5.4. Расчет снижения шума в помещении звукопоглощающими облицовками

В производственных и административных помещениях часто используются звукопоглощающие облицовки из слоя однородного пористого материала закрепленного непосредственно на поверхности стен потолков.

Однородные пористые звукопоглощающие облицовки выпускаются чаще всего в виде плит, блоков, рулонов, матов и кассет или изготавливаются мокрым способом на месте в виде звукопоглощающих штукатурок и покрытий по поверхности помещения. В основу этих облицовок входят материалы из волокна или зерен с применением вяжущего вещества или без него, а также вспенивающие массы со сквозной пористостью.

Волокнистые плиты изготавливаются из минераловатного стеклянного волокна чаще всего с битумным связующим со сквозной пористостью, которая получается путем продувки воздухом или паром.

Размер плит 300х300, 500х500, 900х1000 мм. Толщиной от 15 до 100 мм с плотностью от 50 до 250 кг/м³.

Коэффициент звукопоглощения волокнистых плит приведен в табл. 5.4.

Звукопоглощающие конструкции по физическим характеристикам и особенностям использования делятся на следующие виды:

– звукопоглощающие облицовки из однородных материалов;

– звукопоглощающие облицовки из пористых материалов с перфорированным покрытием;

– многослойные звукопоглощающие облицовки;

– щитовые мембранные звукопоглощающие облицовки;

– штучные и клиновые звукопоглотители.

Акустическая обработка помещения звукопоглощающими облицовками и конструкциями обеспечивает уменьшение отражения звуковых колебаний, что и приводит к снижению уровня шума в помещении.

Обработка помещений производится на потолках, если высота помещения составляет 6-8 м. При большей высоте обрабатываются только стены в верхней части помещения, начиная с высоты 1,5-2 м от уровня пола.

При наличии большого количества окон рекомендуется использовать штучные звукопоглотители [8].

Эффективность обработки помещения в шумных помещениях зависит от акустических характеристик выбранных конструкций, способов и методов их размещения, объема помещения, места расположения источников шума и т.п.

Показатели акустических характеристик помещения следующие:

– постоянная помещения, В, м²;

– эквивалентная площадь звукопоглощения, А, м²;

– средний коэффициент звукопоглощения, α.

Таблица 5.4.

Варианты звукопоглощающих облицовок и их характеристики

Вариант задания	Изделия или конструкции	Коэффициент звукопоглощения I обл. в октавных полосах частот, Гц
		31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1,2	1. Плита минераловатная с перфорацией	0,01	0,02	0,03	0,17	0,68	0,98	0,86	0,45	0,2
3,4	2. Плита акустическая с отделкой	0,01	0,02	0,05	0,21	0,66	0,91	0,95	0,89	0,7
5,6	3. Плита акустическая с зашивкой	0,01	0,02	0,12	0,36	0,88	0,94	0,84	0,8	0,65
7,8	4. Плита «Акмагрант»	0,01	0,02	0,11	0,3	0,85	0,9	0,78	0,72	0,59
9,10	5. Плита «Акманит»	0,02	0,3	0,48	0,71	0,7	0,79	0,77	0,62	0,59
11,12	6. Плита гипсовая с перфорацией	0,02	0,03	0,09	0,26	0,54	0,94	0,67	0,4	0,3
13,14	7. Плита гипсовая из минеральной ваты	0,015	0,03	0,09	0,49	0,91	0,88	0,69	0,34	0,29
15,16	8. Маты из супертонкого стекловолокна	0,05	0,1	0,4	0,85	0,98	1,0	0,93	0,97	1,0
17,18	9. Маты из супертонкого базальтового волокна	0,05	0,1	0,2	0,9	1,0	1,0	0,95	0,95	1,0
19,20	10. Маты из супертонкого волокна с двойной оболочкой из стеклоткани	0,01	0,02	0,26	1,0	1,0	1,0	0,94	0,77	0,82
21,22	11. Минеральная плита и металлический лист с перфорацией	0,03	0,05	0,18	0,63	0,9	0,94	1,0	1,0	0,95
23,24	12. Капроновое волокно, толщиной 30 мм	0,01	0,2	0,31	0,55	0,82	0,79	0,72	0,8	0,8
25	13. Гипсовая плита, минераловатная с, перфорацией 13% d = 6мм.	0,03	0,05	0,42	0,95	1,0	0,75	0,6	0,51	0,35

Расчет звукопоглощающей облицовки помещения выполняется в соответствии с вариантом задания (Приложение Б.5) в следующей последовательности:

1. Определяется объем помещения, м³.

