Методы защиты от шумана основе уравнений

Анализируя приведенные выше соотношения, можно выделить следующие методы:

Уменьшение шума в источниках.

Этот метод основан на учёте физических процессов, сопровождающих работу машины, и является одним из наиболее эффективных.

Изменение направления излучения шума.

Источники шума часто имеют ярко выраженную диаграмму направленности. Некоторые конфигурации взаимного расположения рабочего места и источника шума иногда позволяют уменьшить уровень звука на 10 – 20 дБ. Достоинствами метода являются простота и дешевизна. Примером его использования может служить расположение турбоагрегатов в машзалах электростанций так, чтобы рабочие места оперативного персонала в основном располагались по бокам от турбин, - в перпендикулярном направлении турбоагрегаты излучают звук в 3 раза меньшей интенсивности, чем в осевом.

Изменение угла излучения.

Следует стремиться располагать источники шума таким образом, чтобы угол распространения звуковых волн был максимально возможным. Максимальный эффект, которого можно добиться этим способом, - уменьшение шума на 9 дБ. Если рабочее место расположено вблизи хорошо звукоотражающей поверхности, то уровень звука на нем за счет отраженной волны может увеличиться на 3 дБА, если рабочее места в углу – на 6 дБА, если рабочее место расположено в вершине n-гранного угла, то приращение уровня шума может составить 3n дБА. Это тем более справедливо, тем больше размеры помещения.

Защита расстоянием.

Законодательство РФ для уменьшения неблагоприятного техногенного воздействия на жилую зону предусматривает создание вокруг предприятий (например, ТЭС) санитарно-защитных зон. Их размеры определяются так, чтобы максимально мощное техногенное воздействие на жилую зону было не больше предельно допустимого значения. Увеличение расстояния вдвое приводит к уменьшению шума в свободном звуковом поле на 6 дБА.

Звукопоглощение.

Метод заключается в обработке материалами с высоким коэффициентом звукопоглощения (во всём спектре частот) максимально возможного количества звукоотражающих поверхностей. После такой обработки изменяется постоянная помещения В.

Изменение уровня звука можно получить из соотношений:

(уровень звука до обработки);

(уровень звука после обработки)

.

Из последнего соотношения видно, что данный метод будет эффективен при выполнении условия:

, или

Проще говоря, этот метод эффективен только в зоне преобладания отраженного звука. При несоблюдении этого условия (например, для больших открытых помещений) использование звукопоглощения позволяет лишь незначительно (на 3-5 дБ) снизить уровень шума, и при этом требует очень больших материальных затрат.

Этот метод используется, как правило, при невозможности использования других методов, и в основном – в случаях, когда возможно расположение рабочих мест в зоне преобладания отраженного звука (например, для рабочих мест операторов ЭВМ).

Улучшение звукопоглощения в помещении позволяет несколько уменьшить шум, проникающий в это помещение извне.

Защита временем.

Метод заключается в уменьшении эквивалентного уровня звука до допустимого значения L_ДОП путём ограничения времени пребывания в зоне с высоким уровнем звука.

Например, для нахождения допустимого времени пребывания в помещениях с уровнями звука L₁ и L₂ (при условии, что работа в течении смены проходит только в этих двух помещениях) необходимо решить уравнение:

Защита временем эффективна, однако требует тщательного анализа работ, выполняемых в различных зонах, особенно в зонах с повышенным уровнем шума. Анализ проводят с целью изыскания возможности уменьшения продолжительности работ.

Звукоизоляция.Метод заключается в расположении между источником шума и объектом практически бесконечной (в двух направлениях) поверхности.

Пусть 1 м² такой поверхности имеет массу m кг (Рис.3.5). Тогда звукоизолирующая способность преграды приближенно определится законом масс:

[дБ].,

где f – среднегеометрическая частота октавной полосы, для которой производится расчёт.

Рис.3.5. Звукоизоляция бесконечной преградой.

Максимальное распространение получила изоляция в виде ограждающих конструкций (кожухов) (Рис.3.6).

Рис.3.6. Звукоизоляция кожухом.

Материал кожуха 1 (дерево, сталь) имеет поверхностную плотность m кг/м². Внутренняя поверхность кожуха оклеена звукопоглощающим материалом 2 с коэффициентом звукопоглощения α. Акустическая эффективность такого устройства определится соотношением:

, дБ

Здесь L₁ и L₂ – уровни звука (интенсивности) на рабочем месте (РМ) до и после установки кожуха.

Правильно спроектированный кожух может обеспечивать снижение уровня звука на 30 дБ в высокочастотных октавах.

Экранирование шума.

Пусть имеем конечный в двух направлениях и бесконечный в одном направлении экран (Рис.3.7), звукопоглощающая способность которого стремится к бесконечности. В результате дифракции звуковых волн через верхнюю кромку экрана в расчётную точку (РТ) пойдёт некоторое количество звуковой энергии.

Рис.3.7. Экранирование шума.

Акустическая эффективность экрана определится по формуле:

, дБ,

где - число Френеля;

- длина звуковой волны [м], f – расчётная частота [Гц], а_зв – скорость звука.[м/с].

th - гиперболический тангенс: ;

В абсолютном большинстве случаев th 2πN ≈ 1.

Экранирование эффективно только в свободном звуковом поле (т.е. на открытой местности), причём максимальная эффективность достигается при а >> d и b >> d, а также на высоких частотах.

В реальной ситуации подобных экранов не бывает. Для экрана конечного во всех направлениях акустическая эффективность равна:

, дБ

Наибольшая эффективность экрана конечных размеров в свободном звуковом поле и для высоких частот. Определение ΔL_i выполняют по соотношению (3.26), при этом а_i и b_i суть кратчайшие расстояния между ИШ и РТ через соответствующую грань экрана.