Выбор средств защиты от шума
Определение уровней шума и вибрации в производственных помещениях. Выбор средств защиты от шума и вибрации. Выбор средств защиты от шума Источниками шума и вибрации на машиностроительных предприятиях являются станочное, кузнечно-прессовое оборудование, энергетические установки, компрессорные и насосные станции, вентиляционные установки, стендовые испытания двигателей внутреннего сгорания и др. Уровень шума на рабочих местах в производственных помещениях, возникающих от этих источников, обычно значительно превышает допустимые значения. Поэтому при проектировании производственных процессов необходимым условием является определение ожидаемых уровней шума на рабочих местах с помощью акустического расчёта и разработки на его основе средств и методов защиты от шума. Акустический расчёт для проекта шумоглушения должен производится на стадии технического проекта по комплексу сооружений или отдельному объекту. Акустический расчёт включает: 1) выявление источников шума и определение их шумовых характеристик; 2) выбор точек в помещениях или на территориях на которых производится акустический расчёт; 3) определение допустимых уровней звукового давления L доп для расчётных точек; 4) выявление путей распространения шума от источников до расчётных точек; 5) определение ожидаемых уровней звукового давления 6) определение требуемого снижения уровней звукового давления 7) 8) расчет и проектирование, выбор типа и размеров шумоглушащих, звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, звукоизолирующих кожухов и т.д.).
2.1.1 Выявление источников шума. В начале расчета необходимо выявить все источники шума. Если поток звуковой энергии от машины может распространяться по нескольким направлениям, необходимо иметь шумовые характеристики для всех этих направлений. Шумовые характеристики некоторых источников шума представлены в Приложении 1. Шумовыми характеристиками источников шума являются уровни звуковой мощности
2.1.2 Определение допустимых уровней в расчётных точках. Допустимые уровни звукового давления, дБ в октавных полосах частот и эквивалентные уровни звука, дБА определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003 – 83 или СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 с помощью таблицы 2.
Таблица 2 - Допустимые уровни звукового давления
Нормативные требования по уровням шума в жилых и общественных зданиях установлены для различных категорий: категория А - обеспечение высококомфортных условий; категория Б - обеспечение комфортных условий; категория В - обеспечение предельно допустимых условий. Категорию здания устанавливают техническим заданием на проектирование.
2.1.3 Определение ожидаемых уровней звукового давления в расчётных точках. Октавные уровни звукового давления L (дБ) определяются в зависимости от взаимного расположения расчётных точек и источников шума для каждой из восьми октавных полос со средне метрическими значениями 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Ниже рассматриваются типичные случаи для машиностроительных предприятий [1]. При акустических расчетах для источников шума, излучающих шум в окружающую атмосферу, расчетные точки выбирают на расстоянии 2 м от плоскости окон ближайших зданий, ориентированных в сторону источников шума, на высоте 1,2 м от поверхности земли. На территории промышленной площадки обычно выбираются две или три расчетные точки. Например, одна – около ближайшего лабораторно-конструкторского или административного здания, другая – около ближайшего жилого здания, третья – около окна тихого помещения того же здания. Если шум излучается в помещение, расчетные точки выбираются внутри помещения. Внутри помещений выбирают две точки: на рабочем месте, расположенном в зоне действия отраженного звука, и в зоне действия как отраженного так и прямого звука. В обоих случаях расчетные точки должны быть расположены на уровне уха работающего ( на высоте 1,2 – 1,5 м). Если расчетные точки и источники шума расположены на территории (рис. 1), то ожидаемые уровни звукового давления рассчитываются по формуле где LPi- уровень звуковой мощности рассматриваемого источника шума, дБ; Фi – фактор направленности источника шума, ri- расстояние от источника шума до расчетной точки, м; i- номер источника; βа – затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимается по таблице 3.
1-5 номера источников шума, r - расстояние от источника шума до расчетной точки. Рисунок 1- Схема расположения расчетной точки РТ и источников шума ИШ.
Таблица 3 – Затухание звука в атмосфере.
При расстоянии ri≤50 м затухание в атмосфере не учитывается. Если нет специальных данных, для источников, расположенных на земле или на крыше здания, и для выходных отверстий газодинамических установок принимают Фi=2.Если источники шума расположены в здании, а расчетные точки – на территории и шум в атмосферу проникает через ограждающие конструкции (рис.2), ожидаемые уровни звукового давления в расчетной точке определяются отдельно для каждого элемента ограждения (стены, окна, двери и т.д) через которое проникает шум, по формулам:
где
1, 2 номера помещений с источниками шума, r - расстояние от центра излучающего шум ограждения до расчетной точки. Рисунок 2- Схема расположения расчетных точек РТ и источников шума ИШ.
Таблица 4 – Таблица сложения уровней звуковой мощности или звукового давления
Постоянную помещения В определяют умножением постоянной помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц (В1000) на частотный множитель μ. Постоянная помещения В1000 определяется по графику, приведенному на рис.3. выбор индекса прямой (а-г) при пользовании графиком выполняется по таблице 5. Значения частотного множителя μ приведены в таблице 6.
