Тема 4 разработка мероприятий по снижению уровня шума на рабочих местах

Для оценки шумовой обстановки в производственных помещениях применяют два метода:

• для существующего производства измеряют уровень шума на рабочих местах, который сравнивают с допустимым;

• при отсутствии экспериментальных измерений шума, а также при проектировании новых производств производят акустический расчет ожидаемых уровней звукового давления на рабочих местах. При этом расчетное значение уровня шума сравнивают с допустимым.

Задачами акустического расчета являются:

• определение уровня звукового давления в расчетной точке (РТ), когда известен источник шума и его шумовые характеристики;

• определение необходимого снижения шума;

• разработка мероприятий по снижению шума до допустимых величин.

Акустический расчет включает:

• выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

• выбор расчетных точек в помещении, для которых производится расчет и определение допустимых уровней звукового давления для этих точек;

• определение ожидаемых уровней звукового давления в расчетных точках до осуществления мероприятий по снижению шума с учетом снижения уровней звуковой мощности по пути распространения шума;

• определение требуемого снижения уровня звукового давления в расчетных точках;

• выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления в расчетных точках;

• расчет и проектирование шумоглушащих, звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, звукоизолирующих кожухов и т.п.).

В зависимости от того, где находится расчетная точка — в открытом пространстве или в помещении, применяют различные расчетные формулы.

П ри действии источника шума со звуковой мощностью Р (рисунок 4.1 а) интенсивность шума J в расчетной точке определяется выражением:

где Ф - фактор направленности;

S - площадь, принимаемая равной поверхности, на которую распределяется излучаемая энергия; в частности, если источник находится на ровной поверхности, S=2r² (здесь r - расстояние между источником звука и точкой наблюдения);

k - коэффициент, показывающий, во сколько раз ослабевает шум на пути распространения при наличии препятствий и затухания в воздухе.

а – в открытом пространстве;

б – в помещении:

Рисунок 4.1 – Схема акустического расчета

Разделив левую и правую части этого выражения на J₀, прологарифмируем:

Обозначив величину 10 lg k через L_p и помня, что

^а

предыдущее выражение будет иметь вид

(4.1)

где L – искомый уровень звукового давления в дБ;

L_p – уровень звуковой мощности источника шума, дБ, величина которого берется из справочников или определяется расчетом;

L_p – снижение уровня звуковой мощности шума на пути его распространения, дБ (при отсутствии препятствий и небольших (до 50 м) расстояниях L_p равна нулю).

Расчет производится в каждой из восьми октавных полос. Найденные величины уровней сравниваются с допустимыми по нормам (L_доп) и определяется требуемое снижение шума (дБ):

L_тр = L - L_доп (4.2)

При работе источника шума звуковые волны в помещениях многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отражения обычно увеличивают шум в помещении на 10 - 15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе, в результате чего создается впечатление, что машина в помещении шумит больше, чем на открытом воздухе.

Интенсивность звука J в расчетной точке (рисунок 4.1 б) складывается из интенсивности прямого звука J_пр, идущего непосредственно от источника, и интенсивности отраженного звука J_отр

,

где В – так называемая постоянная помещения, м²;

А – эквивалентная площадь поглощения, равная α_ср·S_пов, м²; α_ср – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью S_пов.

Вблизи источника шума его уровень определяется в основном прямым звуком, а при удалении от источника - отраженным звуком.

В производственных помещениях величина α_ср редко превышает 0,3 - 0,4. В этих случаях постоянная помещения В может быть без больших погрешностей принята равной эквивалентной площади поглощения А, т.е. В  A.

Постоянную помещения более удобно определять по формуле [1]:

В =k  V, (4.3)

где k – коэффициент, учитывающий вид производственного помещения (k = 0,05 для цехов, машинных залов и т.п.; k = 0,1 для кабин управления, комнат без звукопоглощающей облицовки; k = 0,6 для помещений со звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен);

V – объем помещения, м³;

 – частотный коэффициент, принимаемый по табл. 4.1.

