Некоторые особенности выбора и размещение звукопоглощающих конструкций в зрительных залах и как средство снижение шума или гулкости помещения. Ожидаемое снижение шума от применения зпм и зпк.

 

При размещении звукопоглощающих материалов и конструкций следует учитывать следующие обстоятельства: использование звукопоглощающей отделки при акустическом решении помещения в основном является средством приближения време­ни реверберации к оптимальному значению. Однако применять ЗПК и ЗПМ следует весьма осторожно, так как иногда вместо пользы можно получить вред. Прежде всего, это касается тех помещений, где в основном используется естественная акустика зала: лекционные залы, залы драмтеатров и музыкально-драма­тических, оперных и концертных залов. Введение большого ко­личества звукопоглощающего материала, что часто вызывается завышенным объемом помещения, приводит к тому, что при по­стоянной звуковой мощности источника звука снижается уро­вень звукового давления на зрительских местах. При соблюде­нии рекомендуемого удельного объема для достижения опти­мального времени реверберации, как правило, не требуется вве­дения специальных звукопоглощающих конструкций и материа­лов. В тех же случаях, когда в соответствии с расчетом все же необходимо небольшое увеличение общего звукопоглощения, то проще всего это сделать за счет применения тонких деревянных панелей, увеличивающих звукопоглощение на низких частотах, тканевых портьер и дорожек, поглощающих в основном звуки средних и высоких частот.

Если же все-таки возникает необходимости в размещении звукопоглощающих конструкций, то их ни в коем случае не сле­дует располагать на поверхностях создающих первые наиболее интенсивные мало запаздывающие отражения к слушателям. Та­кие отражения необходимы во всех типах помещений. Выявле­ние этих участков проводится с помощью построения геометри­ческих отражений, но при условии допустимости их примене­ния.

Для обеспечения экспоненциального спада звуковой энер­гии в помещении необходимо, чтобы звукопоглощающие мате­риалы располагались, по возможности, равномерно на всех ог­раждающих поверхностях помещения, создающих неблагопри­ятные отражения. Располагать звукопоглощающие материалы необходимо таким образом, чтобы обеспечивалось равномерное распределение первых отражений с относительно небольшим запаздыванием по площади, где расположены места слушателей, и максимальное ослабление энергии отражений с большим за­паздыванием.

Во многих помещениях массового пользования, таких, как фойе, коридоры, залы ожиданий вокзалов и аэропортов, столо­вые, рестораны и др., необходимо создать наиболее комфорта­бельные условия, снизить гулкость помещения.

Чаще всего в таких случаях прибегают к звукопоглощающей облицовке потолка и верхних частей стен помещений. Очень заметен эффект облицовки при отделке коридоров и других помещений, имеющих вытянутую форму, или в низких помещениях большой площади. В случае неотделанного помещения звуковая энергия распространяется в помещении, отражаясь попеременно от параллельных стен или от пола и потолка, с очень небольшим затуханием. Это служит причиной появления так называемого «порхающего эха», снижает разборчивость общений по радиосети, затрудняет общение людей между собой. Часто длинные коридоры являются своеобразными проводниками шума от одного помещения к другому. Поэтому такие помещения необходимо отделывать звукопоглощающими материалами. Там, где это возможно, следует покрыть пол мягкими дорожками, коврами или настилать линолеум, пластик другие эластичные покрытия, которые уменьшают шум шагов. Для облицовки потолка и стен следует выбирать материя конструкции, имеющие максимальное поглощение в области частот речи (от 250 до 1000 Гц).

Все чаще звукопоглощающие облицовки начинают применять для отделки шумных производственных помещений. В каждой точке помещения общая звуковая энергия складывается из прямой энергии (распространяющейся от источника) и энергии отраженной. Поэтому в точках, расположенных ближе к источнику, где преобладает доля прямой энергии, снижение шума счет облицовки будет меньше, чем в отдаленных точках, где Д ли прямой и отраженной энергии равны, или особенно там, г преобладает диффузный (отраженный) звук.

Роль облицовки в таких помещениях сводится к уменьшению до минимума доли отраженной энергии в области максимальных составляющих спектра шума и наибольшей чувствительности уха человека, к изменению условий распространен шума в помещении и приближению их к условиям распростри нения звука в свободном поле.

Если в помещении имеется один источник звука, который условно можно принять за точечный, то с достаточным прибли­жением возможно рассчитать, насколько снизится шум в поме­щении после облицовки потолка и стен звукопоглощающими конструкциями. Расчет снижения шума ведут в октавных или 1/3-октавных полосах шума. Если источник излучает тональный шум, то снижение можно рассчитать на основных частотах шума источника. При расчетах центр излучения совмещают с геомет­рическим центром станка. Если источник шума имеет вытяну­тую форму, то его можно заменить несколькими точечными ис­точниками, расположенными вдоль его оси.

После облицовки шум понизится за счет уменьшения доли звуковой энергии, отраженной от стен и других поверхностей. Экспериментальные исследования показали, что в случае одного интенсивного источника шума иногда целесообразно осущест­вить облицовку не всего помещения, а только той части, которая примыкает непосредственно к источнику шума. При этом обли­цовку необходимо разместить над источником шума, а также на боковых стенах, если они не слишком удалены от него. Частич­ная облицовка потолка над источником шума снижает уровни шума в помещении. Особенно заметно снижение при располо­жении источника в середине облицованного участка. При нали­чии в помещении многих источников шума (одинаковых или разных) расчет значительно осложняется, так как в этом случае необходимо учитывать прямой звук не только одного источника, но и всех остальных, расположенных поблизости. При этом доля прямого звука (от ближайшего и всех остальных источников) значительно увеличится во всех точках помещения.

На эффективность облицовок значительно влияет не только коэффициент звукопоглощения выбранных конструкций, но и высота их расположения над источниками, конфигурация поме­щения и расстояние между источниками. Эффективность обли­цовки в большей мере зависит от конфигурации помещения, а не от его объема.

Облицовки будут более эффективны в помещениях, имею­щих большую площадь и относительно небольшую высоту (до 4—6 м). Эффективность облицовок повышается, если помещение будет вытянуто в плане. Это происходит оттого, что в ни помещениях большой площади потолок и пол являются сильно отражающими поверхностями. Звук, отражаясь попеременно от пола и потолка, распространяется на большие расстояния источника по всем направлениям почти без потерь. В таких помещениях облицовка потолка или покрытие пола мягким, хо поглощающим материалом является наиболее эффективны производственных помещениях закрыть пол мягким звукопоглощающим материалом большей частью не представляется возможным, поэтому чаще всего облицовывают потолки. В помещениях большой площади (порядка 500 м² и более) при вы потолка 4-5 м стены почти не играют роли в отражении звука поэтому их можно не облицовывать. Наоборот, в высоких и тянутых помещениях, где ширина меньше высоты, большее значение имеет облицовка стен. В большинстве случаев облицовывают только верхние части стен, а нижние (до 2 м высоты) оставляют необлицованными или отделывают гладкими деревянными панелями. Это объясняется в основном санитарными требованиями и условиями эксплуатации.

Было экспериментально доказано, что снижение уровня шума в помещении после акустической обработки ограничивающих его поверхностей может превзойти рассчитанные j общепринятым формулам значения. Наибольший эффект пол) чается, когда процесс реверберации до облицовки, не отличающийся от экспоненциального, после обработки перестает следовать этому закону. Величина дополнительного снижения изменяется от 5 до 2 дБ, она больше в помещениях небольшого объема, высотой до 3,5 ми зависит от количества размещенного помещении звукопоглощающего материала. При этом материал лучше размещать на одной из поверхностей (например, на потолке), а не на всех равномерно.

Несмотря на то что эффект от облицовок на расстоянии 1 1,5 м от источника исчисляется 2+3 дБ, в более отдаленных точках - 7+8 дБ, они все более широко применяют в произволе венных цехах с высокими уровнями шума. Это объясняете субъективными ощущениями, появляющимися у работающих в шумном цехе после его облицовки.

Во-первых, спектр шума в цехе несколько меняется за счет высокого звукопоглощения облицовок. Он становится более глухим и менее раздражающим, уменьшается гулкость помеще­ние.

Во-вторых, меняется структура звукового поля в цехе. Если до облицовки шум приходил к рабочему месту со всех сторон равномерно, то после облицовки становится более заметным шум своего станка; в некоторых случаях появляется возмож­ность контроля работы станка на слух, возможность обнаружить остановку станками или изменение режима его работы. Легче становится разговаривать, улучшается разборчивость речи, уменьшается утомляемость. Опыты, проведенные в нескольких лабораториях, показали, что громкость одних и тех же сигналов в диффузном и свободном поле различна. В диффузном поле сигналы кажутся более громкими, чем в свободном.

При облицовке потолков производственных помещении не следует размещать звукопоглощающие конструкции вплотную к перекрытию. Такое крепление снижает звукопоглощение в об­ласти низких частот - кроме того, в помещениях подобного рода под потолком часто размещаются трубопроводы, воздуховоды, короба приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха, технологические и тому подобные магистрали. Трубо­проводы иногда занимают до 1/3 площади потолка и в значи­тельной мере загораживают звукопоглощающие облицовки при размещении их вплотную к перекрытию.

Во всех случаях, когда можно снизить высоту потолка, об­лицовки необходимо размещать на минимальной высоте по от­ношению к установленному в цехе оборудованию. При этом об­лицовки не обязательно размещать сплошь, одной поверхно­стью. Можно размещать их полосами, отдельными участками или в виде щитов, расположенных в шахматном порядке. Такое размещение не снизит эффективности облицовок, хотя общая площадь их и будет несколько меньше. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, облицовки будут расположены ближе к источникам шума (на меньшей высоте). Во-вторых, расположение облицовок не сплошь, а с разрывами дает большее звукопоглощение за счет так называемого краевого эффекта.

Испытания образцов облицовок в реверберационных камерах показали, что на коэффициент звукопоглощения влияет не только площадь образца, но и его расположение.

При облицовке стен максимально возможный зазор между конструкцией и стеной ограничен 50-100 мм. Поэтому чаща го стены облицовывают сплошной поверхностью. Иногда в цехах нельзя полностью закрывать поверхность потолка звукопоглощающими конструкциями. В этом случае можно обеспечить необходимое поглощение, подвешивая звукопоглощающие щиты не горизонтально, а вертикально, в виде кулис.

Щиты можно располагать вдоль или поперек помещения - это зависит от размещения труб, кранов, несущих конструкций перекрытия и других конструктивных причин. Иногда располагают ячейками. Панели могут быть высотой от 0,5 до 1 м и их подвешивают вплотную к перекрытию.

Звукопоглощающие облицовки очень эффективны при сооружении экранов в непосредственной близости от источника звука. Экраны могут загораживать источник с одной, двух и " сторон. Обычно экраны устанавливают на полу, и они им высоту, превосходящую высоту станка на 0,5-0,8 м или в крайнем случае, на столько же выше головы рабочего. Примени экрана наиболее заметно в области высоких частот. Облицовка экранов звукопоглощающими материалами значительно повышает их эффективность.

Экспериментальные исследования показали, что расположение звукопоглощающего материала в непосредственной близости от источника дает, кроме обычного эффекта снижения интенсивности диффузного звука, дополнительное уменьшение шума, так как препятствует распространению и гасит часть звуковой энергии источника еще до того, как она проникла в помещение. Этим как бы уменьшается эффективная мощность источника шума. Измерения и подсчеты показали, что понижение уровня диффузного звука за счет приближения звукопоглощающего материала к источнику звука составляет от 1 до 5-6 Эффективность этого мероприятия зависит от того, облицовок не сплошь, а с разрывами дает большее звукопоглощение за счет так называемого краевого эффекта.

