Допустимые уровни звука и уровни звукового давления для рабочих мест (ГОСТ 12.1.003 - 83)

Рабочие места	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц								Уровни звука или эквивалентные уровни звука, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Производственные помещения
1. Помещения конструкторского бюро	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2. Помещения управления, рабочие комнаты	79	70	68	58	55	52	50	49	60
3. Кабины наблюдения и дистанционного управления: без речевой связи по телефону с речевой связью по телефону	94   83	87   74	82   68	78   63	75   60	73   57	71   55	70   54	80   65
4. Помещения и участки точной сборки	83	74	68	63	60	57	55	54	65
5. Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятия	-	92	86	83	80	78	76	74	85
6. Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, шумные агрегаты вычислительных машин	-	87	82	78	75	73	71	70	80

9. Вычислить эффективность Эзвукоизолирующего кожуха для двух случаев по формуле:

 %

10. Построить графики зависимости эффективности звукоизолирующего кожуха от частоты Э= f (f) для двух случаев.

 

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Краткое содержание производственного шума.

3. Схема лабораторной установки.

4. Таблица, заполненная по указанной форме.

5. Графическое изображение спектра шума и эффективности установки звукоизолирующей перегородки.

6. Анализ результатов и выводы.

 

Контрольные вопросы

 

1. Физические основы снижения шума кожухами.

2. Что из себя представляет звукоизолирующий кожух?

3. Этапы выполнения акустического расчета.

4. Какие используют шумовые характеристики изолируемой машины для проведения акустического расчета?

5. Эксплуатационные требования к звукоизолирующим кожухам?

 

 

Лабораторная работа 7

«Исследование средств звукопоглощения»

 

Цель лабораторной работы – ознакомить студентов с теорией производственных шумов, физической сущностью и инженерным расчетом звукоизоляции, с приборами для измерения шума, нормативными требованиями к производственным шумам, провести измерения шума объекта, оценить эффективность мероприятий по снижению шума звукопоглощающими облицовками.

 

1. Общие сведения

1.1. Применение звукопоглощающих облицовок и штучных (объемных)
конструкций для снижения шума

Акустическая облицовка помещений производится для уменьшения интенсивности падающих и отраженных звуковых волн в целях снижения уровня шума в помещении. При отражении звуковой волны от преграды часть звуковой энергии теряется: преобразуется в тепло или проходит сквозь преграду. Потери энергии характеризуются коэффициентом звукопоглощения поверхности:

                                     (1)

где I _пад, , I _отр- интенсивности падающей и отраженной звуковых волн.

Звук в помещении поглощается не только на поверхностях, но и в воздушном объеме вследствие теплопроводности воздуха, его вязкости и молекулярной диссипации. Интенсивность звукового луча в помещении после каждого отражения и последующего свободного пробега убывает за счет поглощения, умножаясь (в среднем) на множитель

где т – постоянная затухания звуковой энергиив воздухе, м^-1; i – средняя длина свободного пробега звуковых лучей в помещении (I = 4 V / S _огр; где V –объем помещения, S _огр– площадь ограждающих поверхностей).

В акустике помещений этот множитель обозначают (1 - а)и используют в акустических расчетах средний коэффициент звукопоглощения в помещении:

                                          (2)

Поглощение в воздухе дает большой вклад в a в полосах частот 4000 и 8000 Гц. В практических расчетах коэффициент a нужно вычислять по правилу: для октавных полос 63 – 1000 Гцa = a₀, где a₀ определяется по таблицам; для октавных полос 2000 - 8000 Гцa₀вычисляется по формуле (1).

Необходимость и целесообразность применения акустической облицовки помещений для снижения шума выявляется акустическим расчетом. Звукопоглощающие конструкции следует применять, когда требуемое снижение уровня звукового давления D L _тр, дБв отраженном поле превышает 3 дБне менее чем в трех октавных полосах или превышает 5 дБ хотя бы в одной из октавных полос. В расчетных точках, выбранных на рабочих местах, требуемое снижение уровня звукового давления должно превышать, соответственно 1 дБи 3 дБ.

При этом наиболее целесообразно применять акустическую облицовку помещений там, где до её применения средний коэффициент звукопоглощения a в октавной полосе частот со среднегеометрической частотой 1000 Гцне превышал величины 0,25, а расчетные точки расположены преимущественно в зоне отраженного поля.

Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке помещения и на верхних частях стен. Для достижения максимально возможного поглощения рекомендуется облицовывать не менее 60 %общей площади ограждающих помещение поверхностей. Размещение акустической облицовки на потолке помещения наиболее рационально при высоте помещения не более 6 - 8 м. В узких и очень высоких помещениях целесообразно размещать акустическую облицовку на стенах, оставляя только нижние части стен (2 м высоты) необлицованными.

Если стены помещения и перекрытие запроектированы светопрозрачными и площадь свободных поверхностей мала, рекомендуется дополнительно применять штучные (объемные) звукопоглотители различных конструкций. Штучные звукопоглотители могут применяться для акустической обработки помещений и в качестве самостоятельных звукопоглотителей.

