Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Охрана труда. Оценка виброакустических факторов. Учебное пособие
.pdf
Звукоизоляция многослойных ограждений выше
однослойных той же массы. Промежуток между ограждениями
заполняется звукопоглощающим материалом, но даже
отсутствие заполнителя увеличивает эффективность
ограждения.
Звукопоглощение. Звукопоглощающие материалы и
конструкции предназначены как для помещений с источником
звука, так и соседних помещений. Поглощение звука
обусловлено переходом колебательной энергии в тепло
вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Потери на
трение наиболее значительны в пористых материалах, поэтому
их и используют в звукопоглощающих конструкциях.
Снизить уровень шума можно отделкой ограждающих
поверхностей звукопоглощающими конструкциями (рис. 16) с
максимальными коэффициентами звукопоглощения в области
нормируемых частот.
Рис. 16 – Схема звукопоглощающей конструкции
Дополнительным звукопоглощением могут служить
занавеси на окна из плотной ткани, подвешенные в складку на
расстоянии 15–20 см от ограждения. Занавесь должна быть в два
раза шире окна. Звукопоглощающий элемент должен
располагаться так, чтобы амплитуда звукового давления на
частоте поглощения размещалась внутри его. Следовательно,
чем ниже частота звука (длиннее волна), тем больше должно
быть расстояние D. При этом толщина слоя обычно составляет
41
50–150 мм, что позволяет снижать УЗД в окрестности
обл
0
Δ 10lg
A
LA
1
α
n
i
i
AS
среднегеометрической частоты с наибольшим уровнем.
Звукопоглощающие конструкции закрепляются на потолке
и стенах помещения. Для предупреждения повреждения
настенных конструкций их устанавливают на расстоянии не
ниже 2 м от уровня пола.
Расчетное выражение, определяющее эффективность
звукопоглощающей облицовки, имеет вид
,
где A
конструкции и необлицованного помещения, м2.
своих площадей и соответствующих коэффициентов
звукопоглощения
где п – число поверхностей с различным коэффициентом
звукопоглощения α (табл. 5);
S – площадь этих поверхностей.
дополнение к облицовке стен и потолка помещения
применяются штучные звукопоглотители. Они могут
выполняться в виде конусов, пирамид, кубов и занавесей (рис.
17). Их эффект определяется в основном эквивалентной
площадью звукопоглощения, которая рассчитывается по
изложенной методике.
и A0 – эффективная площадь звукопоглощения
обл
Обе величины рассчитываются по общей формуле с учетом
,
Для увеличения звукопоглощающей поверхности в
42
Таблица 5 – Коэффициенты звукопоглощения материалов и
Ограждение
Материал,
конструкция
Значение коэффициента α на
среднегеометрической частоте
октавной полосы, Гц
125
250
500
1000
2000
4000
Пол,
стены,
потолок
Паркет
0,10
0,02
0,10
0,08
0,06
0,06
Линолеум (5 мм)
0,02
0,02
0,03
0,03
0,04
0,04
Бетон
0,01
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
Кирпич
0,02
0,03
0,03
0,04
0,05
0,07
Штукатурка,
окрашенная
масляной краской
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,03
Сосновая доска
19 мм
0,01
0,01
0,01
0,08
0,08
0,11
Конструкция
Плиты
минераловатные,
акустические:
перфорированная
D = 0
0,1
0,17
0,68
0,98
0,86
0,45
то же с D = 50 мм
0,05
0,42
0,98
0,90
0,79
0,45
то же с D = 100 мм
0,20
0,50
0,90
0,80
0,75
0,40
гладкая D = 0
0,05
0,55
0,50
0,50
0,25
0,10
то же с D = 150 мм
0,18
0,60
0,51
0,55
0,25
0,13
то же с D = 100 мм
0,30
0,60
0,50
0,50
0,25
0,10
Окно
Силикатное стекло
0,35
0,25
0,18
0,12
0,07
0,04
конструкций
Экранирование источников шума. При наличии
стационарных источников шума в помещениях наряду с
43
звукопоглощающими облицовками целесообразны экраны. Это
2
2
2 cosα
α
λ
bh a
Q H h
b a b
плоские пространственные конструкции, снижающие действие
прямого звука за счет создания за экраном области тени, куда
звуковые волны проникают частично. Так как низкочастотные
звуки имеют большую длину волны, легко огибающей
препятствия, эффективность экранов растет с ростом частоты
звука.
Рис. 17 – Конструкция подвесных штучных звукопоглотителей:
1 – перфорированный лист (сетка); 2 – звукопоглощающий
материал; 3, 4 – монтажные элементы.
Экраны могут быть стационарными и переносными. Их
эффективность определяется взаимным положением источника
шума и расчетной точки. При установке экрана в помещении
снижение шума при любой высоте ИШ и РТ над уровнем пола
определяется выражениями (рис. 18):
L
= 13,49 + 8,39 ln Q
экр
.
44
Экранирование источника шума в помещении
малоэффективно из-за отражения звука от ограждающих
конструкций. Поэтому оба рассмотренных способа должны
применяться совместно.
Рис. 18 – Расчетная схема экрана
Инфразвук
К инфразвуку относятся акустические колебания с частотой
ниже 20 Гц, которые не воспринимаются слуховым аппаратом
человека.
При оценке производственного инфразвука практический
интерес представляет частотный диапазон от 1,6 до 20 Гц,
включающий четыре октавные полосы со
среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц или
двенадцать третьоктавных полос со среднегеометрическими
частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16 и 20 Гц.
Физической характеристикой инфразвука является
среднеквадратичное значение уровней звукового давления в
октавных полосах частот в децибелах.
Установить наличие инфразвука можно сравнением
результатов измерения шума на характеристиках LIN
(линейная) и А шумомера. Так как характеристика А заглушает
45
уровни на инфразвуковых частотах более чем на 50 дБ,
0,1
экв
10lg 10 10lg
i
L
i
Li
незначительная разность измеренных указанным способом
уровней укажет на отсутствие инфразвука, а при разности не
менее 10 дБ подтвердит его существование. Измерения должны
проводиться на временной характеристике шумомера
«медленно».
Классификация инфразвука. Инфразвук подразделяется на
постоянный, уровень звукового давления которого за время
наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ), и
непостоянный – противном случае.
Условия труда при воздействии постоянного инфразвука
оцениваются по результатам измерения уровня звукового
давления по шкале «линейная», в дБЛин, а в случае
непостоянного инфразвука – по результатам измерения или
расчета эквивалентного (по энергии) общего уровня звукового
давления на временной характеристике «медленно» шумомера
по формуле
,
где i – число отсчетов УЗД на характеристике LIN шумомера;
Li – уровень звукового давления i-го результата.
Усреднение на характеристике шумомера «медленно»
составляет τ = 1000 мс и соответствует времени интегрирования
слухового аппарата человека.
Инфразвук как физическое явление подчиняется общим
закономерностям, характерным для звуковых волн, однако
обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой
частотой колебаний упругой среды:
- инфразвук имеет во много раз большие амплитуды
колебаний, чем акустические волны, при равных мощностях
источников звука;
46
инфразвук хорошо распространяется в воздушной среде на
большие расстояния с незначительной потерей энергии,
поскольку поглощение его в атмосфере незначительно и
составляет 8.10-6 дБ/км;
- большая длина волны обусловливает характерное для
инфразвука явление дифракции. Благодаря этому инфразвук
легко проникают в помещения и огибают преграды,
задерживающие слышимые звуки;
- инфразвуковые колебания способны вызывать вибрацию
крупных объектов вследствие явлений резонанса.
Указанные особенности инфразвуковых волн затрудняют
борьбу с ними, так как классические способы, применяемые для
снижения шума (звукопоглощение и звукоизоляция), а также
удаление от источника в данном случае малоэффективны.
Источники инфразвука на рабочих местах. Применение в
различных сферах деятельности человека машин и механизмов,
увеличение их мощности и габаритов, производительности и
других технических характеристик обусловливают тенденцию
повышения низкочастотных составляющих в спектрах шумов на
рабочих местах и появление инфразвука.
В современном производстве и на транспорте источниками
инфразвука являются компрессоры, кондиционеры, турбины,
промышленные вентиляторы, нефтяные форсунки,
вибрационные площадки, доменные и мартеновские печи,
тяжелые машины с вращающимися частями, двигатели
самолетов и вертолетов, дизельные двигатели судов и
подводных лодок, а также наземные транспортные средства.
Производственный инфразвук представляет собой часть
механической энергии, генерируемой различным
оборудованием, и возникает при перемещении поверхностей
больших размеров, мощных турбулентных потоков жидкостей и
газов, при ударном возбуждении конструкций, вращательном и
возвратно-поступательном движении больших масс с
47
повторением циклов не менее 20 раз/с.
Характер
спектра
Октавные полосы с
максимальными
уровнями звукового
давления, Гц/дБ
Примеры основного вида
машин и оборудования
Инфразвуковые
2,4,8,16; 82 - 133
Автотранспорт, доменные и
кислородно-конверторные
печи, речные и морские суда,
железнодорожный транспорт,
компрессоры
Инфранизкочасто
тные
2-125; 84 - 112
Мартеновские печи,
агломашины, отдельные виды
транспортных средств,
самоходные и
полустационарные машины
Низкочастотные
31,5; 63; 125; 84 -
116
Электродуговые печи, тягачи,
гусеничные тракторы,
портовые краны, турбинные
установки, автопогрузчики,
экскаваторы
Таблица 6 – Классификация рабочих мест транспортных
средств и технологического оборудования по шумовым
характеристикам инфранизкочастотного диапазона
Из множества спектров производственных и транспортных
шумов, содержащих инфразвуковые составляющие, можно
выделить три основных типа:
- инфразвуковые - наибольшие уровни звукового давления
приходятся на октавные полосы среднегеометрических частот 226 Гц;
- инфранизкочастотные - наибольшие УЗД приходятся на
полосы среднегеометрических частот 2-125 Гц;
- низкочастотные - максимум УЗД находится в октавных
полосах 31,5-125 Гц (табл. 6).
Большинство спектров шума на рабочих местах
металлургических цехов имеет инфранизкочастотный характер.
48
Чисто инфразвуковые спектры характерны для помещений, где
отсутствуют источники инфразвука, а также для компрессорных
станций, оснащенных поршневыми компрессорами.
В настоящее время максимальные уровни низкочастотных
акустических колебаний от промышленных и транспортных
источников достигают 100-110 дБ.
Основными источниками инфразвука и низкочастотного
шума в электросталеплавильных цехах являются электрические
дуги. Шум, создаваемый электродуговыми печами различной
мощности, имеет широкополосный характер с преобладанием
акустической энергии в низкочастотной и инфранизкочастотной
области спектра - 104, 110 и 114 дБ на частотах 31,5, 63 и 125 Гц
соответственно.
Октавные спектры шума на рабочих местах сталеваров
имеют инфразвуковой характер, максимальные уровни
звукового давления 96 - 102 дБ отмечаются в диапазоне 8 - 31,5
Гц.
В промышленности инфразвуковые колебания с
максимальными уровнями звукового давления от 92 до 123 дБ
преимущественно в октавах 8-16 Гц создают воздушные и
поршневые компрессоры.
На территории компрессорных станций угольных шахт
вблизи воздухозаборов (камер всасывания) компрессоров
высокие уровни звукового давления приходятся на октавы 4, 8,
16 и 31,5 Гц, причем наибольшие уровни 108 - 112 дБ отмечены
в октавах 4 - 16 Гц.
На рабочих местах у виброплощадок наиболее высокие
уровни звука приходятся на октавы 31,5 и 63 Гц и составляют
107 и 123 дБ соответственно. Разность уровней (дБ Лин - дБА)
составляет 25 дБ, т.е. спектр шума имеет выраженный
инфразвуковой характер.
На рабочих местах операторов турбинного зала, у блочных
щитов управления, в цехах конденсатоочистки и в помещениях
49
компрессорных станций атомных электростанций шум,
создаваемый технологическим оборудованием, имеет
широкополосный спектр с преобладанием акустической энергии
86-98 дБ преимущественно в октавах 31,5-63 Гц, разность
уровней составляет 10-15 дБ, следовательно, этот шум является
низкочастотным с признаками наличия инфразвука.
Источниками инфразвука могут являться водосливные
плотины (инфразвук образуется вследствие нестабильности
перелива воды), башенные охладители электростанций (при
падении струи охлаждаемой воды в резервуар) с уровнями 80 дБ
в диапазоне частот 10-31,5 Гц.
Уровни инфразвука около 107 дБ на частотах 20-30 Гц были
отмечены вблизи насосных станций сточных вод.
Источники инфразвука выявлены в горнодобывающей
промышленности, в частности, при добыче золота дражным
способом. Наибольшие уровни звукового давления на частотах
4 - 26 Гц были зарегистрированы на драгах и составляли 98-107
дБ.
Мощным источником инфразвука являются реактивные
двигатели космических ракет: при запуске некоторых типов
ракет максимальные уровни звукового давления, превышающие
150 дБ, находятся на частотах 10 и 12,5 Гц.
В кабинах вертолетов максимальные уровни звукового
давления составляют 110-120 дБ на частоте 28 Гц,
соответствующей движению лопастей винта.
Высокие уровни инфразвука обнаружены также на трассах
сверхзвуковых реактивных самолетов – при прохождении
звукового барьера образуется ударная волна с максимумом
спектральной плотности в диапазоне 1-10 Гц. В спектрах шумов
турбореактивных самолетов наибольшие уровни звука обычно
отмечаются в области 100-200 Гц, однако при увеличении
мощности двигателя пик звуковой энергии может смещаться в
диапазон более низких частот.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]