Расчет и выбор конструкций звукопоглощающей облицовки

1. Звукопоглощающие конструкции уменьшают в помещении энергию отраженных звуковых волн и частично энергию прямой звуковой волны, если будут расположены близко к источнику шума. Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке и верхней части стен, а также на специальных диафрагмах, которые подвешивают к потолку [1,2]. Акустическую обработку имеет смысл проводить в помещениях, в которых средний коэффициент звукопоглощения на частоте 1000 Гц - α_ср<0,25.

2. Эквивалентная площадь звукопоглощения определяется по формуле:

А = (B·S)/(B + S), (5.16)

а средний коэффициент звукопоглощения по формуле:

α = B/(B + S), (5.17)

где: S - общая площадь ограждающих поверхностей, м²;

В - постоянная помещения (не обработанного), м².

 

 

		Рис. 5.3. Дополнительная звукоизолирующая способность слоя звукопоглощающего материала для различных линейных размеров стенки: 1 - максимальный размер стенки а = 2 м; 2 - максимальный размер стенки а = 1 м.
	Рис. 5.2. Схема проникания шума в расчетную точку РТ из смежных шумных помещений.

 

Если на рабочем месте преобладает поле отраженной звуковой волны, т. е. когда расстояние от расчетной точки до ближайшего источника r_min > r_пр, а r_пр определяется по формулам (5.6, 5.7, 5.8), тогда расчет снижения уровня шума производится по формуле:

ΔL = 10·lg(B₁/B), (5.18)

где:

ΔL - величина снижения уровня шума, дБ;

В и В₁ - постоянные помещения до и после акустической обработки, м²;

В - определяется по пункту 5. Гл. 1;

В₁ - определяется по формуле (5.19).

Разберем подробнее составные части формулы (5.18)

В₁ = (А₁ + ΔА)/(1 – α₁), (5.19)

где:

А₁ = α₁(S - S_oбл) - эквивалентная площадь звукопоглощения, но занятая звукопоглощающей облицовки;

α - средний коэффициент звукопоглощения до его акустической облицовки:

α₁ = B/(B + S), (5.20)

где:

S - общая суммарная площадь ограждающих поверхностей в помещении, м²;

α₁ - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяется соотношением:

α₁ = (А₁ + ΔA)/S, (5.21)

где:

ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкциями самой облицовки, она равна:

ΔA = α_обл·S_обл, (5.22)

где:

α_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции;

S_oбл - площадь этой конструкции, м².

Пример 1.

Определить требуемую звукоизолирующую способность и запроектировать перекрытие между вентиляционной камерой объемом 208 м³ (4 х 13 х 4) и расположенным под ним помещением программистов 1300 м³ (13 х 25 х 4). Площадь перекрытия, граничащего с вентиляционной камерой, равна 52 м². В камере установлены два вентилятора. Уровни звуковой мощности излучения каждым вентилятором приведены в табл. 5.5.

 

Решение:

Пользуясь табл. 5.3, определяем суммарный уровень звуковой мощности L_рсум, излучаемой обоими вентиляторами.

Требуемую звукоизолирующую способность определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (5.10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 4-14 таблицы 5.5.

Постоянные В_ш и В_и, шумного и изолируемого помещений рассчитываем согласно пункту 5 гл.5.1. Шумное помещение относим к категории (а), изолируемое к категории (б).

Допустимые уровни звукового давления в помещении по [8] принимаем ПС-55. Перекрытие с требуемой звукоизоляцией выбираем по табл. п. 5.2

 

Пример 2.

Запроектировать стену (с окном и дверью) и перекрытие кабины наблюдения чала УКВ-передатчиков, имеющего размер 12 х 18 х 8 м. Размер кабины наблюдения 12 х 6 х 4 м. Площадь глухой части стены S₁ и перекрытия кабины наблюдения S₂, граничащих с залом передатчиков, соответственно равны: 48 и 72 м², площадь двери S₄ = 4 м², окна S_o= 3 м². Суммарный уровень звуковой мощности L_рсум, излучаемой 4 передатчиками, размещенными в зале, приведен в табл. 5.6.

