constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2025-120-4-41-51construction-945Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSРазвитие методологии расчета звукоизоляции с использованием метода статистического энергетического анализаDevelopment of the methodology for calculating sound insulation using the method of statistical energy analysisОвсянниковС. Н.OvsyannikovS. N.

Овсянников Сергей Николаевич - д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой «Архитектура гражданских и промышленных зданий»; главный научный сотрудник. 

г. Томск

г.Москва

Ovsyannikov Sergey N. - Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department "Architecture of Civil and Industrial Buildings", Chief Research Scientist

Tomsk

Moscow

ovssn@tsuab.ruФГБОУ ВО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»; Научно-исследовательский институт строительной физикиTomsk State University of Architecture and Building (TSUAB); Research Institute of Building Physics (NIISF RAASN)202504092025044151Copyright © Овсянников С.Н., 20252025Овсянников С.Н.Ovsyannikov S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/945

Исследовалась нерезонансная и резонансная звукопередача через ограждающую конструкцию. Использовался метод статистического энергетического анализа, в систему уравнений энергетического баланса добавлены нерезонансные энергетические связи. Рассмотрен известный вариант представления нерезонансной звукопередачи непосредственно из помещения в помещение, минуя ограждающую конструкцию. Предложена схема энергетических связей между элементами, в которой показана нерезонансная звукопередача от помещения к панели, предложены формулы расчета коэффициентов нерезонансной энергетической связи от помещения к панели через вычисление импеданса поперечных колебаний панели с учетом импеданса массы, изгибной жесткости и потерь в панели. Представлены результаты расчета и измерения уровней звука в реверберационных камерах и виброускорения на стеклянной пластине между ними. Показана удовлетворительная сходимость между результатами расчета и измерения, что позволяет использовать приложенную методику расчета параметров звука и вибрации в более сложных виброакустических системах.

Non-resonant and resonant sound transmission through the enclosing structure was investigated. The method of statistical energy analysis was used, non-resonant energy links were added to the system of energy balance equations. A well-known variant of representing non-resonant sound transmission directly from room to room, bypassing the enclosing structure, is considered. A scheme of energy connections between the elements is proposed, which shows non-resonant sound transmission from room to panel, formulas for calculating the coefficients of non-resonant energy connection from room to panel are proposed by calculating the impedance of transverse vibrations of the panel, taking into account the impedance of mass, bending stiffness and losses in the panel. The results of calculating and measuring sound levels in reverberation chambers and vibration acceleration on a glass plate between them are presented. A satisfactory convergence has been shown between the calculation and measurement results, which makes it possible to use the applied methodology for calculating sound and vibration parameters in more complex vibroacoustic systems.

