Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещениях с одним источником шума или с несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, другая - в зоне отраженного звука на месте постоянного пребывания людей, не связанных непосредственно с работой данного источника.
В помещении с несколькими источниками шума, уровни звуковой мощности которых различаются на 10 дБ и более, расчетные точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями. В помещении с групповым размещением однотипного оборудования расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями.
Исходными данными для акустического расчета являются:
план и разрез помещения с расположением технического и инженерного оборудования и расчетных точек;
(материал, толщина, плотность и др.);сведения о характеристиках ограждающих конструкций помещения
шумовые характеристики и геометрические размеры источников шума.
Шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования в виде октавных уровней звуковой мощности, корректированных уровней звуковой мощности, а также эквивалентных и максимальных корректированных уровней звуковой мощности для источников непостоянного шума должны указываться заводом-изготовителем в технической документации.
Допускается представлять шумовые характеристики в виде октавных уровней звукового давления или уровней звука на рабочем месте (на фиксированном расстоянии) при одиночно работающем оборудовании.
Октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетных точках соразмерных помещений (с отношением наибольшего геометрического размера к наименьшему не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности, дБ;
Коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние меньше удвоенного максимального габарита источника (принимают по таблице 2);
Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерном излучением Ф=1);
Пространственный угол излучения источника, рад. (принимают по таблице 3);
Расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра не известно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);
Коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 4 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения);
В - акустическая постоянная помещения, м^2, определяемая по формуле
где А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м^2, определяемая по формуле
где - коэффициент звукопоглощения i-ой поверхности;
Площадь i-ой поверхности, м^2;
Эквивалентная площадь звукопоглощения j-ого штучного поглотителя, м^2;
Количество j-тых штучных поглотителей;
Средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле
где - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м^2.
Таблица 4
Таблица 6
Граничный радиус м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле
Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле
Расчетные точки на расстоянии до 0,5 можно считать находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле
Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках соразмерного помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;
То же, что и в формулах (3.1) и (3.6), но для i-го источника;
m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии, где - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);
n - общее количество источников шума в помещении;
k и В - то же, что и формулах (3.1) и (3.8).
Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность, то
Если источник шума и расчетная точка расположены на территории, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих шум или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках, следует определять:
при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) по формуле
при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле
где - то же, что и в формулах (2.1) и (2.7);
Затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимаемое по таблице 5.
Таблица 7
При расстоянии м затухание звука в атмосфере не учитывают.
При шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (3.11) и (3.12);
R -изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;
S - площадь ограждающей конструкцией, м^2;
Акустическая постоянная изолируемого помещения, м^2;
Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле
где - площадь i-ой части, м^2;
Изоляция воздушного шума i-ой частью, дБ.
Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией, R определяют по формуле
При при определенном соотношении площадей допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (3.13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения и ее площадь.
Эквивалентный и максимальный уровни звука, дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле
где - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи в двух метрах от ограждения, дБА;
Изоляция внешнего транспортного шума за окном, дБА;
Площадь окна (окон), м^2;
k - то же, что и в формуле (3.1).
Для помещений жилых и административных зданий, гостиниц, общежитий и др. площадью до 25 м^2 , дБ, определяют по формуле
Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:
определяют октавные уровни звуковой мощности шума, дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности i-ого источника, дБ;
Акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м^2;
S - площадь ограждения, м^2;
R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;
определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (3.10) или (3.11) от каждого из источников шума (ИШ 1 и ИШ 2, рисунок 1). При расчете следует учитывать, что для расчетных точек в пределах от плоскости стены здания (на рисунке 1 - комплексный источник шума ИШ 1) вводится поправка на направленность излучения дБ. определяют суммарные октавные уровни звукового давления, дБ, во вспомогательной расчетной точке (в двух метрах от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле
где - уровень звукового давления от i-ого источника, дБ;
определяют октавные уровни звукового давления L, дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (3.13), заменив в ней на.
При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (3.1), (3.7), (3.8), (3.9), (3.11), (3.12) или (3.13) для каждого отрезка времени, мин., в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на.
Эквивалентные октавные уровни звукового давления, дБ, за общее время воздействия Т, мин., следует определять по формуле
где - время воздействия уровня, мин.;
Октавный уровень за время, дБ.
За общее время воздействия время Т принимают: а производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00-23.00 и ночи 23.00-7.00 ч.
