воды (справа).
Это показывает уменьшение влияния вязких и тепловых потерь при увеличении частоты распространения акустических волн. Наконец, еще один важный эффект, который фиксируется при моделировании с помощью Термовязкостная акустика Интерфейс представляет собой переход от адиабатической акустики к изотермической на низких частотах в небольших устройствах. Этот эффект возникает, когда тепловой пограничный слой растягивается по всему устройству, и он важен, например, в конденсаторных микрофонах, таких как конденсаторный микрофон B&K 4133. В изотермических условиях скорость звука меняется на изотермическую скорость звука.
Объемные потери, затухание и акустика узкой области
Важно отметить, что в объеме жидкости также существуют вязкие и тепловые потери. Это потери, которые обычно возникают, когда акустические сигналы распространяются на большие расстояния и затухают. Одним из примеров этого являются сигналы сонара. Эти типы потерь в воздухе преобладают только на очень высоких частотах (на звуковых частотах ими можно пренебречь). Объемные потери, конечно, также описываются основными уравнениями термовязкостной акустики, поскольку они включают в себя всю физику. Однако моделирование больших областей с помощью уравнений термовязкостной акустики требует больших вычислительных ресурсов. Вместо этого в модуле «Акустика» следует использовать Акустика давления интерфейса и выберите одну из доступных моделей жидкости: вязкий, Теплопроводный или Теплопроводный и вязкий.
Моделирование с помощью Термовязкостная акустика Интерфейс может быть дорогостоящим в вычислительном отношении из-за деталей, необходимых для захвата всех физических эффектов. В случаях, когда акустические волны распространяются в волноводах или каналах постоянного сечения, термовязкие потери можно моделировать с помощью Акустика узкой области особенность в Акустика давления, частотная область интерфейс. Эта особенность домена добавляет к жидкости потери, связанные с акустическими пограничными слоями, однородным образом. Потери выводятся аналитически, поэтому они точны для данного случая. Эта функция очень полезна для уменьшения размера модели или быстрой первой оценки результатов перед переходом к полной и подробной термовязкостной модели.
Параметры материала
Решение полной модели термовязкостной акустики включает определение нескольких параметров материала:
- Динамическая вязкость, мю
- Динамическая вязкость mu измеряет сопротивление жидкости сдвигу в жидкости. Это константа, которая связывает напряжение с градиентами скорости. Динамическая вязкость связана с кинематической вязкостью nu соотношением mu = rho_0 : nu . Также иногда используется символ динамической вязкости эта.
- Объемная вязкость также известна как объемная вязкость, вторая вязкость или экспансивная вязкость. Это связано с потерями, возникающими из-за сжатия и расширения жидкости. mu_textrm появляется в члене тензора напряжений (правая часть уравнения 3), что связано со сжимаемостью ( nablacdotmathbf ) объемной жидкости. Этот фактор трудно измерить, и он часто зависит от частоты.
- Этот параметр материала измеряет, сколько энергии требуется для изменения температуры жидкости (при постоянном давлении).
- Коэффициент пропорциональности между градиентом температуры и тепловым потоком в законе теплопроводности Фурье.
- Это объемное тепловое расширение жидкости, выражающее способность жидкости расширяться при повышении ее температуры.
- Важный параметр в уравнении состояния жидкости. Он связывает изменения давления с изменениями объема жидкости. Изотермическая сжимаемость связана с обычной (изоэнтропической) сжимаемостью через отношение удельных теплоемкостей beta_T = gamma beta_s .
Заключительные мысли по теории термовязкостной акустики
Теперь, когда мы обсудили теорию термовязкостной акустики и связанные с ней уравнения, мы можем перейти к советам и рекомендациям по настройке модели термовязкостной акустики с помощью COMSOL Multiphysics и модуля Акустика. Мы обсудим это, а также множество примеров и приложений в следующем посте этой серии.
Дополнительная литература и ссылки
- Раздел «Термовязкостная акустика» в Руководство пользователя акустического модуля документации COMSOL
- Д. Т. Блэксток, «Основы физической акустики», John Wiley and Sons, 2000 г.
- С. Темкин, «Элементы акустики», Акустическое общество Америки, 2001 г.
- Б. Лаутруп, «Физика сплошной материи», второе издание, CRC Press, 2011 г.
- П. М. Морс и К. У. Ингард, «Теоретическая акустика», издательство Принстонского университета.
- А. Д. Пирс, «Акустика: введение в ее физические принципы и приложения», Акустическое общество Америки, 1989 г.
