Звукоизоляция и звукопоглощение

Представим себе, что звуковая волна падает на бесконечную по размерам преграду — что с ней произойдет?

Очевидно, что часть энергии звуковой волны отразится от преграды, а другая часть пройдет сквозь нее, но если суммировать две эти части, получим, что она меньше, чем количество падающей звуковой энергии:

Что же случилось с остальной частью звуковой энергии – ведь мы не зафиксировали звуковой энергии, кроме энергии отраженной и прошедшей звуковой волны? Исходя из закона сохранения энергии можно предположить, что звуковая энергия преобразовалась в энергию другого вида. Если установить высокоточную термопару в толще преграды, можно отследить, что при воздействии звуковой волны температура внутри ограждающей поверхности повышается, а значит, часть звуковой энергии преобразуется в тепловую!

Таким образом, уравнение баланса звуковой энергии будет выглядеть следующим образом:

где Iпад, Iотр, Iпр, Iпогл — интенсивности падающего, поглощенного, отраженного и прошедшего звука, соответственно.

1 – падающая на конструкцию звуковая энергия; 2 – отраженная звуковая энергия; 3, 5 – энергия, излучаемая колеблющейся конструкцией в смежные помещения; 4 – энергия структурного шума; 6 – энергия, трансформирующаяся в тепловую; 7 – звуковая энергия, прошедшая через поры и неплотности; 8 – суммарная звуковая энергия, прошедшая через конструкцию.

Отношение интенсивности прошедшего звука к интенсивности падающего называется коэффициентом звукопроводности:

Величина, обратная коэффициенту звукопроводности, называется звукоизоляцией. Звукоизоляция характеризует процесс отражения звука и является мерой звуконепроницаемости преграды. Зависимость звукоизоляции от коэффициента звукопроводности записывается следующим образом:

То есть, если какая-либо конструкция обладает показателем 50 дБ, это означает, что интенсивность звука при прохождении через эту преграду снижается в 100 000 раз!

Физический процесс перехода звуковой энергии в тепловую называется звукопоглощением, а мерой его измерения является коэффициент звукопоглощения:

Коэффициент звукопоглощения зависит от свойств материалов — так материалы с большим количеством открытых пор обладают более высоким коэффициентом звукопоглощения, чем материалы с закрытой пористостью. В ГОСТе 23499–2009 вводится понятие индекс звукопоглощения αw (частотно независимые значения коэффициентов звукопоглощения, соответствующие величине смещенной нормативной кривой на частоте 500 Гц (среднегеометрической частоте октавной полосы), в зависимости от величины которого материалу присваивается класс звукопоглощения.

ГОСТ 23499–2009

Таблица 9. Классы звукопоглощения

Материалы, обладающие индексом звукопоглощения αw≤0,2, в соответствии с ГОСТ 23499–2009, не могут называться звукопоглощающими материалами.