Распространение шума

Интенсивность шума J_i в любой точке открытого пространства определяется зависимостью

(4.13)

где — звуковая мощность источнике шума, Вт;

— площадь измерительной поверхности, окружающей источник шума и проходящей через расчетную точку, м².

Уровни звуковой мощности источника шума L_р в соответствии с законом Вебера-Фехтнера выражаются в дБ.

(4.14)

где — пороговое значение звуковой мощности, равное

Простейшей моделью источника шума является точечный источник, излучающий сферическую волну (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Распространение шума в открытом пространстве в сферу (а) и в полусферу (б) от точечного источника

Любой источник можно считать точечным на расстояниях, превышающих его двукратный наибольший размер. Используя зависимость (4.13) и переходя от абсолютных величин к относительным логарифмическим, уровни интенсивности шума в любой точке открытого пространства с учетом затухания звука в атмосфере можно записать в следующем виде

(4.15)

где β — коэффициент затухания звука а атмосфере, 1/км.

Анализ зависимости (4.15) показывает, что уровни интенсивности шума уменьшаются на дБ при удвоении расстояния. Молекулярное затухание уровней шума в воздухе необходимо учитывать на расстояниях r_i > 50 м. Например, на частоте f = 1000 Гц величина β = 6 дБ/км.

Иной характер имеет процесс распространения шума в помещении, где установлен источник шума. Интенсивность шума в любой точке помещения складывается из интенсивности прямого шума и многократного отраженного от стен помещения диффузного шума, который, определяется с использованием аппарата теории вероятностей — (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Распространение шума в помещении с маточником шума

Величина Q называется акустической постоянной помещения. Она характеризует его способность поглощать звуковую энергию и зависит от среднего коэффициента звукопоглощения и полной площади ограждений (м²).

(4.16)

Суммарная интенсивность шума в любой точке помещения при расположении точечного источника в центре равна

(4.17)

После перехода к уровням интенсивности шума в дБ получается следующая зависимость

(4.18)

где — спад уровней шума от источника до расчетной точки, дБ.

Характер изменения уровней шума в помещении показан на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Изменение уровней шума в помещении с источником шума

Анализ графика (рис. 4.7) позволяет сделать важные практические выводы. В помещении с высоким коэффициентом звукоотражения стен β ≈ 1 и, следовательно, малой звукопоглощающей способностью α ≈ 0 звуковое поле определяется отраженным шумом (см. верхнюю пунктирную линию на рис. 4.7). Если стены помещения хорошо поглощают шум (α ≈ 1), то звуковое поле в нем определяется прямым шумом источника, то есть помещение приближается к условиям открытого пространства ( ).

В реальных помещениях 0 < α < 1, поэтому звуковое поле определяется суммой прямого и отраженного шума. В зоне помещения, где r = r_гр, прямой шум сравнивается с отраженным, причем влево от r_гр расположена зона прямого шума, а вправо — отраженного. Такой анализ позволяет выбирать необходимые средства уменьшения уровней шума для различных зон помещения.