Эффективность применения акустической облицовки в шумных помещениях зависит от акустических характеристик выбранных конструкций, способов и места их размещения, размеров помещения и места расположения расчетных точек. Расчет следует производить для каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В производственных помещениях с источниками шума высокой интенсивности звукопоглощающие облицовки и штучные звукопоглотители, как правило, применяются в сочетании с другими известными мероприятиями по ограничению шума (звукоизолирующие кожухи, выгородки, экраны и т.п.), так как максимальная величина снижения шума в зоне отраженного поля (на достаточном удалении от источника шума) при акустической обработке помещений, как правило не превышает 8-10 дБв области низких частот и 10-12 дБв области максимальных значений коэффициентов звукопоглощения.

 

1.2. Расчет акустических характеристик помещения

Акустические характеристики существующих, реконструируемых и проектируемых помещений определяются расчетом и перед началом проектирования позволяют установить целесообразность акустической обработки помещений.

Акустическими характеристиками помещения являются:

– постоянная помещения В, м²;

– эквивалентная площадь звукопоглощения А, м²;                                      

– средний коэффициент звукопоглощения a.

Эквивалентная площадь звукопоглощения Аопределяется по формуле:

                                          (3)

где S – общая суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м².

Средний коэффициент звукопоглощения a определяется по формуле:

                                                   (4)

Если акустическая облицовка проектируется для реконструируемых или уже построенных помещений, то величину В следует определять экспериментально путем измерения времени реверберации Т (с), и последующим вычислением по формуле:

                                                    (5)

где A – эквивалентная площадь звукопоглощения, определяемая соотношением:

           (6)

где V – объем помещения, м³; a– средний коэффициент звукопоглощения, вычисляемый по формуле а =А / S; S – общая суммарная площадь ограждающих поверхностей, м².

 

1.3. Характеристики звукопоглощающих конструкций

Среди всего многообразия применяющихся в настоящее время конструкций звукопоглощающих облицовок можно выделить три основные группы. К первой группе звукопоглощающих элементов, получивших наибольшее распространение и называющихся плоскими,относятся элементы, выполненные из материалов полной заводской готовности (плиты типа «Акмигран», ПА/С, ПА/О, и др.), а также в виде съемных кассет из перфорированных (металлических, асбоцементных, гипсовых) покрытий со звукопоглощающими слоями из ультратонкого стеклянного и базальтового волокон или минераловатных плит различных модификаций (рис.1). Конструктивные элементы этой группы характеризуются коэффициентами звукопоглощения, как правило, не превышающими 0,8 - 0,9 и с учетом ограниченности занимаемой ими площади в помещении обеспечиваемый такой облицовкой средний коэффициент звукопоглощения в большинстве случаев не превышает 0,5. Коэффициент звукопоглощения плоского элемента является функцией частоты звука, толщины слоя звукопоглощающего материала, угла падения звуковой волны, а для многослойных элементов еще и функцией акустических свойств защитных покрытий (ткань, пленка, перфорированное покрытие).

 

Рис. 1. Плоский звукопоглощающий элемент

 

Для достижения максимального поглощения рекомендуется облицовка не менее 60 % общей площади поверхностей помещения.

Оценку эффективности плоских звукопоглотителей принято проводить по формуле:

                       (7)

                                            (8)

где a₀ – средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей; S _огр – общая площадь ограждающих конструкций помещения, м²; S _обл – площадь, занятая звукопоглощающей облицовкой, м²; D А – величина звукопоглощения звукопоглощающей облицовки, м²; a_обл – реверберационный коэффициент звукопоглощения облицовки.

Вторую группу составляют так называемые объемные (штучные) звукопоглощающие элементы, отличающиеся повышенным (по сравнению с плоскими элементами) на 50 - 70 % коэффициентом звукопоглощения за счет дополнительного поглощения вследствие явлений дифракции звуковых волн и за счет более развитой поверхности звукопоглощения. Известны два типа объемных элементов: однослойные и многослойные. Первый тип представляет собой конструкцию, изготовленную из материалов жесткой, полужесткой, зернистой, ячеистой или волокнистой структуры. Многослойный элемент состоит из легкого каркаса, имеющего форму куба, призмы, пирамиды и т.п., звукопоглощающего заполнителя из рыхлых, сыпучих волокнистых материалов и защитного покрытия из ткани или пленки и перфорированного листа (рис.2).

Рис. 2. Объемные (штучные) звукопоглотители

 

Коэффициент звукопоглощения a_эосчитается условным для объемных элементов, так как в отдельных октавных и третьоктавных полосах частот его значения превышают a_эо> 1.

Основной акустической характеристикой объемного элемента является эквивалентная площадь звукопоглощения А _эо, м²,связанная с a_эосоотношением:

                                           (9)

где S _оэ – площадь поверхности объемного элемента.

Таблица 1