Классификация сред ств защиты по отношению к источнику возбуждения шума

Классификация средств защиты по отношению к источнику возбуждения шума
Средства, снижающие шум в источнике его возникновения					Средства, снижающие шум на пути его рас­пространения от ис­точника до защищае­мого объекта
В зависимости от характера воздействия					В зависимости от среды
Снижающие возбуждение шума		Снижающие звукоизлучаю­щую способность источника шума		средства, снижаю­щие пере­дачу воз­душного шума		средства, снижаю­щие пе­редачу структур­ного шу­ма
В зависимости от характера шумообразования
снижающие шум вибра­ционного (механиче­ского) про­исхождения	снижающие шум аэроди­намического происхожде­ния	снижающие шум элек­тромагнит­ного проис­хождения	снижающие шум гидроди­намического происхожде­ния

В зависимости от использования дополнительного источника энергии средства зашиты от шума в свою очередь подразделяются на пассивные, в которых не используется дополнительный источ­ник шума, и активные, в которых используется дополнительный источник энергии.

Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимо­сти от способа реализации зашиты и их классификация представ­лены в табл. 2.10.

Наиболее эффективными являются технические меры зашиты от шума: уменьшение шума в источнике; применение технологи­ческих процессов, при которых уровни звукового давления на ра­бочих местах не превышают допустимые уровни; применение ди­станционного управления шумными машинами и др.

Классификация методов зашиты по способу реализации зашиты

Средства и матоды коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации
Акустически* средства защиты от шума в зависимости от принципа дейстаия						Архитектурные плани­ровочные методы		Организационно­технические методы
средства звуко­изоляции	средства звуко­поглощения	средства вибро­изоляции	средства демпфирования	глушители шуме	рациональные аку­стические решения планировок зданий и генеральных планов объектов; рациональное раз­мещение технологиче­ского оборудования, машин и механизмов; рациональное раз­мещение рабочих мест; рациональное аку­стическое планирова­ние зон и режима дви­жений транспортных средств и транспортных потоков; создание шумоэв- щищенных зон в раз­личных местах нахож­дения человека		применение мало­шумных технологиче­ских процессов; оснащение шумных машин средствами дистанционного управ­ления и автоматическо­го контроля; применение мало­шумных машин, изме­нение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц; совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин; использование ра­циональных режимов труда и отдыха работ­ников на шумных пред­приятиях
В зависимости от	конструкции		по характеру демпфирований	по принципу действия
звукоизоли­рующие ограж­дения зданий и помещений; звукоизоли­рующие кожухи; звукоизоли­рующие кабины; акустические экраны, заго­родки	звукопогло­щающие обли­цовки; объемные (штучные) по­глотители звука	виброиэоли- рующив опоры; упругие про­кладки; конструкци­онные разрывы
			линейные; нелинейные в зависимости от вида демп­фирования элементы с сухим трением; элементы с вязким трением; элементы с внутренним трением	абсорбцион­ные реактивные (рефлексные); комбиниро­ванные

Снижение шума в источнике требует конструкторской перера­ботки излучающих шум узлов или механизмов в целом, что может быть реализовано в основном на этапе проектирования машин и оборудования, а для действующих цехов является неприемлемым. Поэтому можно рекомендовать применение упругих прокладок меж­ду основанием машины, прибора и опорной поверхностью. В каче­стве прокладок используются резина, войлок, пробка, различной конструкции амортизаторы. Под настольные шумящие аппараты, счетные, перфорационные машины можно подкладывать мягкие коврики из синтетических материалов, а под ножки столов, на ко­торых они установлены, прокладки из мягкой резины, войлока тол­щиной 6—8 мм. Крепление прокладок возможно путем приклейки их к опорным частям. Замена прокладок из резины производится через 4—5 лет, из войлока — через 2—2,5 года.

Возможно также применение звукоизолирующих кожухов, ког­да это не мешает технологическому процессу. Не менее важным для снижения шума в процессе эксплуатации является вопрос правиль­ной и своевременной регулировки, смазывания или замены меха­нических узлов шумящего оборудования.

Снижение шума в производственном помещении может быть достигнуто и организационно-техническими мерами: правильной планировкой помещения и размещением оборудования, использо­ванием звукоизоляции и звукопоглощения.

При расположении оборудования следует учитывать защиту расстоянием. Уровень шума на расстоянии от источника можно определить из соотношения

L_r = ^ - 2(ВД

где L_r — уровень шума на расстоянии R (м) от источника, дБ; £_и — уровень шума источника, дБ.

При размещении шумящего оборудования его стремятся кон­центрировать в одном месте производственного помещения (цеха), которое ограждают звукоизолирующими перегородками или уст­раивают для персонала звукоизолированные кабины со см<?тровы- ми окнами.

