Б Д З / KOS3

Определение ожидаемых уровней звукового давления

До осуществления мероприятий по снижению шума для вы­бранных РТ при известных источниках шума (ЯШ) и их шумо­вых характеристиках определение ожидаемых уровней звукового давления (УДД) производится в зависимости от их взаимного расположения. Источники шума могут находиться в открытом про­странстве на территории предприятия или городской застройки, в помещениях, каналах аэрогазодинамических установок, а расчет- ные точки - на территориях или помещениях жилых и обществен­ных зданий. Для определения ожидаемых УЗД применяют энер­гетический метод расчета, при котором рассматривается распро­странение звуковой энергии от источника до РТ с определением в ней интенсивности звука и соответствующих уровней. .Отметим, что уровень интенсивности звука 1*[ (*1=и)\%(!!!с), где 1 и *о - соответственно интенсивность в данной точке и исходное значение интенсивности, равное 1о=10-'* Вт/м*) связан с уровнем звуко­вого давления * зависимостью

где роса-удельное акустическое сопротивление воздуха, равное 410 Н·с/м* при нормальных атмосферных условиях (7=293 К и /7ст=1034 гПа); рс-то же, при данных условиях (р - плотность воздуха, кг/мЗ, с - скорость звука в нем, м/с); Л*а - поправка на атмосферное условия.

Если данные атмосферные условия соответствуют нормаль­ным, то

В случаях расчетов, проводимых далее, поправкой Л*а можно пренебречь ввиду ее малости и считать, что выполняется равенст­во (24).

Сначала рассмотрим общий случай (рис. 86), когда в окру­жающую среду, где расположена расчетная точка, происходит излучение шума звуковой мощностью *, Вт. Интенсивность звука * в РТ будет равна:

Здесь Ф - фактор направленности излучения шума (его значе­ния для конкретных случаев будут приведены далее); А - коэф­фициент, в общем биде учитывающий уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за счет затухания в воздухе и наличия каких- либо преград; 5 - площадь, на которую распределяется звуковая энергия, м". В общем случае *, где * - простран­ственный угол излучения звука, равный 4* для источников и мест излучения шу­ма,, расположенных в пространстве, 2*- на поверхности территории или огражда­ющих конструкций зданий и сооружений и *-в двухгранном углу, образованном конструкциями зданий и поверхностью территории.

Рис. 86. Расчет шума в от­крытом пространстве

Разделив левую и правую части уравнения (25) на исходное значение интенсивности звука * и прологарифмлровав их, полу­чим выражение для уровня интенсивности звука, равного с учетом (24) ожидаемому уровню звукового давления в РТ:

где **-УЗМ шума, излучаемого в окружающую среду; * - снижение УЗМ на пути распространения шума в откры­том пространстве. При отсутствии препятствий и небольших (до 50 м) расстояниях Л* равно нулю. При ббльших расстояниях становится заметным затухание звука в воздухе, особенно на вы­соких частотах. Это происходит благодаря поглощению энергии в процессе релаксации молекул воздуха, а также ее потерь вслед­ствие теплопроводности и вязкости воздуха. В этих случаях Л*°"==(Ра?·)/1000, где Ра-затухание звука в атмосфере, прини- маемое по следующим данным:

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 *, дБ/км 0 0,7 1,5 3 6 12 24 48

Наличие ветра и растительности, характер рельефа земной поверхности и другие факторы влияют на значение Л*р"", увели­чивая его или уменьшая. Нужно отметить, что выражение (26) получено для условий свободного распространения звука, т. е. без влияния отражений близко расположенных зданий и сооружений. В реальных условиях, особенно в городской застройке, спад уров­ня звукового давления происходит медленнее, чем по закону квад­рата расстояния, поэтому в случае расположения РТ среди зда­ний нужно брать не 20***, а 15**.

Рассмотрим конкретные случаи расчета, наиболее часто встре­чающиеся на практике. Уровни звукового давления в РТ во всех случаях определяют по общей формуле (26) с подстановкой соот­ветствующих значений **ИЗЛ и Ф.

1. Источник шума (один или несколько) установлен на поверх­ности земли на определенном расстоянии * от РТ (рис. 87, а). Шум от него излучается непосредственно в окружающую среду. В данном случае **И**=**. Величина Ф берется из паспортных характеристик машины, механизма. Для источников шума с рав­номерным излучением звука Ф=1. Для осевых и центробежных вентиляторов, открытые всасывающие или выхлопные отверстия которых направлены в сторону РТ, Ф=2.

11. Шум источника аэродинамического происхождения (венти­лятор, компрессор и т. д.) распространяется по каналам (трубо­проводам) и излучается в атмосферу через выходные (выхлопные или воздухозаборные) отверстия (рис. 87, б). В этом весьма рас­пространенном случае **=**-**** (*л - УЗМ источ­ника шума, излучаемого в сторону выходного отверстия; Л*,*, - снижение УЗМ при распространении звука по каналам от источ­ника до выходного отверстия). Л*.*,* определяется последова­тельно для каждого элемента (прямой участок, канал, поворот, тройник и т* п.) и затем суммируется, т. е.

где *л,** - снижение УЗМ в отдельном *-м элементе; число этих элементов.

Рис. 87. Расчетные схемы излучения шума в окружающую среду: а - источник шума расположен в открытом пространстве; б - излучение шу­ма из всасывающих или воздухозаборных отверстий аэродинамических уста­новок; в - излучение шума через стенки канала аэрогазодинамической уста­новки; г - излучение шума через строительные ограждения

Естественное снижение шума в воздуховодах может быть зна­чительным и его необходимо точно определять для каждого эле­мента. При распространении шума по прямым участкам воздухо­водов и каналов происходит затухание звука в результате его поглощения и рассеивания на стенках. Снижение УЗМ на 1 м дли­ны для металлических воздуховодов может быть определено по данным СНиП 11-12-77 (7], а для широких (более 2 м) каналов см. [36].

На поворотах воздуховодов значительная часть энергии отра­жается обратно к источнику шума. Снижение УЗМ а прямоуголь­ных поворотах воздуховодов и каналов может быть определено по графику рис. 88 в зависимости от произведения *А (/*-часто­та звука, Гц; *-ширина поворота, м). В плавных поворотах и в прямоугольных поворотах с направляющими лопатками отраже- ние звука значительно меньше, поэтому снижение уровней состав­ляет 1-3 дБ.

В результате отражения звука от открытого конца воздухово­да (с решеткой или без нее) происходит снижение УЗМ, значение которого определяют по графику рис. 89 в зависимости от пара­метра **Р, Гц-м (**-площадь поперечного сечения воздухо­вода, м").

Рис. 88. График для определе­ния снижения шума в прямо­угольных поворотах

Рис. 89. График для определе­ния снижения шума при отра­жении от открытого конца (а и б) воздуховода

Снижение УЗМ вследствие отражения звука при резком изме. пении поперечного сечения воздуховода (рис. 90, а, б, б) опреде­ляется в зависимости от частоты и соотношения площадей *а я * [7,36]

Рис. 90. Элементы каналов: а, б - сужение и расширение канала; б - перегородка с отверстием в кана­ле; а - разветвление канала

При плавном переходе воздуховода от одного сечения к друга. му снижение октавных УЗМ не учитывается. Снижение УЗМ ) разветвлениях воздуховодов (рис. 90, *) следует определять по формуле

,где *-отношение площадей сечении воздуховодов, = =Р/*Ротв·, 1*отв - площадь поперечного сечения воздуховода рас- сяатриваемого ответвления, м*; -**-площадь поперечного сечения воздуховода перед разветвлением, м*; *отв - суммарная площадь поперечных сечений воздуховодов всех ответвлений.

Фактор направленности Ф в выражении (26) зависит от ориен­тации места излучения по отношению к РТ. Значения показателя направленности С=101*Ф для наиболее распространенных слу­чаев излучения приведены на рис. 91.

III. Шум в РТ попадает через стенки (чаще металлические) канала (см. рис. 87, 0). Такой путь проникновения шума в окру­жающую среду часто наблюдается при работе станций испытаний двигателей и в вентиля*орных установках. Особенно заметным становится такой шум при установке глушителя перед выхлопным створ стием . В этом случае

1де *р - уровень звуковой мощности, излучаемой источником щу­па в канал; Л* - снижение УЗМ в канале от источника до уча­стка, через который излучается шум; *--площадь наружной по- верхности стенок канала, м*; **-площадь поперечного сечения канала, м*; Д - звукоизоляция стенок канала, дБ. Здесь Ф=1.

Рис. 91. Значения С для различных случаев излучения шума из воздухозаборнах или выбросных устройств аэрогазодинамических установок

IV. При близком расположении шумного цеха предприятия к жилой застройке шум может попадать в РТ чаще через оконные проемы площадью .5ог и звукоизоляцией Дог (см. рис. 87, а). В этом случае Ф=1:

,где * - уровень звуковой мощности 1-го источника в помеще- нии; где n - число источников; -ПОСТОЯННАЯ ШУМНОГО помещения, определяемая применлтельно к данному случаю по формуле Д== =*/20 (*-объем помещения, м''; (А - частотный множитель, значения которого см. [7]).

Часто шум может попадать в РТ от нескольких источников разными путями. Например, на территорию жилой застройки шум может попадать одновременно от производственного оборудова­ния, вентиляторов, компрессоров и т. д., близко расположенного предприятия. В таких случаях УЗД в расчетной точке сначала определяют отдельно для каждого источника по формуле (26), а при одновременном действии всех источников - по правилу сло­жения уровней:

где **(-ожидаемые УЗД, создаваемые одним источником при изолированной работе; «-число источников шума. Здесь умеcт- но напомнить, что при разнице между двумя уровнями выше 10 дБ более низкие уровни в расчет можно не принимать.