5.8 Акустические экраны

Акустические экраны следует применять для снижения УЗД на рабочих местах, когда наблюдается превышение норм не менее чем на 8 и не более чем на 20 дБ. Экраны целесообразно применять для источников, имеющих преимущественно средне- и высокочастотный спектр шума, так как их эффективность зависит от соотношения геометрических размеров экрана с длиной волны прямого звука.

Экраны изготавливают из сплошных листов или щитов твердого материала (сталь, пластмасса, дерево) толщиной 1,5…2 мм с обязательной облицовкой ЗПМ поверхности, обращенной к источнику шума, а в ряде случаев и с противоположной стороны. Толщина слоя ЗПМ должна быть не менее 50 мм. Экран устанавливают на стойках различной конструкции. Применяют экраны только в сочетании со звукопоглощающей облицовкой потолка и стен, находящихся в непосредственной близости от источника [8].

Величина снижения шума экраном L, дБ, в помещении вычисляется по формуле:

, (170)

где В, В₁ – постоянная помещения, соответственно до и после установки экрана, определяемая по формуле (149) и (167), м ;

r – расстояние от источника шума до расчетной точки, м.

При расчете постоянной помещения после установки экрана В₁ по формуле (167), звукопоглощение звукопоглощающими конструкциями вычисляют по формуле:

(171)

где _эк – реверберационный коэффициент ЗПМ облицовки экрана;

S_эк – площадь поверхности экрана, м².

Если установка экрана незначительно изменяет звукопоглощение помещения, то В = В₁ и эффективность экранирования рабочего места выражается формулой:

(172)

Величина снижения экраном октавного УЗД определяется также по графику (рис. 25). При этом для экрана П–образной формы применяют приведенную ширину: l_прив = l₁+2 l₂ вместо плоского экрана, полагая l = l_прив (рис. 26), r₁ = 0,5, r₂ < 3 м.

Линейные размеры экрана H и l должны быть не менее чем в 2…3 раза больше соответствующих размеров источников шума a и b.

Если источник шума находится вне помещения, для снижения его интенсивности применяют экраны в виде каменной стены вокруг источника, специальные сооружения вдоль автострад и т.п. Для эффективного действия преграда должна быть не менее 25 кг/м² (плиты толщиной 50 мм из минерального волокна с объемным весом около 100 км/м³).

Рис. 25. Эффективность экранов:

1: l/b = 1,75; 2: l/b = 4,5 при H/a = 2,5;

3: l/b = 2; 4: l/b = 5; при Н/а = 5

Рис. 26. Акустический экран:

ИШ – источник шума; РТ – расчетная точка

Пренебрегая краевыми эффектами, можно определить снижение уровня звукового давления в затененной преградой зоне (рис. 27) [29]:

(173)

где N – геометрический фактор:

(174)

где (А+В) – самый короткий отрезок пути волны, проходящей над преградой между источником шума (ИШ) и расчетной точкой (РТ), м;

d – расстояние между источником и приемником по прямой линии, м;

 – длина звуковой волны, м.

Для уменьшения шума целесообразно использовать зеленые насаждения. При этом на высоких частотах обеспечивается снижение УЗД на 5…9 дБ.

Рис. 27. Экранирование звука преградами:

а) схема расположения экрана между расчетной точкой (РТ)

и источником шума (ИШ);

б) снижение УЗД L, дБ, в зависимости от геометрического параметра N.

Примеры решения задач

Пример 5.10. Определить эффективность экрана, установленного на расстоянии r = 2 м от источника шума в цехе объемом V = 25х100х10 м³ в октавной полосе со среднегеометрической частотой f = 4000 Гц.

РЕШЕНИЕ:

Находим постоянную помещения В₁ на частоте f = 4000 Гц по формуле (149):

Снижение шума экраном определим по формуле (172), так как размеры экрана неизвестны:

(дБ).

Таким образом, на частоте 4000 Гц эффективность экрана составляет 16 дБ.

Пример 5.11. На рис. 28 показана преграда, которую помещают перед машиной для снижения шума. УЗД на расстоянии 3,05 м перед машиной и 1,52 м над полом превышает на L = 10 дБ на частоте f = 1000 Гц. Преграда не может быть расположена ближе, чем 1,52 м от источника. Требуется определить минимальную высоту преграды h.

решение:

Из геометрических параметров (рис. 28) следует:

Рис. 28. Схема преграды

Таким образом, кратчайший путь звуковой волны по формуле (174) составит:

Тогда с учетом схемы (рис. 27, а) имеем:

Объединяя два уравнения, получаем:

следовательно:

На основании графика на рис. 27, б определяем N  0,35 и  = 344/1000 = 0,34 м. Тогда h = 1,8 м.

Задачи для самостоятельного решения

ЗАДАЧА 5.33. В цехе объемом 500 м³ используют плоский акустический экран для отделения участка с шумным оборудованием. Определить величину снижения УЗД на частоте 500 Гц при установке экрана на расстоянии r₁ = 1м и r₂ = 1,5 м. Сделать вывод о влиянии расстояния на эффективность экрана.

ЗАДАЧА 5.34. Акустический центр источника шума находится на высоте 0,4 м от пола. Наибольший линейный размер источника b = 0,5 м. Подобрать размеры П-образного акустического экрана для снижения УЗД на 20 дБ на частоте 4000 Гц.

ЗАДАЧА 5.35. Для снижения шума в лаборатории применяют акустический экран площадью S_эк = 1 м², облицованный винипором со стороны источника шума. Часть потолка и стен вблизи источника покрыты тем же звукопоглощающим материалом. Раз-меры лаборатории и спектры шума, измеренные на расстоянии 2 м до расчетной точки, приведены в таблице 71.