Algunas características de la implementación de medidas de protección pasiva en canales vibroacústicos de fuga de información del habla.

Algunas características de la implementación de medidas de protección pasiva en vibroacústica la fuga de voz canaliza información.

Parte 1

La necesidad y la importancia de tomar medidas para proteger los locales de la fuga de información de voz a través de canales vibroacústicos es extremadamente relevante no solo cuando se cumplen los requisitos regulados para la protección de los locales designados en los que se procesa información que contiene secretos de estado, sino también para cualquier organización e institución en qué negociaciones confidenciales se llevan a cabo [1, 2].

Dependiendo del modo de asegurar el límite de la zona controlada, la protección de los canales de fuga acústica y vibroacústica tiene características y limitaciones específicas que complican la implementación de una protección efectiva.

En la mayoría de las situaciones, el uso de medidas activas para proteger los canales de fuga provoca la aparición de ruidos acústicos molestos, lo que reduce significativamente la comodidad del trabajo en las salas protegidas y adyacentes.

En la mayoría de los casos, el uso únicamente de medidas de protección pasiva no puede resolver completamente el problema, siempre que el indicador de protección se calcule en función de la interferencia acústica máxima. Es evidente que sólo el uso integrado de métodos y medios activos y pasivos puede proporcionar una protección óptima, cumpliendo los requisitos de protección de la información y al mismo tiempo garantizando un nivel mínimo de ruido acústico molesto en las instalaciones.

Antes de analizar las capacidades potenciales de protección integral de canales vibroacústicos en condiciones típicas, consideremos las características de la protección activa en su caso límite.

Protección activa

La protección activa tiene como objetivo proteger la información del habla únicamente utilizando el método de ruido aditivo.

En los canales de fuga formados por elementos de estructuras de edificios, el espectro y el nivel de interferencia deben cumplir con los parámetros de la señal de voz distorsionada y los estándares de protección vigentes.

El caso límite de la protección activa es la creación de interferencia acústica en el espacio de las instalaciones protegidas, cuando la protección se proporciona en base a la señal acústica original del habla.

Si esta señal de voz original ya tiene ruido de acuerdo con los estándares de protección, entonces con una mayor propagación de la señal a través de canales de fuga, el estándar de inteligibilidad del habla implementado no puede aumentar.

En el marco de la teoría del campo sonoro difuso en una habitación, cuando la fuente de la señal del habla y la fuente de interferencia acústica están ubicadas en un punto del espacio en todo el volumen de la habitación y, en consecuencia, fuera de ella, el Se cumplirá la relación señal-interferencia establecida por la potencia de las fuentes de sonido originales.

Desde el punto Desde el punto de vista de la implementación de una protección garantizada, esta solución es la más simple y efectiva, si no se tienen en cuenta dos factores: la posibilidad de desenmascarar el hecho de que el discurso está cerrado fuera de las instalaciones con mayor ruido acústico y la complicación de la comunicación para los negociadores.

Actualmente, se ofrecen a la venta en el mercado intercomunicadores que utilizan este método de protección de la información del habla.

Debido a la Debido a las particularidades del método implementado, se recomiendan los intercomunicadores para proteger las negociaciones en situaciones en las que es imposible llevar a cabo otras actividades debido al límite de tiempo para medir los indicadores de seguridad y equipar las instalaciones con medios de protección estacionarios.

Estas situaciones surgen durante las negociaciones en hoteles, apartamentos residenciales, casas de campo y automóviles.

Al mismo tiempo, si se puede controlar el tiempo de celebración de negociaciones confidenciales cerradas y su frecuencia y duración son pequeñas, entonces también se pueden utilizar dichos dispositivos de intercomunicación. para negociaciones de protección en condiciones estacionarias, por ejemplo, en oficinas.

El campo acústico de una fuente de sonido en una habitación consta de dos componentes: uno difuso, que se distribuye uniformemente por toda la volumen de la habitación y un componente de campo directo ondas.

El componente difuso del campo sonoro en una la habitación en función de la presión sonora está determinada por la expresión [3]:

,

donde  — presión sonora sobre el eje de la fuente a una distancia de 1 metro de ella, Pa,  — coeficiente medio de absorción acústica en la habitación, , — área total de las superficies límite de la habitación, m2,  — coeficiente de concentración axial de la fuente sonora.

La presión sonora del campo sonoro directo depende de la distancia y es igual a:

,

donde  — distancia desde el centro de la fuente de sonido, m,  — coeficiente de directividad en un ángulo con el eje de la fuente de sonido, es decir, en la dirección del punto en cuestión.

La presión sonora del campo total en la habitación se expresa como la suma de los componentes de ruido independientes:

.

Entonces el cuadrado de la presión sonora total en la habitación estará determinado por la expresión:

.

