16) Изоляция однослойными ограждениями. Под однослойным ограждением

понимается конструкция, состоящая из однородного материала равной толщи-

ны. Акустически однослойное ограждение имеет равномерно распределенные

по его объему значения плотности и упругости. Этот вид ограждения является

наиболее распространенным.

При расчете фундаментальных, т.е. самых низких собственных колебаний

однослойных строительных преград, они могут рассматриваться как шарнино-

опертые по краям тонкие пластины, совершающие чисто изгибные колебания.

При рассмотрении колебаний однослойных ограждений может быть выделе-

но четыре диапазона частот, в которых оно ведет себя различно.

Первый диапазон - собственные фундаментальные колебания плиты. Они

учитываются при расчете ограждений на прочность и определяются в дозвуко-

вой области частот, т. е. до 20 Гц.

Второй диапазон -область монотонного возрастания колебаний до граничной

частоты (закон массы). Определяет акустические качества конструкции, ее зву-

коизолирующую способность.

Третий диапазон - область волнового совпадения (начиная с граничной час-

тоты), примерно две октавы, определяющие частотный диапазон, в котором

происходит снижение значений звукоизолирующей способности.

Четвертый диапазон - область монотонного возрастания в первой октаве на

10 дБ, далее - на 6 дБ. Определяет звукоизолирующую способность огражде-

ния.

Многослойные звукоизолирующие преграды. Основной способ повыше-

ния звукоизоляции однослойной строительной преграды заключается в увели-

чении ее веса. В производственных условиях двухслойные ограждения упо-

требляются редко.

Многослойные преграды обеспечивают необходимую звукоизоляцию в об-

ласти высоких частот при существенном уменьшении их веса. Эти преграды

состоят из нескольких слоев, соединенных между собой упругими связями, т. е.

в промежутке между слоями находится воздух или упругий материал (различ-

ные пористо-волокнистые материалы с малыми значениями модулей Юнга).

Для определения звукоизолирующей способности двухслойной стены рас-

считывают звукоизолирующую способность каждого слоя по закону суммар-

ной массы

Практически важны волновые характеристики только второй поверхности,

обращенной к тихому помещению, так как понижение ее звукоизолирующей

способности при волновом совпадении окажет влияние на звукоизолирующую

способность всей преграды. Однако в тех случаях, когда промежуток между

двумя стенами с различной цилиндрической жесткостью заполнен пористо-

волокнистым материалом, волновое совпадение вызовет лишь весьма незначи-

тельные провалы звукоизолирующей способности ограждения в высокочастот-

ной части звукового диапазона из-за появления сдвиговых волн и больших по-

терь энергии в этой области.

Такого рода заполнителем может быть резина между двумя металлическими

листами разной толщины.

Оценка средней звукоизолирующей способности двухслойных ограждений с

воздушным промежутком производится так же, как и монолитных, только в

этом случае следует брать суммарный вес двух слоев ограждения и к результа-

ту добавлять аддитивный член.

17) Звукоизоляция — снижение уровня шума, проникающего в помещения извне. Количественная мера звукоизоляции ограждающих конструкций выражается в децибелах. Степень необходимости звукоизоляции перекрытий зависит от характеристик используемых в строительстве материалов и соблюдения всех технологических норм.

Задача звукопоглощения – поглотить шум, не дать ему отразиться от преграды обратно в комнату. Звукопоглощающие материалы имеют волокнистое, зернистое или ячеистое строение. Характеристика поглощения звука оценивается коэффициентом звукопоглощения. Коэффициент звукопоглощения меняется в пределах от 0 до 1. При нулевом значении коэффициента звукопоглощения звук полностью отражается, при полном звукопоглощении коэффициент равен единице. К звукопоглощающим материалам относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4.

По степени жесткости звукопоглощающие материалы бывают: твердые, мягкие, полужесткие.

Звукоизоляция, звукопоглощение это практически одно и то же

18) Для снижения шума аэрогазодинамических установок, попадающего в окружающую среду по газовоздушному тракту, применяются глушители шума. Выбор типа глушителя зависит от ряда факторов, главными из которых являются: спектр шума источника, величина требуемого снижения шума, конструкция заглушаемой установки и условия ее работы, допустимое аэродинамическое сопротивление, стоимость глушителя.

