1. Розрахунок рівня шуму у відкритому просторі

При дії джерела шуму із звуковою потужністю Р (Вт) інтенсивність шуму J (Вт/м²) у розрахунковій точці визначається вираженням (рисунок 4.1 а):

де Ф - фактор спрямованості шуму;

k_р - коефіцієнт, що показує, у скільки раз слабшає шум на шляху поширення при наявності перешкод і загасання в повітрі;

S - площа, прийнята рівної поверхні, на яку розподіляється випромінювана енергія, м²:

S= r²

де r - відстань між джерелом звуку і точкою спостереження;

 – просторовий кут (у стерадіанах), у яку випромінюється звук.

Р исунок 4.1 – Схема акустичного розрахунку

а – у відкритому просторі;

б – у приміщенні:

Кут  залежить від розташування джерела шуму. Якщо джерело випромінює звук в усі сторони простору (випромінювання в повну сферу), то  =4.. Для джерела, розташованого на поверхні території або на підлозі цеху,  =2.. При розташуванні джерела в двогранному куту (шумний агрегат знаходиться на підлозі цеху біля стіни)  =. .Для джерела, що знаходиться у вершині тригранного кута (шумні агрегати розташовані у куті і установлені на підлозі цеху),  =/2.

Розділивши ліву і праву частини цього вираження на J₀, прологарифмуємо:

Позначивши величину 10 lg k_p через L_p і пам'ятаючи, що

а

попереднє вираження буде мати вид

(4.1)

де L – рівень звукового тиску у розрахунковій точці, дБ;

L_p – рівень звукової потужності джерела шуму, величина якого береться з довідників або визначається розрахунком, дБ;

L_p – зниження рівня звукової потужності шуму на шляху його поширення, дБ (при відсутності перешкод і невеликих (до 50 м) відстанях L_p дорівнює нулю).

Розрахунок провадиться в кожній з восьми октавних смуг. Знайдені величини рівнів порівнюються з припустимими по нормах (L_пр) і визначається необхідне зниження L_нб шуму (дБ):

L_нб=L- L_пр (4.2)

2. Розрахунок рівня шуму в закритому просторі (у приміщенні)

При роботі джерела шуму звукові хвилі в приміщеннях багаторазово відбиваються від стін, стелі і різних предметів. Відбиття звичайно збільшують шум у приміщенні на 10-15 дБ у порівнянні із шумом того ж джерела на відкритому повітрі, у результаті чого створюється враження, що машина в приміщенні шумить більше, ніж на відкритому повітрі.

Інтенсивність звуку J у розрахунковій точці (рисунок 4.1 б) складається з інтенсивності прямого звуку J_пр, що йде безпосередньо від джерела, і інтенсивності відбитого звуку J_відб

,

де В – постійна приміщення, м²;

А – еквівалентна площа поглинання звуку, рівна а_срS_пов, м²; а_ср – середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення площею S_пов.

Поблизу джерела шуму його рівень визначається в основному прямим звуком, а при видаленні від джерела - відбитим звуком.

У виробничих приміщеннях величина а_ср рідко перевищує 0,3 – 0,4. У цих випадках постійна приміщення В може бути з деякою погрішністю прийнята рівній еквівалентної площі поглинання А, тобто В  A.

Постійну приміщення більш зручно визначати по формулі [1]:

В =k  V, (4.3)

де k – коефіцієнт, що враховує вид виробничого приміщення (k = 0,05 для цехів, машинних залів і т.п.; k = 0,1 для кабін управління, кімнат без звукопоглинального облицювання; k = 0,6 для приміщень зі звукопоглинальним облицюванням стелі і частини стін);

V – об'єм приміщення, м³;

 – частотний коефіцієнт, прийнятий по таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Частотний коефіцієнт 

Об'єм приміщення, м3	Середньогеометричні частоти октавних смуг, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
200	0,92	0,86	0,8	0,92	1,15	1,6	2,1	2,9
200-1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1,0	1,5	2,4	4,2
1000	0,4	0,4	0,44	0,56	0,8	1,3	2,4	4,8

Проробивши ту ж операцію, що й у попередньому випадку, одержимо наступне вираження для визначення рівня шуму в розрахунковій точці (дБ):

(4.4)

Якщо джерело шуму і розрахункову точку розділяють які-небудь перешкоди, наприклад перегородки, кабіни і т.п., то у формулу (4.4) потрібно додати із знаком мінус величину зниження рівня звукової потужності.

Необхідне зниження шуму визначається по формулі (4.2).

Якщо є кілька джерел шуму в приміщенні, то рівень шуму на робочому місці визначають по формулі:

(4.5)

де S= r²;

r – відстань від розрахункової точки до кожного джерела шуму, м;

n – число джерел шуму;

– сумарний рівень звукової потужності всіх джерел шуму в октавній смузі частот, дБ.

Сумарний рівень звукової потужності (дБ) при одночасній роботі кількох джерел різної звукової потужності можна визначити по формулі:

, (4.6)

де L₁,L₂,…,L_n–рівні звукового тиску або рівні інтенсивності, створювані кожним із джерел у розрахунковій точці.

Розглянуті особливості підсумовування рівнів мають велике практичне значення для шумоглушення. Так, при великому числі однакових джерел заглушіння лише кількох з них практично не послабить сумарний шум. Якщо ж на робоче місце попадає шум від різних по інтенсивності джерел, то знижувати необхідно спочатку шум більш могутніх джерел.

Якщо є n однакових джерел шуму з рівнем звукового тиску L₁, створюваний кожним джерелом, то сумарний шум (дБ) дорівнює

(4.7)

З цієї формули видно, що два однакових джерела спільно створять рівень на 3 дБ більший, ніж кожне джерело окремо.

Таким чином, при аналізі шумової обстановки на робочому місці визначають рівень шуму розрахунком (за допомогою акустичного розрахунку) чи експериментально (за допомогою виміру шумоміром) і визначають необхідне зниження шуму. Якщо розраховане або вимірюване значення рівня шуму вище припустимого, то цим установлюється факт порушення санітарних норм і потрібно розробка заходів щодо зниження шуму до припустимих значень відповідно до ГОСТ 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума. Классификация».

Застосовують наступні основні методи боротьби із шумом:

• зменшення шуму в джерелі виникнення. Механічний шум знижує застосування пружних прокладок між машиною і несучою конструкцією, своєчасний технічний догляд за машиною, профілактичні ремонти і т.д. Аеродинамічний шум знижують зменшенням швидкостей руху потоків (газів, рідин, сипучих матеріалів і ін.) і поліпшенням аеродинаміки тіл, по яких рухаються ці середовища;

• раціональне планування підприємств і цехів. Шумні виробництва концентрують в одній зоні і розташовують їх із завітряної сторони. Установлюють необхідні відстані між шумними й іншими цехами (наприклад, якщо рівень шуму дорівнює 135 дБ, та відстань повинна бути не менш 1000 м). Розриви між цехами озеленюють;

• акустична обробка приміщення (звукопоглинання). Облицьовують внутрішні поверхні пористими тонковолокнистими матеріалами (скловолокно, капронове волокно, мінеральна вата, плити поролону й ін.);

• зменшення шуму на шляху його поширення в результаті застосування звукоізоляції (звукоізолюючі огородження, кожухи, екрани, кабіни, пости або пульти управління, глушителі аеродинамічного шуму й ін.);

• застосування індивідуальних засобів захисту. Для цього використовують вкладиші (м'які тампони і тверді вкладиші з гуми), навушники і захисні шоломи.

Найбільш ефективним методом зниження рівня шуму є застосування звукоізоляції.