Dado que la posición espacial de las personas que hablan es incierta, para los cálculos de estimación se puede suponer que  y , luego:

.

Así, el campo sonoro total en una habitación consta de una componente difusa, que no depende de la distancia, sino sólo de las propiedades acústicas de la habitación, y de la componente de onda directa, que Depende únicamente de la distancia al punto de medición del sonido.

Para algunas distancias grandes, el aumento en el campo directo será insignificante y el nivel de sonido estará determinado únicamente por la componente difuso.

La Figura 1 muestra la dependencia del cambio en la componente difusa del campo sonoro, el campo de onda directa y la presión sonora del campo total con la distancia para una señal de voz con un nivel de presión sonora a una distancia de 1 metro igual a 76 dB. .

Figura 1. Dependencia del nivel de presión sonora

campo acústico en la habitación

De las dependencias que se muestran en la Figura 1 queda claro que cuando A distancias de la fuente del orden de 1…2 metros, el nivel de presión sonora del campo de onda directa se vuelve comparable al nivel del campo difuso, y a distancias de más de 2,5…3 metros de Según la fuente, el campo sonoro total de la habitación está determinado casi exclusivamente por el componente difuso.

En la zona cercana a la fuente, a distancias inferiores a 0,5 metros, el nivel de presión sonora del campo de onda directa supera significativamente el nivel del componente difuso, por lo que el nivel de presión sonora del campo total no depende de las propiedades acústicas del local.

En consecuencia, si el intercomunicador está diseñado para proteger contra medios de control secretos ubicados en el interior a una distancia considerable de los negociadores, entonces el nivel de presión sonora de la fuente de interferencia acústica debe seleccionarse entre la condición de exceder el componente difuso de la señal de voz.

Como primera aproximación para aplicaciones prácticas, es recomendable utilizar esta distancia como la distancia a la que los niveles de presión sonora de la componente difusa y la onda directa son iguales, el llamado radio de “boom”:

.

La dependencia del radio de la pluma de los parámetros de la habitación se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Dependencia del radio de la pluma de los parámetros de la habitación

Para la mayoría variaciones típicas de los parámetros de la habitación, en las que es posible negociar, el radio del eco es de 2 a 4 metros, lo que debe tenerse en cuenta al utilizar intercomunicadores.

En habitaciones con un gran radio de eco, la zona espacial donde el nivel de la onda sonora directa excede el nivel del componente difuso es bastante grande.

Esto significa que el nivel de presión sonora de la interferencia acústica debe exceder no solo el componente difuso de discurso, pero también en parte su componente directo.

Los requisitos para la cantidad de interferencia de enmascaramiento están determinados por la posición relativa de las fuentes de voz y la interferencia acústica. La situación de disposición simétrica de las fuentes de sonido con respecto a la fuente de ruido, que se implementa con mayor frecuencia en la práctica, se muestra en la Figura 3.

El nivel de sonido de la fuente de interferencia se selecciona de manera que se garantice una relación normativa entre éste y el nivel de la señal en todo el volumen de la habitación.

Si, al localizar fuentes de señal e interferencias, elegimos el nivel de presión del sonido de interferencia de manera que se garantice el estándar de protección, incluidas las áreas de onda directa de las fuentes de señal, entonces, obviamente, su nivel será ser excesivo e inaceptable.

Si el nivel de presión sonora de la interferencia se selecciona a partir de la condición de garantizar la seguridad del habla en un campo difuso, entonces aparecen dos zonas de fuga ubicadas muy cerca de los negociadores.

Tamaño del área de fuga  depende de la relación entre los niveles de volumen de interferencia y señales, de las propiedades acústicas de la habitación y de la ubicación entre las fuentes de señal e interferencia, es decir, la distancia .

Figura 3. Ubicación de los negociadores

Dejemos que los niveles de presión sonora de las interferencias y señales acústicas estén determinados por las expresiones:

dónde  — cierto exceso del nivel de interferencia sobre el nivel de la señal.

Ya que al configurar el nivel de interferencia la ubicación del negociadores es desconocido, se establece en relación con el nivel difuso en la habitación o con respecto al nivel de volumen, que es lo mismo, asumiendo que la condición se cumple.

De la Figura 2 se deduce que para la mayoría de las premisas reales el radio del eco es de 2…4 metros, y cuando el Se ubican los negociadores, están ubicados a distancias de 1…2 metros, es decir, prácticamente en la zona de onda directa, si la fuente de interferencia se ubica entre ellos, como se muestra en la Figura 3.

Luego, las expresiones para los niveles de ruido y presión sonora de la señal en el área de negociación tomarán la siguiente forma:

Para cumplir con los requisitos de protección de las negociaciones, se debe cumplir una determinada relación entre el nivel de presión sonora de la interferencia y la señal:

.