Рисунок 3 – График для определения постоянной помещения. Таблица 5 – Выбор индекса прямой на рисунке 3.
Таблица 6 – Частотный множитель μ.
Если источники шума расположены в смежном с изолируемым помещением, а шум проникает в изолируемое помещение через ограждающие конструкции (рис. 4), то ожидаемые уровни звукового давления Li в расчетной точке определяют по формулам:
где
Если источники шума расположены на прилегающей к изолируемому территории, а шум проникает через ограждающие конструкции в изолируемое помещение (рис 5), то ожидаемые уровни звукового давления Li в расчетной точке определяют по формулам: где Lс- суммарный октавный уровень звукового давления, создаваемый всеми рассматриваемыми источниками шума в промежуточной расчетной точке А, расположенной на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции изолируемого помещения, дБ (определяется по табл. 4); Lк- октавный уровень звукового давления, создаваемый рассматриваемым источником шума в промежуточной расчетной точке А, дБ; LРк- октавный уровень звуковой мощности, излучаемой рассматриваемым источником шума, дБ; rk- расстояние от рассматриваемого источника до промежуточной расчетной точки А, м; Фк- фактор направленности, принимается согласно шумовой характеристики источника, при отсутствии данных Ф=2; βa – затухание звука в атмосфере, дБ/км (таб.3); Ви постоянная изолируемого помещения в данной октавной полосе частот, м2; Si – площадь рассматриваемого ограждения или элемента ограждения, через которое шум проникает в изолируемое помещение, м2; Ri – звукоизолирующая способность рассматриваемого ограждения или элемента ограждения, через которое шум проникает в изолируемое помещение, дБ; n –общее число принимаемых в расчет источников шума.
r - расстояние от центра излучения до промежуточной расчетной точки
Рисунок 5 - Схема расположения расчетной точки РТ и источников шума ИШ.
Если расчётная точка находится в помещении с одним источником шума, расположенный на полу или на стене (рис 6), то ожидаемые уровни звукового давления определяются по формуле
где
a l
h
ИШ a
Рис. 6 План помещения и схема расположения источника шума и расчётной точки.
между акустическим центром (АЦ) источника шума и расчётной точкой к максимальному габаритному размеру
где
Рисунок 7 - График для определения коэффициента
Если расчётная точка находится в помещении с несколькими источниками шума (рис. 8).
Рисунок 8 - Схема расположения источников шума и расчётной точки. Звуковое поле, создаваемое источником шума, в замкнутом объеме определяется как прямым звуком, излучаемым непосредственно самим источником, так и отраженным от ограждающих объем поверхностей. Зона отраженного звука определяется величиной предельного радиуса rпр. Предельным радиусом условно называют расстояние от источника шума, на котором уровень звукового давления отраженного звука равен уровню звукового давления прямого звука, излучаемого данным источником. Величину предельного радиуса для источников шума, расположенных на полу, определяют по формулам: v когда в помещении находится один источник шума
v когда в помещении находится nодинаковых источников шума
v когда в помещении находится n разных источников шума
где В8000 – постоянная помещения на частоте 8000 Гц, м2, LPi – уровень звуковой мощности рассматриваемого источника шума на частоте 8000 Гц, дБ. Частота 8000 Гц берется потому, что ей обычно соответствует максимальное значение предельного радиуса по сравнению с другими частотами.
Октавные уровни в зоне прямого и отраженного звука определяются по формуле
где Если в помещении находится несколько одинаковых источников шума, то ожидаемые уровни звукового давления от всех источников шума определяются по формуле
где В зоне отраженного звука по формуле:
2.1.4 Расчет требуемого снижения уровня звукового давления в расчётных точках. Требуемое снижение уровня звукового давления в расчётной точке от одного источника шума определяется как разность между ожидаемым уровнем звукового давления в расчётной точке и допускаемым уровнем
Если в расчётную точку попадает шум от нескольких источников, то рассчитываются уровни звукового давления каждого источника. Для одинаковых источников, отличающихся по уровням менее чем на 10дБ, требуемое снижение уровней звукового давления
где Если источники шума отличаются друг от друга по октавным уровням более чем на 10дБ, требуемое снижение уровней звукового давления в расчётной точке определяется по формулам: а) для каждого из источников с более высокими уровнями
где б) для каждого из остальных источников
где n – общее число источников шума.