Таблица 4.1 – Частотный коэффициент 

Объем помещения, м3	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
200	0,92	0,86	0,8	0,92	1,15	1,6	2,1	2,9
200-1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1,0	1,5	2,4	4,2
1000	0,4	0,4	0,44	0,56	0,8	1,3	2,4	4,8

Проделав ту же операцию, что и в предыдущем случае, получим следующее выражение (дБ) для проведения акустического расчета:

(4.4)

Если источник шума и расчетную точку разделяют какие-либо препятствия, например перегородки, кабины и т. п., то в формулу (4.4) нужно добавить со знаком минус величину снижения уровня звуковой мощности.

Требуемое снижение шума определяется также по формуле (4.2).

Если имеется несколько источников шума в помещении, то уровень шума на рабочем месте определяют по формуле:

(4.5)

где r_i – расстояние от расчетной точки до каждого источника шума, м;

n – число источников шума;

– суммарный уровень звуковой мощности всех источников шума в октавной полосе частот, дБ.

Уровень интенсивности (дБ) при одновременной работе нескольких источников разной звуковой мощности можно определить по формуле:

, (4.6)

где L₁,L₂,…,L_n – уровни звукового давления или уровни интенсивности, создаваемые каждым из источников в расчетной точке.

Рассмотренные особенности суммирования уровней имеют большое практическое значение для шумоглушения. Так, при большом числе одинаковых источников заглушение лишь нескольких из них практически не ослабит суммарный шум. Если же на рабочее место попадает шум от разных по интенсивности источников, то снижать необходимо сначала шум более мощных источников. Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L₁, создаваемый каждым источником, то суммарный шум (дБ) равен

(4.7)

Из этой формулы видно, что два одинаковых источника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый источник в отдельности.

Таким образом, при анализе шумовой обстановки на рабочем месте определяют уровень шума расчетом (при помощи акустического расчета) или экспериментально (при помощи измерения шумомером) и определяют требуемое снижение шума. Если рассчитанное или измеренное значение уровня шума выше допустимого, то этим устанавливается факт нарушения санитарных норм и требуется разработка мероприятий по снижению шума до допустимых значений в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума. Классификация».

Применяют следующие основные методы борьбы с шумом:

• уменьшение шума в источнике возникновения. Механический шум снижает применение упругих прокладок между машиной и несущей конструкцией, своевременный технический уход за машиной, профилактические ремонты и т.д. Аэродинамический шум снижают уменьшением скоростей движения потоков (газов, жидкостей, сыпучих материалов и др.) и улучшением аэродинамики тел, по которым движутся эти среды;

• рациональная планировка предприятий и цехов. Шумные производства концентрируют в одной зоне и располагают их с заветренной стороны. Устанавливают необходимые расстояния между шумными и остальными цехами (например, если уровень шума равен 135 дБ, то расстояние должно быть не менее 1000 м). Разрывы между цехами озеленяют;

• акустическая обработка помещения (звукопоглощение). Облицовывают внутренние поверхности тонковолокнистыми пористыми материалами (стекловолокно, капроновое волокно, минеральная вата, плиты поролона и др.);

• уменьшение шума на пути его распространения в результате применения звукоизоляции (звукоизолирующие ограждения, кожухи, экраны, кабины, посты или пульты управления, глушители аэродинамического шума и др.);

• применение индивидуальных средств защиты. Для этого используют вкладыши (мягкие тампоны и жесткие вкладыши из резины), наушники и защитные шлемы.

Наиболее эффективным методом снижения уровня шума является применение звукоизоляции.

Фактическая звукоизоляция ограждениями должна обеспечивать снижение шума на рабочих местах до уровней, допустимых по нормам, во всех октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Требуемая звукоизоляция R_тi рассчитывается отдельно для каждой i-той ограждающей конструкции помещения (стены, перекрытия, окна, двери и др.) и для каждой из указанных частотных полос по следующим формулам: