БЖД (Иванов ФИБС БТС 8 семестр) / Лабы / Исследование параметров производственного шума и определение эффективности мероприятий по защите от него
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра БТС
ОТЧЕТ по лабораторной работе №7
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Тема: Исследование параметров производственного шума и определение
эффективности мероприятий по защите от него
Студент гр. 7501 |
|
Исаков А.О. |
|
Студент гр. 7501 |
|
Зайченко Е.Д. |
|
Студентка гр. 7501 |
|
Винограденко Ю.В. |
|
Преподаватель |
|
|
Маловский А.И. |
Санкт-Петербург
2021
Цель работы: исследование параметров производственного шума на соответствии требованиям санитарных норм и изучение основных принципов по эффективной защите от шума.
Основные понятия и физические величины
Октава – частотный интервал, в котором верхняя и нижняя граничные частоты отличаются в два раза. Определяющей для частотных интервалов является среднегеометрическая частота.
Предельный спектр – кривая, представляющая собой допустимые уровни звукового давления. Получает номер по числу децибел, допустимых в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц.
Диффузный коэффициент звукопоглощения – усредненный по разнообразным углам падения волны коэффициент звукопоглощения.
P0 – пороговая величина звукового давления, равная 2*10-5 Па (порог слышимости на частоте 1000 Гц)
L – Уровень звукового давления, дБ
L=20lg(Pср/P0 ) fв – верхняя частота октавы, Гц
fн – нижняя частота октавы, Гц
fср – среднегеометрическая частота, Гц fср=(fвfн)1/2
LАэкв – уровень непостоянного широкополосного шума (эквивалентный уровень шума по энергии),
LАэкв=10lg((1/t)*∫(PА(t)/P0)2dt)
LА – уровень постоянного широкополосного шума (измеренный по временной характеристике «медленно» шумомера),
PА – среднеквадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера
LА=20lg(PА/P0)
2
PА(t) – текущее значение звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера
Д – Доза шума, Па2*ч
Д=∫((PА)2(t))dt
α – Коэффициент звукопоглощения
α=Eпогл/Eпад
Rсоб – Звукоизолирующая способность стены, Дб
τ – Коэффициент звукопроводности, равный отношению энергии,
прошедшей через стену, к падающей энергии
Rсоб=10lg(1/τ)
αдиф – Диффузный коэффициент поглощения
Rф – Фактическая шумоизоляция кожуха Rф, Дб
Rф=Rсоб+10lg(αдиф)
∆Lэкр – Снижение уровня звукового давления прямого звука в расчетной точке за экраном. Акустическая эффективность экрана
Lэ – Эффективность мероприятий по шумопоглощению
Lэ=L1-L2
Специфическое воздействие шума (действие на слуховой анализатор).
Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ (А)) на слух человека приводит к его частичной или полной потере.
Неспецифическое воздействие шума.
Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.
Принципы защиты от шума.
3
Звукоизоляция. Собственная звукоизоляция или звукоизолирующая способность стены Rсоб определяется соотношением
Rсоб = 10 lg (1/τ),
где τ — коэффициент звукопроводности, равный отношению энергии,
прошедший через стену, к энергии падающей.
Акустическое экранирование. Акустический экран — это преграда ограниченных размеров с определенной звукоизолирующей способностью,
устанавливаемая между источником шума и защищаемым от шума местом.
Экраны наиболее эффективны для снижения шума высоких и средних частот и плохо снижают низкочастотный шум.
4
Перечень проведённых измерений
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ур. |
|
|
Уровень звукового давления в октавных полосах со |
звука |
||||||||
|
Условия опыта |
|
среднегеометрическими частотами, Гц |
|
шк. А, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Шумовой фон |
55,3 |
60,2 |
35,7 |
38,3 |
27,8 |
20,9 |
18,6 |
16,4 |
14,2 |
35,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Источник шума |
55,1 |
64,8 |
60,3 |
81,1 |
89,6 |
102,1 |
104,1 |
90,7 |
69,9 |
106,9 |
|
без защиты |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Источник шума в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кожухе без |
77,6 |
82,3 |
68,5 |
67,5 |
86 |
97,7 |
85,9 |
77,7 |
56,2 |
97,9 |
|
звукопоглотителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Источник шума в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кожухе со |
53,8 |
64,3 |
49,9 |
67,1 |
80,4 |
100,2 |
91,2 |
81,3 |
55,3 |
100,7 |
|
звукопоглотителе |
||||||||||
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Алюминиевый |
55,4 |
69,5 |
58,3 |
77,7 |
84,1 |
98,1 |
94,8 |
83,8 |
57,3 |
100,3 |
|
экран |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Алюминиевый |
59,1 |
66,8 |
68 |
80 |
86,2 |
99,5 |
102,3 |
86,3 |
64,7 |
104,8 |
|
экран с окном |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
ДВП |
59,3 |
70,9 |
60,9 |
78,6 |
84,9 |
98,1 |
95 |
84,2 |
58,1 |
100,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Стальной экран с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вентиляционным |
62,4 |
68 |
63 |
78,9 |
84,3 |
98,2 |
95,2 |
84,7 |
57,4 |
100,4 |
|
отверстием |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Источник шума в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кожухе со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
звукопоглотителе |
57,4 |
70,4 |
57 |
63,9 |
70,4 |
84,4 |
82 |
60,5 |
36,7 |
86,6 |
|
м и алюминиевом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экраном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Графики и рассчитанные значения
1.Шумовой фон Из графиков ниже видно, что в шуме преобладают нижние частоты.
Высокие частоты практически не выражены. Также с ростом частоты замечается спад звукового давления. Следовательно, шум имеет низкочастотный характер.
Так же на графике присутствует кривая предельного спектра ПС-75, что соответствует работе на шумном производстве. Можно видеть, что шумовой фон находится ниже представленной кривой, что соответствует норме.
, дБ |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давления |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
звукового |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уровень |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
|
|
|
Октавные полосы, Гц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шумовой фон |
|
ПС-75 |
|
|
|
|
|
Рисунок 1 - График шумового фона и ПС-75 |
|
2. Расчёт шума с поправкой на шумовой фон
Октавные |
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
частоты, Гц |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Шумовой |
55,3 |
60,2 |
35,7 |
38,3 |
27,8 |
20,9 |
18,6 |
16,4 |
14,2 |
|
фон, дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Источник |
55,1 |
64,8 |
60,3 |
81,1 |
89,6 |
102,1 |
104,1 |
90,7 |
69,9 |
|
шума, дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Источник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шума с |
48,1 |
62,8 |
60,3 |
81,1 |
89,6 |
102,1 |
104,1 |
90,7 |
69,9 |
|
поправкой, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предельные |
107 |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
|
значения, дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
3.Графики для различных средств защиты от шума Ниже приведены графики уровня звукового давления на различных
частотах для разных средств защиты.
По данным графикам можно сказать, что наиболее эффективным средством защиты является кожух со звукопоглотителем, что является очевидным, т.к. в этом методе используется и звукоизоляция и звукопоглощение. Алюминиевый экран с окном обеспечивает наименьшую защиту. Среди экранов неплохие результаты показывает алюминиевый экран.
Видно, что на высоких частотах все кривые находятся выше предельного спектра, т.е. можно говорить, что они не обеспечивают достаточной защиты.
Как и ожидалось использование совместно кожуха со звукоизоляцией и алюминиевого экрана дало наилучший результат, но на высоких частотах всё равно не обеспечивает необходимой защиты.
Уровень звукового давления, дБ
120
100
80
60
40
20
0
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
Октавные полосы, Гц
ПС-75
Источник шума без защиты
Источник шума в кожухе без звукопоглотителя
Источник шума в кожухе со звукопоглотителем
Алюминиевый экран
Алюминиевый экран с окном
ДВП
Стальной экран с вентиляционным отверстием
Источник шума в кожухе со звукопоглотителем и алюминиевом экраном
Рисунок 2 - Графики уровня звукового давления на различных частотах для
разных средств защиты
7
4. Расчёт эффективности Исходя из расчёта эффективности и графиков построенным по
полученным результатам наилучшую эффективность обеспечивает совместное использование кожуха с поглотителем и алюминиевого экрана.
Если говорить об экранах, то на некоторых частотах ДВП показывало большую эффективность, чем алюминиевый экран, но в целом уровень звука при использовании АЭ был ниже.
На частотах от 250 до 8000 использование защитных средств позволило уменьшить уровень звукового давления, так как значения эффективности положительны. На низких частотах все средства защиты не эффективны.
Октавные частоты, |
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
Гц |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эффективность |
-29,5 |
-19,5 |
-8,2 |
13,6 |
3,6 |
4,4 |
18,2 |
13 |
13,7 |
|
кожуха, дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эффективность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кожуха с |
-5,7 |
-1,5 |
10,4 |
14 |
9,2 |
1,9 |
12,9 |
9,4 |
0 |
|
поглотителем, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
алюминиевого |
-7,3 |
-6,7 |
2 |
3,4 |
5,5 |
4 |
9,3 |
6,9 |
13,7 |
|
экрана, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
алюминиевого |
-11 |
-4 |
-7,7 |
1,1 |
3,4 |
2,6 |
1,8 |
4,4 |
14,6 |
|
экрана с окном, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность |
-11,2 |
-8,1 |
-0,6 |
2,5 |
4,7 |
4 |
9,1 |
6,5 |
12,6 |
|
ДВП, дБ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эффективность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стального экрана с |
-14,3 |
-5,2 |
-2,7 |
2,2 |
5,3 |
3,9 |
8,9 |
6 |
5,2 |
|
вентиляционным |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
отверстием, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кожуха со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
звукопоглотителем |
-9,3 |
-7,6 |
3,3 |
17,2 |
19,2 |
17,7 |
22,1 |
30,2 |
11,8 |
|
и алюминиевого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экрана, дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
40 |
|
30 |
, дБ |
20 |
давления |
10 |
звукового |
-10 |
|
0 |
Уровень |
-20 |
|
|
|
-30 |
|
-40 |
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
Эффективность источника шума в кожухе без звукопоглотителя
Источник шума в кожухе со звукопоглотителем
Эффективность алюминиевого экрана
Эффективность алюминиевого экрана с окном
|
|
|
Эффективность ДВП |
|
|
|
|
|
|
|
Эффективность стального экрана с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вентиляционным отверстием |
|
|
|
Эффективность источника шума в |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
кожухе со звукопоглотителем и |
Октавные полосы, Гц |
|
|
алюминиевом экраном |
Рисунок 3 - Графики эффективности при различных способах защиты от
шума
9
Выводы:
в результате выполнения данной лабораторной работы были проведены исследования соответствия производственного шума санитарным нормам и изучены основные принципы защиты от шума. Было установлено, что значение фонового шума полностью соответствует установленным нормам,
даже если сравнивать уровень звукового давления этого шума с ПС-45, то значения будут находиться в пределах нормы.
При включении источника шума уровень звукового давления на частотах свыше 250 Гц превышал все допустимые значения, т.е. не соответствовал нормам.
Далее были рассмотрены различные средства защиты от шума.
Использовались кожухи, которые обеспечивали звукоизоляцию или звукоизоляцию и звукопоглощение, и экраны для акустического экранирования. Исходя из результатов экспериментов самым эффективным из кожухов оказался кожух с поглотителем, а самым эффективным экраном стал алюминиевый, хотя его результаты близки к ДВП.
На частотах выше 250 Гц все средства защиты не обеспечивают достаточного уровня снижения звукового давления, который бы удовлетворял нормам.
Самым эффективным являлось совместное использование кожуха с поглотителем и алюминиевого экрана. Хотя на высоких частотах они так и не обеспечивали соответствия нормам.
Эффективность всех средств защиты на низких частотах находится на низком уровне, т.к. низкочастотный шум может легко огибать экраны за счёт эффекта дифракции, что говорят отрицательные значения эффективности на низких частотах, зато на высоких и средних частотах эффективность может достигать довольно больших значений.
10