РЕЗЕРВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОДНОСЛОЙНЫХ И МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Обеспечение акустического комфорта в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий является актуальной задачей строительной акустики. Существующие типы ограждающих конструкций часто не обеспечивают требуемой защиты от шума. Целью исследования является изучение резервов повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций конечных геометрических размеров при диффузном падении звука. Рассмотрение прохождения звука через ограждения выполнено на базе теории самосогласования волновых полей, разработанной научной школой профессора М.С. Седова. Приведены аналитические выражения для расчета предельной звукоизоляции ограждений, определяемой инерционным прохождением звука. Исследованы резервы повышения звукоизоляции однослойных и многослойных ограждающих конструкций конечных размеров. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследования. Показано, что однослойные и многослойные ограждающие конструкции конечных геометрических размеров обладают резервами повышения звукоизоляции, которые определяются соотношением собственной и предельной звукоизоляции. При проектировании звукоизолирующих ограждающих конструкций необходимо использовать резервы повышения звукоизоляции. Это позволяет повышать звукоизоляцию ограждений без значительного увеличения их массы и толщины. Области наибольших резервов повышения звукоизоляции на частотной шкале находятся вблизи резонансных частот: для однослойных ограждений - вблизи граничной частоты области полных пространственных резонансов; для многослойных сэндвич-панелей – вблизи резонансной частоты системы «масса - упругость - масса», а также вблизи граничной частоты области полных пространственных резонансов для облицовок.

1. Schoch A. Zum einfluss der Seitlichen begrenzung auf die Schalldurchlässigkeit einfacher Wände // Acustica. 1954. V. 4. S. 288–290.

2. Peutz V.M.A. Some fundamental measurements on single and double plate structures // Proceedings of the 1st ICA-Congress Electroacoustics. 1953. P. 281–284.

3. Josse R., Lamure C. Transmission du son par une paroi simple // Acustica. 1964. V. 14. S. 266–280.

4. Крокер М.Дж., Баттачария М.К., Прайс А.Дж. Расчет прохождения звука и вибрации через перегородки и соединительные стержни при помощи статистического энергетического метода // Конструирование и технология машин : пер. с англ. 1971. 93. В. 3. С. 11–18.

5. Mulholland K.A., Lyon R.H. Sound insulation at low frequencies // Journal of the Acoustical Society of America. 1973. V. 54. № 4. P. 867–878.

6. Заборов В.И., Лалаев Э.М., Никольский В.Н. Звукоизоляция в жилых и общественных зданиях. Москва : Стройиздат, 1979. 254 с.

7. Ovsyannikov S.N., Koshkin Y.G., Fatyanova A.P. Тhe prediction of sound and vibration in a building using the method of statistical energy analysis // 8th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology, KORUS 2004. Tomsk, 2004. Р. 331–335.

8. Лелюга О.В., Овсянников С.Н., Шубин И.Л. Исследование звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций с учетом структурной звукопередачи // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2018. № 7. С. 39–43.

9. Beranek L., Work G. Sound transmission through multiple structures containing flexible blankets // Journal of Acoustical Society of America. 1949. V. 21. № 4. P. 419–428.

10. Заборов В.И., Клячко Л.Н., Новиков И.И. О звукоизоляции трехслойными конструкциями // Акустический журнал. 1984. Т. XXX. Вып. 4. С. 482–485.

11. Karczmarzyk S. Local model of plane acoustic waves propagation in multilayered infinite sandwich structures // Archives of Mechanics. 2011. 63. 5–6. P. 573–598.

12. Moore J.A., Lyon R.H. Sound transmission loss characteristics of sandwich panel constructions // Journal of Acoustical Society of America. 1991. 89. P. 777–791.

13. Bolton J.S., Shlau N.M., Kang Y.J. Sound transmission through multi-panel structures lined with elastic porous materials // Journal of Sound and Vibration. 1996. 191. 3. P. 317–347.

14. Zhou J., Bhaskar A., Zhang X. Sound transmission through a double-panel construction lined with poroelastic material in the presence of mean flow // Journal of Sound and Vibration. 2013. 332. Р. 3724–3734.

15. Dym C.L., Lang M.A. Transmission of sound through sandwich panels // Journal of Acoustical Society of America. I974. V. 56. № 5. P. 1525–1532.

16. Lang M.A., Dym C.L. Optimal acoustic design of sandwich panels. Part 2 // Journal of Acoustical Society of America. 1975. V. 57. № 6. P. 1481–1487.

17. Dijckmans A., Vermeir G. Optimization of the acoustic performances of lightweight sandwich roof elements // INTER-NOISE-2009. Ottawa, Canada. P. 23–26.

18. Thamburaj P., Sun J.Q. Optimization of Anisotropic Sandwich Beams for Higher Sound Transmission Loss // Journal of Sound and Vibration. 2001. V. 254. P. 23–36.

19. Wawrzynowicz A., Krzaczek M., Tejchman J. Experiments and FE analyses on airbone sound properties of composite structural insulated panels // Archives of Acoustics. 2014. V. 39. № 3. P. 351–364.

20. Bobylyov V.N., Tishkov V.А., Monich D.V., Dymchenko V.V., Grebnev P.A. Experimental study of sound insulation in multilayer enclosing structures // Noise Control Engineering Journal. 2014. 62 (5). P. 354–355.

21. Гребнев П.А. Теоретические и экспериментальные исследования звукоизолияции бескаркасных ограждающих конструкций из сэндвич-панелей // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 2 (49). С. 109–118.

22. Гребнев П.А. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий из сэндвич-панелей : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. 21 с.

23. Яблоник Л.Р. Упрощенный метод расчета многослойной звукоизоляции, включающей слои волокнистого пористого материала // Акустический журнал. 2018. Т. 64. № 5. С. 639–646.

24. Зверев А.Я., Черных В.В. Экспериментальное определение акустических и виброакустических характеристик многослойных композитных панелей // Акустический журнал. 2018. Т. 64. № 6. С. 727–736.

25. Liu Y., Catalan J.-C. External mean flow influence on sound transmission through finite clamped double-wall sandwich panels // Journal of Sound and Vibration. 2017. 405. P. 269–286.

26. Liu Y., Catalan J.-C. Effects of external and air gap flows on sound transmission through finite clamped double-panel sandwich structures // Composite Structures. 2018. 203. P. 286–299.

27. Кочкин А.А. Исследование влияния физико-механических характеристик слоистых элементов с вибродемпфирующими слоями на звукоизоляцию непрозрачных ограждающих конструкций // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 3. С. 111–116.

28. Седов М.С. Звукоизоляция // Техническая акустика транспортных машин : справочник / под ред. Н.И. Иванова. Санкт-Петербург : Политехника, 1992. Гл. 4. С. 68–106.

29. Sedov M.S. Effect of breaking free waves in thin plates of double construction // Proceedings of Fourth international congress on sound and vibration / Еd. M.J. Crocker, N.I. Ivanov. Saint Petersburg, 1996. P. 1073–1076.

30. Бобылев В.Н., Монич Д.В., Тишков В.А., Гребнев П.А. Резервы повышения звукоизоляции однослойных ограждающих конструкций. Нижний Новгород : ННГАСУ, 2014. 118 с.