7.4. Нормирование шума

Допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются следующими нормативными документами:

- ГОСТ 12.1.003-83* «Шум. Общие требования безопасности» с дополнениями 1989 г.;

- Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Предельно допустимым уровнем (ПДУ) шума считается такой, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Однако следует заметить, что соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных людей.

Нормируемым параметром постоянного шума является уровень звукового давления в дБ, устанавливаемый в зависимости от частотной характеристики и вида трудовой деятельности.

Для нормирования постоянных шумов применяют допустимые уровни звукового давления в девяти октавных полосах частот, которые стандартизованы и составляют 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц. Для некоторых наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест с учетом тяжести и напряженности труда эти параметры приведены в

табл. 7.1.

Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шумомера (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимых мер для шумопоглощения и др.).

Для непостоянного шума следует принимать во внимание длительность импульсов, их частоту следования, величину фонового уровня шума и др. Очевидно, что учитывать при нормировании все перечисленные параметры затруднительно, поэтому при нормировании непостоянного шума исходят из энергетической концепции и оценивают его при помощи эквивалентного (по энергии) уровня звука, предполагая, что изменения, наступающие в организме, возникают под действием энергии, которую несет в себе тот или иной уровень шума.

Нормируемым параметром непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) уровень звука постоянного шума, оказывающий на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум. Этот уровень измеряется специальными интегрирующими шумомерами или рассчитывается по формуле

L_Aэкв= 10 lg , (7.11)

где T – период наблюдения, ч; τ_i – время воздействия шума с уровнем L_i ч; L_i – уровень звука в i промежуток времени, дБА;

n – общее число промежутков времени действия шума.

Для тонального и импульсного шума уровни звука принимаются на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 7.1.

7.5. Защита от производственного шума

В соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация» средства защиты от негативного воздействия производственного шума подразделяются на средства коллективной защиты и средства индивидуальной защиты. Для коллективной защиты работающих используются следующие методы:

- снижение шума в источнике его возникновения;

- размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии (изменение направленности излучения шума);

- архитектурно-планировочные мероприятия, предусматривающие рациональное взаиморасположение помещений в объекте с учетом их шумности;

- акустическая обработка помещений;

- снижение шума на пути его распространения от источника к рабочим местам.

Борьба с шумом посредством уменьшения его в источнике возникновения является наиболее рациональной. При этом следует учитывать природу возникновения шума.

Снижение механического шума может быть достигнуто технологическими и техническими мерами:

- заменой ударных процессов и механизмов безударными, например за счет применения оборудования с гидроприводом вместо оборудования с кривошипными и эксцентриковыми приводами;

Таблица 7.1

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука

и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов

трудовой деятельности и рабочих мест по СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 562-96

(извлечение)

Октавные полосы со среднегеометри- ческими частотами, Гц	Вид трудовой деятельности, рабочие места
	1. Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение. Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных	2. Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории. Рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в ра-бочих комнатах конторских помещений, в лабораториях
	Уровни звукового давления, дБ
31,5	86	93
63	71	79
125	61	70
250	54	68
500	49	58
1000	45	55
2000	42	52
4000	40	52
8000	38	49
Уровни звука и эквива-лентные уровни звука, дБА	50	60

Продолжение табл. 7.1

Октавные полосы со среднегеометрическими частотами, Гц	Вид трудовой деятельности, рабочие места
	3. Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоянного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструкцией; диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях диспет- черской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах	4. Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин
	Уровни звукового давления, дБ
31,5	96	103
63	83	91
125	74	83
250	68	77
500	63	73
1000	60	70
2000	57	68
4000	55	66
8000	54	64
Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА	65	75

Окончание таблицы 7.1

Октавные по-лосы со сред-негеометричес-кими частотами, Гц	Вид трудовой деятельности, рабочее место
	5. Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1–4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий
	Уровни звукового давления, дБ
31,5	107
63	95
125	87
250	82
500	78
1000	75
2000	73
4000	71
8000	69
Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА	80

- заменой возвратно-поступательного движения деталей равномерным вращательным движением;