 

Расчет ожидаемого снижения шума звукопоглощающими конструкциями

Рассмотренные средства звукопоглощения являются весьма распространенными относительно простыми устройствами, применяемыми в конструкциях звукопоглощающих облицовок шумных помещений. Еще раз отмечая их относительно скром­ные возможности (по сравнению с другими известными строи­тельными способами ограничения шумового воздействия), сле­дует обратить внимание на необходимость полного использова­ния этих возможностей, что достигается оптимизацией условий их работы. Принято считать, что применение звукопоглощаю­щих облицовок для снижения шума способны обеспечивать снижение УЗД от 3 до 8 дБ. Следует добавить, что наличие аку­стической облицовки помещения повышает эффективность и других применяемых строительных средств снижения шума (кожухи, экраны, кабины дистанционного управления и отдыха и т.п.). Сама величина снижения уровня звукового давления за­висит от многих факторов, главными из которых являются аку­стические характеристики самого помещения и частотные ха­рактеристики применяемых звукопоглощающих облицовок.

Максимально возможное снижение уровней звукового дав­ления в октавных полосах частот в данном помещении и при выбранной конструкции звукопоглощающей облицовки его по­верхностей определяется формулой:

∆Lmax = L_α – Lα₁. (18).

L _α и L _α1- УЗД в расчетной точке в помещении до и после применения ЗПК.

Индекс α ₁ означает, что ЗПК выбраны настолько идеал что КЗП во всех октавах равны единице, т.е. отраженной от поверхностей помещения энергии нет и тогда при расчете УЗД до учитывать только прямую энергию от источника звука. В результате в зоне отраженного звука ∆L_max может достигать достаточно больших значений, в то время как на рабочих местах оно составляет от 1 до 8 дБ.

Для достижения максимального экономически оправданного снижения УЗД средний КЗП акустически облицованного помещения должен быть не выше 0,8.

Требуемую площадь звукопоглощающей облицовки определяют по формуле:

Sобл_.= ((0,8 – α) Sогр) / (α_обл- α). (19).

Если в результате расчета площадь облицовки S_o6л из плоских элементов окажется больше площади, на которой их мо разместить, то надо использовать объемные элементы или кулисного типа. Число объемных элементов следует для к октавной полосы частот определять по формуле:

n_э ((0,8 – α) Sогр)_./∆Аэ

А_Э — звукопоглощение штучного элемента.

Все современные производственные помещения в зав мости от их формы и соотношения размеров (высоты Н, длины D и ширины G) подразделяются на соразмерные, плоские и длинные. Величина снижения уровня звукового давления в расчетных точках в каждой октавной полосе частот при устройстве в помещении звукопоглощающей облицовки определяется с учетом принадлежности помещения к одной из трех названных групп.

В соразмерных помещениях ЗПК размещаются на потол­ке и верхних частях стен.

В несоразмерных помещениях (плоских и длинных) раз­мещение ЗПК проводится в зависимости от степени несоразмер­ности, определяемой граничной частотой:

f_гр. = 800*(DG / H²(D+G)). (21)

Если f f_гр. - ЗПК следует размещать только на потолкепомещения; если f > f_гр. - на потолке и на двух-трех смежных стенах.

При акустической облицовке стен рекомендуется ЗПК раз­мещать отдельными участками (полосами), чередующимися по­лосами такой же ширины без ЗПК.

В октавных полосах с частотами ниже 250 Гц эффектив­ность звукопоглощающей облицовки может быть существенно увеличена при размещении ЗПК преимущественно в углах по­мещения.

 

 

24. Шум, его особенности, двоякий характер действия, шума на человека. Эмиссия и имиссия. Шумы, их классификация, уровни звукового давления, эквивалентный уровень шума, предельно-допустимый уровень шума, допустимый уровень шума, нормирование шумов. Строительно-акустические и архитектурно-строительные методы и средства борьбы с шумами (активные и пассивные).

Под шумом понимают звук или созвучия, которые негатив­но воздействуют на человека.

Все особенности шумов можно классифицировать по не­скольким признакам.

1.По характеру спектра шума:

а)широкополосный с непрерывным спектром шириной полосы более 1 октавы;

б)тональный, в спектре которого имеются выраженные частоты.

Тональный характер шума устанавливают измерением в 1/3-октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над остальными не менее чем на 10 дБ.

2.По временным характеристикам:

а) постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время проведения измерений в жилых, об­щественных зданиях и на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБ (временная характеристика шумомера "медленно").

б) непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ.

Непостоянные шумы подразделяются на:

а)колеблющийся во времени шум, уровень звука которого, непрерывно меняется;

б)прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется на 5 дБ и более, причем длительность интервалов, в течение которых уровень звука остается постоянным, составляет 1 с и более;

в)импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровень звука, измеряемый на временной характеристике шумомера "импульс" и "медленно" отличаются не менее чем на 7 дБ.

Одной из разновидностей шумов является белый шум, y которого энергетические свойства одинаковы в каждом частот диапазоне, т.е. плотность звуковой энергии остается постоянной во времени для одинаковых частотных интервалов.

Влияние шума на человека может носить двоякий характер:

1) когда шумовая "атмосфера", окружающая человека, мешает восприятию полезных сигналов, но не вызывает сколько-нибудь существенных изменений в организме человека;

2) когда шум ухудшает здоровье человека.

С первым случаем нам приходится сталкиваться в зале теат­ра или кинотеатра, когда уровень шумов создаваемых внешними или внутренними источниками, достаточно высок. Принято счи­тать, что если "посторонний" шум меньше собственного шумо­вого фона или полезного сигнала примерно на 20 дБ, то он оста­ется незамеченным. Если это условие не выполняется, то допол­нительный шум будет изменять не только уровень полезного сигнала, но и акустический спектр и, следовательно, например, музыкальное произведение будет восприниматься с искажения­ми. Такими посторонними источниками шумов являются: шум с улицы через двери, стены, окна, шум из фойе и от воздушного потока, выходящего из вентиляционных решеток, разговор в зале. Вообще необходимо напом­нить, что тот шум, который воспроизводится человеком во вре­мя его работы, особенно неблагоприятно воздействует на психи­ку окружающих, в то время как работающий может и не обра­щать на него внимания.

Второй случай более серьезен. Исследования показали, что длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) на слух человека приводит к его частичной или полной потере слу­ха.

 

Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние орга­ны, приводя к значительным изменениям в функциональном со­стоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения.

Воздействие шума на нервную вегетативную систему про­является даже при небольших уровнях звука (40-70 дБА) и не зависит от субъективного восприятия шума человеком. Из веге­тативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышение ар­териального давления (при уровнях звука выше 85 дБА). В то время как для нервной вегетативной системы характерно четкое соответствие между шумом и реакцией, в области психики такое соответствие отсутствует.

Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительно-моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50-60 дБА), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические измене в структурах головного мозга.

При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается. Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности.

В настоящее время «шумовая болезнь» характеризуется медицинской наукой комплексом симптомов. К объективным с симптомам шумовой болезни относятся: снижение слуховой чувствительности, изменение функции пищеварения, выражающееся в понижении кислотности, сердечнососудистая недостаточность, нейроэндокриновые расстройства.

 

Исходя из концепции влияния шума на целостный орга­низм, выдвинута гипотеза о том, что шумы средних уровней (ниже 80 дБА), не вызывающие потери слуха, тем не менее ока­зывают утомляющее, неблагоприятное влияние, которое скла­дывается с аналогичным влиянием от категорий тяжести и на­пряженности труда.

 

Предельно допустимый уро­вень (ПДУ) шума - это уровень фактора, который при ежеднев­ной (кроме выходных) работе, но не более 40 часов в неделю в течение рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отда­ленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных людей.

