Звукоизоляция. Характеристики звукоизолирующих

Введение. Проблема шума в жизни человека

Огромное многообразие звуков, исходящих от пролетающих самолетов, железнодорожного, водного, автомобильного транспорта, промышленных и бытовых объектов наносит серьезный вред здоровью человека. Знаменитый микробиолог Р. Кох предрекал: "Когда-нибудь человек будет бороться с шумом так же, как некогда боролся с холерой или чумой". В современных исследованиях доказано, что одним из факторов возникновения стресс-зависимых заболеваний является шум. В наше время человек создал такое количество всевозможных технических объектов и технологий, что проблема борьбы с шумом во всем мире стала одной из важнейших. Шум нарушает естественную гармонию человека со средой обитания.

Создание новых видов техники с форсированными параметрами по скорости, мощности, нагрузкам, появление новых отраслей промышленности и интенсификация уже существующих технологий сопровождается значительным расширением спектра шумового воздействия. Физиологи и гигиенисты определяют шум как звук, оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью.

Причиной шума в зданиях являются как внутренние, так и внешние источники. Внутренними источниками шума в зданиях различного назначения является работающее технологическое и инженерное оборудование. К внешним источникам шума относят транспортные потоки на улицах, железнодорожный, водный и воздушный транспорт, промышленные и энергетические предприятия и их отдельные установки.

Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы, в связи со значительным развитием городского и личного транспорта, возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значение.

1. Физиологическое воздействие шума на человека

Производственный шум –это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения.

Акустические колебанияв диапазоне 16–20000 Гц, воспринимаемые органами слуха человека, называются звуковыми. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

Интерес представляют, прежде всего, шумы, распространяемые звуковыми волнами в воздушной среде.

Шум служит фактором сенсорной и информативной перегрузки и является типичным стресс-фактором. Акустический дискомфорт отрицательно сказывается на самочувствии и работоспособности людей. Установлено, что шум, уровень интенсивности которого превышает 60 дБА, тормозит нормальную пищеварительную деятельность желудка. Исследования подтверждают влияние шума на производственную деятельность человека. Так, доказано, что снижение производительности труда под воздействием шума может достигать до 20 %, а потеря трудовых ресурсов до 5 % в год. Временное, а иногда и постоянное повышение кровяного давления, раздражительность, ухудшение работоспособности, душевная депрессия и др. – последствия вредного влияния шума. Другими словами шум, постоянно воздействуя на человека, всегда ухудшает его соматическое и психическое состояние.

Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности и (или) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (нейросенсорная тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости (табл. 1).

Особое место в патологии органа слуха занимают поражения, обусловленные воздействием сверхинтенсивных шумов и звуков. Их кратковременное действие может вызвать полную гибель спирального органа и разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и резкой болью в ушах. Исходом баротравмы нередко бывает полная потеря слуха. В производственных условиях такие случаи встречаются чрезвычайно редко, в основном при аварийных ситуациях или взрывах.

Таблица 1 – Снижение чувствительности органов слуха человека

Степень потери слуха	В области речевых частот	На частоте 4000 Гц
I степень (легкое снижение слуха)	10 - 20 дБ	20 - 60 дБ;
II степень (умеренное снижение слуха)	21 - 30 дБ	20 - 65 дБ
III степень (значительное снижение слуха)	31 - 45 дБ	20 - 78 дБ

Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного (более 80 дБА) шума, затрачивает в среднем на 10–20 % больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне шума ниже 70 дБА. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д.

При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается. Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности.

В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов:

· снижение слуховой чувствительности;

· изменение функции пищеварения, выражающейся в понижении кислотности;

· сердечно-сосудистая патология;

· нейроэндокринные расстройства.

Знание физических закономерностей процесса излучения и распространения шума позволит принимать грамотные решения, направленные на снижение его негативного воздействия на человека.

Физические закономерности распространения звука

Звук – это механические колебания, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах.

Основными параметрами звука являются:

· звуковое давление P_зв, Па;

· интенсивность звука I, Вт/м².

· длина звуковой волны λ, м;

· скорость распространения волны , м/с;

· частота колебаний f, Гц.

Скорость распространения звуковой волны (м/с) – это физическое свойство среды.

