“Из области иллузии”© :) Часть 5: Децибелы (дБ)

Децибел - это необычная, на первый взгляд малопонятная единица, живущая по логарифмическим законам. Имея о ней отдалённое представление, легко попасть в область иллузии© :), что зачастую происходит с менегерами и продавайцами "легенд" звукоизоляции. Просто они не склонны к изучению азов, а пользуются несколькими фразами для поддержания разговора с потенциальной "жертвой" :), используя в том числе и термин Децибел. Известный мне "рекорд" был поставлен на форуме SibDom: "звукоизоляция" полистиролом 50 дБ, и пример приводится: <QUOTE>"На Строительной выставке делал стенд из пенополистирола. Куб со стенками толщиной 5см. Когда дверь закрыта- тишина. Открываешь громкая музыка!"</QUOTE>

В жизни с ограждениями из пенопласта (точнее сэндвич-панели из полистирола, ламинированной тонким пластиком с двух сторон) можно столкнуться в оконных блоках: оконщики такими панелями заполняют нижнюю несветопрозрачную часть балконной двери (на схеме №7). Если площадь этой по сути соединенной конструкции 1/100 от площади всей фасадной стены, то влияние на снижение звукоизоляции этой стены незначительно.

При увеличении площади ситуация меняется радикально: на фото фасадная система, где один блок полностью снизу доверху заполнен такими панелями - при закрытых окнах, стоя рядом с этим фрагментом,  шум улицы снижается минимально, и даже не в 2 раза на слух, что значит собственная звукоизоляция панели менее 10 дБ!

Такой проём однозначно требует дополнительной акустической обработки, какими бы цифрами не "бросались":) продавайцы.
А для того что бы не попадать в область иллузии© вместе с ними нужно иметь некоторое представление о Децибелах.

Разобраться с Децибелами без понимания Логарифмов невозможно.
Думаю, легче всего начать с простого примера показательного уравнения (возведение в степень): 2^x=8. Чтобы найти x (показатель степени) нужно знать сколько раз основание степени (2) нужно умножить само на себя чтобы получить степень (8). Тут всё понятно - три двойки надо перемножить между собой и будет равенство: 2³=8.

А если уравнение имеет вид 2^x=5 что делать? Навскидку можно сказать только то, что x находится где-то между двойкой и тройкой (2²=4 и 2³=8).

Как раз здесь и появляются Логарифмы, которые отвечают на вопрос:
в какую степень нужно возвести основание (2), чтобы получить число (5)?
Запись: x = log₂ 5.
Если нужен числовой ответ: x=2.3219280948874... (иррациональное число - никогда не зачанчивается ;)).

В итоге ничего сложного... тогда фраза "Степень поднимается выше, Логарифмы сводят с ума"© не про нас: логарифм по сути это вычисление показателя степени.

В акустике прижились логарифмы с основанием 10 - десятичные логарифмы (log₁₀ или просто lg).
Пример записи:  log₁₀8=x, можно сформулировать в виде вопроса:
в какую степень нужно возвести 10, чтобы получить 8?

Ещё примеры: возьмём несколько чисел, кратных 10, и запишем для них десятичные логарифмы:
число 1000 = 10³, т.о. lg 1000=3;
число 100000000 = 10⁸, т.о. lg 100000000=8.

Количество нулей обескураживает, однако именно столько порядков как в последнем примере отвечает физиологическому восприятию громкости звука (звукового давления) человеком, выраженной в паскалях (Па): от нижней границы (порог слышимости) до верхнего предела (когда наступает необратимое повреждение слуха).

Очень широкий диапазон , с которым неудобно работать, тяжело воспринимать и понимать. Поэтому введена величина, Уровень звукового давления, которая с помощью логарифмирования всю эту вакханалию  приводит к вменяемым значениям:)

Уровень звукового давления (L_p, от англ. level - уровень, p - pressure - давление) это величина, значение которой  говорит нам до какой степени 🙂 отличается измеренная величина давления  от нуля (точки отсчёта). За точку отсчёта принят порог слышимости человека P_o=20 мкПа - это и есть 0 дБ, а вся шкала от 0 до 140 дБ.

Теперь, как определить звукоизоляцию? Если измерить уровень звукового давления в помещении с источником звука и в помещении с приёмником звука, то разница (с небольшой поправкой, которой можно пренебречь) и будет звукоизоляцией конструкции, разделяющей помещения (шум воздушный):
R_w = L_{источник} - L_{приёмник}.

Вспоминаем мат часть:  звукоизоляция (R_w) связана с коэффициентом звукопроницаемости  (τ) следующей зависимостью:

R_w = 10·lg(1/τ), который в свою очередь есть не что иное, как отношение звуковой энергии, прошедшей сквозь ограждение, к звуковой энергии, падающей на ограждение:

τ = E_t/E_i
где τ - коэффициент звукопроницаемости,
E_t - прошедшая (transmited) энергия,
E_i - падающая (incident) энергия.

Пример:
допустим 10% звуковой энергии (E_t) прошло сквозь ограждение.
Коэффициент звукопроницаемости будет равен  τ= 10/100 = 0,1.
Звукоизоляция  R_w = 10·lg(1/0,1) = 10 дБ.

В таблице я свёл данные о звукоизоляции (R_w) различных ограждений, сопоставленной с порцией звуковой энергии, проникшей через ограждение (E_t), связанной со звукоизоляцией через коэффициент звукопроницаемости (τ) , а также привёл примеры слышимости речи и приборов для соответствующих индексов R_w:

Спасибо, что дотерпели до конца 🙂 зато теперь возможно стало понятнее почему 45 дБ, заявленных на сайте Русской Панели для листов полистирола, прибиваемых к стене, притулить абсолютно не к чему.

45 дБ не могут быть:

1. ни собственной звукоизоляцией полистирольной плиты по причине малой поверхностной плотности,
2. ни дополнительной звукоизоляцией к существующему массивному ограждению (как на фото с сайта) т.к. прибавляя 45 дБ к индексу ЗИ даже межкомнотной перегородки сразу попадаем в область иллузии© 🙂 с индексом ЗИ более 80 дБ!
3. А в реверберационных камерах НИИСФ РААСН проверено нечто совсем другое 😉 (читайте сертификаты).

Кроме того нелишним будет напомнить, что использование пенопласта в качестве среднего слоя конструкции снижает звукоизоляцию ограждения на 10-15 дБ.

1/ Осипов, Звукоизоляция и звукопоглощение, 2004;
2/ Блази, Справочник проектировщика. Строительная физика, 2004;
3/ Чернецкий,  "Что мы измеряем?", 1998.

Андрей Надеждин, Одесса, ООО и-нетЛаб (www.tiho.com.ua)