Принципы, методы и средства борьбы с шумами

Для защиты от шума применяются следующие основные принципы: снижение

шума в источнике, ослабление его на пути распространения и применение

административных (организационных) мер.

Устранения или ослабления шума в источнике достигают применением рядаконструктивных и технологических методов, в том числе: заменой механизмов ударного действия безударными; возвратно-поступательных движений вращательными; подшипников качения подшипниками скольжения; металлических деталей деталями из пластмасс или других незвучных материалов; соблюдением минимальных допусков в сочленениях; балансировкой движущихся деталей и вращающихся масс, смазкой, заменой зубчатых передач клиноременными и гидравлическими и т.п.

Так, замена прямозубых шестерен шевронными дает снижение шума на 4-5 дБ, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчато-ременными – на 8-10 дБ, подшипников качения на подшипники скольжения – на 12-14 дБ. Применениетекстолитовых или капроновых шестерен в паре со стальными позволяет снизить шум на 9-11 дБ.

Ослабление шума на пути распространения достигается звукоизоляцией,

звукопоглощением и применением архитектурно-планировочных и строительно-акустических методов.

На производстве звукоизоляция реализуется устройством различных преград на пути распространения звуковых волн: кожухов, акустических экранов, кабин, выгородок, звукоизолирующих перегородок между помещениями и др.

В жилой зоне с этой целью используют естественные или искусственные экраны.

Звукоизолирующая (ЗИ) способность преграды зависит от поверхностной

плотности перегородки (G, кг/м2), частоты звука (f, Гц) и определяется по

формуле:

Звукопоглощение используется для снижения отражения звуковой энергии от поверхностей преграды, а также увеличения звукопоглощающего фонда внутри производственных и других помещений и улучшения их акустических характеристик (сокращения времени реверберации).

Для звукопоглощения используются пористо-волокнистые материалы, звукопоглощающие свойства которых зависят от структуры материала, толщины слоя, частоты звука и наличия воздушного промежутка между слоем материала и отражающей стенкой.

В пористых материалах энергия звуковых волн частично переходит в

тепловую за счет трения воздуха в порах и рассеивается. В качествезвукопоглощающих материалов и устройств применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, пористый поливинилхлорид, древесноволокнистые и минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и перфорированной поверхностью.

Улучшения характеристик производственных и иных помещений добиваются увеличением их эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на их внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также использованием штучных звукопоглотителей и кулис, представляющих собой

объемные емкости различной формы, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемых к потолку равномерно по помещению или над источниками шума (рис.3.13).

Наибольший эффект при акустической обработке помещений достигается в точках, расположенных в зоне отраженного звука, при этом акустически обработанная поверхность должна составлять не менее 60% от общей площади ограничивающих поверхностей.

В узких и высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала(менее 60% от общей площади внутренних поверхностей), рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику шума, либо предусматривать

устройство щитов в виде звукопоглощающих кулис.

Эффективность акустической обработки помещения (в зоне отраженного

звука) определяется по формуле:

где B₁ и B₂ – постоянные помещения до и после облицовки.

B₁ = A₁(1− α₁) ,

где A₁ – эквивалентная площадь звукопоглощения до проведения акустической обработки помещения, м² и может быть определена по времени реверберации помещения (Т, с): A =V/ T , где V – объем помещения, м³; α₁ – средний коэффициент звукопоглощения. α₁ = A₁/S_n , где S_n – площадь внутренних поверхностей помещения до облицовки.

B₂ = A₂(1− α₂) , м²,

где A₂ –эквивалентная площадь звукопоглощения помещения после его акустической обработки, равная

A₂ = ∆A + A₁,

где ∆A – добавочное поглощение, вносимое акустической обработкой(∆A =α_обл⋅S_обл); α₂ – средний коэффициент звукопоглощения после обработки помещения (α₂ = A₂/S_n).

Архитектурно-планировочные меры, применяемые для улучшения шумовогорежима в жилых районах, включают в себя ряд градостроительных приемов таких как:

- вынос из селитебных зон шумных промышленных объектов;

- использование территориальных разрывов между источниками шума и жилой застройкой; районирование и зонирование жилых территорий и объектов с учетом интенсивности источников шума; использование рельефа местности, специальных искусственных экранов-выемок, насыпей, экранов-стенок, экранов-

зданий жилого и нежилого типа, озеленения и др.

Строительно-акустические методы включают в себя различные конструктивные и строительные средства:

планировку помещений; использование звукопоглощающих конструкций (стен, перекрытий, окон и т.п.);

снижение шума санитарно-технического оборудования и др.

Административные меры заключаются в регламентировании работ промышленных объектов, отдельных агрегатов, машин и оборудования, особой организации движения транспорта и т.п.

В качестве средств для временной защиты людей от шума и в случаях, когдаприменение других методов борьбы с шумами недостаточно, применяются индивидуальные средства. Они бывают внутреннего и наружного типов.

К внутренним относятся вкладыши, закладываемые в слуховой канал уха, а к наружным – наушники, шлемы, каски.

Вкладыши бывают многократного (определенной формы и размеров) и

однократного использования. Вкладыши многократного использования изготавливаются из эластичных материалов (литая или пористая резина, пластмассы, эбонит и др.), а для однократного – из рыхлых и легко деформируемых материалов (хлопковая вата, ультра- и супертонкое волокно и др.).

Вкладыши многократного использования более эффективны по сравнению с вкладышами однократного пользования, однако последние более удобны в эксплуатации – облегчают их подбор, не вызывают болевых ощущений ираздражений кожи наружного слухового прохода.

Противошумныенаушники, шлемы и каски более эффективны, чем вкладыши. Они плотно прилегают к голове вокруг слуховых каналов (что

достигается наличием эластичных уплотнительных валиков по краям чашек

наушников), создают минимальное раздражающее действие. Однако применять их рекомендуется при высоких уровнях шума (более 120 дБ). Это вызвано тем, что использование их более двух часов может вызывать сильное раздражающее действие.

Основными методами борьбы с аэродинамическими шумами является установка глушителей в сечениях истечения газов и звукоизоляция источника, поскольку методы по их снижению в источнике образования малоэффективны.

Для снижения шума аэродинамических установок и устройств (вентиляционные установки, воздуховоды, пневмоинструмент, газотурбины, компрессоры и др.) применяются поглощающие (активные), отражающие (реактивные) и комбинированные глушители шума (рис. 3.14).

В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращение звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале,

размещенном во внутренних полостях. Наиболее распространенным элементом активных глушителей являются облицованные звукопоглащающим материалом каналы круглого и прямоугольного сечения.

Такие глушители называют трубчатыми. Чтобы достичь большей эффективности снижения звука в канале располагают звукопоглощающие

пластины, цилиндры, соты. Такие глушители называют соответственно пластинчатыми, цилиндрическими и сотовыми. Если канал состоит из отдельных камер, то глушители называют камерными.

В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с воздуховодом. Внутренние поверхности этих камер могут облицовываться звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной – как поглотители звука. Таким

образом, в комбинированных глушителях добиваются снижения шума как за счет поглощения, так и за счет отражения.

Борьба с шумами электромагнитного происхождения заключается в более плотной прессовке пакетов магнитопроводов (трансформаторов, дросселей и т.п.) и применении демпфирующих материалов.