4.4. Розрахунок звукопоглинання

Величина зниження октавних рівнів звукового тиску DL, в дБ, внаслідок акустичного оброблення виробничих приміщень в зоні відбитого звуку в розрахунковій точці може бути визначена за формулою

(34)

де В — постійна приміщення до акустичної обробки, м²; В_ао — постійна приміщення після акустичної обробки, м².

, (35)

де А₁ — величина звукопоглинання огороджувальних конструкцій приміщення, на яких немає звукопоглинальних матеріалів, м²; DА — величина сумарного додаткового звукопоглинання, що вноситься звукопоглиначами, м²; a_ао — середній коефіцієнт звукопоглинання акустично обробленого приміщення.

Звукопоглинання огороджувальних конструкцій А₁ визначається за формулою

, (36)

де a_сер — середній коефіцієнт звукопоглинання приміщення до його акустичного оброблення; S — загальна сумарна площа всіх огороджувальних поверхонь приміщення, м²; S_ao — площа обробки, м²;

. (37)

Величина сумарного додаткового звукопоглинання визначається за формулою

, (38)

де a_к — коефіцієнт звукопоглинання конструкції звукопоглинача; S_ao — еквівалентна площа звукопоглинання одного штучного звукопоглинача, м²; А_ш — кількість штучних звукопоглиначів в приміщенні.

Значення коефіцієнта звукопоглинання a_к деяких матеріалів та звукопоглинальних конструкцій наведено в табл. 2.

Таблиця 2 Коефіцієнти звукопоглинання _к матеріалами і конструкціями

Матеріали або конструкції	Середньогеометричні частоти октавних смуг Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1. Арболіт завтовшки 20 мм	0,10	0,15	0,25	0,39	0,42	0,43	0,42	0,42
2. Гіпсові перфоровані плити з пористим заповнювачем
• без повітряного прошарку	0,10	0,10	0,25	0,50	0,90	0,65	0,40	0,40
• з повітряним прошарком 100 мм	0,15	0,20	0,70	0,90	0,70	0,65	0,35	0,35
3. Плити мінераловатні акустичні
• перфоровані (ПА/О) без повітряного прошарку	0,02	0,03	0,17	0,68	0,98	0,86	0,45	0,20
• те ж з повітряним прошарком 100 мм	0,02	0,05	0,42	0,98	0,90	0,79	0,45	0,19
4. Пористі акустичні плити "Акмігран" розміром 300x300
• без повітряного прошарку	0,02	0,11	0,30	0,85	0,90	0,78	0,72	0,59
• з повітряним прошарком 100 мм	0,15	0,25	0,71	0,88	0,81	0,71	0,79	0,65
5. Плити "Вініпор" напівжорсткі з вогнетривким просоченням завтовшки 30 мм	-	0,15	0,25	0,56	0,85	1,0	1,0	1,0
6. Плити "Сілакпор" завтовшки 45 мм	0,20	0,31	0,34	0,49	0,60	0,76	0,93	0,98

Середній коефіцієнт звукопоглинання акустично обробленого приміщення

. (39)

Розрахунок виконується для кожної з октавних смуг. Він полягає в тому, що за відомими рівнями звукового тиску, що генеруються обладнанням, встановленим в цеху, вибирається звукопоглинальний матеріал та звукопоглинальна конструкція і визначається DL за (34). За знайденими октавними рівнями можна розрахувати рівень звуку в дБА.

Якщо в формулу (35) підставити значення величин, що входять в неї (за (36), (38), (39)), причому вираз (38) записати без врахування штучних поглиначів, позначивши та записавши В = В₁m , то отримаємо

, (40)

де В₁ - постійна приміщення для частоти f=1000 Гц, м².

Орієнтовні значення постійної приміщення для різних видів приміщень наводяться в табл. 3 (для частоти 1000 Гц).

_{Таблиця 3 Визначення постійної приміщення В}1

Опис приміщення	В1, м2
3 великою кількістю людей (металообробні та металургійні цехи, вентиляційні камери, генераторні, машинні зали, випробувальні стенди, тощо)	V/20
3 жорсткими меблями та великою кількістю людей або з невеликою кількістю людей і м'якими меблями (лабораторії, прядильні і деревообробні цехи, кабінети тощо)	V/10
3 великою кількістю людей і м'якими меблями, робочі приміщення адміністративних споруд, конструкторські зали, аудиторії, приміщення аеропортів і вокзалів, зали чекання, каси, житлові приміщення)	V/6
Приміщення із звукопоглинальним личкуванням стелі та частини стін.	V/1,5

Примітка: V— об'єм приміщення

Постійну приміщення В, м² для частот, що відрізняються від f=1000 Гц, знаходять множенням В₁ на частотний множник m (табл. 4).

Таблиця 4 Частотний множник m

Об'єм приміщення, V, м3	Середньогеометричні частоти октавних смуг, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
< 200	0,80	0,75	0,70	0,80	1,00	1,40	1,80	2,50
200...1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1,00	1,50	2,40	4,20
> 1000	0,50	0,50	0,55	0,70	1,00	1,50	3,00	6,00

Після підстановки В_ао, розрахованої за формулою (40), в (35) отримаємо:

. (41)

Другим членом знаменника в формулі (41) можна знехтувати. За цього припущення ефективність акустичної обробки буде:

. (42)

Приклад розрахунку зниження шуму шляхом акустичної обробки приміщення

В лісопиляльному цеху розмірами 74x32x6 м виробничий шум в діапазоні середніх і високих частот перевищує допустимі значення (табл. 5):

Таблиця 5 Значення шуму в лісо пиляльному цеху та допустимі значення виробничого шуму згідно ДСН 3.3.6.037-99

Середньо геометричні частоти октавних смуг, дБ	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Виміряні рівні звукового тиску, дБ	81,8	77,4	82,8	83,2	82,6	76,8	70,3	67,1
Допустимі значення рівнів звукового тиску	95,0	87,0	82,0	78,0	75,0	73,0	71,0	69,0

Необхідно шляхом акустичного оброблення приміщення знизити шумове забруднення виробничого приміщення.

Об'єм приміщення:

V = 74x32x6=14208 м³.

Загальна площа всіх огороджувальних поверхонь приміщення S становить:

S = 74-32-2+32-6-2+74-6-2=6008 м².

Рекомендована площа личкування S_ao становить не менше 60% загальної площі поверхонь, тобто:

S_ао = 0,6×S = 0,6×6008 = 3604,8 м².

Постійна приміщення для частоти f=1000 Гц В₁ (табл. 3) становить:

В₁ = V/10 = 14208/10=1420,8 м².

З урахуванням частотного множника m (табл. 4) визначаємо постійну приміщення В для інших октавних смуг і для зручності результати заносимо до розрахункової таблиці 6.

Для акустичного оброблення приміщення візьмемо гіпсові перфоровані плити з пористим заповнювачем без повітряного прошарку (табл. 2) і занесемо значення коефіцієнта звукопоглинання до табл. 6.

За формулою (37) визначаємо середній коефіцієнт звукопоглинання приміщення до його акустичного оброблення a_сер;

За формулою (36) — звукопоглинання огороджувальних конструкцій А₁;

За формулою (38) - величина сумарного додаткового звукопоглинання DА;

За формулою (39) — середній коефіцієнт звукопоглинання акустично обробленого приміщення a_ао;

За формулою (35) - постійну приміщення після акустичного оброблення В_ао і результати заносимо у відповідні рядки табл. 6.

За формулою (34) визначаємо зниження рівнів звукового тиску DL.

Таблиця 6 Розрахунок ефективності акустичної обробки виробничого приміщення

Величина, що визначається	Середньогеометричні частоти октавних смуг, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1. Частотний множник m	0,50	0,50	0,55	0,70	1,00	1,50	3,00	6,00
2. Постійна приміщення В, м2	710,4	710,4	781,4	994,6	1420,8	2131,2	4262,4	8524,8
3. Значення aк	0,10	0,10	0,25	0,50	0,90	0,65	0,40	0,40
4. Коефіцієнт aсер	0,11	0,11	0,12	0,14	0,19	0,26	0,42	0,59
5. Звукопоглинання огороджувальних конструкцій А1, м2	254,1	254,1	276,6	341,3	459,6	629,3	997,4	1409,7
6. Додаткове звукопоглинання DА, м2;	360,5	360,5	901,2	1802,4	3244,3	2343,1	1441,9	1441,9
7. Коефіцієнт aао;	0,10	0,10	0,20	0,36	0,62	0,49	0,41	0,47
8. Постійна приміщення Вао, м2	684,6	684,6	1465,0	3333,0	9658,3	5882,9	4106,6	5427,9
9. Зниження рівнів звукового тиску DL , дБ	-0,2	-0,2	2,7	5,3	8,3	4,4	-0,2	-2,0
10. Виміряні рівні звукового тиску Lв, дБ	81,8	77,4	82,8	83,2	82,6	76,8	70,3	67,1
11. Очікувані рівні звукового тиску L0, дБ	82,0	77,6	80,1	77,9	74,3	72,3	70,5	69,1
12. Допустимі значення рівнів звукового тиску	95,0	87,0	82,0	78,0	75,0	73,0	71,0	69,0

Віднявши від виміряних рівнів звукового тиску величину зниження шуму, отримаємо значення очікуваного шуму в октавних смугах. Якщо виконати розрахунки за формулою (41), отримаємо аналогічні значення, тобто можемо опустити ряд проміжних розрахунків. Застосування комп'ютерної техніки в розрахунках дозволяє спростити роботу і візуалізувати результати розрахунків (рис. 1).

Як видно з рис. 1, ми досягли бажаного результату - завдяки акустичному обробленню огороджувальних поверхонь у виробничому приміщенні знизився шум до допустимих значень.

Рис. 1 Спектрограма рівнів звукового тиску в лісопиляльному цеху до і після акустичного оброблення огороджувальних поверхонь виробничого приміщення