4.4. Октавные уровни звукового давления L в дБ в расчетных точках помещений, в которых несколько источников шума, следует определять:
а) в зоне прямого и отраженного звука по формуле
Октавный уровень звуковой мощности в дБ, создаваемой i-тым источником шума;
То же, что и в формулах (1) и (2), но для i-го источника шума;
m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (т.е. источников шума, для которых , где - расстояние в м от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума);
n - общее количество источников шума в помещении;
B и - то же, что и в формулах (1) и (3);
б) в зоне отраженного звука по формуле
(6)
Первый член в формуле (6) следует определять, суммируя уровни звуковой мощности источников шума по табл. 5, а если все источники шума имеют одинаковую звуковую мощность , то
Таблица 5
|
Разность двух складываемых уровней в дБ |
||||||||||||||
|
Добавка к более высокому уровню, необходимая для получения суммарного уровня в дБ |
||||||||||||||
|
Примечание. При пользовании табл. 5 следует последовательно складывать уровни в дБ (звуковой мощности или звукового давления), начиная с максимального. Сначала следует определять разность двух складываемых уровней, затем соответствующую этой разности добавку. После этого добавку следует прибавить к большему из складываемых уровней. Полученный уровень складывают со следующим и т.д. |
||||||||||||||
4.5. Октавные уровни звукового давления L в дБ в расчетных точках, если источник шума и расчетные точки расположены на территории жилой застройки или на площадке предприятия, следует определять по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности в дБ источника шума;
Ф - то же, что в формулах (1) и (2);
r - расстояние в м от источника шума до расчетной точки;
Пространственный угол излучения звука, принимаемый для источников шума, расположенных:
в пространстве -
на поверхности территории или ограждающих конструкций зданий и сооружений -
в двухгранном углу, образованном ограждающими конструкциями зданий и сооружений, -
Затухание звука в атмосфере в дБ/км, принимаемое по табл. 6.
определять по формуле (7), если расчетные точки расположены на расстояниях
r в м, больших удвоенного максимального размера источника шума.
2. При расстоянии м затухание звука в атмосфере в расчетах не
учитывается.
Таблица 6
|
Среднегеометрические частоты октавных полос в Гц |
||||||||
4.6. Октавный уровень звуковой мощности шума в дБ, прошедшего через преграду (ограждающую конструкцию помещения) (рис. 4, а, б) или канал, соединяющий два помещения или помещение с атмосферой, если шум создается источником в помещении (рис. 4, в), следует определять по формуле
где L - октавный уровень звукового давления в дБ у преграды, определяемый согласно указаниям примеч. 3 и 4 к настоящему пункту;
Площадь преграды в кв.м;
Снижение уровня звуковой мощности шума в дБ при прохождении звука через преграду, определяемое согласно указаниям примеч. 1 и 2 к настоящему пункту;
Поправка в дБ, учитывающая характер звукового поля при падении звуковых волн на преграду, определяемая согласно указаниям примеч. 3 и 4 к настоящему пункту.
Примечания: 1. Если преградой является ограждающая конструкция
помещения, то , где R - изоляция воздушного шума ограждающей
конструкцией в октавной полосе частот, определяемая согласно требованиям
раздела 6 настоящих норм.
2. Если преградой является канал с площадью входного отверстия ,
то равно суммарному снижению звуковой мощности в октавной полосе в
канале, определяемому согласно требованию раздела 8 настоящих норм.
3. При падении звуковых волн на преграду из атмосферы = 0, а L
следует определять по формулам (7) и (11).
Рис.4. Схема размещения источников шума и расчетных точек
ИШ -источник шума; РТ - расчетная точка; А - промежуточная точка; I - помещение
с источниками шума; II - атмосфера; III - защищаемое от шума помещение
4.7. Октавный уровень звуковой мощности шума в дБ, прошедшего через канал, если шум излучается источником непосредственно в канал, соединенный с другим помещением или с атмосферой (рис. 5), следует определять по формуле
где - уровень звуковой мощности в дБ, излучаемой источником шума в канал, определяемый в соответствии с указаниями разделов (8) и (9) настоящих норм;
Суммарное снижение октавного уровня звуковой мощности в дБ по пути распространения звука.
Рис. 5. Схема расположения источника (ИШ), излучающего шум в канал, и расчетной точки (РТ),
расположенной в защищаемом от шума помещении в другом здании
Расстояние от выходного отверстия канала до наружного ограждения защищаемого от шума помещения;
Расстояния от центра излучающей поверхности до наружного ограждения защищаемого от шума помещения
Суммарное снижение октавного уровня звуковой мощности источника шума по пути распространения звука в дБ следует определять:
при излучении звука через выходное отверстие канала - в соответствии с указаниями раздела 8 настоящих норм как сумму уровней звуковой мощности в элементах канала или системы каналов, например, сети вентиляционных воздуховодов;
при излучении звука через стенки канала - по формуле
Снижение октавного уровня звуковой мощности в дБ по пути распространения звука между источником шума и начальным сечением участка канала, через который излучается шум, определяемое согласно требованиям раздела 8 настоящих норм;
Площадь в кв.м поперечного сечения канала;
Площадь в кв.м наружной поверхности стенок канала, через которую излучается шум;
Изоляция воздушного шума в дБ стенками канала;
Снижение уровня звуковой мощности в дБ по длине рассматриваемого участка канала, определяемое согласно требованиям раздела 8 настоящих норм.
4.8. Октавные уровни звуковой мощности в дБ шума, прошедшего через преграду в защищаемое от шума помещение, если источники шума находятся в помещении, расположенном в другом здании (рис. 5), следует определять последовательно.