 

Решение:

Требуемую звукоизолирующую способность каждого элемента ограждения определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 1-20 таблицы 5.6.

Определяем по пункту 5 Гл.5.1 постоянные помещения шумного и изолируемого В_ш и В_и, отнеся оба помещения к категории (а).

Допустимые уровни звукового давления выбираем по [8] (спектр ПС-60). Расчет сводим в табл. 5.6.

Конструкцию элементов ограждения выбираем по п. 2-3 (с требуемой звукоизоляцией) и табл. П.5.2, П.5.3.

Пример 3.

Задано: помещение цеха в плане представляет собой прямоугольник со сторонами 55 и 20 м. Высота помещения 3,5 м. Объем помещения 3850 м³, площадь ограждающих поверхностей стен 525 м², потолка 1100 и пола 1100 м² (общая площадь 2725 м²). В цехе установлено 20 станков, занимающих 1/3 площади пола. В остальной части помещения размещена контрольная служба, связанная с малошумными процессами. В расчетной точке, удаленной от ближайших аппаратов на 10 м задан усредненный спектр звукового давления, приведенный в табл. 5.7.

Расчетная точка находится на расстоянии r > r_пр от ближайшего станка, т.е. в зоне отраженного звука (г_пр = 9,2 м).

Необходимо выбрать конструкцию звукопоглощающей облицовки и определить снижение уровня звукового давления.

 

Решение:

Анализ представленного спектра уровней звукового давления показал, что конструкция облицовки должна иметь высокий коэффициент звукопоглощения в области частот 250-8000 Гц. Поэтому для облицовки может быть использован материал типа "Акмигран" или ПА/С (см. табл. П.5.1).

Найдем по пункту 5 Гл.5.1 постоянную В для помещения с объемом 3850 м' и по формуле (13-22) определим величину ожидаемого снижения уровней звукового давления в этой точке благодаря облицовке потолка (S_oбл = 1100 м²).

Для удобства проведения расчетов по формулам (5.1 8-5.22) разбиваем их на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 2-18 таблицы 5.7.

Таблица 5.5

 

Величина	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Уровни звуковой мощности, дБ
1.	Lp1, дБ
2.	Lp2, дБ
3.	Lpсум, дБ
4.	Bш 1000 (V = 208м^3), м^2	-	-	-	-		-	-	-
5.	μ1	0,95	0,75	0,7	0,8	1,0	1,4	1,8	2,5
6.	Bи = Bш 1000·m1, м^2
7.	10lg Bш
8.	Bш 1000 (V = 1300м^3), м^2	-	-	-	-		-	-	-
9.	μ2	0,5	0,5	0,55	0,7	1,0	1,6
10.	Bи = Bи 1000·μ 2, м^2
11.	10lg Bи
12.	10lgS + 6 (S = 52 м^2), дБ
13.	Lдоп = Lи, дБ
14.	Rтр, дБ
15.	Железобетонная плита с круглыми пустотами толщиной 160 мм	-							-
Таблица 5.6
Величина	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
1.	Bш 1000 (V = 1700м^3), м^2	-	-	-	-		-	-	-
2.	μ1	0,5		0,58	0,7	1,0	1,6	3,0	6,0
3.	Bи = Bи 1000·μ 1, м^2
4.	Bи 1000 (V = 290м^3), м^2	-	-	-	-		-	-	-
5.	μ2	0,65	0,62	0,64	0,75	1,0	1,5	2,4
6.	Bи = Bи 1000·μ 2, м^2
7.	Lр сум, дБ
8.	Lдоп = Lи
9.	10lg n + 6 (n = 4), дБ
10.	10lg Bи, дБ
11.	10lg Bш, дБ
12.	Δ = n7-n8 + n9-n10-n11, дБ
13.	10lg S1 (S1 = 48 м^2), дБ
14.	10lg S2 (S2 = 72 м^2), дБ
15.	10lg S3 (S3 = 4 м^2), дБ
16.	10lg S4 (S4 = 3 м^2), дБ
17.	Rтр1 = Δ + 10lg S1, дБ
18.	Rтр2 = Δ + 10lg S2, дБ
19.	Rтр3 = Δ + 10lg S3, дБ
20.	Rтр и = Δ + 10lg Sи, дБ
21.	Стены и перекрытия из железобетон, плит толщиной 100 мм
22.	Типовая дверь П-327 с уплотняющей прокладкой	-
23.	Оконный переплет с двумя стеклами толщиной 3 мм, воздушным промежутком 170 мм и прокладками								-
Таблица 5.7
Величина	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
1.	L, дБ
2.	В1000, м^2	-	-	-	-		-	-	-
3.	μ	0,5	0,5	0^5	0,7	1,0	1,6
4.	В = В1000·μ, м^2
5.	S
6.	B/S	0,06	0,06	0,07	0,09	0,13	0,2	0,39	0,77
7.	B/S+1	1,06	1,06	1,07	1,09	1,13	1,2		1,77
8.	А, м^2
9.	α	0,06	0,06	0,066	0,085	0,118	0,17		0,436
10.	αобл	0,05		0,76	1,0	0,95	0,9	0,98	0,95
11.	ΔА (Sобл = 1000), м^2
12.	A1 (S = 2725), м^2	9 8
13.	А1 + ΔА, м^2
14.	α1	0,06	0,17		0,45	0,45	0,46		0,68
15.	1- α1	0,94	0,83	0,65			0,54	0,44
16.	В1, м^2
17.	В1/В		2,98		8,9	6,45			2,76
18.	ΔL, дБ	-	4,4	8,8		8,1			4,4

