3.2.5 Способы и средства защиты от шума

Для изучения способов и средств защиты от шума рассмотрим физический процесс прохождения звуковой волны через перегородку (стену, перекрытие и т. д.). В соответствии с законом сохранения энергии, интенсивность подающего звука равна

, (11)

где - интенсивность отраженного звука; - интенсивность поглощенного звука;- интенсивность звука, проникшего через перегородку (см. рис. 3 а).

а б

1 - перегородка; 2 – внутренний источник шума; 3 – помещение

Рисунок 3 - Распространение звука при прохождении через перегородку (а) и при отражении от поверхностей помещения (б)

Если разделить левую и правую части уравнения (11) на , получим

, (12)

где - коэффициент отражения (0…1);- коэффициент поглощения (0…1);- коэффициент звукопроницаемости (0…1).

Эти коэффициенты характеризуют соответствующие свойства материалов, используемых для защиты от шума.

Снижение шума, который проникает через перегородку (), за счет отражения звуковых волн, называютзвукоизоляцией. Материал звукоизолирующей перегородки должен иметь высокую плотность, а сама перегородка – большую массу. Эффективность звукоизолирующих перегородок в широком диапазоне частот подчиняется закону массы (чем больше масса перегородки, тем выше звукоизоляция)

, дБ. (13)

где – масса одного квадратного метра (1 м²) перегородки, кг; – частота звука, Гц.

На рис. 3 б показано распространение звука внутри помещения от внутреннего источника. Интенсивность шума складывается из прямого звука и многократно отраженного (диффузного). Для источников непостоянного шума, создающего некогерентные волны прямого и отраженного звука (когда создаваемые ими давления имеют произвольные фазы), интенсивность шума равна

, Вт/м (14)

где - интенсивность прямого звука;- интенсивность диффузного звука; i – номер источника (1…n); n – количество источников; - звуковая мощность источника; Вт;- коэффициент направленности под углом к оси источника (для изотропных источниковК(θ)=1); - расстояние до источника, м;- средний коэффициент звукопоглощения в помещении;S – суммарная площадь звукопоглощения, м.

Интенсивность прямого звука (первое слагаемое в скобках) обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. Диффузный звук (второе слагаемое) многократно отражается от разных поверхностей и считается однородным и изотропным.

Снижение шума за счет покрытия поверхностей помещения звукопоглощающими материалами называется звукопоглощением. Эффект звукопоглощения объясняется преобразованием энергии звуковых волн в материале в тепло за счет трения. Эффективность акустической обработки помещения рассчитывается по формуле

, дБ, (15)

где α₁ и α₂ – коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещения на заданной среднегеометрической частоте октавной полосы, соответственно, до и после обработки; S₁ и S₂ – значения площади ограждающих конструкций, соответственно, до и после обработки.

К основным способам снижения шума относятся:

- уменьшение шума в источнике его возникновения;

- изменение направленности излучения;

- уменьшение шума на пути его распространения (звукоизоляция, звукопоглощение);

- защита временем (ограничение времени нахождения человека в условиях повышенного шума);

- защита расстоянием (отдаление рабочих мест от источников шума);

- использование средств индивидуальной защиты (наушников, «беруш», шлемов);

- использование архитектурно-планировочных решений (рациональное размещение зданий по отношению к источникам шума, посадка зеленых насаждений и др.).