Покращення ефективності шумозахисних екранів за рахунок звукопоглинання

Автор(и)

  • Vitalii Didkovskyi Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-0807-822X
  • Vitaly Zaets Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-2232-9187
  • Svetlana Kotenko Державне підприємство «Науково-дослідний інститут будівельних конструкцій», вул. Преображенська, 5/2, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-6804-1413

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.206018

Ключові слова:

шумозахисний екран, дифракція звуку, зменшення рівня звуку, імпедансні властивості, звукопоглинальний екран.

Анотація

Об'єктом дослідження є звукове поле від лінійних джерел звуку довкола шумозахисних екранів. Зменшення рівнів звуку за екраном в першу чергу обумовлено геометричними розмірами екрану та взаємним розташуванням екрана та джерела звуку. Впливу даних факторів приділялася велика кількість наукових публікацій. Однак проблемним місцем таких досліджень є те, що екрани вважались або повністю акустично жорсткими або звукопоглинальними.

В даній роботі розглянуто ситуацію імпедансного екрану, що досить часто застосовується на практиці. Розрахунок поля довкола такого екрану проводився засобами комп'ютерного моделювання, що дозволяє легко змінювати величину акустичного імпедансу поверхні екрану.

Для обчислення звукового поля довкола екрану було обрано метод скінченних елементів. Звукопоглинальні властивості екрана визначалися зміною акустичного імпедансу лицьової сторони екрана. При цьому екран залишався акустично непрозорим. Таким чином, було проведено аналіз впливу коефіцієнта звукопоглинання на звукове поле довкола екрана за різних висот екрану та відстані джерел звуку до екрана. Це дозволило отримати результати рівнів звукового тиску довкола екранів, що зустрічаються в інженерній діяльності. Проведені дослідження показали, що використання звукопоглинального облицювання шумозахисних екранів дозволяє збільшити їх ефективність. Виявлено, що чим ближче екран розташовано до джерела звуку, тим більший вплив його звукопоглинальних властивостей. Показано, що для низьких частот збільшення ефективності екрану за рахунок звукопоглинання може сягати величини 5 дБ.

Отримані у ході дослідження результати можна використовувати при проектуванні шумозахисних екранів для зниження рівнів шуму від транспортних потоків. Особливо корисними отримані результати будуть при проектуванні екранів з висотами більше 4 м.

Біографії авторів

Vitalii Didkovskyi, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра акустичних та мультимедійних електронних систем

Vitaly Zaets, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра акустичних та мультимедійних електронних систем

Svetlana Kotenko, Державне підприємство «Науково-дослідний інститут будівельних конструкцій», вул. Преображенська, 5/2, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук, молодший науковий спвробітник

Відділ будівельної фізики та енергоефективності

Посилання

  1. Zaets, V., Kotenko, S. (2017). Investigation of the efficiency of a noise protection screen with an opening at its base. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (89)), 4–11. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112350
  2. Gieva, E., Ruskova, I., Nedelchev, K., Kralov, I. (2018). An investigation of the influence of the geometrical parameters of a passive traffic noise barrier upon the noise reduction response. AIP Conference Proceedings. AIP Publishing LLC, 2048 (1), 020020. doi: http://doi.org/10.1063/1.5082038
  3. Farina, A., Fausti, P. (1995). Motorway traffic noise reduction by means of barriers: a design example based on prediction models and experimental verification. Available at: http://www.angelofarina.it/Public/Papers/074-ICA95.PDF
  4. Manojkumar, N., Basha, K., Srimuruganandam, B. (2019). Assessment, Prediction and Mapping of Noise Levels in Vellore City, India. Noise Mapping, 6 (1), 38–51. doi: http://doi.org/10.1515/noise-2019-0004
  5. Directive, C. (1988). 89/106/EEC" Council Directive 89/106. EEC of 21 December 1988 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States relating to construction products. Available at: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/en/ALL/?uri=CELEX:31989L0106
  6. Trokhymenko, M. P., Zaiets, V. P. (2010). Vplyv parametriv shumozakhysnykh ekraniv na yikh efektyvnist. Budivelni materialy, vyroby ta sanitarna tekhnika, 36, 71–76.
  7. Maekawa, Z. (1968). Noise reduction by screens. Applied Acoustics, 1 (3), 157–173. doi: http://doi.org/10.1016/0003-682x(68)90020-0
  8. Jonasson, H. G. (1972). Sound reduction by barriers on the ground. Journal of Sound and Vibration, 22 (1), 113–126. doi: http://doi.org/10.1016/0022-460x(72)90849-8
  9. Hewett, D. P., Langdon, S., Chandler-Wilde, S. N. (2014). A frequency-independent boundary element method for scattering by two-dimensional screens and apertures. IMA Journal of Numerical Analysis, 35 (4), 1698–1728. doi: http://doi.org/10.1093/imanum/dru043
  10. François, S., Schevenels, M., Degrande, G., Borgions, J., Thyssen, B. (2008). A 2.5 D finite element-boundary element model for vibration isolating screens. Proceedings of ISMA2008 International Conference on Noise and Vibration Engineering, 5, 2765–2776.
  11. Ganesh, M., Morgenstern, C. (2016). High-order FEM–BEM computer models for wave propagation in unbounded and heterogeneous media: Application to time-harmonic acoustic horn problem. Journal of Computational and Applied Mathematics, 307, 183–203. doi: http://doi.org/10.1016/j.cam.2016.02.024
  12. Kouroussis, G., Van Parys, L., Conti, C., Verlinden, O. (2014). Using three-dimensional finite element analysis in time domain to model railway-induced ground vibrations. Advances in Engineering Software, 70, 63–76. doi: http://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2014.01.005
  13. Sun, W., Liu, L., Yuan, H., Su, Q. (2019). Influence of Top Shape on Noise Reduction Effect of High-Speed Railway Noise Barrier. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 493, 012043. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/493/1/012043
  14. Monazzam, M. R., Naderzadeh, M., Momen, S., Fard, B. (2012). An optimization process for a T-shaped noise barrier coated by primitive root diffuser equipped with perforated sheets. Journal of Food, Agriculture & Environment, 10 (1), 993–996.
  15. Hayek, S. I. (1990). Mathematical modeling of absorbent highway noise barriers. Applied Acoustics, 31 (1-3), 77–100. doi: http://doi.org/10.1016/0003-682x(90)90054-x
  16. Ding, L., Van Renterghem, T., Botteldooren, D. (2009). Estimating the effect of semi-transparent traffic noise barrier with ultra weak variational formulation. 8th European conference on Noise Control (Euronoise 2009): Action on noise in Europe, 1369–1375.
  17. Luo, W.-J., Liu, G.-Y. (2017). Study on the Noise Reduction of Sound Absorption Noise Barrier. Materials Science and Engineering. doi: http://doi.org/10.1142/9789813226517_0133
  18. ISO 9613-2 (1996). Attenuation of Sound During Propagation Outdoors–Part 2: A General Method of Calculation. Geneva: ISO. Available at: https://www.iso.org/standard/20649.html

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Didkovskyi, V., Zaets, V., & Kotenko, S. (2020). Покращення ефективності шумозахисних екранів за рахунок звукопоглинання. Technology Audit and Production Reserves, 3(1(53), 11–15. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.206018

Номер

Том 3 № 1(53) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Механіка: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Vitalii Didkovskyi, Vitaly Zaets, Svetlana Kotenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.