звукоизоляциянерезонансная звукопередачаметод статистического энергетического анализаимпедансSound insulationnon-resonant sound transmissionstatistical energy analysis methodimpedanceРабота выполнена при поддержке ФНИ РААСН, проект 3.1.4.5.ReferencesОсипов Г.Л. Звукоизоляция ограждений с оконными и дверными проемами // В кн.: Вопросы звукоизоляции и архитектурной акустики. По ред. В.Н. Никольского. М. 1959. С.49–87.Osipov G.L. Sound insulation of fences with window and door openings. In: Nikolsky V.N. (ed.) Issues of sound insulation and architectural acoustics. Moscow, 1959. Pp. 49-87. (rus)Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций // 2-е издание переработанное и дополненное. – М.: Стройиздат, 1969. – 185 с.Zaborov V.I. Theory of sound insulation of enclosing structures. 2nd ed. Moscow: Stroyizdat, 1969. 185 p. (rus)Седов М.С. Звукоизоляция тонких однослойных пластин ограниченных размеров // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура, 1964. № 5. С 130-134Sedov M.S. Sound insulation of thin single-layer plates of limited dimensions. Izvestiya VUZov. Stroitelstvo i Arkhitektura. 1964. No. 5. Pp. 130-134. (rus)Седов М.С. Звукоизоляция. Справочник «Техническая акустика транспортных машин»: Под ред. д-ра техн. наук профессора Н. И. Иванова. СПб: Политехника, 1992. Глава 4. С. 68–106.Sedov M.S. Sound insulation. In: Ivanov N.I. (ed.) Technical acoustics of transport vehicles. St. Petersburg: Polytechnic, 1992. Ch. 4. Pp. 68-106. (rus)Винокур Р.Ю., Лалаев Э.М. Теоретические и экспериментальные исследования звукоизоляционных стеклопакетов // В книге: Борьба с шумом и звуковой вибрацией. М.: МДНТП. 1982. с. 62-67.Vinokur R.Yu., Lalaev E.M. Theoretical and experimental studies of soundproof double-glazed windows. In: Combating noise and sound vibration. Moscow: MDNTP, 1982. Pp. 62-67. (rus)Vinokur R. Transmission loss of triple partitions at low frequencies // Appl. Acoust., 1990, 29 (1), pp. 15-24.Vinokur R. Transmission loss of triple partitions at low frequencies. Applied Acoustics. 1990. Vol. 29. No. 1. Pp. 15-24. DOI: 10.1016/0003-682X(90)90003-4Tadeu A.J.B., Mateus D.M.R. Sound transmission through single, double and triple glazing. Experimental evaluation // Applied Acoustics. 2001. Vol.62, pp. 307–325. https://doi.org/10.1016/S0003-682X(00)0032-3.Tadeu A.J.B., Mateus D.M.R. Sound transmission through single, double and triple glazing. Experimental evaluation. Applied Acoustics. 2001. Vol. 62. Pp. 307-325. DOI: 10.1016/S0003-682X(00)00032-3Xin F.X., Lu T.J. Analytical modeling of sound transmission through clamped triple-panel partition separated by enclosed air cavities // European Journal of Mechanics A/Solids. 2011. Vol. 30, pp. 770–782. https://doi.org/10.1016/euromechsol.2011.14.013Xin F.X., Lu T.J. Analytical modeling of sound transmission through clamped triple-panel partition separated by enclosed air cavities. European Journal of Mechanics A/Solids. 2011. Vol. 30. Pp. 770-782. DOI: 10.1016/j.euromechsol.2011.04.013Kurra S. Comparison of the models predicting sound insulation values of multilayered building elements // Applied Acoustics. 2012. Vol.73, pp. 575–589. https://doi.org/10.1016/apacoust.2011.11.008Kurra S. Comparison of the models predicting sound insulation values of multilayered building elements. Applied Acoustics. 2012. Vol. 73. Pp. 575-589. DOI: 10.1016/j.apacoust.2011.11.008Alonso A., Suarez R., Patricio J., Escandon R., Sendra J. J. Acoustic retrofit strategies of windows in facades of residential buildings: Requirements and recommendations to reduce exposure to environmental noise // Journal of Building Engineering. 2021.102773. pp. 1-10.Alonso A., Suarez R., Patricio J., Escandon R., Sendra J.J. Acoustic retrofit strategies of windows in facades of residential buildings: Requirements and recommendations to reduce exposure to environmental noise. Journal of Building Engineering. 2021. 102773. Pp. 1-10. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102773Овсянников С.Н., Самохвалов А.С. Окна в раздельных переплетах с высокой тепло-звукоизоляцией // Строительные материалы. 2012. № 6. C. 42–43.Ovsyannikov S.N., Samokhvalov A.S. Windows in separate bindings with high thermal insulation. Stroitelnye Materialy. 2012. No. 6. Pp. 42-43. (rus)Овсянников С.Н., Самохвалов А.С. Звукоизоляция однослойных остеклений, одно и двухкамерных стеклопакетов // Жилищное строительство. – 2023. – № 12. – С. 12 – 17.Ovsyannikov S.N., Samokhvalov A.S. Sound insulation of single-layer glazing, single and double-glazed windows. Zhilishchnoe Stroitelstvo. 2023. No. 12. Pp. 12-17. (rus)Овсянников С.Н., Самохвалов А.С. Шубин И.Л. Звукоизоляция многослойных остеклений в раздельных переплетах // Жилищное строительство – М., 2024. – № 12. – с. 20-28.Ovsyannikov S.N., Samokhvalov A.S., Shubin I.L. Sound insulation of multilayer glazing in separate bindings. Zhilishchnoe Stroitelstvo. 2024. No. 12. Pp. 20-28. (rus)Овсянников С.Н., Самохвалов А.