Метод уменьшение шума на пути его распространения

Классификация методов. Принцип защиты расстоянием

Методы борьбы с шумом

Значение добавки в функции разности уровней шума источников

L1 – L2, дБ
∆ L, дБ		2,2	1,7	1,6	1,5	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4

При большем чем 2 числе источников шума уровни интенсивности суммируются последовательно – от наибольшего к наименьшему.

Например, нужно узнать суммарный уровень шума от 3 станков с уровнями шума 102, 98 и 97 дБ.

Определяем первую разность уровней: 102-98 = 4 дБ, что соответствует добавке ∆ L₁ = 1,5 дБ, то есть L_∑1 = 102+1,5 = 103,5 дБ. Теперь определим следующую разность уровней ∆L₂ = L_∑1 – L₃ = 103,5 – 97 = 6,5 дБ, что соответствует добавке ∆ L₂ = 1 дБ, то есть L_∑ = L_∑1 + ∆L₂ = 103,5 + 1 = 104,5 дБ.

Если разность уровней 2 источников шума не превышает 8-10 дБ, то уровень менее громкого источника можно не учитывать, так как добавка будет меньше 1 дБ.

3. При большем количестве источников шума суммарный уровень определяется по формуле (5.23), дБ:

. (5.23)

Для снижения шума можно применять следующие методы:

1. Уменьшение шума в источнике;

2. Уменьшение механического шума путём совершенствования технологических процессов и оборудования;

3. Рациональная планировка предприятий и цехов;

4. Изменение направления излучения шума в противоположную сторону от рабочего места или жилого дома;

5. Принцип защиты расстоянием.

6. Акустическая обработка помещений – уменьшение энергии отражённых волн увеличением эквивалентной площади звукопоглощения;

7. Уменьшение шума на пути его распространения путём установки звукоизолирующего ограждения в виде стен, перегородок, кожухов, кабин;

8. Применение глушителей шума для уменьшения шума различных аэродинамических установок.

Уменьшение шума в источнике его возникновения является наиболее радикальным. Оно может осуществляться за счёт совершенствования технологических операций и применяемого оборудования.

Снижения механического шума непосредственно в источнике добиваются изготовлением деталей и узлов оборудования из незвучных конструктивных материалов, затрудняющих возникновение и распространение ударных шумов (некоторые пластмассы, чугуны, медно-марганцевые и магниевые сплавы).

Шум, издаваемый соударяющимися или трущимися поверхностями деталей, можно снизить, комбинируя их материал.

Ослабление шума в источнике обеспечивается уменьшением силового воздействия в источнике. В этом случае уравновешивают вращающиеся части, увеличивают время соударения деталей, уменьшают частоту вращения и снижают скорость движения.

Значительного снижения уровня шума в цехе можно добиться рациональным размещением оборудования. Наиболее шумное оборудование целесообразно сосредоточить в одном конце цеха, изолировав его звукопоглощающей перегородкой.

В основе принципа защиты расстоянием лежит классификация источников шума по их линейным размерам.

В зависимости от размеров выделяют 3 вида источников шума: точечный, линейный и плоскостной.

Если размеры источника шума малы по сравнению с расстоянием до слушателя, то источник называется точечным. Такими источниками можно считать вентиляторы и дымовые трубы. Звуковая энергия распространяется сферически, таким образом, уровень звукового давления остаётся одинаковым во всех точках, находящихся на равном удалении от источника.

Если источник шума узкий в одном направлении, а в другом его длина соизмерима с расстоянием до слушателя, то он называется линейным. Это может быть отдельный источник, например длинная труба, по которой течёт бурлящая жидкость, либо источник, состоящий из множества точечных источников, производящих шум одновременно, например, поток транспортных средств на загруженной дороге.

Уровень звука распространяется цилиндрически, так что уровень звукового давления остаётся одинаковым во всех точках, находящихся на равном удалении от линии источника.

Если размеры источника шума значительны и соизмеримы между собой, то такой источник шума называется плоскостным (предприятия, промышленные зоны, торговые центры, автостоянки).

В частности, при удвоении расстояния от точечного источника, например, со 100 до 200 м или с 500 до 1000 м шум уменьшается на 6дБА. Если источник шума протяжённый, линейный (например, движущийся поезд), то на расстояниях сравнимых с его длиной, действует закон снижения шума на 3 дБА при удвоении расстояния. Вблизи больших плоских источников заметного затухания звука не происходит (рис. 5.4). При больших расстояниях от источника действует первый принцип, т.е. снижение на 6 дБА.

Рис. 5.4. Зависимость снижения уровней звукового давления от расстояния до источника: а) точечный источник, б) линейный источник, в) плоскостной источник; l – длина линейного источника, a и b – размеры плоскостного источника.

Для точечного источника. При удвоении расстояния уровень шума снижается на 6дБА:

Для линейного источника. На расстояниях сравнимых с длиной линейного источника при удвоении расстояния уровень шума снижается на 3 дБА, на расстояниях больших длины источника шума при удвоении расстояния происходит снижение на 6 дБА:

Для плоскостного источника. На расстояниях сравнимых с шириной источника при удвоении расстояния снижения уровня шума не происходит, на расстояниях сравнимых с длиной плоскостного источника шума при удвоении расстояния происходит снижение на 3дБА, на расстояниях больших длины источника шума при удвоении расстояния происходит снижение уровня шума на 6 дБА:

Принцип защиты расстоянием осуществляется путём создания санитарно-защитной зоны между источником шума и жилой застройкой. В практике ССЗ достигает 50…100 м, что зачастую явно недостаточно для снижения шума в жилой застройке до нормы. Так, шум интенсивного автотранспортного многополосного потока в дневной время достигает 80…85 дБА на стандартном расстоянии 7,5 м. Автотранспортный поток – это линейный источник, поэтому его затухание равно 3 дБА при удвоении расстояния. Нетрудно подсчитать, что на расстоянии 100 м (при отсутствии зелёных насаждений и сооружений на пути распространения) шум автотранспортного потока снижается приблизительно до 70…75 дБА при норме 55 дБА, т.е. требуемое дополнительное снижение шума составляет 15…20 дБА.

Защита от шума методом уменьшения его на пути распространения осуществляется при помощи установки звукоизолирующего ограждения в виде стен, перегородок, экранов, кожухов, кабин. Также экранирующий эффект могут давать дома, стенки, выемки, насыпи, зелёные насаждения. Их эффективность ориентировочно составляет: насыпи – 5…15 дБА, зелёных насаждений – 3…8 дБА, выемки – до 25…30 дБА, здания (экрана) – 15…20 дБА.

При этом под звукоизоляцией понимается снижение воздушного шума в результате отражения звуковых волн от преграды. По назначению звукоизолирующие конструкции условно можно разделить на лёгкие и тяжёлые. Лёгкие конструкции изготавливаются из стали, пластиков, дерева и предназначены для ограждающих конструкций транспортных средств, строительных машин и установок, а также внутренних ограждений в зданиях. Тяжёлые конструкции изготавливаются из кирпича, бетона и используются для сооружения зданий. Расчёт каждого из перечисленных видов конструкций имеет свои особенности.

Звукоизоляция ухудшается при наличии в ограждающей конструкции щелей, отверстий и проёмов, которые следует закрывать или герметизировать. Нельзя допускать соприкосновения звукоизолирующей конструкции с вибрирующими деталями, что резко снижает эффективность звукоизолирующих ограждений

Ожидаемые уровни шума в помещении после прохождения звуковой волной звукоизолирующих ограждений можно определить следующим образом:

1. Если шум проникает из смежного помещения с источником шума или с территории, то октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчётных точках определяется по формуле (5.24).

, (5.24)

где L_ш — октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по приведённым выше (раздел 5.3) формулам; R — изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ; S — площадь ограждающей конструкции, м²; B_и — акустическая постоянная изолируемого помещения, м²; k — коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении.

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле (5.25)

, (5.25)

где S_i — площадь i -й части, м²; R_i — изоляция воздушного шума i -й частью, дБ.

2. Если источников шума является уличный транспорт, то уровень звука в помещении определяют по формуле (5.25).

, (5.25)

где L_{А 2 м} — эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБА; R_{Атран.о} — изоляция внешнего транспортного шума окном (определяется по СНиП23-03-2003), дБА; S_o — площадь окна (окон), м²; B_и — акустическая постоянная помещения, м² (в октавной полосе 500 Гц); k — коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении.

3. При упрощённых расчётах изоляцию воздушного шума перегородкой можно определить по формуле (5.26).

, (5.26)

где Q – поверхностная масса перегородки, кг/м², f – частота звука, Гц.

Упрощённо может определяться не только изоляция воздушного шума, но и уровень шума в помещении после установки изолирующих стен. В этом случае имеет значение материал, из которого изготовлена стена.

При массе 1 м² стены менее 200 кг уровень шума в помещении после установки звукоизолирующей стены определяется по (5.27):

. (5.27)

При массе 1 м² стены более 200 кг уровень шума в помещении после установки звукоизолирующей стены определяется по (5.28):

. (5.28)

Кроме звукоизоляционных ограждений в качестве защиты от шума на пути его распространения могут применяться акустические экраны. Они устанавливаются в случае невозможности применения глушителей других типов. При этом следует помнить, что на низких частотах шума экран почти не действует, так как низкочастотный шум за счёт эффекта дифракции огибает экраны. Также экраны применяют в случае превышения допустимых значений уровня шума на рабочих местах не менее чем на 10 дБ и не более чем на 20 дБ.

Эффективность экрана ∆L_Э можно определить по коэффициенту k (5.29):

, (5.29)

где f – частота звука, Гц; h – высота экрана, м; l – длина экрана, м; b – расстояние от экрана до рабочего места, м; a – расстояние от экрана до источника шума, м.

Затем по рассчитанному значению k определяют эффективность экрана ∆L_Э (табл. 5.8)

Таблица 5.8