Допускается в последнем случае принимать за время воздействия Т днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - период в 1 час с наибольшими уровнями.
Эквивалентные уровни звука непостоянного шума, дБА, следует определять по формуле (3.20), заменяя на и на.
Уровни звука технологического и вентиляционного оборудования
Акустические характеристики вентиляционного оборудования приведены в приложении и технологического отдельно для вентиляционных систем и отдельно для разных участков. При определении параметров этих источников сделаны следующие упрощающие допущения в сторону увеличения акустических характеристик этих источников:
все оконечные ветви вентиляционных систем выведены на кровлю соответствующих зданий, что, во-первых, исключает эффекты экранирования при распространении звука на большие расстояния, и, во-вторых, завышает уровни звука суммарных источников шума, т.к. некоторые вентиляционные системы технологического типа работают по замкнутому циклу.
Все технологическое оборудование располагается внутри зданий ангарного типа без звукоизолирующих/звукопоглощающих преград и вблизи стен/окон указанных помещений. При этом полагается, что на все окна указанных зданий изнутри воздействует шум максимального уровня из всех измеренных шумов на рабочих местах.
Суммарные уровни звука технологического оборудования позволят рассчитать акустическую мощность источников звука, которыми являются окна соответствующих корпусов. Результаты расчета представлены в приложении.
Попарное сопоставление уровней звуковой мощности (УЗМ), излучаемой технологическим оборудование через окна корпусов с УЗМ от вентоборудования соответствующих корпусов приведено в Табл.8.
Табл. 8. УЗМ от технологического и вентиляционного оборудования
|
№ корпуса |
||||||
|
Lw снаружи окон, дБА |
||||||
|
Lw вен, дБА |
Анализ проведенных расчетов, представленный в табл.5, показывает, что шум от работы технологического оборудования, при всех сделанных допущениях в сторону увеличения шума, заметно ниже шума систем вентиляции и удовлетворяет требованиям ПДУ. Из таблицы видно, что на фоне шума вентсистем каждого из корпусов вкладом шума технологического оборудования, проникающего через окна и проемы корпусов можно пренебречь. В качестве акустических характеристик оборудования (Циклон) приняты оценки уровней звукового давления. Данные относятся к уровням звука, замеренным на расстоянии 1м от оборудования.
1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума.
Если в помещение находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по формуле:
L - ожидаемые октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2 (методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость. Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается Ф=1; S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr 2
| 2 | x | 3,14 | x | 7,5 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 11 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 8 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 9,5 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 14 | 2 = 1230,88 м 2 |
ψ- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику рис.3 (методические указания) в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей помещения
В - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле, где по табл. 2 (методические указания) ; м - частотный множитель определяемый по табл. 3 (методические указания).
Для 250 Гц: μ=0,55 ; м 3
Для 250 Гц: μ=0,7 ; м 3
Для 250 Гц: ψ=0,93
Для 250 Гц: ψ=0,85
т - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых (*). В данном случае выполняется условие для всех 5 источников, поэтому т =5.
n- общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента
одновременности их работы.
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg (1x8x10/ 353,25 +1x8x10/ 759,88 + 1x3,2x10/ 401,92 + 1x2x10/ 566,77 +1x8x10/ 1230,88 + 4 х 0,93 х(8x10 + 8x10+
3,2x10+2x10 +8x10) / 346,5)= 93,37дБ
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1,6x10/ 353,25 + 1x5x10/ 759,88 + 1x6,3x10/ 401,92 +
1x 1x10/ 566,77 + 1x1,6x10 / 1230,88 + 4 х 0,85 х(1,6x10 + 5x10+
6,3x10+ 1x10+1,6x10) / 441)= 95,12 дБ
Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по формуле:
, где
Требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
Полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
L доп - допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4 (методические указания).
