4.7.4.3. Звукоизоляция экраном

Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воздействия шума используют экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочим местом.

Звукоизолирующий эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично.

Оценить эффективность экрана можно по графику, представленному на рис. 4.8.

Степень проникновения зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны λ: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, и тем меньше

Рис. 4.8. Форма акустического экрана и его эффективность, при r = 0,5 м:

1 – l/b = 1,75, 2 – l/b = 4,5 (при H/a =2,5); 3 – l/b = 1,75, 4 – l/b = 4,5 (при H/a = 5)

снижение шума. По этой причине экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума. На низких частотах экраны малоэффективны, так как за счет дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана. Экран оказывается эффективным тогда, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т.е. либо на открытой местности, либо в облицованном помещении.

4.7.5. Акустическая обработка помещений

Акустическая обработка помещений (рис. 4.9) – размещение звукопоглощающих материалов на ограждающих конструкциях или установка штучных звукопоглотителей.

Звукопоглощениемназывается процесс перехода части энергии звуковой волны в тепловую энергию среды, в которой распространяется звук.

Звукопоглощение обладает дисперсией, т. е. достаточно сильно зависит от частоты. При её повышении звукопоглощение повышается.

Наряду с непосредственным переходом части звуковой энергии в тепловую, звуковая волна ослабляется за счёт её частичного проникновения через ограждения, щели, окна.

К звукопоглощающим материаламотносятся материалы, у которых коэффициент поглощения на средних частотах больше 0,2. В зависимости от механизма звукопоглощения материалы делятся на несколько видов.

Рис. 4.9. Акустическая обработка помещений:

а) – звукопоглощающая облицовка; б) – штучные звукопоглотители;

1 – защитный перфорированный слой; 2 – звукопоглощающий материал;

3 – защитная стеклоткань; 4 – стена или потолок; 5 – воздушный промежуток;

6 – плита из звукопоглощающего материала

1. Материалы, в которых поглощение осуществляется за счёт вязкого трения воздуха в порах (волокнистые пористые материалы типа ультратонкого стеклянного и базальтового волокна), в результате чего кинетическая энергия падающей звуковой волны переходит в тепловую энергию материала.

2. Материалы, в которых помимо вязкого трения в порах происходят релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (войлок, древесно-волокнистые материалы, минеральная вата).

3. Панельные материалы, звукопоглощение которых обусловлено деформацией всей поверхности или некоторых её участков (фанерные щиты, плотные шторы).

Звукопоглощение наиболее эффективно на высоких и средних частотах. Для повышения поглощения пористых материалов на низких частотах либо увеличивают их толщину, либо используют воздушный промежуток между материалом и ограждением. Максимальное поглощение наблюдается тогда, когда воздушный зазор между поверхностями конструкции и материала равен половине длины волны падающего звукового колебания. Облицовка обычно выполняется в виде слоя однородного пористого материала толщиной 20 – 200 мм, укрепляемого на поверхности ограждения.

Если стены помещения и перекрытия выполнены светопрозрачными или площадь свободных поверхностей недостаточна для установки плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения шума применяют штучные (объемные) поглотители (рис. 4.9, б). Штучные звукопоглотители выполняются из звукопоглощающих материалов и представляют собой объемные конструкции в виде призм, шаров, параллелепипедов, подвешиваемых к потолку помещения. Характеристики некоторых видов звукопоглощающих материалов и штучных звукопоглотителей приведены в таблицах 4.7 и 4.8.

Таблица 4.8

Штучные звукопоглотители

Материал	Звукопоглощающий слой		Расстояние			Величина звукопоглощения Ашт, м2, в октавных полосах частот
						31,5		63		125		250		500		1000		2000		4000		8000
	Плотность ρ, кг/м3	Толщина, h, мм	b, мм	H, м
Супертонкое стекловолокно с оболочкой из стеклоткани и просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорация 74 % 400×400×400 320×320×320 240×240×240	15 15 15	60 60 60	1500 2000 2500	750 1000 1250	0,14 0,1 0,03		0,14 0,1 0,03		0,40 0,16 0,09		0,75 0,37 0,15		1,23 0,8 0,29		1,14 0,84 0,35		1,05 0,66 0,37		0,82 0,52 0,30		0,67 0,37 0,20
Минераловатная плита с оболочкой из стеклоткани: 1000×250×40 500×500×40 1000×500×80	80 80 80 125 80	40 40 40 40 80	50 250 500 500 500	0 0 0 0 0	0,9 0,15 0,1 0,25 0,3		0,95 0,17 0,1 0,28 0,31		1,1 0,38 0,13 0,34 0,38		2,94 0,83 0,43 0,6 0,81		3,8 1,01 0,53 0,98 1,14		3,6 0,99 0,66 1,45 1,22		3,45 1,2 0,65 1,57 1,18		2,29 1,57 0,61 1,56 1,07		2,0 1,4 0,58 1,5 1,0

Величину снижения уровня звукового давления ΔL в каждой октавной полосе в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного звука, определяют по формуле

, (4.35)

где В – постоянная помещения, м², определяется по формуле (4.16); В₁ – постоянная помещения, м², после установки в нем звукопоглощающих конструкций:

, (4.36)

где S_огр, S_обл – площади ограждающих конструкций помещения и примененной звукопоглощающей облицовки, м²; α_обл – коэффициент звукопоглощения выбранного материала (табл. 4.4); А_шт – величина звукопоглощения штучного звукопоглотителя, выбирается по таблице 4.5; n_шт – количество штучных звукопоглотителей; k, k₁ – коэффициенты, определяемые по таблице 4.5 соответственно до и после устройства звукопоглощающих конструкций.

Акустическая обработка помещения позволяет снизить шум на 10 – 12 дБ в отраженном звуковом поле и на 4 – 5 дБ в расчетных точках на рабочих местах.