Resolviendo ambas ecuaciones juntas, podemos obtener la siguiente expresión para determinar la distancia máxima a la que se satisface la relación normativa de protección:

.

Resolviendo esta ecuación, obtenemos el tamaño de la zona de fuga:

De interés es el valor relativo , que determina el tamaño de la zona de fuga en función de la distancia entre los negociadores.

De la expresión resultante se deduce que el valor debe ser mayor que 1, es decir, el exceso de interferencia sobre la señal debe compensar con un margen la relación normalizada requerida para la protección de la información de voz.

La Figura 4 muestra la dependencia del tamaño relativo de la zona de fuga del exceso total del nivel de ruido sobre el nivel de la señal.

Figura 4. Tamaño relativo de la zona de fuga

Para obtener valores pequeños del tamaño relativo de la zona de fuga, alrededor del 10…20%, se requiere un exceso adicional del nivel de interferencia sobre el nivel de la señal de 10…12 dB.

Dependiendo de los requisitos para las condiciones operativas de las negociaciones, se pueden determinar los requisitos para la relación entre el nivel de interferencia y el nivel de la señal, que pueden considerarse indicadores estándar de cualquier dispositivo de intercomunicación. De la ecuación para obtenemos:

donde  — exceso del nivel de la señal de interferencia acústica sobre el nivel de la señal acústica del habla proporcionada por el intercomunicador, dB,  — interferencia regulatoria/relación de señal de voz que proporciona requisitos de protección, dB,  — requisitos especificados para el tamaño de la zona relativa de fuga de información.

La Figura 5 muestra la dependencia de los requisitos exceso de interferencia sobre la señal en relación con el tamaño del área de fuga.

Figura 5. Exceso de interferencia sobre la señal

dependiendo del tamaño del área de fuga

Por lo tanto, para garantizar un tamaño pequeño de la zona de fuga de información del habla del orden de 0,5…0,6, se requiere una relación entre el nivel de volumen del ruido y el nivel de volumen de la señal igual a 22…24 dB, que excede el estándar. relación ruido/señal en 10…12 dB.

El resto de la habitación tendrá una interferencia /relación de señal igual a , es decir, obviamente excede significativamente el indicador estándar.

Por otra parte, el tamaño relativo de la zona de fuga del orden de 0,5…0,6 corresponde a un volumen insignificante de espacio en la zona inmediata del negociador. Si es razonable suponer que no existen medios secretos de control encubierto en la ropa o las pertenencias personales de los negociadores, entonces este tamaño de la zona de fuga es bastante aceptable.

Así, el intercomunicador «TF-012» producido por «IKMTs-1» [4] tiene un nivel de volumen del sistema de ruido de 90 dB, que, con un volumen de voz promedio de 70 dB, corresponde a un exceso de interferencia sobre la señal de 20 dB, es decir, el diámetro de la zona de fuga es aproximadamente igual a la distancia a la fuente de interferencia acústica.

Dado que realizar negociaciones a través de una ruta cableada le permite introducir artificiales amplificación de la señal, el volumen de negociaciones es bastante aceptable en un nivel mínimo, es decir, alrededor de 64 dB.

En este caso, el diámetro de la zona de fuga disminuirá a 0,4, que a una distancia de 1 metro de la interferencia la fuente mide solo 40 cm.

Un tamaño tan pequeño de la zona de fuga en realidad resuelve el problema de proteger las negociaciones. no sólo desde los medios de control secretos instalados en la sala, sino también en las proximidades de los participantes en la negociación.

Una mayor reducción en el tamaño de la zona de fuga se asocia con un aumento en el nivel de volumen de la interferencia acústica, que tiene su límites obvios debido a la creación de ruido acústico secundario en habitaciones adyacentes.

Se puede argumentar que solo el El uso de medidas pasivas de atenuación de señal junto con protección activa puede resolver esta y otras tareas similares de manera óptima.

Requisitos de protección pasiva

La forma más sencilla de determinar los requisitos de protección pasiva (señal de voz deteriorada) al introducir interferencias acústicas especiales para el caso más simple de fuga de información de voz a una habitación adyacente. La figura 6 muestra un diagrama de dicho canal de fuga.

Figura 6. Diagrama del canal de fuga acústica

El nivel de presión sonora del componente difuso de la señal de voz en la habitación protegida es:

,

donde  — el nivel de volumen de la señal de voz, determinado por el nivel de presión sonora a una distancia de 1 metro de la fuente,  — coeficiente medio de absorción acústica en una habitación protegida,  — el área de las superficies internas de la habitación protegida.

