Расчет эффективности акустической обработки помещения

Расчет звукопоглощения в производственном помещении, где оборудование излучает шум (L, дБ), превышающий предельно допустимый уровень, осуществляется по общепринятой методике. Для определения эффективности звукопоглощения в качестве примера необходимые исходные данные приводятся в таблице 1 и предполагается, что потолок и 80% площади стен облицованы звукопоглощающим материалом с коэффициентом звукопоглощения а_м. Первоначально стены помещения выполнены из кирпича (а_к = 0,035), перекрытия – из бетона (а_б = 0,016). Общая площадь застекления S_о(а_с = 0,027).

Таблица 3.1 Исходные данные для расчета эффективности звукопоглощения

Длина	Ширина	Высота	Sо,м2	L, дБ	Частота	ам,дБ
помещения,	помещения,	помещения,			шума,
А, м	В, м	Н, м			f,Гц
					1000 (60)	0,90

Эффективность звукопоглощения определяется по формуле:

(3.1)

Где А₁ и А₂ – звукопоглощающая поверхность до и после акустической обработки помещения.

Определим звукопоглощающую поверхность, м², в производственном помещении до акустической обработки:

(3.2)

где а₁, а₂.... а_n — коэффициенты звукопоглощения строительных материалов, дБ;

S₁, S₂,...S_n– площади стен, потолка, окон и т.д., м². Звукопоглощающая поверхность в помещении, м², после акустической обработки определяется по формуле:

А₂ =a(S₁+S₂+S_п) (3.3)

где а – коэффициент звукопоглощения выбранного материала, дБ;

Sj, S₂, S„ – площади, обработанные звукопоглощающим материалом, м².

Звукопоглощающую поверхность находят из выражения: A=S · а

где S – площадь потолка, стен, окон, м²;

а– коэффициент звукопоглощения соответствующего материала.

Чтобы найти А1, надо вычислить площадь (S1):

S₁ = А∙ В ∙ Н = 20·10·5 = 1000 (3.4)

А₁ = S₁ · а ₁ (3.5)

А₁ = 1000 ·0,90 = 900 (3.6)

Чтобы найти А2, надо вычислить площадь (S2)

S₂ = 20 · 0,035· 10· 0,016· 5 · 0,027 = 0,015· 80% = 0,012 (3.7)

А₂ = S₂ · а ₂ (3.8)

А₂ = 0,012 ·0,078 = 0,0009

ΔL = 10 · Lg 0,0009 = log 0,000001 = 10 · 6 = 60 (3.8)

Обработка помещения считается целесообразной, если уровень шума в помещении снижается до L_пду. В данном примере акустическая обработка помещения достаточ­но эффективна.

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающе го материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньше ее отражается обратно в помещение. Поэтому для снижения шума в помещении проводят его акустическую обработку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Эффективность звукопоглощающего устройства характери­зуется коэффициентом звукопоглощения а, который представ­ляет собой отношение поглощенной звуковой энергии Е_погл к падающей Е_пал:

а= Епогл ⁄ Е_пал (3.9)

При а = 0 вся энергия отражается без поглощения, при а = 1 вся энергия поглощается (эффект «открытого окна»). Коэффициент, а зависит от частоты звуковых волн и угла их падения на конструкцию.

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пори­сто–волокнистыми, с экраном, мембранные, слоистые, резо­нансные и объемные. Эффективность применения различных звукопоглощающих устройств определяется в результате аку­стического расчета с учетом требования СНиП П–12 — 77. Для достижения максимального эффекта рекомендуется облицовы­вать не менее 60 % общей площади ограждающих поверхно­стей, а объемные (штучные) звукопоглотители — располагать как можно ближе к источнику шума.

Максимальное снижение уровня шума в отраженном поле с помощью акустической обработки внутренних поверхностей помещения практически не превышает 6...8 дБ, достигая в от­дельных полосах частот 10... 12 дБ.

Акустическая обработка обязательно должна применяться в шумных цехах машиностроительных заводов, цехах ткацких фабрик, машинных залах машиносчетных станций и вычисли­тельных центров, машинописных бюро и др.

Интересным и принципиально новым методом снижения шума является метод, связанный с созданием «антизвука», т. е. созданием равного по величине и противоположного по фазе звука. В результате интерференции основного звука и «антизву­ка» в некоторых местах шумного помещения можно создать зоны тишины. Особенно перспективным этот метод может ока­заться в машиностроении и энергетике для подавления то­нальных шумов. В месте, где необходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динами­ками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференционного подавления шума.