Сначала следует определить октавные уровни звуковой мощности шума в дБ, прошедшего через различные преграды из помещения с источником (или несколькими источниками) шума в атмосферу, по формулам (8) и (9). Затем следует определить октавные уровни звукового давления шума в дБ в промежуточной расчетной точке А у наружной ограждающей конструкции помещения, защищаемого от шума по формуле (7), заменив в ней L на , а на . После этого следует определить суммарные октавные уровни звукового давления в дБ в точке А по формуле (11), а затем определить октавные уровни звуковой мощности шума, прошедшего в защищаемое от шума помещение, ПР в дБ по формуле (8), заменив в ней L на и приняв =0.
4.9. Октавные уровни звукового давления в расчетной точке в дБ, прошедшего через преграду, следует определять по формулам (3), (6) или (7), заменив в них L на и на .
4.10. Октавные уровни звукового давления от нескольких источников шума в дБ следует определять как сумму уровней звукового давления в дБ в выбранной расчетной точке от каждого источника шума (или каждой преграды, через которую проникает шум в помещение или в атмосферу) по формуле
Для упрощения расчетов суммирование уровней звукового давления следует производить по табл. 5 аналогично суммированию уровней звуковой мощности источников шума.
4.11. Октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке для прерывистого шума от одного источника следует определять по формулам (1) - (3) или (7) для каждого отрезка времени в мин, в течение которого значение октавного уровня звукового давления в дБ остается постоянным, заменив в указанных формулах L на .
Затем следует определить эквивалентный октавный уровень звукового давления в дБ за общее время воздействия шума T в мин по формуле
(12)
где - время в мин, в течение которого значение уровня звукового давления в дБ остается постоянным;
Постоянное значение октавного уровня звукового давления в дБ прерывистого шума за время в мин;
T - общее время воздействия шума в мин.
Примечание. За общее время воздействия шума T в мин следует принимать:
в производственных помещениях - продолжительность рабочей смены;
на территориях, для которых установлены уровни шума, - продолжительность дня - (с 7 до 23 ч) или ночи (с 23 до 7 ч).
4.12. Октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке для импульсного шума от одного источника следует определять по формулам (1) - (3) или (7) для каждого отдельного импульса продолжительностью в мин с октавным значением звукового давления в дБ, заменив в указанных формулах L на .
Затем следует определить эквивалентный октавный уровень звукового давления в дБ за выбранный отрезок времени T в мин по формуле (12), заменив в ней на , а на .
4.13. Эквивалентные октавные уровни звукового давления в дБ в расчетной точке для прерывистого и импульсивного шумов от нескольких источников шума следует определять в соответствии с п. 4.10 настоящих норм, заменив на а на .
5. Определение требуемого снижения шума
5.1. Требуемое снижение октавных уровней звукового давления в дБ следует определять отдельно для каждого источника шума, если в расчетную точку поступает шум от нескольких источников шума.
Примечание. Данное правило не распространяется на определение требуемого снижения шума от источников шума в производственных помещениях (в цехах текстильной промышленности, деревообделочных, металлообрабатывающих и т.п.).
5.2. Требуемое снижение октавных уровней звукового давления в дБ в расчетной точке в помещении или на территории для одного источника шума или нескольких, отличающихся друг от друга по октавным уровням звукового давления менее чем на 10 дБ, следует определять:
а) для одного источника шума по формуле
б) для нескольких источников шума по формуле
где L и - октавные уровни звукового давления в дБ, создаваемые соответственно одним или отдельно рассматриваемым источником шума в расчетной точке, определяемые в соответствии с пп. 4.2 - 4.8 настоящих норм;
Допустимый октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке, определяемый в соответствии с пп. 3.4 и 3.5 настоящих норм;
n - общее количество принимаемых в расчет источников шума, определяемое в соответствии с пп. 5.4 и 5.5 настоящих норм.
5.3. Требуемое снижение октавных уровней звукового давления в дБ в расчетной точке в помещении или на территории от нескольких источников шума, отличающихся друг от друга по октавным уровням звукового давления более чем на 10 дБ, следует определять:
а) для каждого источника шума с более высокими уровнями звукового давления по формуле
где - общее количество источников шума с более высокими уровнями звукового давления;
б) для каждого источника шума с более низкими уровнями звукового давления по формуле
= 
, (16)
где n - общее количество принимаемых в расчет источников шума, определяемое в соответствии с пп. 5.4 и 5.5 настоящих норм.
5.4. В общее количество источников шума n при определении требуемого снижения октавных уровней звукового давления в дБ в расчетных точках, расположенных на территории жилой застройки или на площадках промышленных предприятий, следует включать все источники шума, находящиеся на этих территориях (агрегаты, установки и т.п.), а также количество элементов ограждающих конструкций зданий и сооружений (стены или окна, покрытия и др.), ориентированных в сторону расчетных точек, через которые шум из помещения попадает в расчетную точку, а также выходные отверстия (проемы) каналов и шахт, излучающих шум в атмосферу.
При определении в дБ для расчетных точек в помещении, защищаемом от внешних источников шума, в общее количество n принимаемых в расчет источников шума следует включать количество систем вентиляции с механическим побуждением, обслуживающих это помещение, а также количество элементов ограждающих конструкций, через которые шум проникает в помещение.
Примечание. Источники шума, находящиеся в защищаемом от шума помещении, в расчет принимать не следует, но величину увеличивать на 5 дБ.
5.5. В общем количестве источников шума n не следует учитывать те источники шума, которые создают в расчетной точке уровни звукового давления в дБ ниже допустимых на величину , в каждой октавной полосе, т.е. для которых выполняется соотношение
При этом величину в дБ следует определять по формуле
где - количество источников шума, уровни звукового давления которых по крайней мере на 10 дБ меньше .
5.6. При определении по формуле (7) октавных уровней звукового давления в дБ от различных источников шума для расчета требуемого снижения уровней звукового давления в дБ в расчетной точке по формулам (15) и (16) допускается расстояния до источников шума принимать одинаковыми и равными среднему арифметическому в случаях, когда 1,5 r мин для разных источников шума.
Для одинаковых по излучаемой мощности источников шума в этом случае достаточно рассчитать требуемое снижение уровня звукового давления для одного из источников, принимая
Тогда требуемое снижение уровня звукового давления в дБ будет одинаковым для всех источников шума.
5.7. Требуемое общее снижение октавных уровней звукового давления в дБ в помещениях с источниками шума при одновременной работе всех источников шума следует определять по формуле
где - октавный уровень звукового давления в расчетной точке от всех источников шума в дБ, определяемый в соответствии с пп.4.4 настоящих норм, заменяя L на ;
Допустимый октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке, определяемый в соответствии с пп. 3.4. и 3.5 настоящих норм.
6. Звукоизоляция ограждающих конструкций зданий
Нормы звукоизоляции ограждающих конструкций
6.1. Нормируемыми параметрами звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией в дБ и индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием в дБ.
6.2. Индекс изоляции воздушного шума в дБ ограждающей конструкцией с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой изоляции воздушного шума следует определять по формуле
где - поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией с нормативной частотной характеристикой изоляции воздушного шума (рис.6) по методике, изложенной в прил. 1.
Рис. 6. Нормативная частотная характеристика изоляции
воздушного шума ограждающей конструкцией
6.3. Индекс приведенного уровня ударного шума в дБ под перекрытием с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума следует определять по формуле
где - поправка, определяемая путем сравнения частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием с нормативной частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума (рис. 7) по методике, изложенной в прил. 1.
Рис. 7. Нормативная частотная характеристика приведенного уровня
ударного шума под перекрытием
6.4. Нормативные индексы изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями в дБ и приведенного уровня ударного шума под перекрытием в дБ жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий, следует принимать по табл. 7.
Таблица 7
|
Наименование и расположение ограждающей конструкции |
Индекс изоляции воздушного шума |
Индекс приведенного уровня ударного шума в дБ |
||||||||||
|
Жилые здания |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями квартир |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями квартир и неиспользуемыми чердачными помещениями |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями квартиры и подвалами, холлами и используемыми чердачными помещениями |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями квартир и расположенными внизу магазинами |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями квартиры и расположенными внизу ресторанами, спортивными залами, кафе и другими подобными помещениями |
||||||||||||
|
Перекрытия между комнатами в двухэтажной квартире |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие помещения культурно-бытового обслуживания общежитий друг от друга и от помещений общего пользования (холлы, вестибюли, коридоры) |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между квартирами, между помещениями квартиры и лестничными клетками, холлами, коридорами, вестибюлями |
||||||||||||
|
Стены между помещениями квартиры и магазинами |
||||||||||||
|
Стены между помещениями квартиры и ресторанами, спортивными залами, кафе и другими подобными помещениями |
||||||||||||
|
Перегородки без дверей между комнатами, между кухней и комнатой в квартире |
||||||||||||
|
Перегородки между комнатами и санитарным узлом одной квартиры |
||||||||||||
|
Входные двери квартир, выходящие на лестничные клетки, в холлы, вестибюли и коридоры |
||||||||||||
|
Лестничные клетки и марши. |
||||||||||||
|
* Требование следует предъявлять к передаче ударного шума в помещение, защищаемое от шума при ударном воздействии на пол не защищаемого от шума помещения. |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие помещения культурно-бытового обслуживания общежитий друг от друга и от помещений общего пользования (холлы, вестибюли, лестничные клетки) |
||||||||||||
|
Гостиницы Перекрытия между номерами: |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие номера от помещений общего пользования (вестибюли, холлы, буфеты): |
||||||||||||
|
" " второй " |
||||||||||||
|
* Требование следует предъявлять к передаче ударного шума в помещение, защищаемое от шума при ударном воздействии на пол не защищаемого от шума помещения. |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие номера от ресторанов, кафе, столовых, кухонь: |
||||||||||||
|
" " второй " |
||||||||||||
|
* Требование следует предъявлять к передаче ударного шума в помещение, защищаемое от шума при ударном воздействии на пол не защищаемого от шума помещения. |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между номерами: |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие номера от помещений общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы, буфеты): |
||||||||||||
|
" " второй " |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие номера от ресторанов, кафе, столовых, кухонь: |
||||||||||||
|
" " второй " |
||||||||||||
|
Здания управлений, партийных и общественных организаций Перекрытия между рабочими комнатами, кабинетами, секретариатами и отделяющие рабочие комнаты, кабинеты, секретариаты от помещений общего пользования (вестибюли, холлы) |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие рабочие комнаты, кабинеты от рабочих не защищаемых от шума помещений (машбюро, телетайпные залы и т.п.) |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между рабочими комнатами |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие рабочие комнаты, секретариаты от помещений общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы) и рабочих, не защищаемых от шума помещений |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие кабинеты от рабочих, не защищаемых от шума помещений и помещений общего пользования |
||||||||||||
|