Для 250 Гц: ΔL = 93,37 - 77 = 16,37 дБ Для500 Гц: ΔL = 95,12 - 73 = 22,12 Дб
2.Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных «шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц: дБ
Для 500 Гц:
B и – постоянная изолируемого помещения
В 1000 =V/10=(8x20x9)/10=144 м 2
Для 250 Гц: μ=0,55 B И =В 1000 ·μ=144·0,55=79,2 м 2
Для 500 Гц: μ=0,7 B И =В 1000 ·μ=144·0,7=100,8 м 2
т - количество элементов в ограждении (перегородка с дверью т=2) S i - площадь элемента ограждения
S стены = ВхН - S двери = 20 · 9 - 2,5 = 177,5 м 2
Для 250 Гц:
R треб.стены = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg177,5 + 10lg2 = 41,9 дБ
R треб.двери = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg2,5 + 10lg2 = 23,4 дБ
Для 500 Гц:
R треб.стены = 115,33 - 73 – 10lg100,8 + 10lg177,5 + 10lg2 = 47,8 дБ
R треб.двери = 112,4 - 73 – 10lg100,8 + 10lg2,5 + 10lg2 = 29,3 дБ
Звукоизолирующее ограждение состоит из двери и стены, подберем материал
конструкций по табл. 6 (методические указания).
Дверь - глухая щитовая дверь толщиной 40мм, облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм с уплотняющими прокладками.Стена - кирпичная кладка толщиной с двух сторон в 1 кирпич.
3.3вукопоглащающие облицовки
Применяются для снижения интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:
В -постоянная помещения до установки в нем звукопоглощающей облицовки.
B 1 - постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и определяется по формуле:
A=α(S огр - S обл)) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой и определяется по формуле:
Для 250Гц: α = 346,5 / (346,5 + 2390) = 0,1266
Для 500 Гц: α = 441 / (441 + 2390) = 0,1558
Sобл - площадь звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 S огр = 0,6 х 2390 = 1434 м 2 Для 250 Гц: А 1 = 0,1266 (2390 - 1434) = 121,03 м 2 Для 500 Гц: А 1 = 0,1558 (2390 - 1434) = 148,945 м 2
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м 2 определяется по формуле:
Реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот, определяемый по табл.8 (методические указания). Выбираем супертонкое волокно,
ΔА = 1 х 1434 =1434 м 2
конструкциями, определяемый по формуле:
Для 250 Гц: = (121,03 + 1434) / 2390 = 0,6506 ;
В 1 = (121,03 + 1434) / (1 - 0,6506) = 4450,57 м 2
ΔL= 10lg (4450,57 х 0,93 / 346,5 х 0,36) = 15,21 дБ ".
Для 500 Гц: = (148,945 + 1434) / 2390 = 0,6623 ;
В 1 =(148,945 + 1434) / (1 - 0,6623) = 4687,43 м 2
ΔL = 10lg (4687,43 х 0,85 / 441 х 0,35) = 14,12 дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение уровня шума в октавных полосах частот так как:
Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума.
4. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах.
5. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери.
6. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1. Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м, высота - h м.
4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и 500Гц.
Исходные данные:
| Величина | 250Гц | 500Гц | Величина | 250Гц | 500Гц |
| 103 | 100 | ||||
| 97 | 92 | ||||
| 100 | 99 | ||||
| 82 | 82 | ||||
| 95 | 98 |
Цель работы
Ознакомить студентов с прибором для измерения шума, провести измерение шума электровентилятора и определить его звуковую мощность.
1.Определить уровни звуковой мощности (шумовую характеристику) электровентилятора по измерениям его шума.
2.В соответствии с заданием преподавателя выполнить акустический расчет и результата сравнить с требованиями санитарных норм.
Характеристики дума и методика акустического расчета
В настоящее время защита человека от шума стала одной из актуальнейших проблем. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, вызывает тяжелые заболевания. Утомление рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звук - как физическое явление - это продольные волны объемных деформаций упругой среды, т.е. сжатия и разряжения среды. Область пространства, в котором наблюдаются эти волны, называется звуковым полем. Как физиологическое явление звук ощущается органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне 20-20000 Гц. Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвуков. Звуковая волна характеризуется частотой и амплитудой колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление и тем громче ощущаемый человеком звук.
Единица измерения частоты колебаний - одно колебание в секунду (I Гц). Полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней, называется октавной. Среднегеометрическая частота октавной полосы в Гц выражается соотношением
где f 1 - нижняя граничная частота октавной полосы, Гц;
f 2 - верхняя граничная частота, Гц.
Измерения, акустические расчеты, нормирование производятся в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250,. 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Спектр шума - распределение звукового давления и интенсивности в октавных полосах частот. Спектры получают, используя анализаторы шума (составная часть шумомера) - набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот - полосе пропускания (например, октавный).