V = a · b · h (5.13)

2. Определяется площадь внутренних поверхностей помещения, которые обрабатываются звукопоглощающими конструкциями с учетом наличия окон, дверей и потолка.

При этом возможны следующие 4 варианта:

– обрабатываются только боковые стены, вариант 1:

S_об1 = 2h (a + b) - (1 - K_c) S_n - S_q (5.14)

– обрабатываются боковые стены и потолок, вариант 2:

S_об2 = 2h (a + b) - (1 - K_c) S_n - S_q + S_n (5.15)

– обрабатывается только потолок, вариант 3:

S_об3 = S_n (5.16)

– обрабатываются боковые стены только до их половины, вариант 4:

S_об4 = 0,5 · S_об1 (5.17)

где a, b, h – размеры помещения (по заданию); K_c – световой коэффициент (принимается по заданию, приложение Б.5); S_n – площадь потолка; S_q – площадь двери ≈ 2 м².

4 варианта обработки принимаются поочередно в следующем порядке:

с 1-4, 5-8, 9-12, 13-16, 17-20, 21-24, 25 (Приложения Б.5)

Определяется постоянная помещения по основной частот 1000 Гц

. (5.18)

Заполняются исходные данные и расчетные величины по октавным полосам частот в виде табл. 5.5.

Таблица 5.5

№ п/п	Параметры	Размерность	Величины параметров по октавным полосам частот
			31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	Li	дБ
2	Lig	дБ
3	ΔLт	дБ
4	Mi
5	Bi	м2
6	Ai	м2
7	αi
8	αi0
9	ΔAio	м2
10	αik
11	Bik	м2
12	ΔLi	дБ
13	Lio	дБ
14	ΔLio	дБ

В табл. 5.5 заносятся следующие исходные и расчетные данные по каждому пункту:

1) L_i – октавные уровни шума в помещении от источников по заданию (Приложение Б.5);

2) L_ig – допустимые уровни шума в заданном помещении в зависимости от вида трудовой деятельности (табл. 5.2);

3) ΔL_т – требуемое снижение уровня шума до величин, установленных санитарными нормами

ΔL_т = L_i - L_ig, (5.19)

где M_i – частотный множитель, зависящих от объема помещения и частоты, принимается по табл. 5.6.

Таблица 5.6

Значение частотного множителя в октавных полосах частот, µ_i.

Объем помещения, м2	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
< 200	0,8	0,8	0,75	0,7	0,8	1	1,4	1,8	2,5
200-1000	0,65	0,65	0,62	0,64	0,75	1	1,5	2,4	4,2
> 1000	0,5	0,5	0,5	0,55	0,7	1	1,6	3	6

5) B_i – постоянная помещения до обработки звукопоглощающими конструкциями

B_i = M_i · B₀. (5.20)

6) A_i – эквивалентная площадь звукопоглощения до обработки помещения:

, (5.21)

где S – общая площадь всех ограждающих поверхностей помещения (стен, пола, потолка)

S = 2h(a + b) + 2ab. (5.22)

7) α_i – средний коэффициент звукопоглощения до обработки помещения:

α_i = . (5.23)

8) α_i0 – коэффициент звукопоглощения облицовки выбирается в зависимости от материала по варианту задания (табл. 5.4).

9) ΔA_io – величина дополнительного звукопоглощения за счет установки звукопоглощающей облицовки внутри помещения:

ΔA_io = α_i0 · S_обл. (5.24)

где S_обл – площадь внутренних поверхностей обработанных облицовкой, один из четырех возможных вариантов (см. п. 2.).

10) α_ik – средний коэффициент звукопоглощения в помещении после установки облицовки:

α_ik = (A_i + ΔA_io)/S. (5.25)

11) B_ik – постоянная помещения после установки облицовки:

B_ik = (A_i + ΔA_io)/(1 - α_ik) (5.26)

12) ΔL_i – снижение октавных уровней шума в помещении после установки облицовки, дБ:

. (5.27)

13) Определяются уровни шума в помещении после установки звукопоглощающей облицовки:

L_io = L_i - ΔL_i. (5.28)

14) ΔL_io – величины снижения уровня шума по сравнению с допустимым:

ΔL_io = L_i - L_io ΔL_т. (5.29)

Исходя из этой оценки, делается вывод об эффективности звукопоглощающей облицовки.

Спектры шума L_i, L_ig и L_io в отчете по занятию следует представить в виде графиков (рис. 5.2)

Рис. 5.2. Пример оформления спектров шума в производственном помещении: 1 – исходный уровень шума в помещении; 2 – предельно-допустимый спектр шума; 3 – уровень шума в расчетной точке после применения облицовки.