Принципы, методы и средства борьбы с шумами

Для защиты от шума применяются следующие основные принципы:

• снижение шума в источнике;

• ослабление его на пути распространения;

• применение административных мер.

Устранения или ослабления шума в источнике достигаютприменением ряда конструктивных и технологических методов, в том числе:

• заменой механизмов ударного действия безударными;

• возвратно-поступательных движений вращательными;

• подшипников качения подшипниками скольжения;

• металлических деталей деталями из пластмасс или других незвучных материалов;

• соблюдением минимальных допусков в сочленениях;

• балансировкой движущихся деталей и вращающихся масс;

• смазкой;

• заменой зубчатых передач клиноременными и гидравлическими и т.п.

Так, замена прямозубых шестерен шевронными дает снижение шума на 4-5 дБ, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчато-ременными - на 8-10 дБ, подшипников качения на подшипники скольжения - на 12-14 дБ. Применение текстолитовых или капроновых шестерен в паре со стальными позволяет снизить шум на 9-11 дБ.

Ослабление шума на пути его распространения достигаетсязвукоизоляцией, звукопоглощением и применением архитектурно-планировочных и строительно-акустичес-ких методов.

На производстве звукоизоляция реализуетсяустройством различных преград на пути распространения звуковых волн: кожухов, акустических экранов, кабин, выгородок и звукоизолирующих перегородок между помещениями и др.В жилой зоне с этой целью используютестественные или искусственные экраны - выемки, насыпи, рельеф местности и т.д.

Звукоизолирующая способность преградыЗИ зависит от поверхностной плотности материалаG,кг/м², частоты звукаf, Гц и определяется по формуле

ЗИ =201g(G f) - 47,5, дБ.

Звукопоглощение используется дляснижения отражения звуковой энергии от поверхностей преграды и увеличения ее звукоизолирующей способности, а также увеличения звукопоглощающего фонда внутри производственных и других помещений с целью улучшения их акустических характеристик (сокращения времени реверберации).

Для звукопоглощения используютсяпористо-волокнистые материалы, звукопоглощающие свойства которых зависят от структуры материала, толщины слоя, частоты звука и наличия воздушного промежутка между слоем материала и отражающей поверхностью.

В пористых материалахэнергия звуковых волн частично переходит в тепловую за счет трения воздуха в порах и рассеивается.

В качестве звукопоглощающих материалов применяютультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые и минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и перфорированной поверхностью, пористый поливинилхлорид, различные пористые жесткие плиты на цементе и др.

Улучшения акустических характеристикпроизводственных и иных помещенийдобиваютсяувеличением их эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на их внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также использованием штучных звукопоглотителей и кулис, представляющих собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемые к потолку равномерно по помещению или над источниками шума (рис. 2).

Рис. 2 - Акустическая обработка помещений:

1 - защитный перфорированный слой; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - защитная стеклоткань; 4 - стена или потолок; 5 - воздушный промежуток; 6 - плита из звукопоглощающего материала

Наибольший эффект при акустической обработке помещений достигаетсяв точках, расположенных в зоне отраженного звука, при этом акустически обработанная поверхность должна составлять не менее 60% от общей площади ограничивающих помещение поверхностей.

В узких и высоких помещенияхцелесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала, рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику шума, либо предусматривать устройство щитов в виде звукопоглощающих кулис.

Эффективность акустической обработки помещения(в зоне отраженного звука) определяется по формуле

L_обл. =10lg(В₂/В₁),

где В₁иВ₂- постоянные помещения до и после облицовки.

В₁ = А₁(1-),

где А₁- эквивалентная площадь звукопоглощения до проведения акустической обработки помещения, м²(она может быть определена по времени реверберации помещенияТ,с,А =V/T,гдеV - объем помещения, м³);- средний коэффициент звукопоглощения,=А₁/<S_n,S_n- площадь внутренних поверхностей помещения до облицовки.