Частота f (Гц) и длина волны l (м) связаны между собой простым волновым уравнением:

, (1)

где – скорость звуковой волны в данной среде, м/с. Скорость звука в воздухе составляет примерно 330 м/с., в жидкостях и в твердых телах она больше.

Звуковые колебания в воздухе приводят к его сжатию и разрежению. В областях сжатия давление воздуха возрастает, а в областях разрежения понижается.

Разность между давлением, существующем в возмущенной среде P_ср в данный момент, и атмосферным давлением P_атм, называетсязвуковым давлением Р_зв.

В акустике этот параметр является основным, через который определяются все остальные.

(2)

Звуковая волна является носителем энергии в направлении своего движения. Количество энергии, переносимой звуковой волной за одну секунду через сечение площадью 1 м², перпендикулярное направлению движения, называетсяинтенсивностью звука.

Поверхность тела, совершающая колебания, является излучателем (источником) звуковой энергии, который создает акустическое поле.

Акустическим полем называют область упругой среды, которая является средством передачи акустических волн.

Акустическое поле характеризуется:

· звуковым давлением P_ЗВ, Па;

· акустическим сопротивлением Z_A, Па×с/м.

Акустическое сопротивление среды – отношение звукового давления P_зв к скорости колебания частиц среды.

Энергетическими характеристиками акустического поля являются:

· интенсивность I, Вт/м²;

· мощность звука W, Вт.

Мощность звука – количество энергии, проходящей за единицу времени через охватывающую источник звука поверхность.

Все перечисленные величины взаимосвязаны и зависят от свойств среды, в которой распространяется звук.

Если акустическое поле не ограничено поверхностью и распространяется практически до бесконечности, то такое поле называют свободным акустическим полем.

В ограниченном пространстве (например, в закрытом помещении) распространение звуковых волн зависит от геометрии и акустических свойств поверхностей, расположенных на пути распространения волн.

Процесс формирования звукового поля в помещении связан с явлениями реверберации и диффузии.

Если в помещении начинает действовать источник звука, то в первый момент времени имеем только прямой звук (рис. 1). По достижении волной звукоотражающей преграды картина поля меняется из-за появления отраженных волн. Если в звуковом поле поместить предмет, размеры которого малы по сравнению с длиной звуковой волны, то практически не наблюдается искажения звукового поля. Для эффективного отражения необходимо, чтобы размеры отражающей преграды были больше или равны длине звуковой волны.

В помещении, где установлен источник звука (1), интенсивность звука в любой точке складывается из интенсивности прямого звука I_пр и звука многократно отражённого от стен помещения I_отр.

Рисунок 1 – Распространение звука в помещении с точечным источником звука

Отражённый звук упрощённо считается диффузным, то есть имеющим одинаковую плотность звуковой энергии во всех точках помещения, а прямой звук спадает с расстоянием от источника.

Таким образом, интенсивность суммарного звука

. (3)

Звуковое поле, в котором возникает большое количество отраженных волн с различными направлениями, в результате чего удельная плотность звуковой энергии одинакова по всему полю, называетсядиффузным полем.

После прекращения действия источника излучения звука акустическая интенсивность звукового поля уменьшается до нулевого уровня в течение длительного времени. Любое звуковое поле как элемент колеблющейся среды обладает собственной характеристикой затухания звука– реверберацией ("послезвучание").

Человек ощущает звук в широком диапазоне звуковых давлений P_зв (интенсивностей I).

Стандартным порогом слышимости называют эффективное значение звукового давления (интенсивности), создаваемого гармоническим колебанием с частотой f = 1000 Гц, едва слышимым человеком со средней чувствительностью слуха.

Стандартному порогу слышимости соответствует звуковое давление P₀=2*10^-5 Па или интенсивность звука I₀=10^-12 Вт/м².

Верхний предел звуковых давлений, ощущаемых слуховым аппаратом человека, ограничивается болевым ощущением и принят равным

Величина слухового ощущения L при превышении звуковым давлением P_ЗВ стандартного порога слышимости определяется по закону психофизики Вебера - Фехнера:

, (4)

где q – некоторая постоянная, зависящая от условий проведения эксперимента.

С учетом психофизического восприятия звука человеком для характеристики значений звукового давления P_зв и интенсивности I были введены логарифмические величины – уровни L (с соответствующим индексом), выраженные в безразмерных единицах – децибелах, дБ, названных в честь Грейма - Бела (увеличение интенсивности звука в 10 раз соответствует 1 Белу (Б): 1Б = 10 дБ).

Уровень звукового давления определяется по формуле

дБ, (5)

где Р – среднеквадратичная величина звукового давления, Па;

Р₀ – нижний порог чувствительности звукового давления в воздухе, равное 2·10^-5 Па.

Уровень интенсивности звука определяется по формуле

дБ, (6)

где I – среднеквадратичная величина интенсивности звука, Вт/м²;

I₀ – нижний порог восприятия интенсивности звука, равное 10^-12 Вт/м².

Следует отметить, что при нормальных атмосферных условиях

По аналогии были введены также и уровни звуковой мощности

дБ (7)

где – нижний порог чувствительности звуковой мощности на частоте 1000 Гц,

Нормирование уровня шума

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются по ГОСТ 12.1.003–83 [5] и СН 2.2.4/2.1.8.562–96 [10].

Измерение, анализ и регистрация спектра шума производятся специальными приборами – шумомерами. Поскольку ухо менее чувствительно к низким и более чувствительно к высоким частотам, для получения показаний, соответствующих восприятию человека, в шумомерах используют систему корректированных частотных характеристик – шкалы А, В, С, D и линейную шкалу, которые отличаются по восприятию. В практике применяется в основном шкала А.

Знать частотный состав шума необходимо для разработки эффективных мероприятий по борьбе с ним, так как звуки с длинными и короткими волнами ведут себя различно. Для целей гигиенического нормирования используют октавные полосы частот, а для технических целей – третьоктавные полосы.

Для того чтобы разбить всю частотную полосу на октавные полосы используется следующая закономерность:

(8)

где fн, fв – нижняя и верхняя граничные частоты каждой октавы,

для третьоктавных полос:

. (9)

Для обозначения октавных полос используется среднегеометрическая fср октавная (третьоктавная) полоса частот, которая определяется по формуле

. (10)

Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. [10]

Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления L_P в децибелах (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые по формуле (5).

Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука, измеренный по шкале А шумомера на временной характеристике «медленно». Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха. Уровень звука, измеренный по шкале А шумомера, обозначается дБА и определяется по формуле

, (11)

где Р_А – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера, Па.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука L_Аэкв в дБА, измеряемый по шкале А шумомера на частоте 1000 Гц.

Эквивалентный по энергии уровень звука L_Аэкв в дБА данного непостоянного шума – это уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же неблагоприятное воздействие, что и непостоянный шум в течение определенного интервала времени, и который определяют по формуле

(12)

где Р_А(t) – текущее значение среднеквадратичного звукового давления непостоянного шума с учётом коррекции А шумомера, Па;

Р₀ – нижний порог чувствительности звукового давления (в воздухе Р₀ = 2×10^-5 Па);

Т – время действия шума, ч.

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест, разработанные с учетом категорий тяжести и напряженности труда, представлены в табл. 2 [10]

№ пп	Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
№ пп	Вид трудовой деятельности, рабочее место	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Творческая и научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность. Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2	Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно-управленческая деятельность; рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях	93	79	70	68	58	55	52	52	49	60
3	Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65

Таблица 2 – Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест

Окончание таблицы 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
4	Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
5	Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1-4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Автобусы, грузовые, легковые и специальные автомобили
6	Рабочие места водителей и обслуживающего персонала грузовых автомобилей	100	87	79	72	68	65	63	61	59	70
7	Рабочие места водителей и обслуживающего персонала (пассажиров) легковых автомобилей и автобусов	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
Сельскохозяйственные машины и оборудование, строительно-дорожные, мелиоративные и др. аналогичные виды машин
8	Рабочие места водителей и обслуживающего персонала тракторов, самоходных шасси, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин, строительно-дорожных и др. аналогичных машин	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Методы борьбы с шумом

Методы борьбы с шумом регламентируются по ГОСТ 12.1.029-80 [6] и СНиП 23-03-2003 [11].

Шум, в зависимости от источника, подразделяют на механический (вибрационный), аэродинамический, электромагнитный, гидродинамический. При разработке средств, снижающих шум на пути его распространения, необходимо учитывать особенности этих путей, а именно, выделять воздушный шум (передающийся по воздуху) и структурный шум (распространяющийся по элементам строительных конструкций здания).

Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы:

· уменьшение уровня шума в источнике его возникновения;

· ослабление шума на путях передачи (звукопоглощение, звукоизоляция, установка глушителей шума);

· рациональное размещение оборудования;

· применение средств индивидуальной защиты.

Классификация средств коллективной защиты от шума представлена на рис. 2.

Рисунок 2 – Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебанийкак всего механизма, так и отдельных его деталей. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы безударными, применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей, повышать класс точности обработки деталей и шестерен; заменять возвратно-поступательные движения вращательными, штамповку прессованием, клепку сваркой, обрубку резкой, прямозубые шестерни на косозубые и шевронные (позволяет снизить уровень звука до 5 дБА).

Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения подшипниками скольжения (шум снижается на 10–15 дБА), зубчатых и цепных передач клиноременными или зубчато-ременными передачами (шум снижается на 10–15 дБА), металлических деталей – деталями из пластмасс.

Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

К архитектурно-планировочнымметодам защиты от шума относят:

· рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов (концентрация цехов с большим уровнем шума и удаление их от других производственных помещений);

· рациональное размещение технологического оборудования, рабочих мест;

· рациональное акустическое планирование зон и режима работы шумного оборудования, движения транспортных средств и транспортных потоков;

· создание шумозащитных зон в различных местах нахождения человека;

· лесные насаждения (уменьшают шум на 10 – 15 дБ).

Интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука, который может быть уменьшен за счет увеличения площади звукопоглощения помещения, т.е. необходимо применять:

· покрытие внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими облицовками. Такая акустическая обработка помещений позволяет снизить уровень звука до 45 дБА;

· размещение в помещениях штучных звукопоглотителей (объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешенные к потолку).

К организационно-техническим методам защиты от шума относят:

· применение малошумных технологических процессов путем изменения технологии производства, способов обработки, транспортирования материала;

· оснащение шумных машин средствами дистанционного управления (снижает шум на 20–30 дБА);

· применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;

· устройство экранов (с покрытием их звукоизолирующими материалами) между машиной и рабочим местом;

· совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;

· использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях;

· сокращение времени нахождения в шумовых условиях;

· гигиенический контроль уровней шума на рабочих местах.

Организационно-технические методы обеспечивают снижение уровня звука на 5–10 дБА.

В тех случаях, когда перечисленные методы не обеспечивают необходимого снижения шума, применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ) – противошумы.

Противошумы по ГОСТ 12.4.011–89 [8] подразделяются на три типа:

· наушники (рис. 3), закрывающие ушную раковину. В зависимости от частоты они обеспечивают снижение шума на 7–47 дБ. Наиболее эффективно наушники обеспечивают защиту на высоких частотах;

· вкладыши (рис. 3), перекрывающие наружный слуховой канал (беруши). В зависимости от частоты они обеспечивают снижение уровня шума на 5–20 дБ. Их изготавливают из специального ультратонкого волокна, а также из резины или эбонита;

· шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину. Применяют при очень высоких уровнях шума (более 120 дБ).


Наушники противошумные «Комфорт»	Вкладыши (беруши)

Рисунок 3 – Средства индивидуальной защиты органов слуха

Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума.

На предприятиях зоны звука выше 80 дБА должны обозначаться знаками безопасности и работающие в этих зонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБА в любой полосе частот.

В технических условиях на машины и паспорта должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.050-86 [7].

Важным для снижения опасного воздействия шума на организм человека является периодическое медицинское обследование состояния здоровья и лечебно-профилактические мероприятия.

В данной работе более подробно рассмотрены акустические средства защиты от шума: звукоизоляция, звукопоглощение, глушители шума.

Звукоизоляция. Характеристики звукоизолирующих

Конструкций

Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение.

Например, защитным устройством является кожух, которым закрывают машины и механизмы, или кабина, в которой находится оператор, управляющий рабочим процессом. Стенки кожухов и кабин изготовляют из листового проката и покрывают изнутри звукопоглощающим материалом.

Изоляция воздушного звука зависит в первую очередь от плотности применяемого в конструкции материала ρ, его модуля упругости Е и коэффициента внутренних потерь η. Основнымизвукоизолирующими 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. 4).

