Расчет шумового режима в помещениях

 

5.1. Общие понятия и определения

Одним из отрицательных факторов окружающей среды на предприятиях промышленности является шум, к которому следует отнести любые звуки, мешающие нормальному режиму труда и отдыха, независимо от их происхождения.

1. При расчете шумового режима и разработке рекомендаций по снижению шума приходится сталкиваться с двумя понятиями. Это:

- шумовые характеристики аппаратуры;

- уровни акустических шумов.

2. Основными шумовыми характеристиками машины и оборудования являются:

а) уровни звуковой мощности шума в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц (L_p);

б) корректированный уровень звуковой мощности (L_PA);

в) характеристика направленности шума (0);

г) уровни звукового давления в октавных полосах частот, характеризующие спектральный состав шума (L);

д) уровни звука, под которыми понимают интегральный уровень шума, измеренный прибором с частотной характеристикой типа А (L_А).

Уровни звукового давления, интенсивности и уровни звуковой мощности соответственно определяются по формулам:

L = 20·lg(p/p_o) = 10·lg(J/J_o) (5.1)

L_p=10·lg(P/P_o), (5.2)

где: L - уровни звукового давления, дБ;

L_p - уровни звуковой мощности, дБ;

р - звуковое давление, Па;

J - интенсивность звука, Вт/м²;

Р - звуковая мощность, Вт;

р_о = 2·10^-5Па;

J_o = 10^-12 Вт/м²;

Р_o = 10^-12 Вт.

Соответствующие пороговые значения звукового давления, интенсивности и звуковой мощности.

3. Шум оценивается по номеру предельного спектра, который служит для характеристики определенного шума одним числом (например, ПС-70) с учетом интенсивности и спектрального распределения шума. Номер предельного спектра численно равен уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Предельные спектры даны в санитарных нормах.

4. Величина собственной звукоизоляции ограждений от воздушного шума, определяется так:

R=10·lg(1/τ), (5.3)

где: R - собственная звукоизоляция ограждений, дБ;

Т = (р₁/р₂) - коэффициент звукопередачи;

р₁ и р₂ - звуковое давление в падающей и проходящей волнах.

5. При акустических расчетах звукопоглощение в проходящих волнах характеризуется постоянной помещения В:

В = А/(1 - α_ср) (5.4)

α_ср = A/S_общ, (5.5)

где: В - постоянная помещения, м²;

А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м²;

α_ср - средний коэффициент звукопоглощения;

S_общ - общая площадь всех ограждающих поверхностей помещения, м².

Постоянную помещения В = В₁₀₀₀·μ, где В₁₀₀₀ определяют по графику рис.5.1 и табл. 5.1. Значение частотного множителя приведено в табл.2. Выбор индекса прямой по табл. 5.1.

Таблица 5.1

Описание помещений	Индекс прямой
Без мебели, с небольшим количеством людей (металлообрабатывающие цеха, вентиляционные камеры, генераторные и т. п.)	а
С жесткой мебелью или небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, ткацкие и деревообрабатывающие цеха и т. п.)	б
С большим количеством людей и мягкой мебели (коммутаторные и аппаратные залы, справочные, кинотеатры и т. п.)	в
Только при расчете требуемой звукоизоляции ограждающих конструкций и расчете вентиляционных систем.	г

Таблица 5.2

Частотный множитель μ

 

Объем помещения, м^3	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
200-500	0,8 0,65 0,5	0,75 0,62 0,5	0,7 0,64 0,55	0,8 0,75 0,7	1,0 1,0 1,0	1,4 1,5 1,6	1,8 2,4 3,0	2,5 4,2 6,0

 

6. Звуковое поле, создаваемое источником шума в замкнутом объеме (помещении), определяется как прямой звуковой волной (прямым звуком L_пр), излучаемым непосредственно самим источником шума, так и отраженной звуковой волной (диффузным звуком L_диф) от ограждающих поверхностей. (В данном случае будем считать, что энергия отраженного звука равна энергии диффузного звука).

Зона отраженного звука определяется величиной предельного радиуса r_пр (r_гр), т. е. таким расстоянием от источника шума, на котором уровень звукового давления отраженного звука равен уровню прямого звука.

Когда в помещении находится один источник шума:

r_пр = 0,2·(B₈₀₀₀)^1/2 (5.6)

Когда в помещении находится n одинаковых источников шума:

r_пр = 0,2·(B₈₀₀₀/n)^1/2 (5.7)

Когда в помещении находится n разных источников шума:

r_пр = 0,2·[(B₈₀₀₀·10^0,1Lрi)/(Σ10^0,1Lрi)]^1/2, (5.8)

где: r_пp - предельный радиус, м;

B₈₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 8000 Гц, м²;

L_p. - уровень звуковой мощности рассматриваемого источника шума на частоте 8000 Гц, дБ.

 

 

	Рис. 5.1. Зависимость постоянной помещения В от его объема V.

 

7. Показатель направленности излучения:

Ф = 1, если источник шума направлен и излучает сферу, если источник стоит на огражденной поверхности (на полу и т. п.);

Ф = 2, если источник стоит у 2-гранного угла;

Ф = 4, если у 3-гранного.

8. Если в данную точку пространства приходят звуковые волны с уровнями L., то суммарный уровень определится по формуле:

L= 10·lgΣ10^01Li, (5.9)

где:

L - суммарный уровень звукового давления, дБ;

n - общее число независимых слагаемых уровней.

Вместо формулы (5.9) можно пользоваться данными табл. 5.3. При пользовании таблицей 3 надо последовательно складывать уровни, начиная с максимального. Сначала определяют разность двух складываемых уровней, затем добавку к более высокому из складываемых уровней.

 

Таблица 5.3

Таблица сложения уровней звуковой мощности и давления

Разность двух складываемых уровней, дБ
Добавка к более высокому уровню, необходимая для получения суммарного уровня, дБ		2,5						0,8	0,5	0,4	0,2

 

Пример: сложить два уровня L₁ = 90 дБ, L₂ = 95 дБ.

Определяем добавку по табл. 3: ΔL = 1,2 дБ; определяем суммарный уровень L_Σ = 95+ 1,2 = 96,2 дБ.