Последовательность акустического расчета

1. Выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

2. Выбор точек в помещении и на территории, для которых необходимо проводить расчет.

Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещении с одним или несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, а другая в зоне отраженного звука. 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.

3. Определение путей распространения шума от источников до расчетных точек и потерь звуковой энергии по каждому из путей (снижение за счет экранирования, расстояния, звукопоглощения и звукоизоляции).

4. Определение ожидаемых уровней шума в расчетных точках.

5. Определение требуемого снижения уровня шума.

Расчетную точку, расположенную на расстоянии 0,5 r_гр – расстояния от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, можно считать, находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления определяют по формуле:

(6.1)

где Lw – октавный уровень звуковой мощности источника шума;

χ – коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля, если расстояние от расчетной точки до центра источника шума r меньше удвоенного максимального размера источника (таблица 6.1);

Φ – фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучение, он равен 1);

Ω – пространственный угол излучения источника, рад (таблица 6.2)

r – расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м

Таблица 6.1 – Величина коэффициента χ

	χ	10·lg·χ, дБ
0,6
0,8	2.5
1,0
1,2	1,6
1,5	1,25

Таблица 6.2 – Пространственный угол излучения источника

№	Условия излучения	Ω, рад	10·lg· Ω, дБ
	В пространство – источник на колонне в помещении, на мачте, трубе	4π
	В полупространство – источник на полу, на земле, на стене	4π
	В ¼ пространства – источник в двухгранном углу (на полу близко от одной стены)	4π
	В ⅛ пространства - источник в трехгранном углу ( на полу близко от двух стен)

Если расчетные точки располагаются на расстоянии более 2 r_гр, то их можно считать расположенными в зоне действия отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле:

(6.2)

где R – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 3 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения α_ср)

B – постоянная помещения, м², определяемая по формуле

(6.3)

где μ – частный множитель (таблица 4)

V – объем помещения, м³

Таблица 6.3 – Коэффициент нарушения диффузности звукового поля

αср	R	10·lg·, R дБ
0,2	1,25
0,4	1,6
0,5	2,0
0,6	2,5

Таблица 6.4 – Величина частотного множителя

Объем помещения, м3	Частотный множитель μ на среднегеометрических частотах октавных полос в Гц
< 200	0,8	0,75	0,7	0,8		1,4	1,8	2,5
= 200÷1000	0,65	0,62	0,64	0,75		1,5	2,4	4,2
>1000	0,5	0,5	0,55	0,7		1,6

Одним из наиболее эффективных и простых способов нормализации уровней звукового воздействия на работников является использование звукопоглощающих конструкций, экранов и выгородок. Звукопоглощающие конструкции должны применяться в качестве обязательных мероприятий по снижению шума. Звукопоглощающие конструкции (подвесные потолки, облицовка стен, кулисные и штучные поглотители) размещают:

- на потолке;

- на верхних частях стен;

- отдельными участками – полосами;

- в углах помещения при частоте ниже 250 Гц.

Требуемую площадь звукопоглощающих облицовок определяют расчетным путем. Необходимо помнить, что в зоне прямого звука эти конструкции практически не дают снижения уровней шума, в промежуточной зоне их эффективность не превышает 3 – 5 дБ, а в зоне отраженного звука 8 – 10 дБ.

Поэтому в зоне действия прямого звука и в промежуточной зоне устанавливают акустические экраны. Изготавливают экраны из сплошных листов или щитов, облицованных звукопоглощающим материалом поверхности, обращенной к источнику шума. Толщина звукопоглощающего слоя должна составлять не менее 50 – 60 мм. При этом линейные размеры экрана должны быть не менее чем в три раза больше линейных размеров источников шума.

Эффективность акустического экрана рассчитывается по формуле

(6.4)

где n – число ребер экрана;

N – число Френеля, определяемое по формуле

(6.5)

где δ – разность длин путей прохождения звукового луча, м

(6.6)

(6.7)

(6.8)

(6.9)

где a – кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м;

a” – длина проекции расстояния a, м

b – кратчайшее расстояние между расчетной точкой и верхней кромкой экрана, м

b” - длина проекции расстояния b, м

с – кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и расчетной точкой, м

Н_экр – отметка уровня верхней кромки экрана, м

Н_иш – уровень акустического центра источника шума, м

Н_рт - уровень акустического расчетной точки , м

Длина звуковой волны определяется по формуле:

(6.10)

где f – частота звука, Гц

λ – скорость распространения звука, м/с

В соответствии со СНиП 23-03-2003 защита от шума строи­тельно-акустическими методами должна обеспечиваться: а) на рабочих местах предприятий:

- применение ограждающих конструкций зданий с требуемым уровнем звукоизоляции;

- применение звукопоглощающих конструкций (звукопогло­щающих облицовок, кулис, штучных поглотителей) (рисунок 6.2);

- применение звукоизолирующих кабин наблюдения и ди­станционного управления (рисунок 3);

- применением звукоизолирующих кожухов на шумных агрегатах;

- применение акустических экранов (рисунок 4);

- применение глушителей шума в системах вентиляции, кон­диционирования воздуха;

- виброизоляция технологического оборудования;

б) в помещениях жилых и общественных зданий:

- рациональным архитектурно-планировочным решением здания;

- применением ограждающих конструкций, обеспечивающих нормативную звукоизоляцию;

- применением звукопоглощающих облицовок;

- применением глушителей шума в системах принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха;

- виброизоляцией инженерного и санитарно-технического

оборудования зданий;

Рисунок 6.2 – Штучные звукопоглотители

Рисунок 6.3 - Варианты шумозащиты на рабочем месте оператора

Рисунок 6.4 – Формы акустических экранов

а – плоский; б – П-образный; в – выгородка; ИШ – источник шума; 1 – экран; 2 – расчетная точка

в) на территории жилой застройки:

- соблюдением санитарно-защитных зон (МУК 4.3.2194-07);

- применением рациональной планировки и застройки жилых кварталов и районов;

- применением шумозащитных зданий;

- применением придорожных шумозащитных экранов и си­стем зеленых насаждений.

Основанием для принятия решения о применении средств нормализации звуковой среды является акустический расчет. Це­лью расчета является определение уровня звукового давления (УЗД) на рабочих местах для восьми октавных полос среднегео­метрических частот и сопоставление их с допустимыми нормами.

Оборудование и материалы

Лабораторный стенд имеет вид макета производственных по­мещений, одно из которых имитирует производственный участок, а второе - конструкторское бюро. Источник шума находится внизу левой камеры, где размещен макет заводского оборудования. В правой камере размещен макет конструкторского бюро, на под­ставке установлен микрофон из комплекта ВШВ-003. Камеры снабжены осветительными лампами и могут накрываться звукопо­глощающим коробом. Тумблеры для включения ламп находятся на передней стенке стенда.

Передняя стенка стенда имеет два смотровых окна. Внутри на передней и задней стенках имеются направляющие, при помощи которых устанавливается съемная звукоизолирующая перегородка, обеспечивающая изоляцию правой и левой камер друг от друга (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 – Внешний вид лабораторного стенда

Для создания шума используется генератор низкочастотных сигналов. На лицевой панели генератора расположены кнопки выбора диапазона частот, ручка плавного регулирования частоты, ручка плавного регулирования входного напряжения, четырехразрядный индикатор частоты, гнезда для подключения нагрузки. Измерение параметров шума осуществляется с помощью комбинированного прибора - измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М2, в котором ис­пользуется принцип преобразования механических колебаний иссле­дуемых объектов в пропорциональный им электрический сигнал, ко­торый усиливаются и преобразуется. Внешний вид прибора пред­ставлен на рисунке 6. На его лицевую панель выведены следующие органы управления, регулирования и индикации.

Рисунок 6.6 – Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2

Порядок проведения измерений

1) измеритель шума и генератор низкочастотных сигналов подключить к сети;

2) микрофонный капсюль на подставке установить в правой камере (макет помещения конструкторского бюро);

3) соединить выходные гнезда генератора с входными гнезда­ми на макете;

4) на генераторе установить одну из среднегеометрических октавных частот;

5) переключатели измерителя установить в положения, ука­занные в таблице 5;

6) выполняются измерения, а результаты регистрируются в специальных таблицах.

Таблица 6.5 - Положения переключателей при измерении уровня шума

Переключатель	Обозначения	Пояснение
Род работы	S	режим измерения с постоянной времени 1 с (медленно)
Выбор предела изме­рения ДЛТ1 и ДЛТ2	50-80	максимальные значения
a или V		Выбор режима измерения (вибро­скорость, виброускорение)
LED -индикаторы		Индикация предела измерения
ФЛТ ОКТ	1...63 0.125...8	Частота (при частотном анализе в октавных полосах)
kHz или Hz		Множитель значения частоты (при частотном анализе в ок- тавных полосах)
ФЛТ, Hz	ОКТ	корректирующий фильтр для анализа в октавных полосах
СВ/ДИФ		Измерение в диффузном поле (отключено)