Акустический расчет, средства и методы защиты от шума

При разработке средств защиты от шума прежде всего следует выяснить его вид, так как необходимое снижение шума можно достигнуть при правильном выборе этих средств. Различают два вида шума - воздушный и структурный.

Воздушный шум распространяется в воздухе от источника возникнове­ния до места наблюдения.

Структурный шум излучается поверхностями колеблющихся конструк­ций стен, перекрытий, перегородок зданий в диапазоне частот 20-20000 Гц. Поясним это рисунком.

1-воздушный шум, 2-структургый шум, 3,4- источники шума и вибрации.

От наружного источника 3 воздушный шум проникает в помещения через закрытое или открытое окно, форточки, а также стены (в меньшей степени).

Вибрации передаются по грунту или трубопроводам, идущим к строитель­ным конструкциям. Колебания строительных конструкций вызывают появление структурного шума.

От внутреннего источника шума 4 воздушный шум попадает в помещения через стены и перекрытия, воздуховоды, проемы, цеха; вибрации передаются основанию, трубопроводам насосных и воздуховодам вентиляторных установок, что вызывает возникновение структурного шума. Необходимость проведения мероприятий по снижению шума, производимого эксплуатируемыми источни­ками, определяется на основании измерений соответствующих уровней L, L_{A экв}, L_{A max} в сравнении с допустимыми нормами.

Для проектирования объектов необходимость таких мероприятий может быть определена только на основании акустического расчета, включающего:

1. Выявление источников шума и определение их шумовых характеристик.

2. Выбор расчетных точек (РТ) акустического расчета и определение для них допустимых УЗД.

3. Определение ожидаемых УЗД в расчетных точках до осуществления ме­роприятий по снижению шума.

4. Определение требуемого снижения УЗД в расчетных точках.

5. Выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения УЗД.

6. Расчет и проектирование шумопоглощающих, звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (глушители, экраны, звукопоглощающие облицовки и т.п.).

Источники шума и их шумовые характеристики

В зависимости от физической природы шумы могут быть:

· Механического происхождения, возникающие при вибрации поверхностей машин и оборудования, а также при одиночных или периодических в сочленениях деталей или конструкциях в целом.

· Аэродинамического происхождения, возникающие вследствие происхо­дящих в газах процессов (вихревые процессы, колебания рабочей среды, вызываемые вращением рабочих колес, пульсации давления с большими скоростями, истечение сжатого воздуха, пара или газа).

· Электромагнитного происхождения, возникающие вследствие колеба­ния элементов (ротора, статора, трансформатора) электромеханических устройств под действием переменных магнитных полей.

· Гидродинамического происхождения, возникающие вследствие проис­ходящих в жидкостях процессов (гидравлического удара, кавитации, турбулентности потока).

Для выполнения акустического расчета прежде всего необходимо знать ос­новные шумовые характеристики машин. К ним относятся:

1. уровни звуковой мощности (УЗМ) на стандартных среднегеометрических частотах октановых полос

где: Р – звуковая мощность источника, Вт;

Р_о - исходное значение мощности, 10^-12 Вт.

2. показатель направленности излучения шума G.

На стационарные машины и оборудование шумовые характеристики даются заводом-изготовителем. Для таких распространенных источников шума, как вентиляторы, компрессоры, газотурбинные и другие аэродинамические установки, шумовые характеристики могут быть рассчитаны или определе­ны по справочной литературе.

Вентиляторные установки

Шум вентиляторов промышленных предприятий обычно распространяется следующими путями (см. рис.)

Возможно также образование шума во входных и выходных патрубках радиальных вентиляторов, и при работе осевых вентиляторов.

Шум вентиляторных установок часто превышает допустимые уровни в ши­роком диапазоне частот.

Спектр шума вентиляторных установок

1 -спектр шума вентиляторной установки, измеренного в жилом доме

2- спектр допустимого шума

Октавные УЗМ шума, излучаемого вентилятором в воздуховод всас или нагнетания, определяются по формуле:

где: - критерий шумности, дБ, зависящий от типа и конструкции вентилятора, (по данным СНиП 11-12-77. Защита от шума);

- полное давление развиваемое вентилятором, Па;

- объемный расход воздуха вентилятора, м^/с;

- поправка на режим работы вентилятора (в зависимости от КПД изменя­ется от 0 до 4 дБ);

- поправка, учитывающая распределение звуковой мощности вентиля­тора по октановым полосам частот;

- поправка, учитывающая акустическое влияние присоединения возду­ховода к вентилятору.

Для осевых вентиляторов УЗМ шума на всасывании и нагнетании, ввиду симметрии потока, могут быть приняты одинаковыми. Уровень шума электро­двигателя, клиноременного привода и подшипников при их исправном состоя­нии значительно ниже шума вентилятора и его можно не учитывать. Значение УЗМ справедливы при условии плавного подвода воздуха к входному патрубку, что обеспечивается наличием Плавного коллектора или прямого участка длиной не менее трех его гидравлических диаметров.

Компенсаторные станции

При работе стационарных компрессорных станций проникновение шума в окружающую среду происходит через отверстия всасывающих и выхлопных воздуховодов, а в передвижных станциях, кроме того, имеет место еще шум дви­гателя и корпусной шум. Нужно заметить, что компрессорные станции наряду с вентиляторными установками являются самыми распространенными источни­ками шума. УЗМ шума, излучаемого в окружающую среду стационарными ком­прессорами, определяют по справочной литературе.

передвижных компрессорных станций в жилых застройках, где имеет- количество источников шума, принято характеризовать не уровнем звуковой мощности, а уровнем звука на определенном (1-7м) расстоянии от станции.