- заменой штамповки прессованием, клепки – сваркой, обрубки – резанием;

- тщательной балансировкой вращающихся элементов машин;

- заменой, по возможности, металлических деталей деталями из пластмасс и других незвучных материалов либо сочетанием соударяемых и трущихся механических деталей с деталями из незвучных материалов, например применять текстолитовые или капроновые шестерни в паре со стальными (замена одной из стальных шестерен в паре на капроновую снижает шум на 10–12 дБ);

- заменой, когда это возможно, подшипников качения на подшипники скольжения; это снижает шум на 10–15 дБ;

- использованием принудительной смазки трущихся поверхностей в сочленениях;

- использованием прокладочных материалов и упругих вставок в соединениях, чтобы исключить или уменьшить передачу колебаний от одной детали или части агрегата к другой.

Шумы аэродинамического и гидродинамического происхождения, являющиеся главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и воздуха в атмосферу и т.п., могут быть ослаблены улучшением аэро- и гидродинамических характеристик машин и аппаратов и выбором оптимальных режимов их работы.

Снижение шумов электромагнитного происхождения осуществляется, как правило, посредством конструктивных изменений в электрических машинах и оборудовании, например путем изготовления скошенных пазов якоря ротора, применения более плотной прессовки пакетов в трансформаторах, использования демпфирующих материалов и др.

Снижение уровня воздействия шума на работающих (до 10–15 дБ) может быть достигнуто за счет изменения направленности излучения шума при соответствующей ориентации источников шума по отношению к рабочим местам. Например, труба для сброса сжатого воздуха, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной или компрессорной установки должны располагаться так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочих мест или жилого дома.

Снижение шума за счет архитектурно-планировочных мероприятий предусматривает рациональную планировку предприятий и цехов с учетом их шумности.

При планировке предприятия наиболее шумные производства и цехи должны быть сконцентрированы в одном-двух местах и располагаться на производственной территории с подветренной стороны. Расстояние между шумными цехами и тихими объектами (заводоуправление, конструкторское бюро и т.п.) должно обеспечивать необходимое снижение шума, при этом предусматриваются и зоны зеленых насаждений, поглощающие шум. Если предприятие расположено в черте города, то шумные цехи должны находиться в глубине предприятия, по возможности дальше от жилых домов.

Внутри здания тихие помещения необходимо располагать вдали от шумных так, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждение с хорошей звукоизоляцией.

Снижение шума в помещениях может быть достигнуто посредством увеличения площади звукопоглощения в помещении за счет размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещении штучных звукопоглотителей. Это мероприятие называется акустической обработкой помещения.

Звукопоглощающими материалами и конструкциями принято считать такие, у которых коэффициент поглощения на средних частотах больше 0,2. У таких материалов, как кирпич, бетон, величина мала (0,01–0,05).

Для примера в табл. 7.2 приводятся значения коэффициента  для некоторых материалов.

Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала, поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой (незамкнутые поры), чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала. Наиболее часто в качестве звукопоглощающей облицовки применяют конструкции в виде слоя однородного пористого материала определенной толщины, укрепленного непосредственно на поверхности ограждения либо отнесенного от него на некоторое расстояние (рис. 7.4).

В настоящее время применяют такие звукопоглощающие материалы, как ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые и минераловатные плиты, пористый поливинилхлорид и другие материалы.

Практически толщина облицовок составляет 20–200 мм, при этом максимальное поглощение обеспечивается на средних и высоких частотах. Для увеличения поглощения на низких частотах и для экономии материала между слоем и ограждением делают воздушный промежуток.

