Характеристики звукоизолирующих конструкций

Звукоизолирующая способность преграды (коэффициент звукоизоляции) r равна отношению интенсивностей звука I ₁₁в падающих на преграду волнах к интенсивности звука I ₂₁ в волнах, про­шедших через преграду:

r = I ₁₁/ I ₂₁ = 1/ τ

Коэффициент прохождения τ связан с коэффициентом рассеяния δ и с коэффициентом отражения ε соотношением, выражающим закон сохранения энергии

δ + ε + τ = 1

Многие практические задачи защиты от шума решаются применением строительно-акустических мер, в частности, увеличением звукоизоляции между помещениями. В зависимости от способа возбуждения колебаний в строительных конструкциях различают изоляцию воздушного и структурного звуков. К последнему случаю относится изоляция ударного звука перекрытием. Под изоляцией воздушного звука ограждающей конструкцией понимают свойство последней передавать в соседнее помещение только часть падающей на нее интенсивности воздушного звука. Для оценки звукоизоляции используют формулу:

R = 10lg (I ₁/ I ₂)

где I ₁ –интенсивность звука, падающего на преграду (строительную конструкцию);

I ₂ – интенсивность звука, излучаемого обратной стороной преграды (строительной конструкцией).

Изоляция воздушного звука зависит в первую очередь от плотности применяемого в конструкции материала ρ, его модуля упругости Е и коэффициента внутренних потерь η. Основными звукоизолирующими материалами являются: алюминиевые сплавы, асбокартон, базальтовый картон, бетон, гетинакс, медные сплавы, органическое стекло, ПВХ линолеум, пробковые плиты, твердая резина, титановые сплавы, свинец, силикатное стекло, сталь, стеклопластик, фибра и др. В конструктивном плане различают однослойные и многослойные звукоизолирующие конструкции (рис. 2.2).

 

Рис. 2.2. Примеры звукоизолирующих конструкций:

а) однослойная; б) многослойные

 

При использовании многослойной конструкции можно добиться значительно более высокой звукоизоляции, чем у однослойной стены равной массы.

Звукоизолирующий кожух

Способы снижения шума работающего оборудования или защита обслуживающего персонала от возникающего шума без каких-либо существенных конструктивных изменений машины относится к числу пассивных строительно-акустических способов борьбы с шумом. Наиболее распространено применение звукоизолирующих кожухов, полностью или частично закрывающих машину.

Этот способ, зашиты от шума, является более действенным, чем другие средства коллективной защиты от мощности источника (применение звукопоглощающих облицовок, экранов, перегородок т.п.), поскольку он предполагает достижение эффекта снижения шума на любую требуемую величину даже в непосредственной близости от источника шума.

В низкочастотном диапазоне, когда длина волны в воздухе велика, звук легко огибает препятствие, а звукопоглощение может быть реализовано при помощи поглотителей резонансного или мембранного типа, имеющих достаточно большие размеры; кожухи – практически единственные средства снижения шума. Для повышения эффективности применения кожухов их внутренние поверхности должны быть облицованы звукопоглощающими материалами.

Звукоизолирующий кожух машины представляет собой всесторонне замкнутую оболочку, внутри которой размешается источник шума. Идеальным конструктивным решением кожуха считается решение, при котором обеспечивается полная герметичность.

Реальные конструкции кожухов весьма далеки от идеала, так как в условиях их эксплуатации герметичность замкнутого пространства нарушается из-за необходимости подводки внутрь кожуха трубопроводов, устройства каналов для прохода воздуха и отвода избыточного тепла, смотровых окон и открывающихся дверей. Кроме того, наличие обязательных стыковых соединений, неизбежно сопровождающихся щелевыми отверстиями и неплотностями, также ведет к усложнению конструктивных решений

Рассмотрим на примере кожуха машины (рис.2.3) наиболее характерные из путей проникновения шума в защищаемое помещение.

Рис. 2.3. Возможные пути передачи звука через кожух машины

 

Основным путем передачи звука в защищаемое помещение является пути, обозначенный на рис.2.3 символом А – передача через ограждающую конструкцию.

Наличие технологически необходимых отверстий или неплотностей в кожухе или отдельных его деталях приводит к интенсивной передаче воздушного звука по путям, обозначенным на рис.2.3 символами Б₁, Б₂. Еще одним путем передачи звука из-под кожуха машины в помещение является передача структурного звука в местах соприкосновения изолируемой машины с фундаментом или полом помещения (Г₁) либо звука, непосредственно излучаемого выступающими деталями машины (Г₂), излучение кожухом звука, проникающего в его стенки при жестком опирании на корпус (В₃), пол или фундамент машины (В₁) или соприкосновении с выступающими деталями машины (В₂). Если первый из рассматриваемых путей передачи звука (А) зависит только от конструктивного решения стенок кожуха, то два других требуют выполнения ряда дополнительных операций по устранению возможностей проникновения шума в помещение этими путями, например, установки в местах выхода отверстий специальных глушителей шума или опирание кожуха на ограждающие конструкции через упругие прокладки.