Hangterjedés akadályozott terekben

Hangelnyelés, hanggátlás: hangszigetelés

EnergiamérlegReflektált teljesítmény, Prefl

Elnyelt teljesítmény, Pabs

Beeső teljesítmény, Pbe

Átjutó teljesítmény, Ptrans

1

be refl abs transP P P P

Alapösszefüggések

2 1

2 1

z zr

z z

2

2 2 1

2 1

1 1 1z z

rz z

2

2 1

2 1

z z

z z

Hangelnyelési mechanizmusok

2

4r

S ss S

sS

1. Legegyszerűbb modell: Rayleigh porozitási modellje

Hangelnyelési mechanizmusok

2. a szerkezeti váz is rezgésbe jön: - többletenergia elvonás

3. áramlási ellenállás - súrlódási disszipáció

Jellemzők

• Makroszintű adatok– Hangelnyelési fok/tényező, – Súlyozott hangelnyelési tényező, w

• Befolyásoló tényezők– Porozitás– Áramlási ellenállás– Tortuosity

Jellemzők

• Átlagolt hangelnyelés– Közönséges átlag– súlyozás

Áramlási ellenállás és d hatása

v

Légrés hatása álmennyezetben

Perforáció hatása

Gyakorlati példa: hangelnyelő álmennyezet

Hangelnyelő álmennyezet - adatlap

• Egy tipikus adatlap:

Térbeli elemek

Membránrezonátor

Helmholtz-rezonátor

ma

ca

01

a am c

Helmholtz-rezonátor építése

Tovább egy lépéssel:

• Nem csak egy, hanem két közeghatár

• Transzmisszió, átvezetés, hanggátlás:

110lg

trans

be

PP

R

Alapösszefüggés: a tömegtörvény

• Feltételek: – a fal végtelen– (egyelőre) merőleges beesés

z0 zf z0

0 0

20lg2m

Rc

Tömegtörvény /2

Ferde beesésre:

z0 zfal z0

0 0

20lg cos2m

Rc

Főbb befolyásoló paraméterek

0 0

20lg cos2m

Rc

Hullámkoincidencia

• A hajlítóhullámok terjedési sebessége frekvenciafüggő– tehát van olyan frekvencia, amelynél a levegőben és a lemezben

terjedő hullámhossz megegyezik:– ez függ a beesési szögtől– legalacsonyabb frekvencia,

ahol ez bekövetkezik:

4B

Bc

m

20

2

1

si2 nk

c mf

B

Gyakorlati példák

• Hajlékonyság és fajlagos tömeg hatása

Optimális anyagválasztás

Javítási lehetőségek

• Rétegelés

– Rétegek: 1r 4× 4 réteg– Tömeg: m’ 4m’ 4m’– Hajlítóm: B’ 64B’ 4B’

– Határfrekv: fh fh/4 fh

Javítási lehetőség

• Kétrétegű falak– Hatása háromféle tartományban különböző

• Tömeg-rugó-tömeg rezonancia:

f<f0 ff0 f>f0

1 2

0 0

20lg2

m mR

c

2

0

1 2

1 1 1

2

cf

d m m

0R akár 3

1 22 3

20lg2

m m dR

c

Kétrétegú fal hanggátlása

Negatív hatású: légrétegben állóhullámok

Hanggátlások öszefoglalása• Elméleti tömegtörvény lemezre

beesésre:

• beesésre:

• átlagos beesésre:

• nem végtelen lemezre:

• Hajlítóhullámot is figyelembe véve:

• Kétrétegű falak:

20lg 42R fm dB

20lg 45R fm dB

20lg 49R fm dB

20lg 42R fm dB

2

118400 ,

sin

18400

koinc

krit

mf

B

mf

B

1 260lg 20lg 20lg 113R f m m d

2rétegű falak további jellemzői

• Hangelnyelő anyag: javít

• Merev összefogás: ront

• Hanghíd: nagyon ronthat

• Kis kerek lyuk: ront

• Rés: nagyon ront

• Kerülőutas terjedés: nagyon ront(pl. álmennyezet!)

Kombinált falszerkezetek

• Ha nem egyenlő a fal részeinek hanggátlása:

A1

A2

1 1 2 2

10log...edő

n n

AR

A A A

Számpélda

A m2 20A1 m2 10A2 m2 10R1 dB 20 tau 1 0.01R2 dB 50 tau 2 0.00001

Reredő dB 23.0 tau eredő 0.00501