- А.С. Духин и П.Дж. Гетц, “Измерения объемной вязкости и сжимаемости с использованием акустической спектроскопии”, J. Chem. физ. 130, 124519 (2009)
Примечание редактора. Эта запись в блоге была обновлена 7 июля 12 г. в соответствии с версией 2016a COMSOL Multiphysics.
Что такое архитектурная акустика?
Акустика ежедневно влияет на всех — от домовладельцев, офисных работников, студентов и пациентов больниц до профессионалов, работающих в сфере проектирования и строительства. Поэтому важно знать основы архитектурной акустики и значение акустического проектирования и строительства; такие термины, как класс звукопередачи (STC) и коэффициент шумоподавления (NRC) — это только начало.
Это первая статья из серии статей, призванных заложить основу для понимания акустики зданий. Давайте погрузимся!
Почему акустика важна в домах и зданиях
Строительство новых зданий – будь то дома, школы, офисные башни или промышленные предприятия – становится все более сложной задачей. Сегодня мы знаем больше, чем когда-либо прежде, о важности строительства энергоэффективных, безопасных и удобных для жильцов конструкций. Создание этих высокоэффективных зданий начинается на этапе планирования с участием профессионалов-проектировщиков и технических экспертов, которые учитывают все факторы, влияющие на то, чтобы помещения функционировали так, как они задуманы, будь то оптимизация производительности офисных работников, тихие зоны восстановления для пациентов, хорошая акустика в обучении. среды для студентов или любое количество других примеров, чтобы привести акустические свойства пространства в соответствие с его предполагаемым использованием.
Одним из факторов, который часто упускают из виду на этапе планирования, является акустика, однако акустическая среда здания может оказать существенное влияние на впечатления жильцов. Например, исследования установили, что звук может негативно влиять на здоровье и периоды выздоровления в больницах. Тенденции дизайна, которые стимулируют создание открытых рабочих пространств для совместной работы, также могут привести к снижению конфиденциальности и производительности. Методы строительства и продукты, выбранные для достижения целей устойчивого развития, могут иногда непреднамеренно приносить в жертву способность пространства обеспечивать комфорт за счет снижения нежелательного шума.
Учет акустических потребностей здания в начале процесса планирования может помочь сэкономить время и деньги, уменьшив потребность в ремонте или модернизации после завершения строительства. В этой серии статей по акустике мы сосредоточимся на переосмыслении роли акустического проектирования и проектирования. Повышение осведомленности и понимания акустики среди профессионалов отрасли, в том числе архитекторов и дизайнеров, владельцев зданий, а также населения в целом, только поможет ускорить этот сдвиг. Жители этих высокоэффективных зданий будут и впредь требовать, чтобы звук был ключевым фактором при новом строительстве.
На этой странице
Файлы для скачивания
Основы акустики включают в себя проектирование с рейтингом stc или nrc, подходящим для вашего строительного сегмента.
Акустика в медицинских учреждениях
Руководство FGI по акустическому проектированию в здравоохранении
Акустика для открытого офиса
Что такое звук?
На самом базовом уровне звук представляет собой очень маленькое и очень быстрое колебание давления воздуха выше и ниже атмосферного давления. Все звуки — система отопления, вентиляции и кондиционирования, вибрирующий сотовый телефон на столе, дорожное движение — работают по этому принципу. Ухо очень чувствительно к источникам звука, и диапазон колебаний давления от самого слабого до самого громкого слышимого звука чрезвычайно велик.
Ухо не воспринимает звук линейно. Вместо этого используется логарифмическая шкала с мерой энергии в децибелах (дБ). Для уха звук, слышимый на уровне 60 дБ, нужно ослабить только до 50 дБ, чтобы он стал наполовину тише. Кроме того, изменение уровня звука с 60 дБ до 40 дБ (т. е. с оживленной улицы в тихую библиотеку) будет восприниматься как еще более резкое изменение. Способность звука повредить наш слух пропорциональна его интенсивности, а не громкости, как показано в таблице ниже.
Факты о звуке
- Инженеры-акустики используют децибелы (дБ) для измерения звука или количественной оценки громкости звука.
- Энергия самых громких обычно слышимых звуков в миллион раз больше энергии самых слабых слышимых звуков.
- Ухо — чрезвычайно чувствительный орган; диапазон изменения давления от самых слабых до самых громких слышимых звуков чрезвычайно велик.
- Чтобы сделать звук вдвое громче, требуется в 10 раз больше энергии. И наоборот, чтобы сделать звук вдвое тише, необходимо устранить 90 процентов звука.
Логарифмическая шкала измерения звука в децибелах показывает, что в то время как изменение на 3 дБ приводит к едва заметной разнице для человеческого уха, изменение на 20 дБ является очень значительным изменением.
Как измеряется звук?
Инженеры-акустики используют децибелы для количественной оценки громкости звука, но когда дело доходит до проектирования акустики в зданиях, эта мера является лишь одним из способов оценки ее характеристик.
При измерении шума для оценки акустических характеристик здания используются две основные метрики: акустическое поглощение и потеря передачи звука.
Акустическое поглощение — это способность материала поглощать, а не отражать звук (подумайте о разнице между прыжками на батуте и прыжками в груду подушек). Потери при передаче звука относятся к способности материала уменьшать передачу звука из одного помещения в другое (т. е. блокировать шум или звук между комнатами). Когда вы пытаетесь найти решение, отвечающее требованиям хорошей архитектурной акустики для вашего следующего проекта, важно знать разницу между ними.
Говоря о звукопоглощении, вам следует искать продукты, которые поглощают реверберацию и эхо в помещении. Если вам нужен продукт, который останавливает или блокирует звук, вам понадобится более тяжелый и плотный материал. Материалы с высоким звукопоглощением не препятствуют передаче звука. Например, бетон отлично подходит для звукопоглощения, но плохо пропускает звук.
Потолочные плиты из каменной ваты обеспечивают высокий уровень звукопоглощения, в то время как стеновые и кровельные материалы ROCKWOOL в качестве составных частей могут помочь снизить уровень шума между помещениями, а также шум от внешней среды. В зависимости от применения акустические свойства строительных материалов, которые вы указываете и используете, будут играть важную роль в общей звукоизоляции.
В то время как звукопоглощение — это способность материала поглощать, а не отражать звуковые волны, потери при передаче звука подчеркивают уменьшение звуковой энергии при прохождении через искусственную среду. И то, и другое является важным фактором при проектировании зданий и выборе материалов для строительства.
Что такое архитектурная акустика?
Архитектурная акустика – это изучение звука в домах и других зданиях и проектирование этих конструкций для достижения оптимальных акустических характеристик, включая контроль передачи звука по всему зданию, поддержание условий для хорошей разборчивости речи и обеспечение звукоизоляции для конфиденциальности речи.
Все звуки, которые мы слышим ежедневно, могут привести к множеству проблем. В частности, шум окружающей среды находится в центре внимания европейских исследователей, которые недавно измерили возможные осложнения для здоровья, которые он может вызвать. В дополнение к негативному влиянию на уровень энергии пассажиров, эти осложнения могут включать в себя все, от болезней сердца и шума в ушах до лишения сна и когнитивных нарушений, что может сократить жизнь среднего человека на годы.
Шум окружающей среды включает в себя транспортный шум – шум дорожного движения, железных дорог и самолетов, шум ветряных турбин и шум досуга. Шум в свободное время относится ко всем источникам шума, которым люди подвергаются во время таких занятий, как посещение ночных клубов, ресторанов, занятий фитнесом, спортивных мероприятий или концертных залов с живой музыкой, а также прослушивание громкой музыки через персональные устройства прослушивания.
В пределах застроенной среды было бы легко подумать, что шум в помещении может не иметь какого-либо неблагоприятного воздействия по сравнению с шумом окружающей среды. Однако даже в пределах здания архитектурная акустика играет значительную роль в восприятии жильцов (например, окружающий шум может быть периодическим и уменьшаться в вечерние часы и ночью, в то время как чрезмерная реверберация внутри помещения всегда присутствует, мешая каждому произнесенному слову). ).
Каждый элемент конструкции здания влияет на его акустические характеристики. Это больше, чем просто стены и потолки: его формы, поверхности, мебель, осветительные приборы, механические системы и материалы, используемые в строительстве, влияют на акустику здания. Когда акустические свойства материалов не учитываются в процессе спецификации, в результате слишком часто получается плохая акустическая среда. Разговор о более здоровых зданиях часто фокусируется на освещении и качестве воздуха, но уровень шума также значительно влияет на здоровье и самочувствие. Тем не менее, многие отраслевые стандарты, руководства и системы оценки зданий теперь содержат разделы с акустическими критериями, что повышает важность акустики для благополучия людей, находящихся в здании.
В 2018 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) впервые с 1999 года обновила свои Руководящие принципы по шуму в окружающей среде, при этом новое исследование подтвердило, что шум оказывает негативное воздействие на здоровье человека и вызывает все большую озабоченность. Данные показывают, что улучшение качества окружающей среды в помещении (IEQ) приносит значительную пользу жильцам. Вот почему ROCKWOOL поддерживает включение здоровья и благополучия в качестве критериев оценки, ремонта и развития зданий, особенно наших домов, школ, офисов и больниц.