Звуковое давление p (Па) - разность между мгновенным значением полного давления в воздухе и средним статическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (атмосферным - в обычных условиях). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе разряжения - отрицательно. Измерительный датчик звукового давления в шумомере - микрофон.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергия. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волн, называется интенсивностью звука в данной точке (Вт/м 2):
I = P 2 / c
где Р - среднеквадратичное значение звукового давления, Па;
- плотность среды, кг/м 3 ;
c - скорость звука в среде, м/с;
c - удельное акустическое сопротивление среды, которое для воздуха равно 410 Пас/м (при нормальных атмосферных условиях).
Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью W (Вт), т.е. общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Если принять, что в свободном звуковом поле (т.е. при отсутствии отраженных звуковых волн) источник шума излучает звуковую энергию равномерно по всем направлениям (что допустимо для многих машин и оборудования), то при достаточно большом расстоянии r от источника шума, расположенном на поверхности пола (т.е. при излучении в полусферу), звуковая мощность
W = I ср S = I ср 2 r 2
где I ср - интенсивность звука, усредненная по измерениям звукового давления по нескольким точкам на измерительной поверхности - полусфере S радиусом r (м);
r - расстояние от проекции центра источника на звукоотражающую поверхность пола до точки измерения.
Значения звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности изменяются в очень широких пределах. Поэтому были введены логарифмические величины - уровни звукового давления, уровни интенсивности и уровни звуковой мощности.
Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле
L I = 10 lg(I /I 0),
где I - существующая в данный момент интенсивность звука, Вт/м 2 ;
I 0 - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I 0 =10 12 Вт/м 2) на частоте 1000 Гц.
Уровень звукового давления (дБ)
L =10 lg(P 2 /P 0 2)= 20 lg(P /P 0),
где P - среднеквадратичная величина существующего (измеряемого в данный момент звукового давления, Па;
P 0 - пороговое значение звукового давления, равное 210 -5 Па на частоте 1000 Гц и выбранное таким образом, чтобы при нормальное атмосферных условиях ( , с 0) уровни звукового давления были равны уровням интенсивности, так как интенсивности при нормальных атмосферных условиях
I = P 2 / c и I = P 0 2 / 0 c 0 .
Уровень звуковой мощности источника шума (дБ)
L W = 10 lg(I W /I W 0),
где W - звуковая мощность источника шума, Вт,
W 0 - пороговая звуковая мощность, W 0 = 10 -12 Вт.
Для того чтобы сравнивать шум различных источников друг с другом, производить расчеты уровней звукового давления в помещениях и на территориях, необходимо знать объективные характеристики шума.
Такими шумовыми характеристиками, которые указываются в технической документации, являются:
1. Уровни звуковой мощности L W в октавных полосах частот.
Характеристики направленности излучения шума источником.
Искомый октавный уровень звуковой мощности L W определяют по результатам измерения уровней звукового давления L в точках на измерительной поверхности S (м 2), за которую обычно принимается площадь полусферы (на расстоянии 1 м от контура источника шума до точек измерений):
L W = L ср +10lg(S /S 0)
где L ср - средний уровень звукового давления по ряду точек на измерительной поверхности S (м 2); S 0 = 1 м 2 .
При проектировании и эксплуатации предприятий и цехов нужно знать ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в расчетных точках на рабочих местах, с тем, чтобы сравнитьих с нормами допустимого шума и, в случае необходимости, принять меры к тому, чтобы этот шум не превышал допустимого. Акустический расчет проводится в каждой из восьми октавных полос о точностью до десятых долей децибела. Результат округляется до целого числа децибел.
Для помещений с источником шума расчет включает:
а) выявление источника звука и его звуковой мощности W (шумовой характеристики: L W в октавных полосах частот);
б) выбор расчетных точек и расстояний r от источника шума до расчетных точек;
в) вычисление или определение по справочным данным постоянной помещения В .
При работе источника шума звуковые волны в помещениях многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отражения обычно увеличивают шум в помещениях на 10-15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе.
Интенсивность звука I в расчетной точке помещения складывается из интенсивности прямого звука I пр, идущего непосредственно от источника, расположенного на поверхности пола, и интенсивности отраженного звука I отр:
I = I пр + I отр = W /2 r 2 + 4W /В ,
где В - постоянная помещения, В =А /(1 ср);
А - эквивалентная площадь звукопоглощения, А = ср S пов, м 2 ;
здесь ср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью S пов . Коэффициент звукопоглощения поверхности
= (I пад I отр)/ I пад = I поглощ / I пад,
где I отр, I поглощ, I пад - соответственно интенсивность отраженного, поглощенного и падающего звуков. Значение 1.