Суммарный уровень шума N источников с одинаковым уровнем шума в равноудаленной точке рассчитывают по формуле

£„=/.,+ 10lg/V,

где L_; — уровень шума одного источника, дБ,

Уровень шума в изолированном помещении зависит от прямой и отраженной звуковых волн. При невозможности снижения шума самого источника, излучающего прямые звуковые волны, приме­няют меры к уменьшению энергии отраженных волн. Это дости­гается увеличением эквивалентной площади звукопоглощения помещения путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок. Увеличение площади поглощения называется акустической обработкой помещения, а сам метод борь­бы с шумом — звукопоглощением.

Звукопоглощение является наиболее простым и в то же время дос­таточно эффективным способом уменьшения шума в производствен­ных помещениях. При отражении волны от преграды часть звуковой энергии теряется: преобразуется в теплоту или проходит сквозь прегра­ду. Способность материалов поглощать падающие на них звуковые волны характеризуется коэффициентом звукопоглощения

а = (У - У )/] ,

' пад отр' * пад*

где У и У — соответственно интенсивность падающей и отражен-

лад отр ¹

ной звуковых волн. При а = 1 вся звуковая волна поглощается материалом и отраженная волна отсутствует.

Процесс поглощения звуковой волны происходит вследствие преобразования механической энергии, переносимой частицами воздуха, в тепловую за счет потерь на трение в порах материала. Зву­копоглощающими свойствами обладают все строительные матери­алы, однако эффективность их, как правило, низка. Поэтому звуко­поглощающие конструкции состоят из пористых или рыхлых волок­нистых материалов. Материалы и конструкции звукопоглощающих облицовок должны обладать механической прочностью, удовлетво­рять требованиям противопожарных норм, быть легкими и долго­вечными.

На рис. 2.31 представлен фрагмент облицовки ограждения поме­щения.

'////////////А-₁

Рис. 2.31. Схемы ахустинесхих облицовок: а - без воздушного зазора; 6 - с воздушным зазором; в - с использованием поит из звукопоглощающего материала; 1 - защитная конструкция; 2 - защитная оболочка;

3 - звукопоглощающий материал; 4 - стена или потолок; 5 - воздушный промежуток;

6 - плита из звукопоглощающего материала

4. шж

5

Варьируя звукопоглощающим материалом, его толщиной, разме­рами воздушного зазора, а также параметрами перфорированного листа (диаметром перфорации, расстоянием между отверстиями и коэффициентом перфорации — отношением площади отверстий к площади всего перфорированного листа), можно в значительных пределах изменять частотную характеристику коэффициента звуко­поглощения.

Защитный слой, который предназначен для защиты от выдува­ния пыли звукопоглощающего материала, не обладающего необхо­димой механической прочностью, практически не влияет на харак­теристику звукопоглощения.

Подбирают конструкцию облицовки так, чтобы максимум в спек- гре требуемого снижения соответствовал максимуму в частотной ха- гактерис гике коэффициента звукопоглощения конструкции.

Звукопоглощающие облицовки следует размещать на потолке помещения и на верхней части стен (выше 1,5—2 м). Наибольшее поглощение шума достигается при облицовке 60 % и более общей площади поверхности помещения. Эффект снижения уровня шума увеличивается с уменьшением высоты помещения. В помещениях высотой более 6 м целесообразно устраивать подвесные потолки с такой высотой подвеса, чтобы звукопоглощающая облицовка была минимально удалена от источника шума. В помещениях большей

площадью (более 500 м²) стены играют значительно меньшую роль в отражении звуковых волн, поэтому их можно не облицовывать.

Наряду со звукопоглощающими облицовками применяют объем­ные (штучные) звукопоглотители (их применение целесообразно, когда не хватает облицовочной площади). Они представляют собой геометрические тела объемной формы, либо целиком состоящие из звукопоглощающих материалов, либо состоящие из акустически прозрачных оболочек, заполненных звукопоглощающим материа­лом (рис. 2.32).

Рис. 2.32. Штучные (объемные) поглошем различных юкструтций

Снижение шума, распространяющегося по воздуху (воздушный звук), наиболее радикально может быть осуществлено устройством на пути его распространения звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов, кабин и т. д. Принцип звукоизоляции ограждением за­ключается в том, что большая часть падающей на него звуковой энергии отражается и лишь незначительная ее часть (1/1000 и ме­нее) проникает через ограждение.

Звукоизоляцией называется ослабление звуковой энергии при передаче ее через ограждение. Звукоизолирующая способность ог­раждения (дБ) определяется по формуле

R=

где Р — акустическая мощность, падающая на ограждение, Вт;

Р — акустическая мощность, прошедшая через ограждение, Вт.

Механизм передачи звука через ограждение состоит в том, что звуковая волна, падающая на ограждение, приводит его в колеба­тельное движение с частотой, равной частоте колебаний звука в вол­не. В результате ограждение становится источником звука и излуча­ет его в изолируемое помещение. Количество прошедшей звуковой энергии растет с увеличением амплитуды колебаний ограждения. Частота колебаний также влияет на эффективность защиты изоля­цией. Эффективность звукоизоляции (дБ) однородной перегород­ки может быть определена по формуле

где т — масса 1 м² перегородки, кг, зависящая от плотности мате­риала и толщины перегородки; /— частота, Гц; р'С — акустичес­кое сопротивление воздуха.