Больницы и санатории Перекрытия между палатами, кабинетами врачей |
||||||||||||
|
Перекрытия между операционными и отделяющие операционные от палат и кабинетов |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие палаты, кабинеты врачей от помещений общего пользования (вестибюлей, холлов) |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие палаты, кабинеты от столовых, кухонь |
||||||||||||
|
*Требование следует предъявлять к передаче ударного шума в помещение, защищаемое от шума при ударном воздействии на пол не защищаемого от шума помещения. |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между палатами, кабинетами врачей |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между операционными и отделяющие операционные от других помещений. Стены и перегородки, отделяющие палаты и кабинеты от столовых, кухонь |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие палаты, кабинеты от помещений общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы) |
||||||||||||
|
Школы и другие учебные заведения Перекрытия между классными помещениями, учебными кабинетами и аудиториями и отделяющие классные помещения, учебные кабинеты и аудитории от помещений общего пользования (коридоры, вестибюли, холлы) |
||||||||||||
|
Перекрытия между музыкальными классами средних учебных заведений |
||||||||||||
|
Перекрытия между музыкальными классами высших учебных заведений |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между классными помещениями, учебными кабинетами и аудиториями и отделяющие классные помещения, учебные кабинеты и аудитории от помещений общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы, рекреации) |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между музыкальными классами средних учебных заведений и отделяющие их от помещений общего пользования (лестничные клетки, вестибюли, холлы, рекреации) |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между музыкальными классами высших учебных заведений |
||||||||||||
|
Детские ясли-сады Перекрытия между групповыми комнатами, спальнями и между другими детскими комнатами |
||||||||||||
|
Перекрытия, отделяющие групповые комнаты, спальни от кухонь |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между групповыми комнатами, спальнями и между другими детскими комнатами |
||||||||||||
|
Стены и перегородки, отделяющие групповые комнаты, спальни от кухонь. |
||||||||||||
|
Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий Перекрытия между помещениями для отдыха, учебных занятий, здравпунктами, рабочими комнатами управлений и конструкторских бюро, кабинетами, помещениями общественных организаций и отделяющие эти помещения от помещений общего пользования (вестибюлей, гардеробных) |
||||||||||||
|
Перекрытия между помещениями лабораторий, красных уголков, залами для собраний, столовыми и отделяющие эти помещения от помещений, указанных в поз.44 настоящей таблицы |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между рабочими комнатами управлений и конструкторских бюро, помещениями общественных организаций |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между помещениями для отдыха, учебных занятий, здравпунктами, отделяющие эти помещения от рабочих комнат управлений и конструкторских бюро, кабинетов, помещений общественных организаций и отделяющие все эти помещения от помещений общего пользования (вестибюли, гардеробные, лестничные клетки) |
||||||||||||
|
Стены и перегородки между помещениями лабораторий, красных уголков, залами для собраний, столовыми и отделяющие эти помещения от помещений, указанных в поз. 44 настоящей таблицы |
||||||||||||
|
Примечание. Значения индексов изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями и приведенного уровня ударного шума под перекрытиями для жилых комнат общежитий следует принимать те же, что и для ограждающих конструкций квартир в жилых домах. |
||||||||||||
Звуковое давление - меняющееся избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Уровень звукового давления – измеренное значение звукового давления, относительно опорного давления Рspl = 20 мкПа и соответствующему порогу слышимости звуковой волны частотой 1 кГц. Повышенный уровень звукового давления – причина возникновения шумового загрязнения. Для того, чтобы определить уровень звукового давления и определить мероприятия по его снижению производят специальный расчет:
Уровень звукового давления определяют в расчетных точках, выбираемых или на рабочих местах, или в зонах с постоянным пребыванием людей на высоте 1,5 м от пола. Причем в помещении с одним или несколькими одинаковыми источниками две точки, одну – на рабочем месте в зоне прямого звука, вторую – в зоне отраженного звука и в месте постоянного пребывания людей. Если в помещении имеется несколько источников, уровни звуковой мощности которых отличаются на 10 дБ и более, точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями.
Исходные данные для расчета:
Шумовые характеристики оборудования приведены заводом-изготовителем в документации. Это могут быть: октавные Lw , корректированные LwА , эквивалентные LwАэкв или максимальные LwАмакс корректированные уровни звуковой мощности. Допускаются характеристики в виде октавных уровней звукового давления L или уровней звука на рабочем месте Lд (на определенном расстоянии).
L , дБ, в расчетных точках помещений (с отношением наибольшего к наименьшему размеру не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле (1) L = Lw +10 lg ((χ Ф)/(Ω r²) + 4/kB) , где Lw - октавный уровень звуковой мощности, дБ;
χ - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние r меньше удвоенного максимального габарита источника (r<2lмакс ) (табличные данные);
Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1);
Ω - пространственный угол излучения источника, радиан (табличные данные);
r - размер от акустического центра источника шума до расчетной точки, м;
k - коэффициент искажения звукового поля в помещении (табличные данные, в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения αср );
B - акустическая константа помещения, м² , определяемая по формуле (2) B = A /(1- αcp ) ,
А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м² , определяемая по формуле:
Si -площадь i-й поверхности, м² ;
Аj - эквивалентная площадь звукопоглощения j-го искуственного поглотителя, м² ;
nj - количество j-ых искуственных поглотителей, шт.;
αcp - средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле (4) αcp = A /Sогр ,
Sогр - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м² .
Граничный радиус r гр , м , в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле (5) r гр =√(B /4 Ω)
Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле (6) r гр =√В/8π =√В/25,12
Расчетные точки на расстоянии до 0,5 r гр считают находящимися в зоне прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (7) L = Lw +10 lg Ф + 10 lg χ – 20 lg r – 10 lg Ω.