Вблизи источника шума его уровень определяется в основном прямым звуком, а при удалении от источника - отраженным звуком.
Для помещения, в котором установлено несколько источников шума (n ) с одинаковой звуковой мощностью W , интенсивность в расчетной точке
,
где r - расстояние от акустического центра каждого отдельного источника шума до расчетной точки (акустический центр источника шума - проекция геометрического центра источника на горизонтальную плоскость (рис.1)).
Рис.1. Схема расположения расчетной точки (РТ) и нескольких
источников шума (ИШ) в одном помещении (1,2- источники шума)
Разделив левую и правую части этого выраженияна I 0 и логарифмируя обе части, получим
,
где L - ожидаемый октавный уровень звукового давления отвсехисточников в расчетной точке, дБ;
L W - октавный уровень звуковой мощности, излучаемый одним источником шума, дБ (определяется по измерениям шума электровентилятора в данной лабораторной работе);
B - постоянная помещения с источником шума (в данной лабораторной работе для конкретного помещения определяется по табл.4), м.
Найденные значения L уровней сравнивают с допустимыми по нормам L доп, (см. табл.1) и определяют требуемое снижение шума L треб (дБ) в каждойиз восьми октавных полос
L треб = L L доп.
Таблица 1
|
Рабочие места |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
|||||||
|
1.Аудитории в учебных заведениях, читальные залы | ||||||||
|
2.Помещения КБ, расчетчиков, программис-тов ЭВМ, лабораторий для теоретических ра-бот и обработки экспериментальных данных | ||||||||
|
3.Помещения управлений (рабочие комнаты) | ||||||||
|
4.Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, помещения для шумных агрегатов ЭВМ | ||||||||
|
5.Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий | ||||||||
Пример акустического расчета. Определить ожидаемые уровни звукового давления на рабочем месте преподавателя в учебной лаборатории, создаваемые при работе электровентилятора на лабораторном стенде. Шумовая характеристика электровентилятора дана в табл. 2. Расстояние от источника шума до расчетной точки r = 5 м. Постоянная помещения S для учебной лаборатории взята из справочной литературы и приведена в табл. 2. Полученные по формуле (I) уровни звукового давления L сравниваем с допустимыми L доп (см. п. 4 табл. I) и по формуле (2) определяем требуемое снижение шума L треб . Все расчеты сведены в табл. 2
8.16. Суммарное снижение уровней звуковой мощности в дБ по пути распространения шума следует определять последовательно для каждого элемента сети воздуховодов и затем суммировать по формуле
(65)
где - снижение октавных уровней звуковой мощности в отдельных элементах воздуховодов в дБ, определяемое по пп. 8.17 - 8.22 настоящих норм;
n c - число элементов сети воздуховодов, в которых учитывается снижение уровней звуковой мощности.
8.17. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ на 1 м длины в прямых участках металлических воздуховодов прямоугольного и круглого сечений следует принимать по табл. 20.
8.18. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ на прямых участках кирпичных и бетонных каналов при расчетах учитывается.
Таблица 20
| Форма поперечного сечения воздуховода | Гидравлический диаметр в мм | Снижение уровней звуковой мощности и при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц | |||||||
| Прямоугольное | От 75 до 200 | 0,6 | 0,6 | 0,45 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| » 210 » 400 | 0,6 | 0,6 | 0,45 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
| » 410 » 800 | 0,6 | 0,6 | 0,3 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | |
| » 810 » 1600 | 0,45 | 0,3 | 0,15 | 0,1 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | |
| Круглое | От 75 до 200 | 0,10 | 0,1 | 0,15 | 0,15 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| » 210 » 400 | 0,06 | 0,1 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
| » 410 » 800 | 0,03 | 0,06 | 0,06 | 0,1 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | |
| » 810 » 1600 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,06 |
8.19. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ в поворотах воздуховодов следует определить по табл. 21. При угле поворота менее или равном 45 о снижение октавных уровней звуковой мощности не учитывается.
Для плавных поворотов воздуховодов и поворотов воздуховодов под прямым углом и снабженных направляющими лопатками снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ следует принимать по табл. 22.