De acuerdo con la teoría estadística del sonido propagación en una habitación, el nivel de presión sonora en una habitación adyacente vendrá determinado por la expresión:

,

donde  — capacidad de insonorización de la partición entre habitaciones,  — coeficiente medio de absorción acústica en una habitación ruidosa,  — el área de las superficies internas de la habitación ruidosa.

Es necesario imaginar que el aislamiento acústico real entre dos habitaciones depende no sólo de la capacidad de insonorización del material de la partición, sino también de las propiedades acústicas de ambas salas.

Por lo tanto, el nivel de la señal de voz que penetra en la habitación adyacente depende del nivel de voz estandarizado en la habitación protegida, el aislamiento acústico de la partición y las propiedades acústicas de ambas habitaciones.

Para proteger una habitación ruidosa, es necesario crear una interferencia acústica que supere la señal del habla en una cantidad suficiente para garantizar el valor estándar del indicador de inteligibilidad del habla.

Además, es posible optimizar el espectro de interferencia de tal manera que el valor de inteligibilidad especificado se cumpla con una potencia de interferencia integral mínima [5].

Dada la complejidad de tales cálculos, Consideraremos un caso de protección más simple cuando es necesario exceder el espectro de voz en una cierta cantidad y el nivel de la difusión componente en una habitación ruidosa será igual a:

.

Para el trabajo normal del personal en una habitación ruidosa, el nivel de ruido acústico no debe exceder los estándares médicos aceptables . Por tanto, se debe cumplir la condición . Teniendo en cuenta esta limitación, puede obtener los requisitos para la capacidad de insonorización de la partición entre habitaciones de la siguiente forma:

.

Los primeros tres términos de la suma de esta desigualdad están determinados únicamente por los indicadores normativos de dos categorías: protectora y médica.

En este sentido, el requisito de aislamiento acústico también es parcialmente normativo, y el último término depende de los parámetros de las habitaciones adyacentes.

Consideremos primero el orden de magnitud de las normas sanitarias permitidas.

En Rusia, el nivel permitido de interferencia acústica está estandarizado de acuerdo con las normas y reglas sanitarias [6] y se selecciona en función de las condiciones de trabajo.

La Tabla 1 muestra los espectros de octava del ruido acústico permitido para varias categorías de trabajadores.

Tabla 1

La Tabla 1 muestra los valores de ruido acústico para las siguientes categorías:

1— salas de hospitales y sanatorios, quirófanos de hospitales;

2 — salas de estar de apartamentos, dormitorios en guarderías e internados, viviendas de casas de vacaciones y pensiones;

3 &# 8212; consultorios médicos en hospitales, sanatorios y clínicas, auditorios y salas de conciertos, habitaciones de hotel, salas de estar en dormitorios, áreas de hospitales, sanatorios adyacentes a edificios;

4 — aulas y auditorios, salas de conferencias, salas de lectura, salas de teatro, clubes y cines;

5 &# 8212 ; áreas residenciales directamente adyacentes a edificios residenciales (a 2 m de las estructuras circundantes), áreas de recreación de microdistritos y áreas residenciales, jardines de infantes;

6— áreas de trabajo de departamentos y locales de oficinas de diseño en edificios administrativos;

7 — salas de cafeterías y restaurantes, comedores, vestíbulos de teatros y cines;

8 — Pisos comerciales de comercios, gimnasios, salas de espera en aeropuertos y estaciones de tren, locales de atención al consumidor.

Para la mayoría de locales de trabajo y oficinas, la categoría 6 es adecuada, para la cual el nivel integral de interferencia permitida es de 50 dB, y el estándar sanitario en sí se llama PS-45 en términos de ruido permitido a una frecuencia de 1000 Hz.

Si tomamos los requisitos de protección como una relación interferencia/señal de aproximadamente 14 dB, entonces para un nivel de volumen de voz de 76 dB obtenemos: .

Considere el término que depende únicamente de los parámetros de ambas salas:

.

En la práctica real, las cantidades pueden tener valores dentro de los siguientes límites: , , , luego el valor  tendrá un valor máximo de aproximadamente 7 dB, un mínimo de 27 dB y un valor medio de aproximadamente 10 dB. En consecuencia, el requisito promedio para la capacidad de insonorización de una partición es , sin embargo, se puede debilitar en aproximadamente 13 dB y aumentar. igual a 47 dB.

Los requisitos medios y altos para la capacidad de insonorización de las particiones se cumplen únicamente mediante estructuras de construcción masivas hechas de ladrillo u hormigón.

Las particiones tradicionales hechas de placas de yeso, yeso seco y materiales similares no pueden cumplir los requisitos de protección simultáneamente con los requisitos del nivel de ruido acústico permitido en una habitación ruidosa.

Además, el nivel de ruido del PS-45 es adecuado para zonas de trabajo saturadas de personal. Si trabajan entre 1 y 2 personas en la habitación, este nivel de ruido les resultará incómodo, lo que requerirá un aumento adicional del aislamiento acústico de 5…10 dB.

En consecuencia, una solución sencilla al problema de la protección sin realizar obras de mejora del aislamiento acústico resulta prácticamente problemática para la simple situación considerada, salvo en los casos en que el local contiguo esté inactivo o sea auxiliar.

Entonces podrá concentrarse en el cumplimiento de las normas sanitarias para el nivel permitido de ruido acústico directamente en el área protegida. Teniendo en cuenta el ruido que penetra desde la habitación ruidosa a la protegida, podemos obtener el siguiente requisito para la cantidad de aislamiento acústico de la partición:

.

La expresión resultante es similar en apariencia a la anterior, pero tiene requisitos de aislamiento acústico mucho menores, ya que el ruido acústico vuelve a penetrar en la habitación protegida con una atenuación adicional. Teniendo en cuenta los valores cuantitativos de los indicadores normativos, obtenemos:

.

El segundo término tiene un valor máximo de 8 dB, un mínimo de 19 dB y un promedio de 5 dB.

Por tanto, el requisito medio de capacidad de aislamiento acústico de una partición es de 8 dB y el máximo es de 14 dB. En todos los casos, estos requisitos se implementan fácilmente mediante particiones delgadas.

La práctica demuestra que cuando se protege la oficina del gerente , el ruido acústico estándar, equivalente a los requisitos de PS-45, se sobreestima cuando se coloca en una habitación de una sola persona.

Cuando nos centramos en ruidos del orden de PS-35, los requisitos para la capacidad de insonorización de la partición aumentan solo en 5 dB y serán iguales a 19 dB en el peor de los casos.

Para situaciones en las que aún es imposible crear ruido acústico directamente en la habitación adyacente, es posible una combinación de protección pasiva y activa, como se muestra en la Figura 7.

Con este diseño de protección acústica, es posible, utilizando tabiques adicionales suficientemente delgados con una capacidad de aislamiento acústico de 14…16 dB, garantizar el cumplimiento de las normas de protección y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de niveles de ruido acústico residual en ambas habitaciones adyacentes. .

En particular, esta solución es obligatoria a la hora de proteger los conductos de ventilación, que son los canales acústicos más eficaces para filtrar la información del habla. Los intentos de instalar un emisor de ruido acústico directamente en el conducto de aire darán como resultado un mayor nivel de ruido acústico en las habitaciones protegidas y adyacentes.

Sin introducir medios de protección pasiva, es imposible garantizar condiciones de funcionamiento normales aceptables en las habitaciones adyacentes, ya que no hay elementos de atenuación del sonido a lo largo de la ruta de propagación de la señal.

La única solución aceptable es instalar en los conductos de aire de ventilación supresores de ruido acústico, que sirven perfectamente como elementos de insonorización, y su eficacia requerida se determina de acuerdo con las expresiones anteriores.

Figura 7. Uso combinado de protección pasiva y activa

Parte 2

El impacto de los agujeros pasantes

sobre la capacidad de insonorización de las particiones

Al implementar la protección pasiva mediante la construcción de particiones adicionales o el aumento de la capacidad de insonorización de las particiones existentes, se debe prestar especial atención al sellado cuidadoso de grietas y agujeros, que reducen significativamente el aislamiento acústico.

Se sabe [3] que para una partición hecha de materiales con diferentes niveles de capacidad de insonorización, es más conveniente calcular el aislamiento acústico general de una habitación en función de la conductividad acústica del material:

,

donde  — coeficiente de absorción acústica de la habitación,  — superficie de la habitación,  — coeficiente de conductividad del sonido -ésima sección de la partición, hecha de un material separado,  — área de la -ésima sección de la partición, de modo que , donde  — área total de la partición.

Solo consideraremos el cambio en la capacidad de insonorización de la partición si tiene ranuras y agujeros pasantes. Se sabe que la conductividad acústica de una partición es inversamente proporcional a su capacidad de insonorización:

.

El cálculo de la capacidad de insonorización de un tabique con diferentes secciones se realiza sobre la base del coeficiente medio de conductividad acústica, que se define como:

.

Para el caso de una partición en la que hay un orificio pasante o un espacio con un área de , el cálculo del total La capacidad de aislamiento acústico se realiza teniendo en cuenta el coeficiente de conductividad acústica del orificio igual a 1. La cantidad de reducción de la capacidad de aislamiento acústico será igual a:

,

donde  — la relación entre el área de la abertura pasante en la partición y el área total de la partición.

Proporcionado , y para la condición , es decir, la capacidad de aislamiento acústico disminuye en todo su valor inicial.

La Figura 8 muestra la dependencia de la cantidad de reducción de la partición insonorizada de la relación entre el área del orificio pasante y el total área de la partición.

Figura 8. Disminución de la capacidad de insonorización de la partición

A partir de las dependencias dadas de ello se deduce que ya con Con una ligera disminución en el área relativa del orificio pasante (hasta un 0,05%), se produce una rápida disminución en la capacidad de insonorización de la partición.

Con un área relativa de aproximadamente el 1% para tabiques con una capacidad de insonorización inicial superior a 30 dB, el aislamiento acústico disminuye en una cantidad en la que el resto del inicial es de 20 dB, y con un área de 10 %, independientemente del inicial, el aislamiento acústico final es de 10 dB. Además, cuanto mayor sea la capacidad de insonorización inicial de la partición, más significativa será su reducción.

En consecuencia, incluso la mejor partición puede quedar anulada por la presencia de un pequeño orificio pasante.

Las dimensiones absolutas La representación de tales orificios es bastante grande, por lo que con un área de partición de 10 m2, un orificio con un área relativa del 1% tendrá un tamaño lineal de 30 cm, por ejemplo, entradas de conductos de aire mal selladas.

Los cálculos anteriores muestran que resolver el problema inverso, es decir, intentar aumentar el aislamiento acústico de una partición débil aumentando la capacidad de aislamiento acústico de su parte, no conducirá al resultado esperado.

Los cálculos obtenidos demuestran claramente el hecho bien conocido por los especialistas en protección de la dificultad práctica de lograr la tarea de implementar protección pasiva aumentando el aislamiento acústico de las particiones para crear condiciones de protección óptimas y condiciones de trabajo cómodas para el personal que requiere una construcción e instalación de alta calidad. trabajo.

Capacidad de absorción de sonido

De las expresiones para el nivel del componente difuso de la señal de voz en una habitación, que es el nivel inicial para canales de fuga de todo tipo, se deduce que en cualquier habitación se puede reducir gracias al acabado fonoabsorbente de las superficies de la habitación. . Este hecho es conocido por todos como un nivel de volumen reducido en una habitación silenciosa.

Consideremos las posibilidades potenciales de llevar a cabo tales medidas de protección.

La absorción de vibraciones sonoras con fines de protección se puede llevar a cabo para reducir el sonido nivel en los siguientes casos:

— reducción del nivel del componente difuso de la señal de voz procedente de una fuente en la habitación;

&#8212 ; uso de pantallas absorbentes acústicas;

— uso de silenciadores de sonido en conductos de aire.

Consideremos la posibilidad de reducir el sonido en una habitación debido al acabado acústico de sus superficies internas, lo que se debe a la conocida dependencia del nivel de presión sonora del campo difuso en la habitación de las propiedades de absorción acústica:

,

donde  — constante acústica de la habitación, m2,  — área de absorción acústica equivalente de la habitación, m2.

La absorción acústica en una habitación se puede realizar ya sea directamente por sus superficies internas o por objetos ubicados en ella, por lo que se define de acuerdo con la expresión:

,

donde  — coeficiente de absorción acústica -ésimo elemento de superficie, cuyo área es ,  — coeficiente de absorción acústica de un objeto individual ubicado en la habitación,  — el número de estos elementos.

Generalmente se consigue una reducción del nivel sonoro mediante la introducción de revestimientos absorbentes adicionales. Es posible introducir absorbentes de sonido locales en una habitación, pero instalarlos en cualquier habitación no es realista sin un trabajo de diseño adecuado en el interior, y esto es difícil y costoso. La forma más sencilla de resolver el problema es aplicar un acabado acústico a superficies enteras, por ejemplo, instalando un techo suspendido absorbente o utilizando alfombras suaves.

Si realiza un tratamiento acústico de todas las superficies de la habitación, la cantidad de reducción del nivel de sonido después del acabado se puede determinar mediante la fórmula:

,

donde  — coeficiente de absorción acústica del material utilizado para el acabado acústico.

La Figura 9 muestra la dependencia de la magnitud del reducción del nivel de presión sonora de la componente difusa del sonido en la habitación a partir del coeficiente de absorción acústica inicial para diferentes valores del coeficiente de absorción del material de acabado adicional.

Figura 9. Reducción del nivel de presión sonora del componente difuso

Así, con un acabado adicional de las superficies de la habitación con materiales fonoabsorbentes de mayor calidad que los originales, se puede obtener una reducción significativa del nivel difuso del campo sonoro en el volumen interno de la habitación.

Además, cuanto menor sea el valor del coeficiente de absorción acústica inicial, mayor será el efecto del uso de acabado acústico adicional, es decir, el acabado es más eficaz en habitaciones ruidosas. Grado de «auge» la habitación se puede determinar por el tiempo de reverberación, lo que le permite determinar el coeficiente de absorción acústica promedio de la habitación.

Normalmente, debido a la presencia de personas y una pequeña cantidad de muebles tapizados en las oficinas, el coeficiente medio de absorción acústica es de aproximadamente 0,2…0,4.

Entonces, cuando se utilizan materiales fonoabsorbentes con un coeficiente de absorción acústica de 0,9…0,95, la ganancia debida al acabado acústico será superior a 10 dB. En muchos casos, esta ganancia es suficiente para cumplir con los requisitos de protección.

Además, el resultado se logra sin la se utiliza tecnología costosa para crear interferencias vibroacústicas y, una vez finalizadas, la comodidad de las negociaciones en la sala aumenta aún más.

En la práctica, no es posible proporcionar un acabado fonoabsorbente en toda la superficie de una habitación. Como regla general, puede ingresar un área adicional  con un coeficiente de absorción acústica . Dado que el nivel de presión sonora del componente de la señal del habla difusa es igual a:

,

donde  — constante acústica de la habitación

entonces la disminución esperada en el nivel de presión sonora del campo difuso se puede calcular usando la fórmula:

,

dónde  — espacio constante antes del tratamiento, m2;  — constante de la habitación después del tratamiento, m2.

La cantidad de reducción en el nivel de presión sonora se puede reescribir de la siguiente manera:

,

donde  — la proporción relativa de la superficie de la sala que está sujeta a tratamiento acústico;  — aumento relativo del coeficiente de absorción acústica del material de revestimiento adicional en comparación con el coeficiente de absorción acústica medio de la habitación.

.

Figura 10. Reducción del nivel de presión sonora

para el acabado acústico de la habitación

Como se desprende de las dependencias obtenidas, incluso con un acabado incompleto de todas las superficies de la habitación, es posible reducir aún más el nivel de presión sonora en el campo difuso.

La cantidad de volumen de sonido La reducción depende del grado en que el coeficiente de absorción acústica del material de acabado adicional excede el coeficiente de absorción acústica promedio de la habitación y comienza un aumento notable si el material utilizado para el acabado adicional tiene un coeficiente de absorción acústica que es 2…3 veces mayor. que el original.

El área de acabado y la efectividad del material utilizado influyen de manera más significativa en la cantidad de reducción de sonido en la habitación.

Es necesario aumentar el área de la superficie terminada a valores significativos del orden del 50% de la superficie total de la habitación. La diferencia entre un material absorbente de calidad media (coeficiente de absorción acústica del orden de 0,5…0,7) y un material de alta absorción (coeficiente de absorción acústica del orden de 0,9…0,95) es de 4 dB, lo que es bastante mucho en aplicaciones prácticas.

Además, puede producirse una absorción acústica adicional si se introducen en la habitación objetos individuales que absorben energía sonora. Para uso práctico, la Tabla 2 muestra datos experimentales sobre los coeficientes de absorción acústica de diversos materiales y objetos.

Tabla 2

La tabla 2 muestra las áreas de absorción acústica directamente para elementos individuales.

Habitación con protección especial

La interacción más completa de medidas pasivas y activas para proteger la información del habla se implementa en una opción de protección que puede denominarse «habitación dentro de una habitación». El objetivo de esta opción de protección es garantizar un grado garantizado de seguridad de la información de voz a través de todos los canales de fuga posibles.

La protección pasiva a lo largo del canal acústico se lleva a cabo mediante estructuras de insonorización adicionales instaladas a distancia de las estructuras del edificio de la habitación original. . La protección contra la fuga de información a través del canal de vibración se garantiza mediante la instalación de estructuras de aislamiento acústico sobre soportes aislantes de vibraciones.

Además, la capacidad de aislamiento acústico de las estructuras de los edificios se puede calcular utilizando los métodos de optimización anteriores, teniendo en cuenta el cumplimiento de la inteligibilidad normativa del habla en el espacio entre las estructuras originales y adicionales y el cumplimiento de las normas sanitarias para el nivel de ruido acústico incidental en el interior. la habitación.

Para garantizar la protección contra fugas a través de los conductos de ventilación, se instalan silenciadores acústicos en ellos.

La práctica de construir locales de este tipo ha demostrado que se logra una protección de alta calidad si se eliminan todas las grietas y agujeros en la estructura adicional del edificio, se aplica cuidadosamente la masilla y se sella las grietas en los elementos estructurales.

Actualmente, el mercado ofrece pocas opciones de soluciones técnicas para locales seguros. La versión más completa del diseño estándar de una sala de reuniones segura «GARANT» ofrece JSC «Grupo de protección — YUTTA» [7]. La estructura de la habitación protegida se muestra esquemáticamente en la Figura 11.