2.1.5 Выбор мероприятий по снижению шума. Выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения шума определяется особенностями производства и оборудования, величиной превышения допустимых уровней звукового давления, характером шума и другими факторами [2]. Наибольший эффект по снижению шума на пути распространения звуковой волны с помощью звукоизоляции, экранирования, звукопоглощения, расстояния наблюдается для высокочастотных звуков. Звукоизоляция обеспечивает снижение шума на 25 – 30дБ, звукопоглощение – на 6 – 10дБ, а удвоение расстояния от источника шума до рабочего места уменьшает уровень шума примерно на 6дБ. Чтобы уменьшить шум, излучаемый промышленным оборудованием в окружающую атмосферу, рекомендуются следующие мероприятия: - применение таких материалов и конструкций при проектировании кровли, наружных стен, фонарей остекления, ворот и дверей, которые могут обеспечивать требуемую звукоизоляцию; использование специальных ворот и дверей с требуемой звукоизоляцией, уплотнение по периметру притворов ворот, дверей и окон, звукоизоляция технологических коммуникаций; - устройство специальных звукоизолированных боксов и звукоизолирующих кожухов при размещении шумящего оборудования на территории промышленной площадки; - применение экранов, препятствующих распространению звука в атмосфере от оборудования, размещенного на территории промышленной площадки; - устройство глушителей шума в газодинамических трактах установок, излучающих звук в атмосферу (испытательных боксов авиационных двигателей, компрессоров и т.д.), звукоизоляционная облицовка каналов, излучающих шум в атмосферу. Чтобы уменьшить излучение шума в изолируемое помещение, рекомендуются следующие мероприятия: - применение необходимых материалов и конструкций при проектировании перекрытий, стен, перегородок, сплошных и остекленных дверей и окон, кабин наблюдения, обеспечивающих требуемую звукоизолирующую способность; - применение звукопоглощающей облицовки потолка и стен или штучных звукопоглотителей в изолируемом помещении; - применение подвесных потолков, виброизоляция агрегатов, расположенных в том же здании; - применение виброизолирующего и вибродемпфирующего покрытий на поверхности трубопроводов, проходящих по помещению, звукоизоляция мест прохода технологических коммуникаций, связывающих шумное и изолируемое помещение; - использование глушителей шума в системах механической вентиляции и кондиционирования воздуха. Чтобы уменьшить шум в помещении с источниками его излучения, используются следующие строительно-акустические мероприятия: 1. кабины наблюдения, дистанционного управления и специальные боксы для наиболее шумного оборудования; 2. звукоизолирующие кожухи, акустические экраны и выгородки; 3. вибродемпфирующие покрытия на вибрирующие поверхности; 4. звукопоглощающие облицовки потолка и стен или штучные звукопоглотители; 5. звукоизолированные кабины и зоны отдыха для обслуживающего персонала. 2.1.6 Звукоизоляция Требуемую звукоизолирующую способность от воздушного шума рассчитывают в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Перед расчетом определяют общее количество ограждений или элементов ограждений (стены, перекрытия, окна, двери и т.п.), через которые шум может проникнуть в изолируемое помещение или в атмосферу. Требуемую звукоизолирующую способность рассчитывают отдельно для каждого элемента ограждения по следующим формулам: а) в случае проникания шума из помещения с источниками шума в смежное изолируемое помещение (рис. 9):
где LРсум=10 lg б) в случае проникания шума из помещения с источником шума в окружающую атмосферу (рис. 10):
где LРсум=10 lg
Рисунок 9 - Схема проникания шума в расчетную точку РТ из смежных шумных помещений.
Рисунок 10 – Схема проникания шума из помещения на территорию застройки
в) в случае проникания шума из окружающей атмосферы в изолируемое помещение:
где Lсум=10 lg
Приближенный расчет изоляции однослойных ограждений от воздушного шума При ориентировочных расчетах индекс изоляции воздушного шума сплошными однослойными ограждениями может быть рассчитан по формуле:
где тп – поверхностная плотность стены. Для конструкций из бетонов на гипсовом вяжущем плотностью 1200…1300 кг/м3 значения индексов изоляции воздушного шума в формулах 18 и 19 следует увеличивать соответственно на 2,3 и 1,3 дБ. Звукоизоляция двойного ограждения с воздушной прослойкой толщиной 8 –10 см определяется по формуле ΔL=20lg(P1+P2) – 6, дБ где Р1 и Р2 –соответственно вес стенок двойного ограждения в кг/м2 Расчет и построение частотной характеристики звукоизолирующей способности производится в следующем порядке: - определяется средняя поверхностная плотность ограждения, кг/м2; - на бланке графика по оси абсцисс которого в логарифмическом масштабе отложены частоты f, а по оси ординат – величины звукоизолирующей способности R ограждения, дБ – строится частотная характеристика звукоизолирующей способности ограждения, состоящая из 4 прямолинейных участков АВ, ВС, СД и ДЕ. для этого по данным таблицы 8 в зависимости от средней поверхностной плотности ограждения находят значения частот fB , f C , fD по которым определяют положения точек B,C и D и соответствующие этим частотам значения R B ,RC и RD. Через точки В и С проводят горизонтальный отрезок ВС. Из точки В вниз проводят прямую АВ с наклоном 6 дБ на октаву. Точки С и Д соединяют прямой линией, имеющей подъем 7,5 дБ на октаву. От точки Д вправо проводят горизонтальную прямую до точки Е, соответствующей частоте 8000Гц. - по полученной кривой определяют значения звукоизолирующей способности R для частот, совпадающих со средними частотами октавных полос. Таблица 8 – Координаты точек В, С и Д для построения частотной характеристики звукоизолирующей способности однослойного ограждения.
(0.009 сек.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||