Таблица 21
| Ширина поворота d в мм | Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц | |||||||
Таблица 22
| Ширина поворота d в мм | Снижение уровней звуковой мощности в дБ при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц | |||||||
| 125 - 250 | ||||||||
| 260 - 500 | ||||||||
| 510 - 1000 | ||||||||
| 1100 - 2000 |
8.20. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ при изменении поперечного сечения воздуховода следует, в зависимости от частоты и размеров поперечного сечения воздуховодов, определять:
а) при размерах поперечного сечения воздуховода в мм, меньших указанных в табл. 23, по формуле
(66)
где т п - соотношение площадей поперечных сечений воздуховода, равное:
F 1 и F 2 - площади поперечного сечения воздуховода до и после изменения сечения в м 2 ;
б) при размерах поперечного сечения воздуховода в мм, больших указанных в табл. 23, по формулам:
(при >1) (68)
(при <1) (69)
При плавном переходе воздуховода от одного сечения к другому снижение октавных уровней звуковой мощности не учитывается.
8.21. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ в разветвлении воздуховода следует определять по формуле
(70)
где т п - отношение площадей поперечных сечений воздуховодов, равное:
F - площадь поперечного сечения воздуховода перед разветвлением в м 2 ;
F отв, i - площадь поперечного сечения воздуховода отдельного ответвления в м 2 ;
Суммарная площадь поперечных сечений воздуховодов всех ответвлений в м 2 .
Таблица 23
Примечание. Если воздуховод отдельного ответвления в разветвлении повернут на 90 о, то к величине в дБ, полученной по формуле (70), следует добавлять величины снижения октавных уровней звуковой мощности, определяемых по табл. 21 или 22.
8.22. Снижение октавных уровней в звуковой мощности в дБ в результате отражения звука от открытого конца воздуховода или решетки следует определять по табл. 24.
Таблица 24
| Диаметр воздуховода или корень квадратный из площади поперечного сечения конца прямоугольного воздуховода или решетки в мм | Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ при среднегеометрической частоте октавной полосы в Гц | |||||||
| 2500 | ||||||||
| Примечание. Данные настоящей таблицы относятся к случаю, когда воздуховод заканчивается заподлицо со стеной или потолком и расположен, как и воздухораспределительное устройство (решетка), на расстоянии двух или более диаметров воздуховода от других стен или потолка. Если воздуховод или воздухораспределительное устройство (решетка) заканчивающееся заподлицо с ограждающими конструкциями, расположены ближе к другим ограждающим конструкциям помещения, то снижение октавных уровней звуковой мощности следует определять по табл. 24, принимая значение в дБ для диаметра воздуховода, увеличенного вдвое. |
Проектирование глушителей
8.23. В системах вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления следует применять трубчатые, пластинчатые и камерные глушители (рис. 19) со звукопоглощающим материалом, а также облицовку воздуховодов и поворотов изнутри звукопоглощающими материалами.
Выбор конструкции глушителей следует производить в зависимости от размеров воздуховода, допускаемой скорости воздушного потока и требуемого снижения октавных уровней звукового давления.
Рис. 19. Схема конструкций глушителей
а - пластинчатый с крайними пластинами; б - пластинчатый без крайних пластин; в - трубчатый прямоугольного сечения; г - трубчатый круглого сечения; д - камерный; 1 - кожух глушителя; 2 - звукопоглощающая пластина; 3 - каналы для воздуха;4- звукопоглощающая облицовка;5 - внутренняя перегородка
8.24. Трубчатые глушители следует применять при размерах воздуховодов до 500 500 мм. При больших размерах воздуховодов следует применять пластинчатые или камерные глушители.
Примечание. При наличии соответствующего обоснования допустимо применение глушителей других типов. Сотовые глушители применять в системах вентиляции кондиционирования воздуха и воздушного отопления не допускается.
8.25. Пластинчатые глушители следует проектировать из звукопоглощающих пластин, устанавливаемых параллельно на некотором расстоянии друг от друга в общем кожухе.
Толщину звукопоглощающих пластин для глушителей следует принимать по табл. 25.
Таблица 25
8.26. Снижение октавных уровней звуковой мощности в дБ в воздуховодах и поворотах, облицованных изнутри звукопоглощающим материалом, и в глушителях следует определять по опытным данным.