Расчетные точки на расстоянии более 2 r гр считают находящимися в зоне отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (8) L = Lw - 10 lg B – 10 lg k + 6.
Октавные уровни звукового давления L, дБ , в расчетных точках помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле:
где Lwi - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;
χi, Фi, ri -то же, что и в формулах (1) и (6), но для i-го источника;
m - число источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии ri ≤ 5 rмин , где rмин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);
n - общее число источников шума в помещении;
k и В - то же, что и в формулах (1) и (8).
Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность Lwi , то
Если источник шума и расчетная точка расположены в одном помещении, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках следует определять: при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) - по формуле (11)
L = Lw – 20 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω;
при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле (12)
L = Lw – 15 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω ;
где Lw, r, Ф, Ω - то же, что и в формулах (1) и (7);
βа - затухание звука в атмосфере, дБ/км (табличные данные).
При расстоянии r ≤ 50 м затухание звука в атмосфере не учитывают.
Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках в изолируемом помещении, проникающие через ограждающую конструкцию из соседнего помещения с источником (источниками) шума или с территории, следует определять по формуле (13)
L = Lш – R + 10 lg S – 10 lg Bи – 10 lg k,
где Lш - октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по формулам (1), (8) или (9); при шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления Lш снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (11) или (12);
R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;
S - площадь ограждающей конструкции, м² ;
Ви - акустическая постоянная изолируемого помещения, м² ;
k - то же, что и в формуле (1).
Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле:
где Si - площадь i-й части, м² ;
Ri - изоляция воздушного шума i-й частью, дБ.
Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией (R1>R2 ), R определяют по формуле:
При R1>>R2 и определенном соотношении S1/S2 допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения R2 и ее площадь S2 .
Эквивалентный и максимальный уровни звука LA , дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле (16) L = LA2м – RАтран.о + 10 lg So – 10 lg Bи – 10 lg k,
Где LA2м - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБ;
RАтран.о - изоляция внешнего транспортного шума окном, дБ;
So - площадь окна (окон), м² ;
Bи - акустическая постоянная помещения, м² (в октавной полосе 500 Гц);
k - то же, что и в формуле (1).
Для жилых и административных помещений, гостиниц, общежитий площадью до 25 м² LA , дБ, определяют по формуле (17) LA = LA2м – RАтран.о – 5.
Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:
1) определяют октавные уровни звуковой мощности шума Lwпр , дБ , прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле.
Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещениях с одним источником шума или с несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, другая - в зоне отраженного звука на месте постоянного пребывания людей, не связанных непосредственно с работой данного источника.
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. В помещении с групповым размещением однотипного оборудования расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями.
Исходными данными для акустического расчета являются:
план и разрез помещения с расположением технического и инженерного оборудования и расчетных точек;
(материал, толщина, плотность и др.);сведения о характеристиках ограждающих конструкций помещения
шумовые характеристики и геометрические размеры источников шума.
Шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования в виде октавных уровней звуковой мощности, корректированных уровней звуковой мощности, а также эквивалентных и максимальных корректированных уровней звуковой мощности для источников непостоянного шума должны указываться заводом-изготовителем в технической документации.
Допускается представлять шумовые характеристики в виде октавных уровней звукового давления или уровней звука на рабочем месте (на фиксированном расстоянии) при одиночно работающем оборудовании.
Октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетных точках соразмерных помещений (с отношением наибольшего геометрического размера к наименьшему не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности, дБ;
Коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние меньше удвоенного максимального габарита источника (принимают по таблице 2);
Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерном излучением Ф=1);
Пространственный угол излучения источника, рад. (принимают по таблице 3);
Расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра не известно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);
Коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 4 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения);
В - акустическая постоянная помещения, м^2, определяемая по формуле
где А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м^2, определяемая по формуле
где - коэффициент звукопоглощения i-ой поверхности;
Площадь i-ой поверхности, м^2;
Эквивалентная площадь звукопоглощения j-ого штучного поглотителя, м^2;
Количество j-тых штучных поглотителей;
Средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле
где - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м^2.
Таблица 4
Таблица 6
Граничный радиус м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле
Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле
Расчетные точки на расстоянии до 0,5 можно считать находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле
Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках соразмерного помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;
То же, что и в формулах (3.1) и (3.6), но для i-го источника;
m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии, где - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);
n - общее количество источников шума в помещении;
k и В - то же, что и формулах (3.1) и (3.8).
Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность, то
Если источник шума и расчетная точка расположены на территории, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих шум или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках, следует определять:
при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) по формуле
при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле
где - то же, что и в формулах (2.1) и (2.7);
Затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимаемое по таблице 5.
Таблица 7
При расстоянии м затухание звука в атмосфере не учитывают.
При шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (3.11) и (3.12);
R -изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;
S - площадь ограждающей конструкцией, м^2;
Акустическая постоянная изолируемого помещения, м^2;
Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле
где - площадь i-ой части, м^2;
Изоляция воздушного шума i-ой частью, дБ.
Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией, R определяют по формуле
При при определенном соотношении площадей допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (3.13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения и ее площадь.
Эквивалентный и максимальный уровни звука, дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле
где - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи в двух метрах от ограждения, дБА;
Изоляция внешнего транспортного шума за окном, дБА;
Площадь окна (окон), м^2;
k - то же, что и в формуле (3.1).