В₂ = А₂(1-),

где А₂- эквивалентная площадь звукопоглощения помещения после его акустической обработки, м²,А₂= А + А₁, А- добавочное поглощение, вносимое акустической обработкой, м², А =_oбл. -S_обл.,- средний коэффициент звукопоглощения после обработки помещения.

Архитектурно-планировочные методы, применяемые для улучшения шумового режима в жилых районах, включают в себя ряд градостроительных приемов:

• вынос из селитебных зон шумных промышленных объектов; использование территориальных разрывов между источниками шума и жилой застройкой;

• районирование и зонирование жилых территорий и объектов с учетом интенсивности источников шума;

• использование рельефа местности, специальных искусственных экранов - выемок, насыпей, экранов-стенок, экранов-зданий жилого и нежилого типа, озеленения и др.

Строительно-акустические методывключают в себя различные конструктивные и строительные средства:

• планировку помещений;

• использование звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (стен, перекрытий, окон и т.п.);

• снижение шума санитарно-технического оборудования и др.

Административные мерызаключаются в регламентировании работ промышленных объектов, отдельных агрегатов, машин и оборудования, особой организации движения транспорта и т.п.

В качестве средств для временной защиты людей от шума и в случаях, когда применение других методов борьбы с шумами недостаточно, применяются индивидуальные средства. Они бывают внутреннего и наружного типов.К внутреннимотносятся вкладыши, закладываемые в слуховой канал уха, ак наружным- наушники, шлемы, каски, которые с помощью оголовья удерживаются на голове.

Вкладыши бываютмногократного (определенной формы и размеров) и однократного использования. Вкладыши многократного использования изготавливают из эластичных материалов (литая или пористая резина, пластмассы, эбонит и др.).

Вкладыши многократного использованияболее эффективны по сравнению с вкладышами однократного использования, однако последние более удобны в эксплуатации - облегчают их подбор, не вызывают болевых ощущений и раздражений кожи наружного слухового прохода.

Противошумные наушники, шлемы и каски более эффективны, чем вкладыши. Они плотно прилегают к голове вокруг слуховых каналов (что достигается наличием эластичных уплотнительных валиков по краям чашек наушников), создают минимальное раздражающее действие. Однако применять их рекомендуется при высоких уровнях шума - 120 дБ. Это вызвано тем, что использование их более двух часов вызывает сильное раздражающие действие.

Основными методами борьбы с аэродинамическими шумами являетсяустановка глушителей в сечениях истечения газов и звукоизоляция источника, поскольку меры по их снижению в источнике образования малоэффективны.

Для снижения шума аэродинамических установок и устройств(вентиляционных установок, воздуховодов, пневмоинструмента, газотурбин, компрессоров и т.п.)применяютсяпоглощающие (активные), отражающие (реактивные) и комбинированные глушители шума (рис. 3).

Рис. 3 - Глушители шума:

1, 2, 3, 4 - соответственно трубчатые, сотовые, пластинчатые и цилиндрические глушители; 5, 6, 7 - камерные глушители; 8, 9 - резонансные глушители

8 9

В глушителях активного типаснижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях.Наиболее распространенным элементом активных глушителей являются облицованные каналы круглого и прямоугольного сечения. Такие глушители называюттрубчатыми.Чтобы достичь большей эффективности затухания звука в канале располагают звукопоглощающие пластины, цилиндры, соты. Такие глушители называют соответственнопластинчатыми, цилиндрическими и сотовыми. Если канал состоит из отдельных камер, то глушители называюткамерными(рис. 3).

В глушителях реактивного типашум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с воздуховодом. Внутренние поверхности этих камер могут облицовываться звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной - как поглотители звука.

В комбинированных глушителяхдобиваются снижения шума как за счет поглощения, так и за счет отражения.

Борьба с шумами электромагнитного происхождения заключается вболее плотной прессовке пакетов магнитопроводов (трансформаторов, дросселей и т.п.) и применении демпфирующих материалов.