8.27. Снижение октавных уровней звукового давления в дБ в воздухозаборных устройствах (типа камер) со звукопоглощающей облицовкой следует определять по формуле
(72)
где - - полное звукопоглощение отдельной камеры в м 2 (звукопоглощение пола не учитывается);
где Q - объемный расход воздуха через глушитель в м 3 /с;
Допустимая скорость движения воздуха в глушителе в м/с, принимаемая в зависимости от располагаемых потерь давления и уровня шумообразования в глушителе.
Для жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и помещений предприятий допускается принимать скорости движения воздуха в глушителях по табл. 26, если длина участка воздуховода до помещения равна не менее 5 - 8 м.
Таблица 26
8.29. При проектировании вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления следует предусматривать установку центрального глушителя и размещать его возможно ближе к вентилятору в начале вентиляционной сети.
Для глушения шума, образующегося в воздуховодах при движении потока воздуха, атакже шума, проникающего в воздуховоды извне от других источников шума, на ответвлениях воздуховода следует предусматривать дополнительно установку глушителей шума по расчету.
8.30. В помещениях для вентиляционного оборудования следует наружный воздух глушителя и воздуховод после него, находящийся в пределах помещения для вентиляционного оборудования, звукоизолировать снаружи, чтобы октавные значения изоляции воздушного шума стенками глушителя и воздуховода были не меньше требуемой величины в дБ, определяемой по формуле
где L - октавный уровень звукового давления в помещении для вентиляционного оборудования в дБ, определяемый по формуле (6) и в соответствии с пп. 8.5 - 8.7 настоящих норм;
Площадь поверхности глушителя и воздуховода в пределах помещения для вентиляционного оборудования в м 2 ;
- октавные уровни звуковой мощности, излучаемой вентилятором в воздуховод в дБ, определяемые по формуле (57);
- суммарное снижение октавных уровней звуковой мощности, на участках воздуховода (включая глушители) от вентилятора до выхода из помещения для вентиляционного оборудования в дБ, определяемое в соответствии с пп. 8.16 и 8.26 настоящих норм.
Для уменьшения значения требуемой изоляции от воздушного шума стенок глушителя и воздуховодов можно применять звукопоглощающую облицовку внутренних поверхностей ограждающих конструкций помещения для вентиляционного оборудования.
Похожая информация.
7.1 Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещении с одним источником шума или с несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, другая - в зоне отраженного звука на месте постоянного пребывания людей, не связанных непосредственно с работой данного источника.
В помещении с несколькими источниками шума, уровни звуковой мощности которых различаются на 10 дБ и более, расчетные точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями. В помещении с групповым размещением однотипного оборудования расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями.
7.2 Исходными данными для акустического расчета являются:
План и разрез помещения с расположением технологического и инженерного оборудования и расчетных точек;
Сведения о характеристиках ограждающих конструкций помещения (материал, толщина, плотность и др.);
Шумовые характеристики и геометрические размеры источников шума.
7.3 Шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования в виде октавных уровней звуковой мощности L w , корректированных уровней звуковой мощности L wA , а также эквивалентных L wA экв и максимальных L wA макс корректированных уровней звуковой мощности для источников непостоянного шума должны указываться заводом-изготовителем в технической документации.
Допускается представлять шумовые характеристики в виде октавных уровней звукового давления L или уровней звука на рабочем месте L A (на фиксированном расстоянии) при одиночно работающем оборудовании.
7.4 L , дБ, в расчетных точках соразмерных помещений (с отношением наибольшего геометрического размера к наименьшему не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле
где L w - октавный уровень звуковой мощности, дБ;
χ - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние r меньше удвоенного максимального габарита источника (r < 2l макс ) (принимают по таблице 2);
Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1);
Ω - пространственный угол излучения источника, рад. (принимают по таблице 3);
r - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);
k - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 4 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения α ср );
В - акустическая постоянная помещения, м 2 , определяемая по формуле
А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м 2 , определяемая по формуле
(3)
α i - коэффициент звукопоглощения i -й поверхности;
S i - площадь i -й поверхности, м 2 ;
А j - эквивалентная площадь звукопоглощения j -го штучного поглотителя, м 2 ;
n j - количество j -ых штучных поглотителей, шт.;
α cp - средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле
S огр - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м 2 .