Для помещений жилых и административных зданий, гостиниц, общежитий и др. площадью до 25 м^2 , дБ, определяют по формуле
Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:
определяют октавные уровни звуковой мощности шума, дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле
где - октавный уровень звуковой мощности i-ого источника, дБ;
Акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м^2;
S - площадь ограждения, м^2;
R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;
определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (3.10) или (3.11) от каждого из источников шума (ИШ 1 и ИШ 2, рисунок 1). При расчете следует учитывать, что для расчетных точек в пределах от плоскости стены здания (на рисунке 1 - комплексный источник шума ИШ 1) вводится поправка на направленность излучения дБ. определяют суммарные октавные уровни звукового давления, дБ, во вспомогательной расчетной точке (в двух метрах от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле
где - уровень звукового давления от i-ого источника, дБ;
определяют октавные уровни звукового давления L, дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (3.13), заменив в ней на.
При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (3.1), (3.7), (3.8), (3.9), (3.11), (3.12) или (3.13) для каждого отрезка времени, мин., в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на.
Эквивалентные октавные уровни звукового давления, дБ, за общее время воздействия Т, мин., следует определять по формуле
где - время воздействия уровня, мин.;
Октавный уровень за время, дБ.
За общее время воздействия время Т принимают: а производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00-23.00 и ночи 23.00-7.00 ч.
Допускается в последнем случае принимать за время воздействия Т днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - период в 1 час с наибольшими уровнями.
Эквивалентные уровни звука непостоянного шума, дБА, следует определять по формуле (3.20), заменяя на и на.
Уровни звука технологического и вентиляционного оборудования
Акустические характеристики вентиляционного оборудования приведены в приложении и технологического отдельно для вентиляционных систем и отдельно для разных участков. При определении параметров этих источников сделаны следующие упрощающие допущения в сторону увеличения акустических характеристик этих источников:
все оконечные ветви вентиляционных систем выведены на кровлю соответствующих зданий, что, во-первых, исключает эффекты экранирования при распространении звука на большие расстояния, и, во-вторых, завышает уровни звука суммарных источников шума, т.к. некоторые вентиляционные системы технологического типа работают по замкнутому циклу.
Все технологическое оборудование располагается внутри зданий ангарного типа без звукоизолирующих/звукопоглощающих преград и вблизи стен/окон указанных помещений. При этом полагается, что на все окна указанных зданий изнутри воздействует шум максимального уровня из всех измеренных шумов на рабочих местах.
Суммарные уровни звука технологического оборудования позволят рассчитать акустическую мощность источников звука, которыми являются окна соответствующих корпусов. Результаты расчета представлены в приложении.
Попарное сопоставление уровней звуковой мощности (УЗМ), излучаемой технологическим оборудование через окна корпусов с УЗМ от вентоборудования соответствующих корпусов приведено в Табл.8.
Табл. 8. УЗМ от технологического и вентиляционного оборудования
|
№ корпуса |
||||||
|
Lw снаружи окон, дБА |
||||||
|
Lw вен, дБА |
Анализ проведенных расчетов, представленный в табл.5, показывает, что шум от работы технологического оборудования, при всех сделанных допущениях в сторону увеличения шума, заметно ниже шума систем вентиляции и удовлетворяет требованиям ПДУ. Из таблицы видно, что на фоне шума вентсистем каждого из корпусов вкладом шума технологического оборудования, проникающего через окна и проемы корпусов можно пренебречь. В качестве акустических характеристик оборудования (Циклон) приняты оценки уровней звукового давления. Данные относятся к уровням звука, замеренным на расстоянии 1м от оборудования.
1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума.
Если в помещение находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по формуле:
L - ожидаемые октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2 (методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость. Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается Ф=1; S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr 2
| 2 | x | 3,14 | x | 7,5 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 11 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 8 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 9,5 | |||
| 2 | x | 3,14 | x | 14 | 2 = 1230,88 м 2 |
ψ- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику рис.3 (методические указания) в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей помещения
В - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле, где по табл. 2 (методические указания) ; м - частотный множитель определяемый по табл. 3 (методические указания).
Для 250 Гц: μ=0,55 ; м 3
Для 250 Гц: μ=0,7 ; м 3
Для 250 Гц: ψ=0,93
Для 250 Гц: ψ=0,85
т - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых (*). В данном случае выполняется условие для всех 5 источников, поэтому т =5.
n- общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента
одновременности их работы.
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg (1x8x10/ 353,25 +1x8x10/ 759,88 + 1x3,2x10/ 401,92 + 1x2x10/ 566,77 +1x8x10/ 1230,88 + 4 х 0,93 х(8x10 + 8x10+
3,2x10+2x10 +8x10) / 346,5)= 93,37дБ
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1,6x10/ 353,25 + 1x5x10/ 759,88 + 1x6,3x10/ 401,92 +
1x 1x10/ 566,77 + 1x1,6x10 / 1230,88 + 4 х 0,85 х(1,6x10 + 5x10+
6,3x10+ 1x10+1,6x10) / 441)= 95,12 дБ
Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по формуле:
, где
Требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
Полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
L доп - допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4 (методические указания).
