Методи розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій
| dc.contributor.advisor | Дідковський, Віталій Семенович | |
| dc.contributor.author | Біда, Дмитро Вячеславович | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-09T13:09:34Z | |
| dc.date.available | 2024-02-09T13:09:34Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | Біда Д.В. Методи розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій. – Кваліфікаційна робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 171 «Електроніка». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2023. Дисертаційна робота присвячена дослідженню методів розрахунку звукоізоляції будівельних конструкцій та впливу матеріалів багатошарових конструкцій на якісні показники звукоізоляції. Зміст дисертаційного дослідження викладено в чотирьох розділах, де представлено та обґрунтовано основні результати роботи. Актуальність дисертаційної роботи обґрунтовано у вступі, де сформульовано мету та задачі дослідження, описано методи дослідження, надано інформацію про наукову новизну та практичне значення одержаних результатів. У першому розділі наведена важливість питання звукоізоляції у приватному житті. Наведено загальні дані щодо типів шумів та шляхів передачі шуму по конструкція будівель. Приведено приклади типових матеріалів для звукоізоляції та віброізоляції. Представлені практичні приклади використання таких матеріалів у процесі звуко- та віброізоляції різних обʼєктів. Наведено приклади діючих чинних та актуальних методів розрахунку звукоізоляції тонких листових матеріалів, однорідних масивних огороджень, та багатошарових огороджуючих конструкцій без шару звукоізолюючих матеріалів. У другому розділі наведений аналітичний (розрахунковий) метод визначення індексу звукоізоляції однорідних панелей, багатошарових конструкцій та багатошарових конструкцій з кріпленням. Приведений алгоритм розрахунку за допомогою існуючого програмного забезпечення Insul. Наведена методика проведення експериментальних досліджень ізоляції повітряного шуму огороджуючими конструкціями. Представлені результати натурних експериментів та даних отриманих за допомогою Insul. Проведено порівняльний аналіз даних отриманих за експериментами та отриманих за допомогою Insul. У третьому розділі наведено методику проведення експериментальних досліджень, вимоги до вимірювальної техніки та вимірювальних приміщень. Наведено експериментальні дані та дані з натурних вимірювань об’єктів. А саме наведені результати досліджень масивних огороджувальних конструкцій, масивних конструкцій з обшивками різного типу. Представлено дані досліджень конструкцій з різними товщинами звукопоглинального шару та різною кількістю шарів звукоізоляційного облицювання. Проаналізовано залежність значень звукоізоляції конструкції від товщини звукопоглинального шару та від кількості шарів звукоізоляційного облицювання. У четвертому розділі представлено новий метод розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій. Описано повний алгоритм розрахунку індексу ізоляції повітряного шуму будівельними огороджуючими конструкціями. Приведено графічне та табличне порівняння даних експериментальних досліджень, даних отриманих за допомогою програмного забезпечення Insul та запропонованої методики. Оцінено точність методів. Представлені в дисертації нові теоретичні та практичні результати можна рекомендувати до використання при розробці національних будівельних стандартів, проєктуванню будівельних об’єктів різного призначання, а також в навчальному процесі вищих навчальних закладів України для підготовки інженерів-акустиків. В дисертаційній роботі отримано наступні наукові результати: 1. Вперше розроблено графічний метод визначення індексу звукоізоляції багатошарових конструкцій з використанням різних за класами матеріалів, в тому числі з урахуванням товщини матеріалу, щільності та товщини звукоізоляційного облаштування ; 2. Розроблено вдосконалений метод визначення впливу звукопоглинальних матеріалів на звукоізоляційні характеристики багатошарових конструкцій; 3. Удосконалено метод оцінки впливу товщини повітряного проміжку на звукоізоляційну ефективність конструкції стін з облицюванням на основі металевого каркасу; 4. Визначено якісні зміни частотних характеристик звукоізоляції багатошарових конструкцій, основаних на масивних акустичнооднорідних матеріалах, які облицьовані листовими матеріалами і мають в основі каркасної системи. 5. Виділено подальше впровадження методу оцінки звукоізоляції будівельних огороджуючих конструкцій з використанням різних матеріалів каркасу. Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному: 1. Ефективніші рішення в проектуванні: Нова методика розрахунку дозволяє точніше враховувати характеристики багатошарових неоднорідних конструкцій, що робить проектування більш точним та надійним. Це спрощує процес проєктування та надає можливість виконувати проєкт згідно з вимогами, що наведені у державних будівельних стандартах. Так наприклад рівень звукоізоляції легких конструкцій можна покращити використовуючи облицювання шаром гіпсокартоном на дерев’яному каркасі. Таким чином можна досягти покращення індексу звукоізоляції на 4 дБ. 2. Економія ресурсів та коштів: Завдяки вдосконаленим розрахункам та їх вищій точності, стає реальним уникнення надмірного використання будівельних матеріалів, що в сукупності призводить до значної економії як коштів, так і природних ресурсів у сфері будівництва. Це важливий крок у напрямку сталого розвитку, оскільки раціональне використання матеріалів веде до зменшення відходів і покращує екологічний відбиток будівництва. Крім того, оптимізація використання ресурсів сприяє зменшенню негативного впливу на довкілля, адже менше відходів означає менше виробничого навантаження та забруднення. Такий підхід не лише ефективний у відношенні витрат, але й сприяє створенню більш сталого та екологічно освідомленого будівельного сектору. Наприклад для покращення індексу звукоізоляції легких пористих (газоблок, тощо) конструкцій можна виконати фарбування з одного або двох боків, що призведе до збільшення індексу звукоізоляції в середньому на 3 дБ. 3. Підвищення якості звукоізоляції: Розроблена нова методика виявляє та враховує раніше непомічені фактори, які впливають на звукоізоляцію. Це призводить до покращення якості звукоізоляційних рішень і підвищує комфорт для мешканців будівлі. Новий підхід дозволяє уникнути упущень у визначенні параметрів, що впливають на ефективність звукоізоляції, і сприяє створенню більш ефективних і адаптованих рішень у галузі архітектури та будівництва. Це також відкриває можливості для розробки нових технологій та матеріалів звукоізоляції, що враховують різноманітні аспекти впливу на звук та гарантують високий ступінь комфорту для жителів будівлі. Наприклад для більш ефективного захисту від низьких частот (менше 200 Гц) доцільно збільшувати товщину звукопоглинаючого шару. При товщині 50 мм на частоті 100 Гц Rw=21 дБ, а при 200 мм на частоті 100 Гц з Rw=34 дБ. | |
| dc.description.abstractother | Bida D.V. Methods of calculating sound insulation of multilayer structures. - Qualification work on manuscript rights. Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Philosophy in specialty 171 "Electronics". - National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute named after Ihor Sikorskyi", MES of Ukraine, Kyiv, 2023. The dissertation work is devoted to the research of methods of calculating the sound insulation of building structures and the influence of materials of multilayer structures on the qualitative indicators of sound insulation. The content of the dissertation research is presented in four chapters, where the main results of the work are presented and substantiated. The relevance of the dissertation work is substantiated in the introduction, which formulates the purpose and tasks of the research, describes the research methods, provides information about the scientific novelty and practical significance of the obtained results. In the first chapter, the importance of soundproofing in private life is given. General data on the types of noise and the ways of noise transmission through the construction of buildings are given. Examples of typical materials for sound insulation and vibration insulation are given. Practical examples of the use of such materials in the process of sound and vibration insulation of various objects are presented. Examples of effective and up-to-date methods of calculating the sound insulation of thin sheet materials, homogeneous massive fences, and multi-layered enclosing structures without a layer of sound-insulating materials are given. The second chapter provides an analytical (calculation) method for determining the sound insulation index of homogeneous panels, multilayer structures and multilayer structures with fasteners. The given calculation algorithm using the existing Insul software. The method of conducting experimental studies of air noise isolation by enclosing structures is presented. The results of natural experiments and data obtained with the help of Insul are presented. A comparative analysis of data obtained by experiments and obtained with the help of Insul was carried out. In the third chapter, the methodology of conducting experimental studies, requirements for measuring equipment and measuring premises are given. Experimental data and data from natural measurements of objects are given. Namely, the results of studies of massive enclosing structures, massive structures with various types of cladding are presented. The research data of structures with different thicknesses of the sound-absorbing layer and different number of layers of soundinsulating cladding are presented. The dependence of the sound insulation values of the structure on the thickness of the sound-absorbing layer and on the number of layers of sound-insulating cladding was analyzed. The fourth chapter presents a new method of calculating the sound insulation of multilayer structures. The complete algorithm for calculating the index of air noise insulation by building enclosing structures is described. A graphical and tabular comparison of experimental research data, data obtained using the Insul software, and the