Se crean estructuras adicionales de la habitación original. de materiales de construcción estándar sobre un marco. Los soportes aislantes de vibraciones están hechos de goma.

Las soluciones constructivas de marcos, estructuras y soportes de vibración están optimizadas desde el punto de vista de lograr la máxima atenuación de las señales en el rango de frecuencia de audio con un peso mínimo de las estructuras.

Los emisores acústicos se instalan en el espacio entre las estructuras de las habitaciones originales y protegidas. Los emisores de vibraciones se instalan en lugares donde la señal de fuga es alta: tuberías, lugares donde se instalan soportes de vibración, lugares donde la habitación está suspendida del techo.

El ruido lateral acústico en el volumen interno de la habitación nunca excede los estándares sanitarios si la estructura de insonorización está hecha con alta calidad.

Una de las ventajas de las instalaciones especiales es la posibilidad de construir en ellas una capa protectora diseñada para reducir el nivel de radiación electromagnética de dispositivos emisores secretos o legales.

Figura 11. Esquema de una habitación protegida

Los principales parámetros de dicha sala se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3

En una sala protegida, los micrófonos de control y los acelerómetros están preinstalados, lo que le permite establecer el nivel de seguridad y realizar un seguimiento periódico del cumplimiento de los parámetros reglamentarios.

Las ventajas de una sala segura son más beneficiosas cuando se utiliza como sala de reuniones para un número limitado de personas, sujeto a medidas de seguridad y control de acceso a la misma.

Según los expertos, el funcionamiento normal de una sala de reuniones segura es posible durante 15…20 años sin reparaciones importantes.

Conclusión

En conclusión, me gustaría enfatizar una vez más que al tomar medidas de protección contra la fuga de información del habla a través de canales vibroacústicos, es imperativo realizar un análisis integral de la situación y elegir de manera óptima entre medidas de protección pasiva y activa o una combinación de ellos.

El descuido de las medidas de protección pasiva en muchos casos anula todo trabajo de protección si no se lleva a cabo de acuerdo con los indicadores de seguridad estándar, sino de acuerdo con la percepción subjetiva del ruido acústico incidental en una habitación protegida.

El trabajo en la implementación de medidas de protección pasiva, realizado por especialistas experimentados, puede dar resultados tangibles sin reducir la comodidad de trabajar en las instalaciones.

En determinadas situaciones de negociaciones con baja frecuencia, basta con sugerir el uso de un intercomunicador.

Es recomendable utilizarlo en lugares donde realizar trabajos de protección es simplemente imposible: hoteles, edificios residenciales, cabañas, automóviles. .

En este caso, es necesario tener en cuenta la presencia de una zona de fuga de información del habla, cuya seguridad debe resolverse mediante medidas organizativas.

Al proteger canales de fugas identificados individuales, solo se pueden utilizar equipos de protección activos instalados en estructuras o comunicaciones. Sin embargo, teniendo en cuenta el nivel esperado de ruido acústico secundario que penetra en la habitación, es aconsejable tener un diseño para mejorar el aislamiento acústico en el canal de fuga.

Si hay un número limitado de supuestos canales físicos de fuga, y todos ellos tienen una eficiencia cercana al estándar, es suficiente tomar medidas constructivas y arquitectónicas para aumentar la absorción acústica en la habitación, reduciendo así el nivel de presión sonora del señal de voz.

Si existen preocupaciones reales de que los canales de fuga de información de voz se puedan utilizar desde todas las direcciones posibles, entonces es aconsejable utilizar un dispositivo de protección, como una habitación protegida especial, que proporcione protección garantizada contra la fuga de información del habla.

Literatura

1. Kargashin V. L. Problemas de protección activa de canales vibroacústicos//Equipo especial, 1999, No. 6.

2 . Khorev A. A., Makarov Yu. Para evaluar la eficacia de la protección de la información acústica (del habla)//Equipo especial, 2000, No. 5.

3. Iofe V.K., Korolkov V.G., Sapozhkov M.A. Manual de acústica/Ed. Sapozhkova M. A. — M.: Svyaz, 1979.

4. 8243;/Descripción técnica//Empresa «IKMTs-1».

5. Kargashin V. L. Mejora de los principios metodológicos para evaluar la seguridad de las instalaciones contra la fuga de información de voz //Equipo especial, 2001, No. 6.

6. Manual del diseñador. Protección acústica/Ed. Yudina E. Ya. — M.: Stroyizdat, 1974.

7. Locales especiales protegidos «Garant»/Diseño técnico//CJSC «Grupo de protección — UTTA».

Kargashin Viktor Leonidovich
Candidato de Ciencias Técnicas
Equipamiento especial, nº 4, 5, 2002