 

При оценке шума и шумовых характеристик источников шума важное значение имеют такие понятия, как имиссия и эмиссия.

 

Имиссия - это воздействие шумов на человека, находящ гося в зоне действия источников шума. Она оценивается и измеряется там, где находится человек, на которого воздейству шум. Оценка имиссии проводится в первую очередь для сопо тавления с нормами допустимого шума. Для решения вопрос защиты от шума в подавляющем большинстве случаев недост точно знать только имиссию шума, поскольку меры по защи от шума в первую очередь должны быть направлены на огран чение эмиссии, т.е. излучения шума. Эмиссия характеризуе непосредственно источник шума. Допустимая эмиссия связана допустимой имиссией через закономерности распространен шума от источника до места нахождения человека.

Для оценки имиссии и эмиссии шума в последние год предложен ряд различных показателей и критериев. Наиболе важными и обоснованными из них являются следующие: дл, оценки действия шума на человека и установления шумовых ха рактеристик мест его пребывания (имиссия) - уровни звуковог давления в октавных полосах частот, уровни звука и лентные уровни звука; для оценки шумовых характеристик ис­точников шума (эмиссия) - уровни звуковых мощностей в ок-тавных полосах частот, корректированные по шкале «А» уровни звуковой мощности и в некоторых случаях уровни звукового давления в октавных полосах частот или уровни звука в предпи­санных точках на определенном расстоянии от источника шума.

Этими стандартами установлена классификация шумов, которая была приведена ранее.

1. УЗД в дБ в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 31,5; 63; …8000 Гц (всего 9 полос) определяемых по формуле:

Lp = 20 lg (p / p_O). (22).

p_O = 2 * 10 ^-5 Па.

2. Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике шумом “медленно”, определенный по той же формуле.

L_А = 20 lg (p_А / p_O). (23).

p_А - среднеквадратичная величина звукового давления с том коррекции шкалы “А” шумомера, Па.

Характеристикой непостоянного шума является эквивалентные по энергии уровни звука L _{А экв} , дБ*А, и максимальные уровни звука L_{A мaкс} , дБ*А.

3. Допустимый уровень шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенна изменений показателей функционального состояния систем анализаторов, чувствительных к шуму.

5. Максимальный уровень звука L_A, дБ А, уровень звука с ответствующий максимальному показателю измерительно прибора при визуальном отсчете или значение уровня звука, превышаемое в течение 1 % времени при регистрации автомати­ческим устройством.

 

Строительно-акустические методы по защите от шума

Снижение производственного шума по пути его распространения достигается комплексом строительно-акустических мероприятий, состоящих из акустических и архитектурно-планировочных.

Меры по борьбе с шумом следует предусматривать уже на стадии проектирования генеральных планов промышленных предприятий и планировок помещений в отдельных цехах. Наиболее шумные объек­ты необходимо компоновать в отдельные комплексы. При пла­нировке помещений внутри зданий нужно предусматривать мак­симально возможное удаление тихих и малошумных помещений от помещений с интенсивными источниками шума.

В некоторых случаях целесообразно применение звукоотражаюших экранов, препятствующих распространению звука в атмосферу от оборудования, размещенного на территории про­мышленной площадки.

В газовоздушных трактах установок, излучающих шум в атмосферу (испытательных боксов двигателей, газотурбинных установок и т.д.) необходимо устройство глушителей шума.

При составлении технологических планировок производст­венных участков и цехов необходимо выделять наиболее шум­ное оборудование в отдельные звукоизолированные помещения (либо типа боксов на одну или две единицы оборудования, либо в помещения типа общих залов).

Для шумных помещений, граничащих с тихими помеще­ниями, нужно применять ограждающие конструкции (перекры­тия, стены, двери, ворота, окна) с достаточной звукоизоляцией, обеспечивающей требуемое снижение шума.