Анализ этой формулы показывает, что звукоизоляция огражде­ний тем выше, чем они тяжелее, и на высоких частотах эффект от установки ограждения будет значительно выше, чем на низких.

Наиболее шумные машины и механизмы закрывают кожухами, которые обычно изготавливают из стали, сплавов алюминия, пла­стмасс и др., и облицовывают изнутри звукопоглощающим матери­алом толщиной 30—50 мм (рис. 2.33).

Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с меха­низмом, иначе его применение дает отрицательный эффект (кожух становится дополнительным источником шума).

Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воз­действия шума используют экраны, устанавливаемые между источ­ником шума и рабочим местом (рис. 2.34, а).

Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны приникают лишь частично. Степень проникновения зависит от соотношения между размера­ми экрана и длиной волны: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном и меньше снижение

Рис. 2.33. Звукоизолирующий кожух; а - схема кожуха; б - конструкция кожуха электродвигателя; 1 - звукопоглощающий материал; 2 - глушитель шума; 3 - источник шума; 4 - стенка; 5 - электродвигатель; 6 - каналы с глушителями для входа и выхода воздуха

ДL, дБ

о

Рис. 2.34. Экранирование источников шума:а- схема экрана;б- расположение экранов в ВЦ;в- экранирование источников ме­ханического шума; 1 - шумное оборудование; 2 - экран со звукопоглощающей обли­цовкой; 3 - рабочее место; 4 - дисковал пила

шума. По этой причине экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума. На низких частотах экраны ма­лоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко его 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 открытом воздухе, либо в облицованном помещении.

Для повышения эффективности экраны часто делают сложной формы (рис. 2.34, б, в), при этом их облицовывают звукопоглоща­ющим материалом. В шумных цехах ряд рабочих мест, например операторов пультов управления, размещают в звукоизолированных кабинах.

Уменьшение шума, проникающего в производственные помеще­ния через воздуховоды, каналы вентиляционных систем и установок кондиционирования воздуха, осуществляется глушителями различ­ного типа.

Глушители принято делить па абсорбционные (рис. 2.35) е ис­пользованием звукопоглощающего материала; реактивные типа рас­ширительных камер, узких отростков, длина которых равна 1/4 дли­ны волны заглушаемого звука, и комбинированные.

Реактивные глушители используют для снижения шума с резко выраженными дискретными составляющими и в узких частотных диапазонах. Эффективность глушителей шума может достигать 30-40 дБ и более.

Новым методом снижения шума является метод, связанный с созданием «антизвука», т. е. созданием равного по величине и про­тивоположного по фазе звука. В результате интерференции основ­ного звука и «антизвука» в некоторых местах шумного помещения можно создать зоны тишины.

В месте, где необходимо уменьшить шум, устанавливается мик­рофон, сигнал от которого усиливается и излучается расположен­ными динамиками.

Если рассмотренными выше мерами не удается снизить уро­вень звукового давления для защиты человека, работающего в

5

Рис, 2.35. Глушители абсорбционного типа:а- трубчатый;6- пластинчатый;в -сотовый; г - звукопоглощающая облицовка по­ворота; 1 - трубопровод; 2 - корпус глушителя: 3 - перфорированная стенка; 4 - стеклоткань; 5 - звукопоглощающий материал

шумном производстве, следует применять средства индивидуаль­ной защиты.

Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:

• противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;

• противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слу­ховой проход или прилегающие к нему;

• противошумные шлемы и каски;

• противошумные костюмы.

Противошумные наушники по способу крепления на голове подразделяются на: независимые, имеющие жесткое и мягкое

оголовье; встроенные в головной убор или в другое защитное ус­тройство.

Противошумные вкладыши в зависимости от характера исполь­зования подразделяются на: многократного пользования; однократ­ного пользования.

Противошумные вкладыши в зависимости от применяемого материала подразделяются на: твердые; эластичные; волокнистые.

Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 7—38 дБ.

Противошумные вкладыши, как правило, используют при не­больших превышениях нормативных значений шума, например, в помещениях ВЦ. Вкладыши могут быть однократного пользо­вания, изготовленные из хлопковой ваты или синтетического во­локна, и многократного использования из пластмассы или дру­гих упругих эластичных материалов с фиксированной формой и размерами.

В промышленности широко применяют наушники ВЦНИИОТ, Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются ду­гообразной пружиной. Наушники наиболее эффективны на высо­ких частотах, что необходимо учитывать при их использовании.

При воздействии шумов с высокими уровнями (более 120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты, так как шум действует непосредственно на мозг человека. В этих слу­чаях применяют шлемы.