Таблица 2
|
r /l макс |
10 lg χ , дБ |
|
Таблица 3
|
Условия излучения |
10 lg Ω, дБ |
|
|
В пространство - источник на колонне в помещении, на мачте, трубе | ||
|
В полупространство - источник на полу, на земле, на стене | ||
|
В 1/4 пространства - источник в двухгранном углу (на полу близко от одной стены) | ||
|
В 1/8 пространства - источник в трехгранном углу (на полу близко от двух стен) |
Таблица 4
|
α cp |
10 lg k , дБ |
|
7.5 Граничный радиус r гр , м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле
Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле
(6)
Расчетные точки на расстоянии до 0,5 r гр можно считать находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле
Расчетные точки на расстоянии более 2 r гр можно считать находящимися в зоне действия отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле
7.6 Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках соразмерного помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле
(9)
где L wi - октавный уровень звуковой мощности i -го источника, дБ;
χ i , Ф i , r i - то же, что и в формулах (1) и (6), но для i -го источника;
m - число источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии r i ≤ 5 r мин , где r мин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);
n - общее число источников шума в помещении;
k и В - то же, что и в формулах (1) и (8).
Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность L wi , то
(10)
7.7 Если источник шума и расчетная точка расположены на территории, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих шум или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках следует определять:
при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) - по формуле
при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле
где L w , r , Ф , Ω - то же, что и в формулах (1) и (7);
β а - затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимаемое по таблице 5.
При расстоянии r ≤ 50 м затухание звука в атмосфере не учитывают.
7.8 Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках в изолируемом помещении, проникающие через ограждающую конструкцию из соседнего помещения с источником (источниками) шума или с территории, следует определять по формуле
где L ш - октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по формулам (1), (8) или (9); при шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления L ш снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (11) или (12);
R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;
S - площадь ограждающей конструкции, м 2 ;
В и - акустическая постоянная изолируемого помещения, м 2 ;
k - то же, что и в формуле (1).
Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле
(14)
где S i - площадь i -й части, м 2 ;
R i - изоляция воздушного шума i -й частью, дБ.
Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией (R 1 > R 2), R определяют по формуле
(15)
При R 1 >> R 2 при определенном соотношении площадей допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения R 2 и ее площадь S 2 .
Эквивалентный и максимальный уровни звука L А , дБА, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле
где L A 2 м - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБА;
R A тран.о - изоляция внешнего транспортного шума окном, дБА;
S о - площадь окна (окон), м 2 ;
k - то же, что и в формуле (1).
Таблица 5
Для помещений жилых и административных зданий, гостиниц, общежитий и др. площадью до 25 м 2 L A , дБА, определяют по формуле
(17)
7.9 Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:
1) определяют октавные уровни звуковой мощности шума , дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле
где L wi - октавный уровень звуковой мощности i -го источника, дБ;
В ш - акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м 2 ;
S - площадь ограждения, м 2 ;
R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;
2) определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (10) или (11) от каждого из источников шума (ИШ 1 и ИШ 2, рисунок 1). При расчете следует учитывать, что для расчетных точек в пределах 10° от плоскости стены здания (на рисунке 1 - комплексный источник шума ИШ 1) вводится поправка на направленность излучения 10 lg Ф = -5 дБ;
3) определяют суммарные октавные уровни звукового давления L сум , дБ, во вспомогательной расчетной точке (на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле
(19)
где L i - уровень звукового давления от i -го источника, дБ;
4) определяют октавные уровни звукового давления L , дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (13), заменив в ней L ш на L сум .
7.10 При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления L j , дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (1), (7), (8), (9), (11), (12) или (13) для каждого отрезка времени τ j , мин, в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на L j .
РТ - расчетная точка;
РТ1 - вспомогательная расчетная точка;
ИШ 1 и ИШ 2 - здания - источники шума
Рисунок 1 - Схема расчета
Эквивалентные октавные уровни звукового давления L экв , дБ, за общее время воздействия Т , мин, следует определять по формуле
(20)
где τ j - время воздействия уровня L j , мин;
L j - октавный уровень за время τ j , дБ.
За общее время воздействия шума T принимают: в производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00 - 23.00 и ночи 23.00 - 7.00 ч.
Допускается в последнем случае принимать за время воздействия T днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - одночасовой период с наибольшими уровнями.
7.11 Эквивалентные уровни звука непостоянного шума L Аэкв , дБА, следует определять по формуле (20), заменяя L экв на L Аэкв и L j на L Aj .