Глушители обычно подразделяются на абсорбционные (активные) и реактивные. Первые содержат звукопоглощающий материал - в них происходит поглощение звуковой энергии; вторые не содержат такого материала, звуковая энергия в них отражается обратно к источнику шума. Такое подразделение весьма услов но, поскольку в каждом глушителе звуковая энергия и поглощается, и отражается, только в разных соотношениях.

Эти глушители обеспечивают необходимое снижение шума в широком диапазоне частот при небольшом аэродинамическом сопротивлении, поэтому они нашли широкое применение в вентиляционных, компрессорных, газотурбинных установках, на стендах испытания двигателей. 

Схемы глушителей абсорбционного типа:- трубчатые;- пластинчатые - глушитель с перфорированным металлическим цилиндром, заполненным керамзитовым крошевом - глушитель с перфорированным металлическим цилиндром, заполненным керамзитового гравия: цилиндры перфорированные, и т.д

19) Звукоизоляция — снижение уровня шума, проникающего в помещения извне. Количественная мера звукоизоляции ограждающих конструкций выражается в децибелах. Степень необходимости звукоизоляции перекрытий зависит от характеристик используемых в строительстве материалов и соблюдения всех технологических норм.

Факторы, влияющие на звукоизоляцию:

1. Массивность, плотность материала.

2. Жесткость конструкции (отсутствие колебании).

3. Высокое затухание звуковой волны внутри материала. Свойства материи.

4. Толщина полости в перегородке.

5. Заполнение полости поглощающим материалом.

6. Отсутствие жестких связей. Отсутствие щелей.

Факторы, влияющие на звукоизоляцию: Одинарное остекление:

Стеклопакет

20) Нет ни одной отрасли промышленности, где не применялись бы вентиля-

торы для санитарно-гигиенических или технических нужд. Создаваемый ими

шум, передаваясь по вентиляционным каналам, может явиться причиной нару-

шения нормальных условий труда. Устранение шума, возникающего в вентиля-

ционной системе, улучшает условия труда на производстве и способствует по-

вышению его производительности.

Основной причиной возникновения вентиляторных шумов является пуль-

сация скорости и давления в потоке воздуха, прогоняемого по воздушному

тракту.Возникновение вихрей при обтекании воздушным потоком деталей вен-

тилятора и периодический срыв их образует звуковые волны, которые создают

вихревой шум. Кроме того, возникает так называемый шум от препятствия или

неоднородности потока. Причиной этого рода шума могут стать местные неод-

нородности струи на входе и выходе из вентилятора а также турбулентные

пульсации воздуха, поступающего в вентилятор. Кроме указанных причин шумообразования, при работе вентиляторов об-

разуется так называемый шум вращения, особенно сильный у осевых вентиля-

торов. При работе центробежных вентиляторов иногда возникает низкочастот-

ный шум характерного тембра.

Следовательно, источниками шума в вентиляционных системах являются

вентилятор, двигатель, воздуховоды.

Воздуховоды и разветвления. Шум в воздуховодах складывается из

шума вентилятора и шума собственно воздуховодов. Последний образуется

вследствие вихрей в элементах воздуховодов из-за наличия в них гидра-

влических сопротивлений и вибрации недостаточно жестких стенок возду-

ховодов из-за пульсации давления.

Вентиляционный, канал может служить также проводником посторонне-

го (не вентиляционного) шума из одного помещения в другое.

В вентиляционных воздуховодах или каналах звуковая энергия затухает.

В воздуховодах и каналах, выполненных из стальных листов, затухание звуко-

вой энергии незначительно. В этом случае не следует объединять воздуховодом

без глушителя два смежных или близко расположенных помещения, так как в

этом случае создаются условия беспрепятственного распространения шума из

одного помещения в другое.

21)  Акустический  экран - это сооружение определенных параметров, устанавливаемое на пути рас­пространения звука. Цель - снижения и защита  жилых застроек   от шума  транспортных систем и других источников шума. Не менее важными  являются и условиям безопасности движения, долговечность, эксплуатационные свойства, возможность быстрого и удобного монтажа, прекрасный внешний вид. Помимо шумозащитных свойств экран служит ещё и преградой от распространения вредных химических веществ и частиц тяжелых металлов.   Принцип  акустической защиты экрана - отражение и поглощение звука. Звуковая энергия на пути от источника шума к расчетной точке перераспределяется и уменьшается в результате следующих процес­сов:

• звуковая энергия отражается от поверхности  и падает на акустический экран;

• энергия частично проходит через экран, а частично поглощается им (при наличии звукопоглощающей обли­цовки), или отражается от него;

•  часть звуковой энергии дифрагиру­ет  на свободном ребре экрана.

    Все акустические экраны по типу применяемого материала и свойствам можно разбить на три  группы: - звукоотражающие - только отражают звуковую энергию, изготавливаются из однослойных отражающих материалов (панели или конструкции из бетона, асбоцементных панелей, кирпича, пластиков, стекла и пр.). Отражающие свойства этих экранов определяются ко­эффициентом звукопоглощения равным от 0,01 до 0,04 -  они менее эффективны, в сравнении с экранами смонтированными со звукопоглощающими материалами;  - звукопоглощающие  -  отражают  и поглощают звуковую энергию, изготавливаются из многослойных  материалов (металлические трехслойные панели  с звукопоглощающим материалом и перфорацией). Коэффициенты звукопогло­щения варьирует в пределах   от 0,6 до 1,0;  -  комбинированные  -  экраны выполнены из металлических панелей  в сочетании панелей из акрилового стекла или прозрачного пластика, что увеличивает обзор и разнообразит внешний вид экрана. Такие экраны немного уступают в эффективности примерно на 1-2 дБА, чем сплошные многослойные металлические экраны.

 

   Акустические экраны представляют собой  сборную конструкцию, состоящую из фундамента, опорных стоек и шумозащитных панелей. Каждый экран  имеет свою специфику, конструктивное исполнение которого зависит от места расположения, расстояния от до­роги до жилой застройки, этажностью жилой застройки, рельефом местности.

22) Глушители шума. Они применяются в основном для уменьшения шума различных аэрогазодинамических установок и устройств.

В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемого заглушения.

Глушители принято разделять на активные и реактивные. Принадлежность тому или иному классу определяется по принципу работы: активные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику.

Наиболее простым глушителем активного типа является облицовка канала звукопоглощающим материалом, так называемый трубчатый глушитель. 

. Волокнистый звукопоглощающий материал применяют в виде набивки или в виде матов, которыми обертывается внутренняя перфорированная труба

ля сокращения длины глушителя за счет повышения его эффективности в канале устанавливают звукопоглощающие пластины, разбивая его тем самым на ряд отдельных каналов меньшего поперечного сечения

Глушители активного типа:

а — трубчатый; б — пластинчатый; в — сотовый; г — звукопоглощающая облицовка поворота; в — глушитель с цилиндрическими элементами;

23)   Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установки глушителей. 

Снижение аэродинамического шума

Требуемое снижение аэродинамического шума, создаваемого вентиляторами, дросселирующими устройствами и другими элементами СВКВХВО в помещениях зданий и в городской застройке, обеспечивают абсорбционные глушители (трубчатые, пластинчатые, канальные). Они имеют достаточно простую конструкцию и технологию изготовления, создают при правильном проектировании приемлемые гидравлические потери и обеспечивают существенное снижение звуковой мощности, распространяющейся внутри воздуховода. Затухание звука в этих глушителях зависит от длины активной части, периметра проходного сечения, толщины слоя, плотности, а также коэффициента звукопоглощения звукопоглощающего материала (ЗПМ), зависящего от его физико-механических свойств. Недостатком глушителей, как, впрочем, и других средств снижения шума, является их невысокая эффективность (?L_гл, дБ) на частотах менее 250–300 Гц

Уменьшить аэродинамический шум можно рядом конструктивных меро-

приятий, выполнение которых возможно в процессе проектирования и изго-

товления вентилятора, а также выбором вентилятора с соответствующими ха-

рактеристиками;

1) применять одноступенчатые осевые вентиляторы без входного направ-

ляющего аппарата в случаях, когда не требуется глубокого регулирования при

постоянном числе оборотов в угле установки лопаток колеса;

2) уменьшать окружную скорость рациональным выбором параметров уста-

новки;

3) у вентиляторов, отличающихся относительно высоким уровнем шума из-

за неоднородности потока, рабочую точку на безразмерной характеристике сле-

дует выбирать слева от точки ηmax и др.

34) Шум насосов

Шум и вибрация при работе насосов

При установке насосов особое внимание следует обращать на мероприятия, препятствующие возникновению и распространению шума и вибрации при их работе.При устройстве фундаментов под насосы последние не должны быть связанными с конструкциями зданий.Для уменьшения и устранения шума и вибрации при работе насосов рекомендуется выполнять такие мероприятия:

под основание фундамента до укладки бетона проложить слой звукоизолирующих упругих материалов (резина, пробка, войлок, проваренный в битуме и др.);

вокруг фундамента по всему наружному периметру отрыть котлован шириной 150—200 мм и глубиной до подошвы фундамента, после чего свободное пространство заполнить сухим песком до уровня чистого пола;

фундамент из сборного железобетона устанавливать на металлическую раму с закрепленными к ней вибронзоляторами, под которые закрепляют прокладки из листовой резины толщиной 5—6 мм;

между плитой агрегата и фундаментом проложить слой войлока, проваренного в битуме, или установить виброизоляторы. Зону действия виброизоляторов (пространство между плитой агрегата и фундаментом) необходимо хорошо очистить от строительного мусора или других посторонних предметов, способствующих передаче шума и вибраций от работающего агрегата к фундаменту.

Подключают насосы к трубопроводам по всасывающей напорной линиям через гибкие вставки из резинотканевых в опорных рукавов длиной 700—900 мм (рис. 1), а при наличие трубных участков — между насосом и гибкой вставкой, 9 участки следует крепить к стенам или перекрытиям помещения на виброизолирующих опорах или подвесках или через амортизирующие прокладки.

Для изоляции шума от работающих насосов в помещениях, где установлены насосы, устраивают многослойную обшивку стен и потолков толщиной 75—150 мм с воздушной прослойкой; места прохода труб в стенах, перекрытиях и дыментах плотно заделывают звукопоглощающими материями.

45) Интерференция и дифракция звуков

Интерференция и дифракция. Звуковые колебания, как и всякое волно-

вое движение, подчиняются законам интерференции и дифракции. Процесс на-

ложения друг на друга нескольких звуковых волн называется интерференцией.

Если два колебания одинаковой частоты и амплитуды складываются в одной

фазе, то наблюдается усиление колебаний. Если фазы противоположны, то ко-

лебания прекращаются.

Явление дифракции заключается в том, что звуковые волны огибают пре-

грады, линейные размеры которых меньше длины волны. Короткие волны от-

ражаются от таких препятствий, образуя за ними звуковую тень. На этом прин-

ципе основывается применение шумозащитных экранов, геометрические раз-

меры которых определяются частотой звука, а также расстоянием до источника

шума. Кроме того, благодаря дифракции, звуковые волны легко проникают в

малые по сравнению с длиной волны отверстия, что сильно снижает звукоизо-

ляцию ограждений.

Интерференция звука - неравномерность пространственного распределения амплитуды результирующей звуковой волны в зависимости от соотношения между фазами волн, складывающихся в той или иной точке пространства.

Звуковым волнам присуще явление интерференции, т.е. усиление колебаний в одних точках пространства и ослабление колебаний в других точках в результате наложения двух или нескольких звуковых волн, приходящих в эти точки пространства. Явление интерференции во времени базируется на известном принципе суперпозиции волн, смысл которого сводится к следующему: если в среде одновременно распространяется система n различных волн, то каждая из волн распространяется независимо от других. При этом результирующие скорость, смещение, ускорение каждой частицы среды равны векторным суммам соответствующих величин, обусловленных каждой из волн порознь.

ДИФРАКЦИЯ ЗВУКА - отклонение распространения звука от законов геометрической акустики, обусловленное его волновой природой. Результаты Д. з.- расхождение УЗ-пучков при удалении от излучателя или после прохождения через отверстие в экране, загибание звуковых волн в область тени позади препятствий, больших по сравнению с длиной волны λ, отсутствие тени позади препятствий, малых по сравнению с λ , и т. п. Звуковые поля, создаваемые дифракцией исходной волны на препятствиях, помещённых в среду, на неоднородностях самой среды, а также на неровностях и неоднородностях границ среды, наз. рассеянными полями (см. Рассеяние звука).

35. Физические параметры характеризующие шум. Звуковые волны характеризуются длиной волны, частотой, скоростью распространения волн, интенсивностью, звуковым давленом и рядом других параметров. К звуковым волнам относятся упругие волны тех частот, которые лежат в пределах слышимости человеческого уха, то есть примерно от 16 до 20000 Гц. Упругие волны с частотой менее 16 Гц называются инфразвуком, а выше 20000 Гц - ультразвуком. Ухо наиболее чувствительно на частотах от 1000 до 4000 Гц. Инфразвуки и ультразвуки не сопровождаются слуховым ощущением. Интенсивность звука измеряется количеством энергии, переносимой звуковой волной за 1с через площадку в 1см , перпендикулярную направлению движения волны. Максимальные и минимальные значения звуковых давлений и интенсивностей, воспринимаемые человеком как звук, называется пороговыми. Звуки малой интенсивности еле слышимые, называются порогом слышимости. Максимальные значения соответствуют звукам, которые вызывают болевые ощущения в органах слухи. Энергия звука на грани болевого ощущения в 10¹⁴ раз превышают энергию едва слышимого звука той же частоты. Такой огромный диапазон силы звука доступен благодаря способности человеческого уха реагировать нс на абсолютный прирост силы звука , а на относительное изменение этой величины. Уровень силы (интенсивности) звука - это логарифм отношений величин интенсивности отношений величин звука или звукового давления слышимого звука к значениям, соответствующим порогу слышимости при эталонной частоте в 1000 Гц. Слышимый диапазон частот (20 Гц - 20 КГц) разбит на 8 стандартизованных октановых полос. Зависимость логарифмического уровня звукового давления от частоты представляет собой спектр шума. При ориентировочной оценке за характеристику постоянного шума допускается использовать общий уровень шума допускается использовать общий уровень звука дБА, измеряемый по шкале А шумомера

46. Методы борьбы с производственной вибрацией. Ослабление вибрации на пути ее распространения осуществляется тремя основными методами ‑ виброизоляцией, виброгашением и вибропоглощением. Сущность виброизоляции заключается в том, что между источником вибрации и защищаемым объектом помещают упругие элементы ‑ амортизаторы, препятствующие передаче колебаний. Виброгашение осуществляется за счет воздействия на защищаемый объект присоединенных к нему дополнительных колебательных систем с определенной массой (самостоятельный фундамент). Вибропоглощение заключается в использовании наносимых на вибрирующие поверхности специальных покрытий (пластмасса, фетр, войлок, резина, пенопласт), деформация которых трансформирует колебательную энергию в тепловую.

36. Шум металлорежущих станков.

Металлорежущие станки. Спектры шума большинство металлорежущих станков имеют средне- и высокочастотный характер. Общие уровни звукового давления находятся в пределах от 85 до 100 дБ и выше, что в боль­шинстве случаев превышает предельный спектр шума. Наиболее высокие уровни шума зарегистрированы у крупногабаритных токарных, револьверных, фрезерных и шлифовальных станков. В токарных станках основными источниками шума являются приводы (зубчатые и ременные передачи), электродвигатели и резец в процессе резания.

Снижение шума зубчатых передач эксплуатируемых станков может быть обеспечено заключением коробок скоростей, редукто­ров и т. д. в звукоизолирующие кожухи, а также помещением зубчатых колес в масляные ванны. Уменьшению шума в значи­тельной мере способствуют:

а) замена прямозубых зубчатых колес косозубыми;

б) повышение точности сборки и балансировки;

в) применение амортизирующих прокладок из свинца и т. п. материалов;

г) замена в зубчатых парах стального колеса пластмассовым, например из капрона (достигается снижение уровня шума до 20 дБ).

Шум электродвигателей является следствием пульсации пере­менных магнитных полей и воздушных потоков внутри корпуса машины, а также работы подшипников качения и контактов.

Уменьшение шума электродвигателей режущих станков может быть достигнуто: а) хорошей динамической балансировкой ротора двигателя;

б) повышение жесткости корпуса двигателя, вала ротора, подшипниковых щитов и др.;в) заключением электродвигателя в звукоизолирующий ко­жух, выгородкой и т. п.

Высокие уровни шума возникают на токарно-револьверных станках при ударах пруткового материала о направляющую трубу. Этот шум (обычно, высокочастотный) достигает уровня 100-106 дБ, уменьшить его можно заменой металлической трубы пласт­массовой или облицовкой металлической трубы упругой мастикой с техническим войлоком или резиной.

Важным фактором, способствующим борьбе с шумами и виб­рациями механизированного инструмента является системати­ческий контроль его состояния и своевременный ремонт.

37 . Инфразвук и ультразвук.

Инфразвук – это колебания с частотой ниже 20 Гц , распространяющиеся в воздушной среде, в следствие большой длины волны инфразвукового колебания.

Источники инфразвука могут быть природными и производственными.

Природные источники- это землетрясение, извержение вулканов, морские бури.

Производственные источники- это работа крупногабаритных машин и механизмов.

Инфразвук на рабочем месте может достигать 120 дБ. Инфразвук вызывает жалобы на раздражительность, головную боль ,рассеянность, сонливость, головокружение.

Предельно допустимый уровень инфразвука

2 Гц – 105 дБ

4 Гц – 105 дБ

8 Гц – 105 дБ

16 Гц – 105 дБ

31,5 Гц – 102 дБ

В салонах автомобилей УЗД– 100 дБ на частоте 2-16 Гц.

В автобусах УЗД– 107- 113 дБ на частотах 2-16 Гц.

В самолетах УЗД плавно возрастает от 70 дБ до 90 дБ, частота 20 Гц.

Ультразвук – колебания выше 20 000 Гц, распространяются в воздухе и твердых средах.

Ультразвук применяется в народном хозяйстве для активного воздействия на вещества (пайка, сварка, механическая обработка), для структурного анализа и контроля физико-химических свойств, веществ и материалов, для обработки и передачи сигналов радиолакационных и вычислительных технологий, в медицине для диагностики и терапии различных заболеваний, для стерилизации инструментов.

Ультразвук делится:

1. Низкочастотный 1,12∙10⁴ – 1∙10⁵ Гц

2. Высокочастотный 1∙10⁵ – 1∙10⁹ Гц

Ультразвук вызывает головные боли, усталость, бессонницу, обострение обоняния вкуса, а при длительном воздействии(т.е. через 2 года) сменяется угнетением .Перечисленные функции вызывают нарушение в вестибуляторном анализаторе.

ПДУ ультразвука

1 2,5 кГц ̶ 80 дБ

16 кГц ̶ 90 дБ высокие уровни

20 кГц ̶ 100 дБ

25 кГц ̶ 105 дБ

31,5 кГц ̶ 110 дБ

Ультразвук оказывает механическое, физико-химическое воздействие на человека.

Физико-химическое воздействие – это ускорение процессов диффузии через биологические мембраны и изменение скорости в биологических реакциях.

Длительная работа с интенсивным ультразвуком при его контактной передачи на руки может вызвать поражение переферически нервного и сосудистого аппарата(такие заболевания полинигрит и порэзы пальцев).

Нормируемыми параметрами ультразвука распространенным контактным путем является пиковая значение виброскорости в полосе частот от 8 кГц до 31,5∙ 10³ кГц.

Допустимые уровни виброскорости

кГц	м/с	дБ
8-63	5∙10 -3	100
125-500	8,9∙10 -3	105
1∙103 – 31,5∙103	1,6∙10 -3	110