Материал: Защита речевой акустической информации. Гончаров И.В

Рис. 10. Основные средства звукоизоляции

Звукоизоляция оценивается величиной ослабления R в дБ акустической волны, равного R=10·lgPпад /Рпр, где Рпад - мощность падающей на средство звукоизоляции акустической волны, Рпр - мощность акустической волны, прошедшей через это средство. При падении акустической волны на границу поверхностей с различными удельными плотностями большая часть падающей волны отражается. Меньшая часть волны проникает в материал звукоизолирующей конструкции и распространяется в нем, теряя свою энергию в зависимости от длины пути и его акустических свойств материала. Под действием акустической волны звукоизолирующая поверхность совершает сложные колебания, также поглощающие энергию падающей волны.

Характер этих поглощений определяется соотношением частот падающей акустической волны и спектральных характеристик (распределения частот) поверхности средства звукоизоляции. В области резонансных частот (до 25-45 Гц) средств звукоизоляции ослабление зависит в основном от внутреннею трения в звукоизолирующем материале, на более высоких частотах - от его поверхностной плотности, измеряемой в кг на 1 м2 поверхности. С учетом действующих норм на звукоизоляцию в помещении поверхностная масса основных ограждающих конструкций должна составлять не менее 250-300 кг.

Звукоизолирующие ограждения - это стены, перекрытия, перегородки, окна, двери, имеющие по периметру контакты с другими ограждениями. Величина звукоизоляции однослойного ограждения характеризуется сложной нелинейной зависимостью как от частоты fзв колебания акустической волны, так и от большой группы характеристик ограждения. В общем случае эту зависимость можно представить в виде следующей функции:

R=F(fзв, m, h/foг, ρ, v),

где m - поверхностная масса ограждения;

h - коэффициент потерь энергии в материале;

fог - собственная частота колебаний ограждения;

ρ - удельная плотность материала ограждения;

v скорость звука в материале ограждения.

Одним из наиболее слабых звукоизолирующих элементов ограждающих конструкций выделенных помещений являются двери и окна. Двери имеют существенно меньшие по сравнению с основными ограждающими конструкциями поверхностные плотности, а также зазоры и щели. Стандартные двери не удовлетворяют требованиям по защите информации в помещениях от подслушивания. В табл. 8.4 приведены примеры повышения звукоизоляции дверей путем применения дополнительных уплотняющих прокладок по периметру притвора дверей.

Как видно из табл. 5, применение уплотняющих прокладок повышает звукоизоляцию дверей на 5-10 дБ, однако необходимо учитывать, что в процессе эксплуатации в результате обжатия, износа, затвердевания резиновых прокладок звукоизоляция снижается. В табл.6 приведены значения звукоизоляции специально проектируемых дверей с повышенной звукоизоляцией.

Таблица 5

Следовательно, для защиты информации необходимо применять либо специально разработанные звукоизолирующие двери, либо двойные двери с тамбуром. При этом целесообразно применять утяжеленные полотна дверей, обивать их материалами со слоями ваты или войлока, использовать дополнительные уплотнительные прокладки, герметизирующие наплавы, валики и т.п. При организации тамбуров дверей звукоизоляцию повышает уплотнение щелей над полом при отсутствии порогов, а также целесообразна облицовка внутренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями.

Таблица 6

Окна, занимающие по условиям обеспечения освещенности достаточно большие площади ограждающих конструкций помещений, также как и двери, являются элементом среды распространения потенциальных каналов утечки информации. В табл. 7 указаны некоторые данные по звукоизоляции наиболее распространенных вариантов остекления помещений.

Из приведенных данных следует вывод о том, что звукоизоляция одинарного остекления соизмерима со звукоизоляцией одинарных дверей и недостаточна для надежной защиты информации в помещении. Существенно большую звукоизоляцию имеют окна с остеклением в раздельных переплетах с шириной воздушного промежутка более 200 мм или с тройным комбинированным остеклением.

Таблица 7

Необходимо отметить, что увеличение числа стекол не всегда приводит к увеличению звукоизоляции в диапазоне частот речевого сигнала вследствие резонансных явлений в воздушных промежутках и эффекта волнового совпадения. Разработаны конструкции окон с повышенным звукопоглощением на основе стеклопакетов с герметизацией воздушного промежутка, с заполнением при пониженном давлении промежутка между стеклами различными газовыми смесями или созданием между ними вакуума. Звукоизоляция до 5 дБ попытается при облицовке межстекольного пространства по периметру звукопоглощающим покрытием.

Следует иметь ввиду, что в общем случае звукоизоляция ограждающей конструкции, содержащей несколько элементов, должна оцениваться звукоизоляцией наиболее слабого элемента. Такими элементами чаще бывают однослойные плоские ограждения. Для повышения величины ослабления на плоское ограждение наносят слой звукопоглощающего материала, которое увеличивает звукоизоляцию R за счет дополнительного ослабления звука в звукопоглощающем материале и повышения общей массы составного ограждения.

Для повышения звукоизоляции применяют также многослойные ограждения, чаще двойные. Они состоят из двух однослойных поверхностей, разделенных в простейшем случае воздушным слоем. Между поверхностями, соединенных ребрами жесткости, помещают различные звукопоглощающие материалы. Значения ослабления звука ограждениями, выполненных из некоторых часто применяемых строительных конструкций, указаны в табл. 8.

Уровень акустического сигнала Rвн в дБ за ограждением можно приближенно оценить по формуле [13]:

Rвн≈ Rрс+ lgSог-Rог

где Rрс - уровень речевого сигнала в контролируемом помещении, дБ;

Roг - звукоизолирующая способность ограждения дБ;

Soг - площадь ограждения, м2.

Таблица 8

Продолжение табл. 8

Для снижения опасного акустического сигнала в помещениях применяют также акустические экраны, размещаемые на пути распространения звука. Акустические экраны устанавливают между наиболее слабыми местами по звукопоглощающей способности ограждающей конструкции и расчетными точками помещения, в которых речевой сигнал должен быть неразборчив. Действие акустических экранов основано на отражении звуковых волн и образовании за экраном звуковых теней. В результате дифракции эффективность экрана повышается с увеличением соотношения размеров экрана и длины акустической волны. Размеры эффективных экранов превышают более чем в 2-3 раза длину волны. Реально достигаемая эффективность акустических экранов, покрытых звукопоглощающими материалами, составляет 8-10 дБ.

Наиболее удобны передвижные, складные и легко монтируемые акустические экраны. Акустические экраны могут использоваться для дополнительной защиты дверей, окон, технологических проемов, панелей кондиционеров, отверстий воздушной вентиляции и других элементов ограждающих конструкций, имеющих не удовлетворяющую действующим нормам локальную звукоизоляцию. Применение акустических экранов целесообразно также для защиты акустической информации в помещениях временного использования, когда их акустическая обработка нецелесообразна.