Пример 4.

Задание: запроектировать звукоизолирующий кожух на электрическую машину (рис. 5.4). Машина электрическая и поэтому требует охлаждения, для этого в кожухе предусмотрены отверстия для циркуляции воздуха. Спектр звуковой мощности, излучаемой машиной, приведен в табл. 5.7. Габариты машины: длина 4 м, ширина 2 м, высота 2 м. Расчетная точка находится на расстоянии 1 м от поверхности машины.

 

Решение:

Определим требуемую эффективность кожуха, по формуле (5.12).

Площадь воображаемой поверхности, окружающей источник и проходящей через расчетную точку S = (6 х 3)·2 + (4 х 3)·2 + (6 х 4) = 84 м².

Допустимые уровни звукового давления принимаем по [8] (кривая ПС-85).

Определим поверхность источника шума: S_ист = (2 х 4)·2 + (2 х 2)·2 + (2 х 4) = 32 м².

Из конструктивных соображений выбираем кожух с плоскими гранями. Допустим, что S_к = 65 м². Затем по формуле (5.15) рассчитываем требуемую звукоизолирующую способность стенок кожуха. Расчет сводим в табл. 5.8.

Для кожуха из металла с ребрами жесткости (не реже 1 х 1 м) выбор конструкции стенок можно провести по табл. ГТ.5.2, стенки кожуха из стали должны быть толщиной 1 мм из дюраля 2 мм. Глушители шума, через которые осуществляется доступ воздуха под кожух, встроенные в проемы кожуха, должны обладать эффективностью не ниже R_ктр. Глушители можно подобрать по [1].

Таблица 5.8

Величина	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
1.	Lр, дБ
2.	Lдоп = Lн, дБ
3.	10lgS (S = 84 м^2)
4.	ΔLэф.тр, дБ	-7	-6
5.	10lgSк/Sист, дБ
6.	Rктр, дБ	-	-

 

	Рис. 5.4. Схема звукоизолирующего кожуха: 1,2- глушители в отверстиях для циркуляции воздуха; 3 - глушитель в отверстии для привода; 4 - звукопоглощающая облицовка; 5 - резиновая прокладка; 6 - перфорированный лист или сетка; 7 - металлический лист.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П.5.1