Нормирование шума (стр. 3 из 4)
Наибольшую частоту звука (Гц), при которой проявляется волновое совпадение, называют критической:
, (2.5.21)
где b – толщина ограждения, см;
- плотность материала, кг/м3;
- динамический модуль упругости материала ограждения, мПа.
Многослойные звукоизолирующие ограждения
Для повышения звукоизоляции и снижения массы ограждения применяют многослойные ограждения. Для этого пространство между слоями заполняют пористо-волокнистыми материалами и оставляют воздушную прослойку шириной 40 – 60 мм. На звукоизолирующую способность оказывает влияние масса слоя ограждения М1 и М2 и жесткость связей К, толщина слоя пористого материала или воздушной прослойки (рис.
2.5.4)
 |
Чем ниже упругость промежуточного материала, тем меньше передача колебаний второму ограждающему слою, и тем выше звукоизоляция (практически, двойное ограждение позволяет снизить уровень шума на 60 дБ).
Звукопоглощение
В шумных помещениях уровень звука значительно увеличивается за счет его отражения от строительных конструкций и оборудования. Уменьшить долю отражаемого звука можно, применив специальную акустическую обработку помещения, заключающуюся в облицовке внутренних поверхностей звукопоглощающими материалами.
При падении звуковой энергии Епад на поверхность одна часть звуковой энергии поглощается (Епог), другая - отражается (Еотр).
Отношение поглощенной энергии к падающей – коэффициент звукопоглощения этой поверхности:
, (2.5.22)
Поглощение звука материалом обусловлено внутренним трением в материале и переходом энергии звука в тепло. Зависит от толщины поглощающего слоя, вида материала и характеристик звука. Звукопоглощающими считают материалы, у которых .
Звукопоглощающие конструкции условно делят на три группы: пористые звукопоглощающие, резонансные, штучные (объемные) звукопоглотители. В строительстве наиболее часто применяют пористые звукопоглощающие материалы. Конструкции из них выполняют в виде слоя необходимой толщины. Резонансные конструкции представляют собой перфорированные экраны. Обычные строительные материалы: бетон, кирпич, камень, стекло, являются плохими звукопоглотителями. Наиболее эффективно поглощают звук пористые, волокнистые материалы с малой плотностью. Звукопоглощение на предприятиях достигается облицовкой стен и потолков волокнистыми или пористыми материалами (р=80…100 кг/м3), стекловолокнами (р=17…25 кг/м3), ячеисто бетонными плитами типа «Силакпор» (р=350 кг/м3), бетонно-керамзитными блоками, плитами из перфорированного павинола марки «Авиапол» и др. Для закрепления эти материалы покрывают алюминиевыми перфорированными панелями, мелкоячеистой проволочной сеткой, стеклотканями и т.п. Звукопоглощающая облицовка уменьшает шум в помещениях на 6 –10 дБ.
Звукопоглощение материалов зависит от толщины. Так, толщина хлопка, ваты составляет 400 – 800 мм, рыхлого войлока – 180 мм, плотного войлока – 120 мм, минеральной ваты – 90 мм, пористого гипса – 6 мм.
Звукопоглощающие материалы эффективно поглощают звук средних и высоких частот. Для поглощения низкочастотного шума между звукопоглощающей облицовкой и стеной создают воздушную прослойку.
Часто применяют штучные поглотители, выполненные в виде объемных тел из звукопоглощающего материала. Их подвешивают к потолку вблизи источников шума. Для звукопоглощения применяют различные виды конструкций. Такие конструкции состоят из одного или нескольких слоев материалов, жестко связанных друг с другом. Звукопоглощающая способность такой конструкции зависит от коэффициента шумопоглощения каждого слоя.