proposed methodology is provided. The accuracy of the methods was assessed. The new theoretical and practical results presented in the dissertation can be recommended for use in the development of national construction standards, the design of construction objects for various purposes, as well as in the educational process of higher educational institutions of Ukraine for the training of acoustic engineers. The following scientific results were obtained in the dissertation work: 1. For the first time, a graphical method of determining the sound insulation index of multilayer structures using different classes of materials, including taking into account the thickness of the material, density and thickness of the sound insulation arrangement, was developed; 2. An improved method of determining the effect of sound-absorbing materials on the sound-insulating characteristics of multilayer structures has been developed; 3. The method of assessing the effect of the thickness of the air gap on the sound insulation efficiency of the structure of walls with cladding based on a metal frame has been improved; 4. Qualitative changes in the frequency characteristics of the sound insulation of multilayer structures based on massive acoustically homogeneous materials, which are lined with sheet materials and have a frame system as a basis, have been determined. 5. The further implementation of the method of sound insulation assessment of building enclosing structures using different frame materials is highlighted. The practical significance of the obtained results is as follows: 1. More effective solutions in design: The new calculation method allows to more accurately take into account the characteristics of multi-layer heterogeneous structures, which makes the design more accurate and reliable. This simplifies the design process and provides an opportunity to implement the project in accordance with the requirements specified in the state construction standards. So, for example, the level of sound insulation of light structures can be improved using a layer of plasterboard on a wooden frame. In this way, it is possible to achieve an improvement in the sound insulation index by 4 dB. 2. Savings of resources and money: Thanks to improved calculations and their higher accuracy, it becomes real to avoid excessive use of construction materials, which in aggregate leads to significant savings of both money and natural resources in the field of construction. This is an important step in the direction of sustainable development, as the rational use of materials leads to a reduction in waste and improves the ecological footprint of construction. In addition, optimizing the use of resources helps to reduce the negative impact on the environment, because less waste means less production load and pollution. This approach is not only cost-effective, but also contributes to a more sustainable and environmentally conscious construction sector. For example, to improve the sound insulation index of light porous (gas block, etc.) structures, you can paint one or two sides, which will increase the sound insulation index by an average of 3 dB. 3. Improving the quality of sound insulation: The developed new technique detects and takes into account previously unnoticed factors that affect sound insulation. This leads to an improvement in the quality of soundproofing solutions and increases comfort for the building's residents. The new approach allows you to avoid omissions in the determination of parameters affecting the effectiveness of sound insulation and contributes to the creation of more effective and adapted solutions in the field of architecture and construction. It also opens up opportunities for the development of new technologies and sound insulation materials that take into account various aspects of sound impact and guarantee a high degree of comfort for the building's residents. For example, for more effective protection against low frequencies (less than 200 Hz), it is advisable to increase the thickness of the sound-absorbing layer. At a thickness of 50 mm at a frequency of 100 Hz Rw=21 dB, and at a thickness of 200 mm at a frequency of 100 Hz with Rw=34 dB. | |
| dc.format.extent | 147 с. | |
| dc.identifier.citation | Біда, Д. В. Методи розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій : дис. … д-ра філософії : 171 Електроніка / Біда Дмитро Вячеславович. – Київ, 2023. – 147 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/64422 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | звукоізоляція | |
| dc.subject | звукоізоляція будівельних конструкцій | |
| dc.subject | розрахунок звукоізоляції | |
| dc.subject | каркасні системи звукоізоляції | |
| dc.subject | захист від шуму | |
| dc.subject | sound insulation | |
| dc.subject | sound insulation of building structures | |
| dc.subject | sound insulation design | |
| dc.subject | frame sound insulation systems | |
| dc.subject | noise protection | |
| dc.subject.udc | 621.391.83 | |
| dc.title | Методи розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: