Расчет средств снижения шума

2.2.1 Акустическая обработка помещений. Под акустической обработкой поме­щения понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопо­глощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотите­лей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы.

Акустическая обработка помещений применяется в тех случаях, когда требуе­мое снижение Ь_тр шума превышает 1 - 3 дБ не менее чем в трех октавных полосах или 5 дБ хотя бы в одной из них.

Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и в верхних частях стен при высоте помещения не более 6 - 8 м таким образом, чтобы акустически обрабо­танная поверхность составляла не менее 60 % общей площади ограничивающих по­верхностей. Они могут располагаться как непосредственно на ограничивающих по­верхностях, так и на некотором расстоянии от них, образуя воздушный зазор.

Звукопоглощение в помещении характеризуется величиной В, называемой по­стоянной помещения и определяемой по формуле:

В = В₁₀₀₀ · µ (2)

где В₁₀₀₀ - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, м². На­ходится в зависимости от объема V и типа помещения (табл. 3); µ -частотный множитель (табл. 4).

 

Таблица 3 - Значение постоянной помещения В₁₀₀₀

Тип помещения	Описание помещения	В1000
	С небольшим количеством людей	V/20
	С жёсткой мебелью и большим количеством лю­дей, или небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты...)	V/10
	С большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения зданий управления, залы конструкторских бюро, аудитории учебных заве­дений и т.п.)	V/6

 

Таблица 4 - Значение частного множителя µ

 

 

Объём помеще­ния V, м3	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
До 200	0,8	0,75	0,7	0,8		1.4	1,8	2,5
Свыше 200 до 1000	0,65	0,62	0,64	0,75		1,5	2,4	4,2
Свыше 1000	0,5	0,55	0,55	0,7		1,6

 

Величина снижения уровней звукового давления в результате акустической обработки помещения определяется из выражения (дБ):

 

ΔL = 10 lgB₁/B (3)

где В - постоянная помещения до его акустической обработки, м²;

В₁ - постоянная помещения после акустической обработки, м²

 

, (4)

 

где A₁ - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой, м²

 

(5)

 

где а_ср - средний коэффициент звукопоглощения помещения до его акустической обработки (табл. 5),

S - общая суммарная площадь ограничивающих помещение поверхностей (без учета пола помещения), м²,

S обл - площадь звукопоглощающей конструкции, м²;

α₁ - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой, м²

 

, (6)

Где ΔA -величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м²

 

ΔA = α _обл · S _обл (7)

где α _обл - коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции (табл.6). Выбира­ется самостоятельно.

 

Таблица 5 - Средний коэффициент звукопоглощения (а_ср) в помещении

 

 

Тип помещений	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Машинные залы, ис­пытательные стенды	0,07	0,08	0,08	0,08	0,08	0,09	0,09	0,09
Механические, метал­лообрабатывающие цеха и т.д.	0,1	0,1	0,11	0,11	0,11	0,12	0,13	0,13
Цеха деревообрабаты­вающей промышлен­ности	0,11	0,11	0,12	0,12	0,14	0,14	0,14	0,14
Помещения управле­ния	0,13	0,13	0,13	0,13	0,14	0,14	0,14	0,14

 

Таблица 6 - Коэффициенты звукопоглощения акустических материалов и конструк­ций

	Воз-	Коэффициенты звукопоглощения на частотах	Средний коэффи- циент
Материал, кон-	душ-
струкция	ный
	зазор,
	мм
Минераловатные плиты жесткие «Акмигран»	0 50 100 200	0,05 0,07 0,08 0,10	0,11 0,2 0,36 0,48	0,3 0,71 0,77 0,71	0,85 0,83 0,88 0,7	0,9 0,81 0,78 0,79	0,78 0,71 0,77 0,77	0,72 0,79 0,62 0,62	0,75 0,80 0,65 0,65	0,7 0,76 0,8 0,75
		0,06	0,08	0,27	0,67	0,83	0,83	0,78	0,80	0,65
«Акминит»		0,10	0,24	0,7	0,82	0,75	0,8	0,75	0,78	0,77
		0,12	0,51	0,69	0,64	0,77	0,87	0,78	0,80	0,75
То же полужёсткие ПА/О (окрашенные и перфорированные)
	0,01	0,03	0,17	0,68	0,98	0,86	0,45	0,50	0,67
	0,03	0,05	0,42	0,98	0,9	0,79	0,45	0,52	0,77
	0,08	0,20	0,52	0,98	0,89	0,8	0,45	0,55	0,8
Асбестоцемент-		0,08	0,23	0,75		0,91	0,82	0,6	0,5	0,87
ные перфориро-
ванные плиты
• с минерало-
ватной плитой
ППМ-80
	0,20 0,30	0,3 0,98	0,63	0.86	,0,72	0,54	0,45	0,4 0,9	0,69
• с супертонким
стекловолокном
и стеклотканью
Э-0,1

 

 

2.2.2 Звукоизолирующие ограждения. Звукоизоляция достигается созданием гер­метической преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, ка­бин, кожухов, выгородок, экранов.

Звукоизолирующая способность преграды R, измеряемая в дБ, зависит от фи­зических параметров материалов и конструктивных размеров ее элементов. Данные звукоизолирующие способности однослойных преград приведены в таблице 7.

Требуемая звукоизолирующая способность ограждения R_mp, обеспечивающая в помещении, смежном с шумным, выполнение нормативных требований, определя­ется из выражения:

R_mp=L _Z - 10 ·lgB + 10 ·lgS₀ - L_N (8)

где L _Z - суммарный октавный уровень звукового давления всех источников шума в помещении, дБ;

L _Z = 10· lg (10^{0,1· L 1} + 10^{0,1· L 2} + 10^{0,1· L 3}) (9)

где L ₁, L ₂, L ₃ - уровни звукового давления в расчетных точках, дБ.

В - постоянная помещения, смежного с шумным, м²;

S₀ - площадь ограждения, общего для шумного и изолируемого помещения, м²;

L_N - допустимые октавные уровни звукового давления в изолируемом помеще­нии, дБ (табл. 1).

Уровень шума в изолируемом помещении L_U3, дБ, определяется из формулы:

 

L _из =L _Z –R₀ - 10gB + 10lgS₀ (10)

где R₀ - звукоизолирующая способность реально выбранной конструкции ограждения по таблице 7, дБ.

Таблица 7 - Звукоизолирующая способность стен и перегородок акустически одно­слойных конструкций, дБ

 

Материал, кон­струкция	Тол­щина, мм	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
Кирпичная клад­ка	125 (1 кир­пич)
250 (2 кир­пича)
Виброкирпичная панель
Железобетонная плита
Гипсобетонная плита
Шлакобетонная панель
Древесностру­жечная плита
Фанера
Стеклопластик
Сталь
Стальной лист с покрытием из минераловатных плит толщиной 70 мм	1,5
Дюралюминие- вый лист с по- крытием из ми- нераловатных плит толщиной 80мм

 

2.2.3 Звукоизолирующие кожухи. Одним из эффективных способов уменьшения шума является заключение источника в звукоизолирующий кожух.

Требуемая звукоизолирующая способность стенок кожуха (R_{mp кож}) определя­ется из формулы:

R_{тр. кож} = ΔL_тр + 10 ·lg (S_k / S_u)

где ΔL_тр, - требуемое снижение уровней шума, дБ:

(11)

ΔL_тр = L_Z – L_N (12)

где L_Z - суммарный октавный уровень звукового давления всех источников шума в помещении, дБ (формула 9);

L_N - допустимые октавные уровни звукового давления в изолируемом помеще­нии, дБ (табл.1).

S_k - площадь поверхности кожуха, м²; S_u - площадь воображаемой поверхности, вплотную окружающей источник шума, м².

Конструкцию ограждения кожуха подбирают таким образом, чтобы его звуко­изолирующая способность была для каждой октавной полосы больше требуемой, т.е.

R_кож ≥ R_mp. _кож

Уровень шума в расчетной точке после установки кожуха на источник шума L_K, дБ, рассчитывается по формуле:

 

L_k = L_Z - R_кож + 10 ·lg (S_k / S_u) (13)

 

где L_Z - уровень шума в расчетной точке до установки (формула 9), дБ;

R_{кож -} звукоизолирующая способность реальной конструкции стенок кожуха, дБ, (табл.7).

2.2.4 Звукозащитные кабины. Представляют собой локальное средство шумозащиты, устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на длительный срок изолировать человека от источника шума.