В том случае, когда звукоизолирующее ограждение имеет в своей конструкции звукопоглощающий материал, эффективность ограждения зависит от коэффициента звукопоглощения и звукоизоляции стенок кожуха или конструкции (рис. 2.5.3). Для оценки эффективности такой конструкции необходимо знать массу стенок кожуха или конструкции М в кг/м2, частоту колебаний в Гц и коэффициент , который представляет отношение поглощенной звуковой энергии к падающей. Коэффициент звукопоглощения для большинства пористых материалов на средних и высоких частотах равен 0,4 – 0,6. Пористые звукопоглощающие материалы изготовляют в виде плит и крепят непосредственно к стене или к конструкции. Зернистые, пористые материалы изготовляют из минеральной крошки, гравия, пемзы, каолина, шлака и т.д., применяя в качестве вяжущего вещества цемент или жидкое стекло. Эти материалы применяют для уменьшения шума в производственных помещениях, в коридорах общественных и других зданий, фойе, лестничных клетках. Звукопоглощающие, волокнистые, пористые материалы изготовляют из древесного волокна, асбеста, минеральной ваты, стеклянного или капронового волокна. Эти материалы используются в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, студиях, аудиториях, детских садах, яслях, ресторанах и т.д.
Снижение уровня звукового давления в акустически обработанном помещении можно определить по зависимости:
, (2.5.23)
где B2 и B1 - постоянные помещения до и после его акустической обработки, определяют по СНИП II-12-77,
, (2.5.24)
где В1000 – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000Гц, м2, определяется в зависимости от объема помещения;
– частотный множитель, определяемый по справочным таблицам (изменяется от 0,5 до 6 в зависимости от объема помещения и частоты звука). Максимальное звукопоглощение можно получить при облицовке не менее 60% площади помещения.
Частичную изоляцию рабочих мест можно осуществить с помощью экранов.
Метод экранирования применяют, когда другие методы малоэффективны или неприемлемы с технико-экономической точки зрения. Экран представляет собой препятствие на пути распространения воздушного шума, за которым возникает звуковая тень (рис. 2.5.3.). Материалом для изготовления экранов являются стальные или алюминиевые пластины толщиной 1…3 мм, покрытые со стороны источника шума звукопоглощающим материалом. Акустическая эффективность экрана зависит от его формы, размеров, расположения относительно источника шума и рабочего места. Эффективность kэ экрана
, (2.5.25)
где, - частота; h – высота экрана; r – расстояние от экрана до рабочего места;
l – ширина экрана; d – расстояние от экрана до источника шума.
Эффективность звукопоглощения экрана зависит от отношения расстояния между источником и расчетной точкой ( l ) к длине ( А ), ширине ( В ) и высоте ( H ) помещения. Эффективная работа экрана будет обеспечена при l/A, l/B, l/H меньше 0,5. При величине отношения равной 1 применение экрана мало эффективно. Эффективность можно повысить за счет увеличения размеров экрана и приближения его как можно ближе к источнику шума. Английская фирма «Акустикэбс» разработала шумопоглощающий экран для промышленных зданий. Его можно использовать как временную перегородку для изоляции помещений.
Для борьбы с шумом используют также подвесные или штучные звукопоглотители, кубической или конической формы, выполненные из перфорированной фанеры, пластмассы, металла, заполненных пористым звукопоглощающим материалом. Эффективность звукопоглощения оценивается площадью звукопоглощения. Одним из направлений звукоизоляции является применение звукоизолирующих кабин, позволяющих дистанционно управлять производством. В качестве звукоизолирующих кабин рекомендуется использовать типовые стационарные железобетонные кабины для санузла жилых зданий. Их устанавливают непосредственно на пол на резиновых амортизаторах. Внутри проводят облицовку звукопоглощающими плитами и производят двойное остекление. При проектировании производственных помещений необходимо помнить, что с увеличением объема помещения уменьшается уровень шума. Однако, на звукопоглощение большое значение оказывает высота (H) помещения чем его объем. При отношении расстояния между источником шума и расчетной точкой (l) к высоте помещения (H), равной l/H = 0,5, звукопоглощение составляет 2…4 дБ; при l/H = 2…10 дБ; при l/H = 6…12 дБ.
При недостаточности указанных выше мер по снижению уровня шума до допустимых значений применяют комплексную звукоизоляцию. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов (рис. 2.5.5; 2.5.6).
Рис.2.4.5. Средства звукоизоляции:
1 - звукоизолирующее ограждение; 2 - звукоизолирующие кабины и пульты управления;
3 - звукоизолирующие кожухи; 4 – акустические экраны; ИШ - источник шума
Сущность комплексной звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него. За счет многократного отражения и экранирования рабочего места уровень понижается до допустимого значения.