Для 250 Гц: ΔL = 93,37 - 77 = 16,37 дБ Для500 Гц: ΔL = 95,12 - 73 = 22,12 Дб
2.Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных «шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц: дБ
Для 500 Гц:
B и – постоянная изолируемого помещения
В 1000 =V/10=(8x20x9)/10=144 м 2
Для 250 Гц: μ=0,55 B И =В 1000 ·μ=144·0,55=79,2 м 2
Для 500 Гц: μ=0,7 B И =В 1000 ·μ=144·0,7=100,8 м 2
т - количество элементов в ограждении (перегородка с дверью т=2) S i - площадь элемента ограждения
S стены = ВхН - S двери = 20 · 9 - 2,5 = 177,5 м 2
Для 250 Гц:
R треб.стены = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg177,5 + 10lg2 = 41,9 дБ
R треб.двери = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg2,5 + 10lg2 = 23,4 дБ
Для 500 Гц:
R треб.стены = 115,33 - 73 – 10lg100,8 + 10lg177,5 + 10lg2 = 47,8 дБ
R треб.двери = 112,4 - 73 – 10lg100,8 + 10lg2,5 + 10lg2 = 29,3 дБ
Звукоизолирующее ограждение состоит из двери и стены, подберем материал
конструкций по табл. 6 (методические указания).
Дверь - глухая щитовая дверь толщиной 40мм, облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм с уплотняющими прокладками.Стена - кирпичная кладка толщиной с двух сторон в 1 кирпич.
3.3вукопоглащающие облицовки
Применяются для снижения интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:
В -постоянная помещения до установки в нем звукопоглощающей облицовки.
B 1 - постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и определяется по формуле:
A=α(S огр - S обл)) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой и определяется по формуле:
Для 250Гц: α = 346,5 / (346,5 + 2390) = 0,1266
Для 500 Гц: α = 441 / (441 + 2390) = 0,1558
Sобл - площадь звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 S огр = 0,6 х 2390 = 1434 м 2 Для 250 Гц: А 1 = 0,1266 (2390 - 1434) = 121,03 м 2 Для 500 Гц: А 1 = 0,1558 (2390 - 1434) = 148,945 м 2
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м 2 определяется по формуле:
Реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот, определяемый по табл.8 (методические указания). Выбираем супертонкое волокно,
ΔА = 1 х 1434 =1434 м 2
конструкциями, определяемый по формуле:
Для 250 Гц: = (121,03 + 1434) / 2390 = 0,6506 ;
В 1 = (121,03 + 1434) / (1 - 0,6506) = 4450,57 м 2
ΔL= 10lg (4450,57 х 0,93 / 346,5 х 0,36) = 15,21 дБ ".
Для 500 Гц: = (148,945 + 1434) / 2390 = 0,6623 ;
В 1 =(148,945 + 1434) / (1 - 0,6623) = 4687,43 м 2
ΔL = 10lg (4687,43 х 0,85 / 441 х 0,35) = 14,12 дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение уровня шума в октавных полосах частот так как:
Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума.
4. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах.
5. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери.
6. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1. Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м, высота - h м.
4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и 500Гц.
Исходные данные:
| Величина | 250Гц | 500Гц | Величина | 250Гц | 500Гц |
| 103 | 100 | ||||
| 97 | 92 | ||||
| 100 | 99 | ||||
| 82 | 82 | ||||
| 95 | 98 |
Цель работы
Ознакомить студентов с прибором для измерения шума, провести измерение шума электровентилятора и определить его звуковую мощность.
1.Определить уровни звуковой мощности (шумовую характеристику) электровентилятора по измерениям его шума.
2.В соответствии с заданием преподавателя выполнить акустический расчет и результата сравнить с требованиями санитарных норм.
Характеристики дума и методика акустического расчета
В настоящее время защита человека от шума стала одной из актуальнейших проблем. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, вызывает тяжелые заболевания. Утомление рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звук - как физическое явление - это продольные волны объемных деформаций упругой среды, т.е. сжатия и разряжения среды. Область пространства, в котором наблюдаются эти волны, называется звуковым полем. Как физиологическое явление звук ощущается органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне 20-20000 Гц. Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвуков. Звуковая волна характеризуется частотой и амплитудой колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление и тем громче ощущаемый человеком звук.
Единица измерения частоты колебаний - одно колебание в секунду (I Гц). Полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней, называется октавной. Среднегеометрическая частота октавной полосы в Гц выражается соотношением
где f 1 - нижняя граничная частота октавной полосы, Гц;
f 2 - верхняя граничная частота, Гц.
Измерения, акустические расчеты, нормирование производятся в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250,. 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Спектр шума - распределение звукового давления и интенсивности в октавных полосах частот. Спектры получают, используя анализаторы шума (составная часть шумомера) - набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот - полосе пропускания (например, октавный).
Звуковое давление p (Па) - разность между мгновенным значением полного давления в воздухе и средним статическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (атмосферным - в обычных условиях). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе разряжения - отрицательно. Измерительный датчик звукового давления в шумомере - микрофон.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергия. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волн, называется интенсивностью звука в данной точке (Вт/м 2):
I = P 2 / c
где Р - среднеквадратичное значение звукового давления, Па;
- плотность среды, кг/м 3 ;
c - скорость звука в среде, м/с;
c - удельное акустическое сопротивление среды, которое для воздуха равно 410 Пас/м (при нормальных атмосферных условиях).
Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью W (Вт), т.е. общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Если принять, что в свободном звуковом поле (т.е. при отсутствии отраженных звуковых волн) источник шума излучает звуковую энергию равномерно по всем направлениям (что допустимо для многих машин и оборудования), то при достаточно большом расстоянии r от источника шума, расположенном на поверхности пола (т.е. при излучении в полусферу), звуковая мощность
W = I ср S = I ср 2 r 2
где I ср - интенсивность звука, усредненная по измерениям звукового давления по нескольким точкам на измерительной поверхности - полусфере S радиусом r (м);
r - расстояние от проекции центра источника на звукоотражающую поверхность пола до точки измерения.
Значения звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности изменяются в очень широких пределах. Поэтому были введены логарифмические величины - уровни звукового давления, уровни интенсивности и уровни звуковой мощности.
Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле
L I = 10 lg(I /I 0),
где I - существующая в данный момент интенсивность звука, Вт/м 2 ;
I 0 - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I 0 =10 12 Вт/м 2) на частоте 1000 Гц.
Уровень звукового давления (дБ)
L =10 lg(P 2 /P 0 2)= 20 lg(P /P 0),
где P - среднеквадратичная величина существующего (измеряемого в данный момент звукового давления, Па;
P 0 - пороговое значение звукового давления, равное 210 -5 Па на частоте 1000 Гц и выбранное таким образом, чтобы при нормальное атмосферных условиях ( , с 0) уровни звукового давления были равны уровням интенсивности, так как интенсивности при нормальных атмосферных условиях
I = P 2 / c и I = P 0 2 / 0 c 0 .
Уровень звуковой мощности источника шума (дБ)
L W = 10 lg(I W /I W 0),
где W - звуковая мощность источника шума, Вт,
W 0 - пороговая звуковая мощность, W 0 = 10 -12 Вт.
Для того чтобы сравнивать шум различных источников друг с другом, производить расчеты уровней звукового давления в помещениях и на территориях, необходимо знать объективные характеристики шума.
Такими шумовыми характеристиками, которые указываются в технической документации, являются:
1. Уровни звуковой мощности L W в октавных полосах частот.
Характеристики направленности излучения шума источником.
Искомый октавный уровень звуковой мощности L W определяют по результатам измерения уровней звукового давления L в точках на измерительной поверхности S (м 2), за которую обычно принимается площадь полусферы (на расстоянии 1 м от контура источника шума до точек измерений):
L W = L ср +10lg(S /S 0)
где L ср - средний уровень звукового давления по ряду точек на измерительной поверхности S (м 2); S 0 = 1 м 2 .
При проектировании и эксплуатации предприятий и цехов нужно знать ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в расчетных точках на рабочих местах, с тем, чтобы сравнитьих с нормами допустимого шума и, в случае необходимости, принять меры к тому, чтобы этот шум не превышал допустимого. Акустический расчет проводится в каждой из восьми октавных полос о точностью до десятых долей децибела. Результат округляется до целого числа децибел.
Для помещений с источником шума расчет включает:
а) выявление источника звука и его звуковой мощности W (шумовой характеристики: L W в октавных полосах частот);
б) выбор расчетных точек и расстояний r от источника шума до расчетных точек;
в) вычисление или определение по справочным данным постоянной помещения В .
При работе источника шума звуковые волны в помещениях многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отражения обычно увеличивают шум в помещениях на 10-15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе.
Интенсивность звука I в расчетной точке помещения складывается из интенсивности прямого звука I пр, идущего непосредственно от источника, расположенного на поверхности пола, и интенсивности отраженного звука I отр:
I = I пр + I отр = W /2 r 2 + 4W /В ,
где В - постоянная помещения, В =А /(1 ср);
А - эквивалентная площадь звукопоглощения, А = ср S пов, м 2 ;
здесь ср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью S пов . Коэффициент звукопоглощения поверхности
= (I пад I отр)/ I пад = I поглощ / I пад,
где I отр, I поглощ, I пад - соответственно интенсивность отраженного, поглощенного и падающего звуков. Значение 1.
Вблизи источника шума его уровень определяется в основном прямым звуком, а при удалении от источника - отраженным звуком.
Для помещения, в котором установлено несколько источников шума (n ) с одинаковой звуковой мощностью W , интенсивность в расчетной точке
,
где r - расстояние от акустического центра каждого отдельного источника шума до расчетной точки (акустический центр источника шума - проекция геометрического центра источника на горизонтальную плоскость (рис.1)).
Рис.1. Схема расположения расчетной точки (РТ) и нескольких
источников шума (ИШ) в одном помещении (1,2- источники шума)
Разделив левую и правую части этого выраженияна I 0 и логарифмируя обе части, получим
,
где L - ожидаемый октавный уровень звукового давления отвсехисточников в расчетной точке, дБ;
L W - октавный уровень звуковой мощности, излучаемый одним источником шума, дБ (определяется по измерениям шума электровентилятора в данной лабораторной работе);
B - постоянная помещения с источником шума (в данной лабораторной работе для конкретного помещения определяется по табл.4), м.
Найденные значения L уровней сравнивают с допустимыми по нормам L доп, (см. табл.1) и определяют требуемое снижение шума L треб (дБ) в каждойиз восьми октавных полос
L треб = L L доп.
Таблица 1
|
Рабочие места |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
|||||||
|
1.Аудитории в учебных заведениях, читальные залы | ||||||||
|
2.Помещения КБ, расчетчиков, программис-тов ЭВМ, лабораторий для теоретических ра-бот и обработки экспериментальных данных | ||||||||
|
3.Помещения управлений (рабочие комнаты) | ||||||||
|
4.Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, помещения для шумных агрегатов ЭВМ | ||||||||
|
5.Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий | ||||||||
Пример акустического расчета. Определить ожидаемые уровни звукового давления на рабочем месте преподавателя в учебной лаборатории, создаваемые при работе электровентилятора на лабораторном стенде. Шумовая характеристика электровентилятора дана в табл. 2. Расстояние от источника шума до расчетной точки r = 5 м. Постоянная помещения S для учебной лаборатории взята из справочной литературы и приведена в табл. 2. Полученные по формуле (I) уровни звукового давления L сравниваем с допустимыми L доп (см. п. 4 табл. I) и по формуле (2) определяем требуемое снижение шума L треб . Все расчеты сведены в табл. 2