С. Звукопередача через ограждения с малыми техническими элементами, включая воздухообменные устройства // Строительство и реконструкция. 2024. № 5. С. 31-43.Ovsyannikov S.N., Samokhvalov A.S. Sound transmission through fences with small technical elements, including air exchange devices. Stroitelstvo i Rekonstruktsiya. 2024. No. 5. Pp. 31-43. (rus)Caniato M., Bettarello F., Ferluga A., Marsicha L., Schmida C., Faustic P. Acoustic of lightweight timber buildings: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 80. С. 585–596. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.110Caniato M., Bettarello F., Ferluga A., Marsich L., Schmid C., Fausti P. Acoustic of lightweight timber buildings: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 80. Pp. 585-596. DOI: 10.1016/j.rser.2017.05.110Caniato M., Bettarello F., Granzotto N., Marzi A., Gasparella A. A comprehensive vibroacoustic investigation of a cross laminated timber floor // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 322. 126303. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.126303Caniato M., Bettarello F., Granzotto N., Marzi A., Gasparella A. A comprehensive vibroacoustic investigation of a cross laminated timber floor. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 322. 126303. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126303Hongisto V., Alakoivu R., Vitranen J. et al. Sound insulation dataset of 30 wooden and 8 concrete floors tested in laboratory conditions // Data in Brief. 2023. Vol. 49. 109393. https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109393Hongisto V., Alakoivu R., Vitranen J. et al. Sound insulation dataset of 30 wooden and 8 concrete floors tested in laboratory conditions. Data in Brief. 2023. Vol. 49. 109393. DOI: 10.1016/j.dib.2023.109393Churchill С., Hopkins C. Prediction of airborne sound transmission across a timber–concrete composite floor using Statistical Energy Analysis // // Applied Acoustics. 2016. Vol. 110. C. 145–159. http://dx.doi.org/10.1016/j.apacoust.2016.03.031Churchill C., Hopkins C. Prediction of airborne sound transmission across a timber-concrete composite floor using Statistical Energy Analysis. Applied Acoustics. 2016. Vol. 110. Pp. 145-159. DOI: 10.1016/j.apacoust.2016.03.031Martins C., Santos P., Almeida P., Godinho L., Dias A. Acoustic performance of timber and timber-concrete floors Construction and Building Materials. 2015. Vol. 101. C. 684–691. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.142Martins C., Santos P., Almeida P., Godinho L., Dias A. Acoustic performance of timber and timber-concrete floors. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 101. Pp. 684-691. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.142Westphal W. Ausbreitung vor Korperschall in Gebauden // Acustica. 1957. Vol. 7. C. 335-348.Westphal W. Ausbreitung vor Korperschall in Gebauden. Acustica. 1957. Vol. 7. Pp. 335-348.Crocker M.J., Price A.J. Sound transmission through double panels using SEA // Journal of the Acoustical Society of America. 1970. Vol. 47. № 3. Pp. 688-693.Crocker M.J., Price A.J. Sound transmission through double panels using SEA. Journal of the Acoustical Society of America. 1970. Vol. 47. No. 3. Pp. 688-693. DOI: 10.1121/1.1911939Craik R.J.M. Non-resonant sound transmission through double walls using statistical energy analysis // Applied Acoustics. 2003. № 64. Pp. 325–341.Craik R.J.M. Non-resonant sound transmission through double walls using statistical energy analysis. Applied Acoustics. 2003. Vol. 64. Pp. 325-341. DOI: 10.1016/S0003-682X(02)00110-0Овсянников С.Н. Расчет распространения звука методом СЭА с учетом нерезонансной звукопередачи // Инвестиции, градостроительство, технологии как драйверы социально-экономического развития территории и повышения качества жизни населения: материалы XV Международной научно-практической конференции, 12-14 марта 2025 г. Часть 2 / под ред. Т.Ю. Овсянниковой. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2025.– с. 48-56.Ovsyannikov S.N. Calculation of sound propagation by the SEA method, taking into account non-resonant sound transmission. In: Ovsyannikova T.Y. (ed.) Investments, urban planning, technologies as drivers of socio-economic development of the territory and improving the quality of life of the population: Proceedings of the XV International Scientific and Practical Conference, March 12-14, 2025, Part 2*. Tomsk: Publishing House of Tomsk State University of Architecture and Building, 2025. Pp. 48-56. (rus)Rindel J.H. Sound Insulation in Buildings. Taylor & Francis Group, LLC. – 2018.– 476 P. DOI: https://doi.org/10.1201/9781351228206Rindel J.H. Sound Insulation in Buildings. Taylor & Francis, 2018. 476 p. DOI: 10.1201/9781351228206Cremer L., Heckl M., Ungar E. Structure-borne sound. – Springer Verlag, 1973. – 528 p.Cremer L., Heckl M., Ungar E. Structure-borne sound. Springer, 1973. 528 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.