Рисунок 4 – Примеры звукоизолирующих конструкций:

а – однослойная; б – многослойные

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

4.2. Звукоизолирующие кабины

Звукоизолирующие кабины следует применять в промышленных цехах и на территориях, где допустимые уровни превышены, для защиты от шума рабочих и обслуживающего персонала. В звукоизолирующих кабинах следует располагать пульты контроля и управления технологическими процессами и оборудованием, рабочие места мастеров и начальников цехов.

В зависимости от требуемой звукоизоляции кабины могут быть запроектированы из обычных строительных материалов (кирпича, железобетона и т.п.) или иметь сборную конструкцию, собираемую из заранее изготовленных конструкций из стали, алюминия, пластика, фанеры и других листовых материалов на сборном или сварном каркасе.

Звукоизолирующие кабины следует устанавливать на резиновых виброизоляторах для предотвращения передачи вибраций на ограждающие конструкции и каркас кабины.

Внутренний объем кабины должен составлять не менее 15 м³ на одного человека. Высота кабины (внутри) – не менее 2,5 м. Кабина должна быть оборудована системой вентиляции или кондиционирования воздуха с необходимыми глушителями шума. Внутренние поверхности кабины должны быть на 50–70 % облицованы звукопоглощающими материалами.

Двери кабины должны иметь уплотняющие прокладки в притворе и запорные устройства, обеспечивающие обжатие прокладок.

Звукоизолирующие кожухи

Звукоизолирующие ограждения машин и технологического оборудования, звукоизолирующие кожухи, выполненные из тонколистовых материалов (металлов, пластиков, стекла и т.п.), следует применять для снижения уровней шума на рабочих местах, расположенных непосредственно у источника шума, где применение других строительно-акустических мероприятий нецелесообразно.

Этот способ зашиты от шума является более действенным, чем другие cтроительно-акустические способы (применение звукопоглощающих облицовок, экранов, выгородок и 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; в этом случае кожухи практически, единственные средства, снижения шума.

Звукоизолирующий кожух целесообразно применять в тех случаях, когда создаваемый агрегатом (машиной) шум в расчетной точке превышает допустимое значение на 5 дБ и более хотя бы в одной октавной полосе, а шум всего остального технологического оборудования в той же октавной полосе (в той же расчетной точке) на 2 дБ и более ниже допустимого.

Кожух из металла следует покрывать вибродемпфирующим материалом (листовым или в виде мастики), толщина покрытия должна быть в 2–3 раза больше толщины стенки. Для повышения эффективности применения кожухов их внутренние поверхности должны быть облицованы звукопоглощающими материалами толщиной 40–50 мм.

4.3.1. Пути проникновения шума через кожухи

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.

Кожух не должен иметь непосредственный контакт с агрегатом и трубопроводами. Технологические и вентиляционные отверстия должны быть снабжены глушителями и уплотнителями.

4.3.2. 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 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, поэтому 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.

Экраны и выгородки

Экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочими местами персонала (не связанного непосредственно с обслуживанием данного источника), следует применять для защиты рабочих мест от прямого звука. Применение экранов достаточно эффективно только в сочетании со звукопоглощающими конструкциями.

Выгородка представляет собой экран, окружающий источник шума со всех сторон. Выгородки целесообразно применять для источника (источников) шума, уровни звуковой мощности которого на 15 дБ и более выше, чем у остальных источников шума.

Варианты экранов и выгородка представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Формы акустических экранов

а) плоский; б) П-образный; в) выгородка;

ИШ – источник шума; 1 – экран; 2 – расчетная точка

Экраны следует применять для снижения уровней звукового давления на рабочих местах в зоне действия прямого звука и в промежуточной зоне. Устанавливать экраны следует по возможности ближе к источнику шума.

Экраны следует изготавливать из твердых листовых материалов или отдельных щитов с обязательной облицовкой звукопоглощающими материалами поверхности, обращенной в сторону источника шума.

Экраны могут быть в плане плоскими (рис. 5а) и П-образной формы (рис. 5б),в этом случае их эффективность повышается. Если экран окружает источник шума, он превращается в выгородку (рис. 5в), в этом случае его эффективность приближается к эффективности бесконечного экрана с высотой H. Линейные размеры экранов должны быть по крайней мере в три раза больше линейных размеров источника шума.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1002; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!