Размещение вспомогательного оборудования и участков (машинных залов, насосных, вентиляционных камер и др.) следует производить в изолированных от основных цехов помещениях. Вентиляционные установки не должны создавать шум в производственных помещениях, превышающий уровни, допустимые по нормам.

При установке оборудования с динамическими нагрузками нужно предусматривать мероприятия по его виброизоляции для устранения передачи в соседние помещения вибраций и звука по строительным конструкциям здания (структурного шума).

Передачу структурного шума в другие помещения мо снизить также путем создания виброизоляции в самих строительных конструкциях за счет применения самостоятельных виброизолированных фундаментов под оборудование с динамическими нагрузками и устройствами акустических швов, разрывов в конструкциях здания и пр.

Для уменьшения шума, проникающего в изолируемое помещение нужно применять при проектировании ограждений материалы и конструкции, обеспечивающие требуемую звукоизолирующую способность: использовать двери и окна кабин наблюдения с требуемой звукоизолирующей способностью, устраивать звукопоглощающие облицовки потолков и стен или штучные звукопоглотители в изолируемом помещении; обеспечить акустическую виброизоляцию агрегатов и т.д.

Архитектурно-строительные методы снижения шума.

Шумовой режим в помещении создается звуковой энергией, проникающей в помещение извне от источников шума, находя­щимися за его пределами, а также источниками шума, разме­щенными в самом помещении. Снижение уровней шума до нор­мативных значений может быть достигнуто активными и пас­сивными методами.

Под активными методами компенсации вибрации и звуко­вого поля понимается компенсация, при которой вторичное компенсирующее поле в отличие от пассивных методов, не тре­бующих затрат дополнительной энергии, создается путем нало­жения вторичного поля, специально создаваемого излучателем, для которого используется обычно электрическая энергия.

Компенсация акустических полей, воспринимаемых ушами, достигается за счет того, что используются различные звуко- и виброкомпенсирующие системы, состоящие из нескольких при­емников колебаний (микрофонов, виброприемников), усили­тельных устройств с фазовращателями и излучателей (громкого­ворителей, виброизлучателей), соединенных между собой тем или иным образом в систему.

Эффективность метода компенсации определяется снижением уровня звукового давления и вибрации отдельных точках, либо в пространстве на отдельных частота, либо в полосах частот и составляет 5-30 дБ. Чем уже спектр сигнала и меньше зона компенсации, тем больше эффект компенсации. Метод активной компенсации позволяет подавлять шумы и вибрацию в области низких частот, где пассивные методы (вибро- и звукоизоляция, вибро- и звукопоглощение) мала эффективны.

Пассивные методы снижения шума предполагают их действие все время, не требуют затрат энергии при своей работе, хотя первичные затраты на их применение могут быть достаточно велики.

К пассивным методам относятся способы снижения шума средствами звукопоглощения, звукоизоляции, виброизоляции и вибропоглощения.

Рис. 16

25. Звукоизоляция. Основные пути передачи шума в изолируемые помещения. Шумы воздушные, ударные и корпусные (структурные). Коэффициент звукопоглощения и звукоизолирующая способность ограждений воздушному шуму.

Если одним из способов снижения шума в помещении с ра­ботающими механизмами является звукопоглощение, то защита от шума источников, находящихся вне помещения осуществля­ется за счет устройства различного рода ограждений. При этом

каждое ограждение может быть охарактеризовано с точки зрения его звукоизоляции.

Звуковое поле в изо­лируемом помещении создается в результате возбу­ждения частиц воздуха осуществляемого различ­ными путями (рис. 16): 1) передача звуковой энер­гии через щели, открытые окна, вентиляционные ре­шетки, т.е. непосредствен­но по воздуху (путь 1); 2)звуковые волны, падая на ограждение со стороны источника звука, вызыва­ют его колебание, которое передается частицам воздуха в изолируемом помещении (путь 2); 3) если механизм (вентилятор, насос) жестко связан с конст­рукцией здания (например с перекрытием), то при отсутствии виброизолирующих средств вибрации механизма будут переда­ваться по элементам здания на конструкции изолируемого по­мещения, а те, в свою очередь, будут возбуждать частицы возду­ха (путь 3); 4) нередко шум в изолируемом помещении создается от ударов по перекрытию, ходьбе, и т.д. (путь 4).

