Звукоизолирующая способность стенок кожуха

Конструкция	Толщина, мм	Размер элемента между ребрами	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
			Уровни звуковой мощности, дБ
Стальной лист, покрытие из мастики ВД-17-58 толщиной 4 мм	0,7	2x2	20	24	28	33	37	39	42	45
Стальной лист, покрытие из минераловатных плит, толщиной 70 мм	1,5	1x1	-	20	26	35	39	40	46	48
Дюралюминиевый лист, покрытие из минераловатных плит толщиной
80 мм	2	2x2	20	15	20	28	36	43	50	53
70 мм	3	2x2	-	20	25	38	45	51	51	57

5.3. Расчет и выбор конструкций звукопоглощающей облицовки

1. Звукопоглощающие конструкции уменьшают в помещении энергию отраженных звуковых волн и частично энергию прямой звуковой волны, если будут расположены близко к источнику шума. Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке и верхней части стен, а также на специальных диафрагмах, которые подвешивают к потолку [1,2]. Акустическую обработку имеет смысл проводить в помещениях, в которых средний коэффициент звукопоглощения на частоте 1000 Гц - α_ср<0,25.

2. Эквивалентная площадь звукопоглощения определяется по формуле:

А = (B·S)/(B + S), (5.16)

а средний коэффициент звукопоглощения по формуле:

α = B/(B + S), (5.17)

где: S - общая площадь ограждающих поверхностей, м²;

В - постоянная помещения (не обработанного), м².

Рис. 5.3. Дополнительная звукоизолирующая способность слоя звукопоглощающего материала для различных линейных размеров стенки:

1 - максимальный размер стенки а = 2 м;

2 - максимальный размер стенки а = 1 м.

Рис. 5.2. Схема проникания шума в расчетную точку РТ из смежных шумных помещений.

Если на рабочем месте преобладает поле отраженной звуковой волны, т. е. когда расстояние от расчетной точки до ближайшего источника r_min > r_пр , а r_пр определяется по формулам (5.6, 5.7, 5.8), тогда расчет снижения уровня шума производится по формуле:

ΔL = 10·lg(B₁/B), (5.18)

где:

ΔL - величина снижения уровня шума, дБ;

В и В₁ - постоянные помещения до и после акустической обработки, м²;

В - определяется по пункту 5. Гл. 1;

В₁ - определяется по формуле (5.19).

Разберем подробнее составные части формулы (5.18)

В₁ = (А₁ + ΔА)/(1 – α₁), (5.19)

где:

А₁ = α₁(S - S_oбл) - эквивалентная площадь звукопоглощения, но занятая звукопоглощающей облицовки;

α - средний коэффициент звукопоглощения до его акустической облицовки:

α₁ = B/(B + S), (5.20)

где:

S - общая суммарная площадь ограждающих поверхностей в помещении, м²;

α₁ - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяется соотношением:

α₁ = (А₁ + ΔA)/S, (5.21)

где:

ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкциями самой облицовки, она равна:

ΔA = α_обл·S_обл, (5.22)

где:

α_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции;

S_oбл - площадь этой конструкции, м².

Пример 1.

Определить требуемую звукоизолирующую способность и запроектировать перекрытие между вентиляционной камерой объемом 208 м³ (4 х 13 х 4) и расположенным под ним помещением программистов 1300 м³ (13 х 25 х 4). Площадь перекрытия, граничащего с вентиляционной камерой, равна 52 м². В камере установлены два вентилятора. Уровни звуковой мощности излучения каждым вентилятором приведены в табл. 5.5.

Решение:

Пользуясь табл. 5.3, определяем суммарный уровень звуковой мощности L_рсум, излучаемой обоими вентиляторами.

Требуемую звукоизолирующую способность определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (5.10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 4-14 таблицы 5.5.

Постоянные В_ш и В_и, шумного и изолируемого помещений рассчитываем согласно пункту 5 гл.5.1. Шумное помещение относим к категории (а), изолируемое к категории (б).

Допустимые уровни звукового давления в помещении по [8] принимаем ПС-55. Перекрытие с требуемой звукоизоляцией выбираем по табл. п. 5.2

Пример 2.

Запроектировать стену (с окном и дверью) и перекрытие кабины наблюдения чала УКВ-передатчиков, имеющего размер 12 х 18 х 8 м. Размер кабины наблюдения 12 х 6 х 4 м. Площадь глухой части стены S₁ и перекрытия кабины наблюдения S₂, граничащих с залом передатчиков, соответственно равны: 48 и 72 м², площадь двери S₄ = 4 м², окна S_o= 3 м² . Суммарный уровень звуковой мощности L_рсум, излучаемой 4 передатчиками, размещенными в зале, приведен в табл. 5.6.

Решение:

Требуемую звукоизолирующую способность каждого элемента ограждения определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 1-20 таблицы 5.6.

Определяем по пункту 5 Гл.5.1 постоянные помещения шумного и изолируемого В_ш и В_и , отнеся оба помещения к категории (а).

Допустимые уровни звукового давления выбираем по [8] (спектр ПС-60). Расчет сводим в табл. 5.6.

Конструкцию элементов ограждения выбираем по п. 2-3 (с требуемой звукоизоляцией) и табл. П.5.2, П.5.3.

Пример 3.

Задано: помещение цеха в плане представляет собой прямоугольник со сторонами 55 и 20 м. Высота помещения 3,5 м. Объем помещения 3850 м³, площадь ограждающих поверхностей стен 525 м² , потолка 1100 и пола 1100 м² (общая площадь 2725 м²). В цехе установлено 20 станков, занимающих 1/3 площади пола. В остальной части помещения размещена контрольная служба, связанная с малошумными процессами. В расчетной точке, удаленной от ближайших аппаратов на 10 м задан усредненный спектр звукового давления, приведенный в табл. 5.7.

Расчетная точка находится на расстоянии r > r_пр от ближайшего станка, т.е. в зоне отраженного звука (г_пр = 9,2 м).

Необходимо выбрать конструкцию звукопоглощающей облицовки и определить снижение уровня звукового давления.

Решение:

Анализ представленного спектра уровней звукового давления показал, что конструкция облицовки должна иметь высокий коэффициент звукопоглощения в области частот 250-8000 Гц. Поэтому для облицовки может быть использован материал типа "Акмигран" или ПА/С (см. табл. П.5.1).

Найдем по пункту 5 Гл.5.1 постоянную В для помещения с объемом 3850 м' и по формуле (13-22) определим величину ожидаемого снижения уровней звукового давления в этой точке благодаря облицовке потолка (S_oбл = 1100 м²).

Для удобства проведения расчетов по формулам (5.1 8-5.22) разбиваем их на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 2-18 таблицы 5.7.

Таблица 5.5

Величина			Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
			63		125	250		500		1000	2000	4000			8000
			Уровни звуковой мощности, дБ
1.		Lp1, дБ	101		101	98		99		103	107	106			111
2.		Lp2, дБ	99		95	86		86		95	93	112			116
3.		Lpсум, дБ	103		102	98		98		104	107	113			117
4.		Bш 1000 (V = 208м3), м2	-		-	-		-		10	-	-			-
5.		μ1	0,95		0,75	0,7		0,8		1,0	1,4	1,8			2,5
6.		Bи = Bш 1000·m1, м2	9		8	7		8		10	14	18			25
7.		10lg Bш	10		9	8		9		10	11	13			14
8.		Bш 1000 (V = 1300м3), м2	-		-	-		-		240	-	-			-
9.		μ2	0,5		0,5	0,55		0,7		1,0	1,6	3			6
10.		Bи = Bи 1000·μ 2, м2	120		120	132		168		240	384	720			1440
11.		10lg Bи
12.		10lgS + 6 (S = 52 м2), дБ	23		23	23		23		23	23	23			23
13.		Lдоп = Lи, дБ	79		70	63		58		55	52	50			49
14.		Rтр, дБ	16		25	29		35		38	41	44			47
15.		Железобетонная плита с круглыми пустотами толщиной 160 мм	-		37	38		47		53	57	57			-
Таблица 5.6
Величина			Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
			63		125		250	500	1000		2000	4000		8000
1.		Bш 1000 (V = 1700м3), м2	-		-		-	-	70		-	-		-
2.		μ1	0,5		03		0,58	0,7	1,0		1,6	3,0		6,0
3.		Bи = Bи 1000·μ 1, м2	35		35		40	49	70		110	210		420
4.		Bи 1000 (V = 290м3), м2	-		-		-	-	30		-	-		-
5.		μ2	0,65		0,62		0,64	0,75	1,0		1,5	2,4		42
6.		Bи = Bи 1000·μ 2, м2	20		19		19	23	30		45	72		126
7.		Lр сум, дБ	93		90		91	107	107		106	105		107
8.		Lдоп = Lи	83		74		68	63	60		57	55		54
9.		10lg n + 6 (n = 4), дБ	12		12		12	12	12		12	12		12
10.		10lg Bи, дБ	13		13		13	14	15		16	18		21
11.		10lg Bш, дБ	15		15		16	17	18		20	23		26
12.		Δ = n7-n8 + n9-n10-n11, дБ	6		0		6	25	26		25	21		18
13.		10lg S1 (S1 = 48 м2), дБ	17		17		17	17	17		17	17		17
14.		10lg S2 (S2 = 72 м2), дБ	19		19		19	19	19		19	19		19
15.		10lg S3 (S3 = 4 м2), дБ	6		6		6	6	6		6	6		6
16.		10lg S4 (S4 = 3 м2), дБ	5		5		5	5	5		5	5		5
17.		Rтр1 = Δ + 10lg S1, дБ	11		17		23	42	43		42	38		35
18.		Rтр2 = Δ + 10lg S2, дБ	13		19		25	44	45		44	40		37
19.		Rтр3 = Δ + 10lg S3, дБ	0		6		12	31	32		31	27		24
20.		Rтр и = Δ + 10lg Sи, дБ	0		5		11	30	31		30	26		23
21.		Стены и перекрытия из железобетон, плит толщиной 100 мм	34		40		40	44	50		55	60		60
22.		Типовая дверь П-327 с уплотняющей прокладкой	-	29			30	33	35		39	41		42
23.		Оконный переплет с двумя стеклами толщиной 3 мм, воздушным промежутком 170 мм и прокладками	27	33			35	36	38		38	38		-
Таблица 5.7
Величина			Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
			63	125			250	500	1000		2000		4000	8000
1.	L, дБ		78	78			80	82	86		81		77	73
2.	В1000, м2		-	-			-	-	350		-		-	-
3.	μ		0,5	0,5			0^5	0,7	1,0		1,6		3	6
4.	В = В1000·μ, м2		175	175			192	254	350		560		1050	2100
5.	S		2725	2725			2725	2725	2725		2725		2725	2725
6.	B/S		0,06	0,06			0,07	0,09	0,13		0,2		0,39	0,77
7.	B/S+1		1,06	1,06			1,07	1,09	1,13		1,2		139	1,77
8.	А, м2		165	165			180	233	310		466		757	1190
9.	α		0,06	0,06			0,066	0,085	0,118		0,17		0278	0,436
10.	αобл		0,05	032			0,76	1,0	0,95		0,9		0,98	0,95
11.	ΔА (Sобл = 1000), м2		55	532			836	1100	1045		990		1078	1045
12.	A1 (S = 2725), м2		9 8	98			107	138	192		278		452	710
13.	А1 + ΔА, м2		153	450			943	1238	1238		1268		1530	1855
14.	α1		0,06	0,17			035	0,45	0,45		0,46		036	0,68
15.	1- α1		0,94	0,83			0,65	035	035		0,54		0,44	032
16.	В1, м2		175	542			1450	2260	2260		2350		3480	5800
17.	В1/В		1	2,98			735	8,9	6,45		42		33	2,76
18.	ΔL, дБ		-	4,4			8,8	93	8,1		62		52	4,4

Пример 4.

Задание: запроектировать звукоизолирующий кожух на электрическую машину (рис. 5.4). Машина электрическая и поэтому требует охлаждения, для этого в кожухе предусмотрены отверстия для циркуляции воздуха. Спектр звуковой мощности, излучаемой машиной, приведен в табл. 5.7. Габариты машины: длина 4 м, ширина 2 м, высота 2 м. Расчетная точка находится на расстоянии 1 м от поверхности машины.

Решение:

Определим требуемую эффективность кожуха, по формуле (5.12).

Площадь воображаемой поверхности, окружающей источник и проходящей через расчетную точку S = (6 х 3)·2 + (4 х 3)·2 + (6 х 4) = 84 м².

Допустимые уровни звукового давления принимаем по [8] (кривая ПС-85).

Определим поверхность источника шума: S_ист = (2 х 4)·2 + (2 х 2)·2 + (2 х 4) = 32 м².

Из конструктивных соображений выбираем кожух с плоскими гранями. Допустим, что S_к = 65 м². Затем по формуле (5.15) рассчитываем требуемую звукоизолирующую способность стенок кожуха. Расчет сводим в табл. 5.8.

Для кожуха из металла с ребрами жесткости (не реже 1 х 1 м) выбор конструкции стенок можно провести по табл. ГТ.5.2, стенки кожуха из стали должны быть толщиной 1 мм из дюраля 2 мм. Глушители шума, через которые осуществляется доступ воздуха под кожух, встроенные в проемы кожуха, должны обладать эффективностью не ниже R_ктр. Глушители можно подобрать по [1].

Таблица 5.8

Величина		Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1.	Lр, дБ	95	110	116	125	130	126	118	120
2.	Lдоп = Lн, дБ	103	96	91	88	85	83	81	80
3.	10lgS (S = 84 м2)	19	19	19	19	19	19	19	19
4.	ΔLэф.тр, дБ	-7	-6	6	18	20	24	18	21
5.	10lgSк/Sист, дБ	3	3	3	3	3	3	3	3
6.	Rктр, дБ	-	-	9	21	29	27	21	24

Рис. 5.4. Схема звукоизолирующего кожуха:

1,2- глушители в отверстиях для циркуляции воздуха;

3 - глушитель в отверстии для привода;

4 - звукопоглощающая облицовка;

5 - резиновая прокладка;

6 - перфорированный лист или сетка;

7 - металлический лист.