Izolaní materiály. Šastník Stanislav. 2. týden

Transkript

1 Izolaní materiály 2. týden Šastník Stanislav Vysoké uení technické v Brn, Fakulta stavební, Ústav technologie stavebních hmot a dílc, Veveí 95, Brno, Tel: , Fax , Stastnik.S@fce.vutbr.cz

2 Obor stavební akustika Akustika je oborem nauky o mechanickém kmitání a vlnní v pružném prostedí. Akustika i) elektroakustika, ii) fyzikální akustika, iii) hudební akustika, iv) psychoakustika, v) technická akustika - stavební akustika - akustika stavebních konstrukcí, - prostorová akustika, - urbanistická akustika, - akustika výstavby sídel,

3 Základní pojmy ve stavební akustice Zvuk mechanické vlnní molekul pružného prostedí v kmitotovém pásmu slyšitelnosti lidského ucha (f [20; 20000] Hz). Zvuk se šíí v materiálovém prostedí, které má pružné a setrvané vlastnosti. Zdroje zvuku a druhy vlnoploch Bodový zdroj zvuku 1 zvukový paprsek, 2 elo vlnoplochy Pímkový (lineární) zdroj zvuku Plošný zdroj zvuku (rovinné vlnoplochy) Zdroj vlnní: a) v klidu b) v pohybu Dopplerv efekt byl formulován v roce 1842 Christianem Dopplerem ( ) na Vysoké škole technické v Praze. (f > f 0 ) (f < f 0 )

4 Podstatou akustického vlnní je zhušování a zeování kmitajících molekul prostedí. Druhy postupných vlnní a) Podélné vlnní, b) Píné vlnní, c) Ohybové vlnní, d) Dilataní vlnní.!!! V plynech a kapalinách se šíí zvuk pouze podélným vlnním.!!!

5 istý tón ve tvaru: u = u.sin max ω = 2π. f ( ω. τ + ϕ) Doba kmitu: Poet kmit za sekundu: Vlnová délka: 2π T = ω 1 f = T λ = c f = c. T (s) (Hz) starý zápis (c.s -1 ) (m)

6 ástice vzduchu v klidu kmitající Postupné podélné vlnní u (výchylka) smr vyzaování λ (vlnová délka) v (zvuková rychlost) p (akustický tlak)

7 Zvuk ve stavební akustice P ehled kmito tových pásem v akustice: 1 Laboratorní zkoušky a m ení 2 p enosové akustické pásmo HiFi p ístroj 3 hra na klavír 4 e 5 slyšitelnost u starších osob 6 slyšitelnost u mladších osob Slyšitelné pásmo Lidská e Infrazvuk (ot esy) Ultrazvuk f [Hz] Zvukoizola ní pásmo Prostorová akustika Snižování hluku Posuzování konstrukcí ve stavební akustice: f [100; 3150] Hz

8 Rychlost šíení zvuku Rychlost šíení zvuku ve vzduchu c = 331,8 + 0,607 θ. (m.s -1 ) Rychlost šíení zvuku v nkterých materiálech a vlastnosti prostedí Název materiálu c z (kg. m -3 ) (m. s -1 ) (N. s. m -3 ) Armoperlit vyztužený , Beton , Bukové devo , Devotískové desky tloušky 15 mm , Dubové devo (po vláknech) , Eternit tloušky 5 mm , Hliník , Hobrex tloušky 16 mm , Izoplat , Korek ,2 1, Lignát tloušky 6 mm , Mkká guma , Mkká guma , Mineráln-vláknitá deska tvrdá , Mramor , Ocel , Olovo , Polystyrén , PVC (novodur) , Pekližka tloušky 5 mm , Pórobeton , Pórobeton , Plná pálená cihla , Sádrové desky , Sololit (tvrdý povrch) tloušky 5 mm , Tvrdá guma , ' Tvrdá guma , Umakart tloušky 1,5 mm , Voda 13 C , Vzduch 20 C 1, , Vzduch 1, Rychlost šíení zvuku v tuhých pružných látkách a kapalinách Rychlost šíení ohybových vln v deskových materiálech c L = E ρ cb = 1,8. cl. h. f E modul pružnosti (Pa) objemová hmotnost (kg.m -3 ) h tlouška desky (m) teplota ( C) (m.s -1 ) (m.s -1 )

9 Akustický tlak a akustická rychlost: p 1 T max ef = 2 p = p dt = T 2 0 p Minimální hodnota akustického tlaku, který lidské ucho pro f = 1000 Hz zachytí (práh slyšitelnosti) p 0 = Pa Práh bolesti p = 200 Pa Stední hodnota akustického tlaku p : T 1 1 2T. pmax 2 p p = p dτ =. = T T 0 π π max Akustický tlak p (Pa) klesá od bodového zdroje nepímo úmrn vztahem: Akustický vlnový odpor z (akustická impedance) z = c. ρ (N.s.m -3 ) p = r1 2 p1. r 2

10 Akustická intenzita zvuku, akustický výkon: Zdroj zvuku Akustický výkon P [W] Šepot Lidskáe Kik Klavír Trubka Automobilová houkaka Symfonický orchestr Poplachová siréna Nadzvukové letadlo ,1 0,2 0,3 0, až 1000 až Vztah pro výpoet akustického výkonu P : P = I. S (W)

11 Schéma prbhu akustické intenzity v závislosti na vzdálenosti od akustického zdroje: Z S 1 2 S 2=2 S1 r 1 r =2 r 2 1 Vztah pro výpoet akustické intenzity I: I 2 p ρ c = (W.m -2 )

12 Hladina akustické intenzity I : L I = log I log I0 = log I I 0 (B) L I = 10log I I 0 (db) Rozsah hodnot akustického tlaku a intenzity používaných ve výpotové praxi

13 Hladina akustické intenzity L I od n stejných zdroj zvuku Hladina akustického tlaku L p : L I = L +10log n (db) I L p = 20log p p 0 (db) Hladina akustického výkonu L P : L P = 10log P P 0 (db)

14 Pekážka ve zvukovém poli v pípad že platí: 1 - λ << 1, 2 - λ >> 1 λ - vlnová délka zvukové vlny, l nejmenší rozmr pekážky, d vzdálenost zdroje od pekážky Dopad a odraz zvukové vlny z bodového zdroje na pekážku 1 dopadající zvuková vlna pod úhlem i, 2 odražená zvuková vlna pod úhlem r

15 Ohyb zvukových vln pi prchodu otvory

16 Vznik akustického stínu za pekážkou v závislosti na její velikosti 1- dopadající zvuková vlna, 2- odražená zvuková vlna, 3- smr šíení dopadajících zvukových vln, 4- smr odražených zvukových vln, 5- zóna zvukového stínu

17 Lom zvukových vln Vliv šíení zvukových vln v závislosti na teplot [a, b] a smru vtru [c].