Собственно конечный результат от всех четырех вариантов одинаков - происходит передача звуковой энергии через части­цы воздуха изолируемого помещения к уху человека. Однако по первопричине возбуждения шумы разделили следующим образом:

1. шумы воздушные - категория шумов, возникающих вследствие передачи звуковой энергии из шумного помещения в тихое по воздуху или вследствие возбуждения частиц воздуха внутренней поверхностью колеблющейся конструкции от дающих на нее извне звуковых волн;

2. шумы ударные - возникающие вследствие импульсных воздействий на конструкции;

3. шумы структурные или корпусные - разновидность шумов, первопричиной которых является передача вибраций структурным элементам здания от работающего оборудования.

 

Коэффициент звукопроницания и звукоизолирующая способность ограждения.

 

Из рассмотренных ранее видов звуковых полей наибольший интерес в прикладной акустике представляют плоские звуковые
волны в виду того, что любое звуковое поле можно представить суперпозицией плоских звуковых волн, получающихся вследствие колебаний стен и перекрытий, которые до некоторой степени можно описать уравнениями колебаний пластин ограниченных размеров с соответствующими граничными условиями. Когда звуковая волна падает на границу раздела двух сред, то в общем случае ее энергия распадается на несколько частей (рис. 17): 1 – падающая энергия; 2 – отраженная звуковая энергия, 3 – энергия, излучаемая возбужденной перегородкой в сторону падающей волны; 4 - энергия,
ушедшая по ограждению к другим конструктивным элементам
(корпусной шум); 6 - звуковая энергия, трансформировавшаяся в тепловую; 5 – излученная колеблющейся панелью звуковая энергия; 7 – энергия, проникшая по порам и трещинам в изолированное помещение.

Части энергии 2 и 3 на рис. 17 входят в полную отраженную звуковую энергию I₁, а 5 и 7 энергия, прошедшей через ограждение (I₂), которая меньше падающей (I_{1) и,} таким образом, имеет место звукоизолирующий эффект ограждения. Количественно величина этого эффекта может быть выражена через коэффициент звукопроницания, меняющийся в зависимости от угла падения звуковой волны: τ₀=I₂/I₁

С учетом использования децибельной шкалы эффект звукоизоляции оценивается звукоизолирующей способностью ограждения воздушного шума:

R = 10lg(1/τ), где τ =

 

Звукоизоляция шума однослойными ограждениями. Зависимость звукоизоляции воздушного шума однослойными ограждениями от частоты и массы, размеров, упругости панелей, эффекта волнового совпадения. Возможные приемы исправления недостатков.

Наиболее простые соотношения для звукоизоляции от воздушного шума были получены при рассмотрении нормального падения звука, когда любой слой ограждения ведет себя как твердая пластина, так как поперечные волны возникают только при косом падении звука. Если акустическое сопротивление среды, в которой распространяется вначале волна ρ₁с_1, а ограждения ρ₂с₂, толщина пластины δ и выполняется условие δ , где λ – длины падающей звуковой волны, то звукоизолирующая способность однослойного ограждения от воздушного шума оценивается выражением:

R₀ = 10lg [ 1+ )²] (27)

Из данной формулы видно, что звукоизолирующая способ­ность воздушного шума в значительной степени определяется соотношениями между акустическими сопротивлениями сред. В частности, пористые материалы в "чистом" виде использовать не имеет никакого смысла, ибо их акустическое сопротивление не столь уж сильно отличается от акустического сопротивления воздуха и, чтобы получить заметную звукоизоляцию, надо взять очень толстый слой материала (сопоставимый с длиной звуко­вой волны),