Требуемую звукоизолирующую способность кабины определяют по формуле:

R_{mp каб} = L_Z + 10 ·lg (S / B) - L_N (14)

 

где L_Z — уровень шума в расчетной точке до установки кабины (формула 9), дБ;

В – постоянная помещения кабины, определяется из формулы 2;

S - площадь ограждений, через которые шум проникает из шумного помещения (суммарная площадь ограждающих поверхностей кабины, за исключением пола), м²,

S = ab + 2bh + 2ah (15)

где a - длина, м; b - ширина, м; h - высота кабины, м;

L_N - допустимые значения уровней звукового давления (табл. 1).

Реальную конструкцию ограждения кабины выбирают таким образом, чтобы ее звукоизолирующая способность R_каб (табл. 7) в каждой октавной полосе была бо­лее требуемой, т.е.

R_кa6 >R_{mp каб}

Уровень шума в кабине определяется из выражения:

L _кa6 = L_Z - R_кa6 (16)

где L_Z — уровень шума в расчетной точке до установки кабины, дБ (формула 9);

R_кa6 - звукоизолирующая способность реальной конструкции стен кабины.

 

2.2.5 Акустические экраны. Одним из средств снижения шума в производствен­ных помещения с шумным технологическим оборудованием является применение акустических экранов.

Экраны применяются для ограждения источников шума от соседних мест, ли­бо для отгораживания частей помещения с малошумным технологическим оборудо­ванием от сильных источников шума (рис 1).

Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с часто­ты 500 Гц; вогнутые экраны различной формы (П-образные, С-образные и т.д.) об­ладают эффективностью также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц.

 

 

Рис. 1. Акустическое экранирование: 1 - акустический экран; 2 - основание; 3 - рабочее место; 4 - источник шума

Эффективность экранов прямоугольной и круглой формы для точек, лежащих на их оси, ориентировочно можно определить по формуле:

(17)

где - расстояния от плоскости экрана соответственно от источника звука и точки приема, м;

- расстояние от края экрана соответственно до источника звука и точки приема, м:

= (18)

(19)

где d=(a_min -1) при условии, что рабочее место находится на высоте 1 м от пола (рис.1); a_min - минимальный размер экрана, м.

Установлено, что эффективность экрана не одинакова вдоль его плоскости, максимум находится на расстоянии a_min/4 от оси экрана. Поэтому оптимальное рас­стояние l следует выбирать таким образом, чтобы выполнялось соотношение:

l₂ = 0,25· a_min

Эффективность экрана в зоне максимума определяется по формулам:

- для частот до 1000 Гц включительно:

 

(20)

- для частот выше 1000 Гц

(21)

 

где f - частота, Гц; с = 340 м/с - скорость звука в воздухе.

Уровень звукового давления в расчетной точке после установки экрана рас­считывается по формуле:

L_Э = L_Z – ΔL_Э (23)

где L_Z — уровень шума в расчетной точке до установки кабины, дБ (формула 9);

ΔL_Э - эффективность экрана (формула 21, 22).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 12.1.003-83 Шум. Общие требования безопасности [Текст]. – Введ. 1984-

07-01.

2. ГОСТ 12.1.029-80* Средства и методы защиты от шума. Классификация [Текст].

– Введ. 1981-01-07.

3. Белов, А.С. Средства защиты в машиностроении. Расчёт и проектирование

[Текст]: справочник / А.С. Белов и др. – М.: Машиностроение, 1989. – 621 с.:

ил.

4. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: учебник / С.В. Белов,

А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков; под общ. ред. С.В. Белова. – Изд. 3-е, испр. и

доп. – М.: Высшая школа, 2001. – 485 с.: ил.

5. Глебова, Е.В. Производственная санитария и гигиена труда [Текст]: учеб. посо-

бие для вузов / Е.В. Глебова. – М.: Высшая школа, 2005. – 383 с.: ил.

6. Курдюмов, В.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности

[Текст]: учеб. пособие / В.И. Курдюмов, Б.И, Зотов. – М.: Колос С, 2005. – 216

с.

7. Юдин, Е.Я. Борьба с шумом на производстве [Текст]: справочник / Е.Я. Юдин;

под ред. Е.Я. Юдина. – М.: Машиностроение, 1985. – 432 с.: ил.