Характеристики звукоизолирующих конструкций

Звукоизолирующая способность преграды (коэффициент звукоизоляции) r равна отношению интенсивностей звука I₁₁в падающих на преграду волнах к интенсивности звука I₂₁ в волнах, про­шедших через преграду:

r = I₁₁/I₂₁ = 1/τ

Коэффициент прохождения τсвязан с коэффициентом рассеяния δ и с коэффициентом отражения ε соотношением, выражающим закон сохранения энергии

δ + ε + τ = 1

Многие практические задачи защиты от шума решаются применением строительно-акустических мер, в частности, увеличением звукоизоляции между помещениями. В зависимости от способа возбуждения колебаний в строительных конструкциях различают изоляцию воздушного и структурного звуков. К последнему случаю относится изоляция ударного звука перекрытием. Под изоляцией воздушного звука ограждающей конструкцией понимают свойство последней передавать в соседнее помещение только часть падающей на нее интенсивности воздушного звука. Для оценки звукоизоляции используют формулу:

R = 10lg (I₁/I₂)

где I₁ –интенсивность звука, падающего на преграду (строительную конструкцию);

I₂ – интенсивность звука, излучаемого обратной стороной преграды (строительной конструкцией).

Изоляция воздушного звука зависит в первую очередь от плотности применяемого в конструкции материала ρ, его модуля упругости Е и коэффициента внутренних потерь η. Основными звукоизолирующими материалами являются: алюминиевые сплавы, асбокартон, базальтовый картон, бетон, гетинакс, медные сплавы, органическое стекло, ПВХ линолеум, пробковые плиты, твердая резина, титановые сплавы, свинец, силикатное стекло, сталь, стеклопластик, фибра и др. В конструктивном плане различают однослойные и многослойные звукоизолирующие конструкции (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Примеры звукоизолирующих конструкций:

а) однослойная; б) многослойные

При использовании многослойной конструкции можно добиться значительно более высокой звукоизоляции, чем у однослойной стены равной массы.

Звукоизолирующий кожух

Способы снижения шума работающего оборудования или защита обслуживающего персонала от возникающего шума без каких-либо существенных конструктивных изменений машины относится к числу пассивных строительно-акустических способов борьбы с шумом. Наиболее распространено применение звукоизолирующих кожухов, полностью или частично закрывающих машину.

Этот способ, зашиты от шума, является более действенным, чем другие средства коллективной защиты от мощности источника (применение звукопоглощающих облицовок, экранов, перегородок т.п.), поскольку он предполагает достижение эффекта снижения шума на любую требуемую величину даже в непосредственной близости от источника шума.

В низкочастотном диапазоне, когда длина волны в воздухе велика, звук легко огибает препятствие, а звукопоглощение может быть реализовано при помощи поглотителей резонансного или мембранного типа, имеющих достаточно большие размеры; кожухи – практически единственные средства снижения шума. Для повышения эффективности применения кожухов их внутренние поверхности должны быть облицованы звукопоглощающими материалами.

Звукоизолирующий кожух машины представляет собой всесторонне замкнутую оболочку, внутри которой размешается источник шума. Идеальным конструктивным решением кожуха считается решение, при котором обеспечивается полная герметичность.

Реальные конструкции кожухов весьма далеки от идеала, так как в условиях их эксплуатации герметичность замкнутого пространства нарушается из-за необходимости подводки внутрь кожуха трубопроводов, устройства каналов для прохода воздуха и отвода избыточного тепла, смотровых окон и открывающихся дверей. Кроме того, наличие обязательных стыковых соединений, неизбежно сопровождающихся щелевыми отверстиями и неплотностями, также ведет к усложнению конструктивных решений

Рассмотрим на примере кожуха машины (рис.2.3) наиболее характерные из путей проникновения шума в защищаемое помещение.

Рис. 2.3. Возможные пути передачи звука через кожух машины

Основным путем передачи звука в защищаемое помещение является пути, обозначенный на рис.2.3 символом А – передача через ограждающую конструкцию.

Наличие технологически необходимых отверстий или неплотностей в кожухе или отдельных его деталях приводит к интенсивной передаче воздушного звука по путям, обозначенным на рис.2.3 символами Б₁, Б₂. Еще одним путем передачи звука из-под кожуха машины в помещение является передача структурного звука в местах соприкосновения изолируемой машины с фундаментом или полом помещения (Г₁) либо звука, непосредственно излучаемого выступающими деталями машины (Г₂), излучение кожухом звука, проникающего в его стенки при жестком опирании на корпус (В₃), пол или фундамент машины (В₁) или соприкосновении с выступающими деталями машины (В₂). Если первый из рассматриваемых путей передачи звука (А) зависит только от конструктивного решения стенок кожуха, то два других требуют выполнения ряда дополнительных операций по устранению возможностей проникновения шума в помещение этими путями, например, установки в местах выхода отверстий специальных глушителей шума или опирание кожуха на ограждающие конструкции через упругие прокладки.

2.3.3. Эксплуатационные требования

К звукоизолирующим кожухам

Звукоизолирующие кожухи предназначены для создания благоприятных условий труда, повышения его производительности. Высокая изоляция и успешное применение их на производстве возможны лишь при учете ряда эксплуатационных требований. Кожух не должен затруднять осуществление технологических процессов, снижать качество продукции, затруднять работу оператора, а в отдельных случаях может быть принадлежностью оборудования, выполняя ряд функций и одновременно удешевляя борьбу с шумом.

Выбор конструктивного решения и отдельных узлов кожуха определяется рядом факторов: наличием свободного места сверху или сбоку от машины, необходимостью доступа к отдельным узлам или машине в целом, возможностью снижения шума путем звукоизоляции отдельных узлов, возможностью использования модульных (унифицированных) элементов.

Конструкция кожуха должна обеспечивать возможность визуального наблюдения оператора за работой машины и показаниями контрольных приборов посредством устройства достаточно больших смотровых окон с соответствующей звукоизоляцией. Если до установки кожуха оператор контролировал рабочий процесс и техническое состояние оборудования по слуху, то теперь он может использовать для этой цели технологические или специально сделанные в удобных местах небольшие отверстия. Если указанный путь невозможен, то потребуется либо использование специальной звукоусилительной системы с микрофонами, расположенными вблизи контролируемых узлов и громкоговорителей на рабочем месте, либо применением альтернативных систем контроля с соответствующими датчиками. Для обеспечения тепловлажностного режима может потребоваться система вентиляции.

Оператор должен иметь доступ для регулирования процесса, желательно устройство системы дистанционного управления и контроля или хотя бы дистанционной аварийной установки.

Конструкция кожуха должна быть устойчива к действию выделяющихся при работе машины веществ, газов, пыли, конденсата. Жидкость и пыль могут засорить поверхность звукопоглотителя и намного ухудшить его эффективность. Следует учитывать требования пожарной безопасности, используя негорючие (НГ)или слабогорючие (Г1)материалы; внутри кожуха могут быть установлены датчики дыма и температуры.