Таблица 7.2

Значения коэффициента звукопоглощения для некоторых

материалов

Материалы	Значения  при среднегеометрических частотах, Гц
	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Бетон Кирпичная стена Минеральный войлок толщиной 40 мм Слой ваты толщиной 100 мм Поролон Строительный войлок толщиной 25 мм Войлок толщиной 12,5 мм Ковры, ковровые до- рожки Фанера толщиной 6 мм, прикрепленная на бру-ски 5050 мм Перфорированные панели размером 2525 см и толщиной 3 см с асбестовой ватой толщиной 6 мм внутри Маты ДТМ1-50П	0,011 0,024 0,15 0,43 0,2 0,15 0,05 0,12 0,2 0,52 0,33	0,012 0,025 0,36 0,53 0,22 0,22 0,08 0,14 0,28 0,54 0,68	0,016 0,031 0,6 0,59 0,3 0,54 0,17 0,23 0,26 0,54 0,95	0,019 0,042 0,78 0,69 0,75 0,63 0,48 0,32 0,09 0,5 0,88	0,023 0,049 0,88 0,7 0,77 0,57 0,52 0,38 0,12 0,41 0,96	0,035 0,07 - - 0,71 0,52 0,51 0,42 0,11 0,33 0,8	- - - - 0,6 - - 0,43 - 0,32 0,71

На эффективность звукопоглощающих облицовок влияет высота расположения их над источником шума, а также их конфигурация. Облицовки более эффективны при относительно небольшой высоте помещения (4–6 м). Это объясняется тем, что в низких помещениях большой площади потолок и пол являются основными отражающими поверхностями, а применение облицовок основано на уменьшении отраженного звука. В таких по- мещениях закрыть пол поглощающим материалом обычно не представляется возможным, поэтому облицовывают только потолки; стены здесь почти не играют роли в отражении звука, и их не облицовывают.

Наоборот, в высоких и вытянутых помещениях, где высота больше ширины, облицовка стен дает большой эффект. В помещениях кубической формы облицовывают как стены, так и потолок.

Рис. 7.4. Звукопоглощающие облицовки:

1 – защитный перфорированный слой; 2 – звукопоглощающий материал;

3 – защитная стеклоткань: 4 – стена или потолок: 5 – воздушный

промежуток; 6 – плита из звукопоглощающего материала

Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум на 6–8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от источника) и на

2–3 дБ вблизи источника шума. Несмотря на такое относительно небольшое снижение шума, применение облицовок целесообразно, так как спектр шума в помещении меняется за счет большой эффективности облицовок на высоких частотах. Шум делается более глухим и менее раздражающим, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи.

Если площадь свободных поверхностей помещения недостаточна для установки плоской звукопоглощающей облицовки, для уменьшения шума применяют штучные поглотители различных конструкций (рис.7.5).

Они представляют собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом и подвешиваются к потолку

равномерно по помещению на определенной высоте.

Рис. 7.5. Штучные звукопоглотители

Кроме пористых на практике используют и так называемые резонансные поглотители (резонаторы), когда создавая некоторые свободные объемы в элементах конструкции, например в стенах, на потолке, настраивают их резонанс на частотный диапазон или частоты, возбуждение которых наиболее нежелательно в данном помещении.

На рис. 7.6а показан резонатор, воздух в горле которого может колебаться подобно грузу, подвешенному к спиральной пружине. Закрытый объем воздуха V будет действовать как пружина, когда воздух внутри и непосредственно снаружи горла резонатора движется вверх и вниз.

Резонансная частота f_рез,, Гц, определяется по формуле

f_рез= , (7.12а)

где с – скорость звука, м/с; r – радиус горла резонатора, м;

V – объем воздуха, м³; l – длина горла колбы, м.

Если величина l мала или равна нулю, формула упрощается:

f_рез= . (7.12б)

а б

Рис. 7.6. Резонансные поглотители:

а – резонатор Гельмгольца (кривая затухания и принципиальная схема);

б – поверхность с отверстиями для ослабления шума

Емкость с каналом к открытому пространству часто называют резонатором Гельмгольца.

Когда звуковые волны с частотой, равной собственной частоте резонатора, падают снаружи на отверстие, в нем возбуждаются резонансные колебания воздуха. Из-за затрат энергии на возбуждение этих колебаний резонатор будет действовать как поглотитель колебательной энергии на этой частоте. На других частотах резонатор имеет малое поглощение (рис. 7.6а).

Этот эффект используется в конструкциях, где перед слоем поглощающего материала размещается перфорированная пластина. Отверстия вместе с воздушным пространством за пластиной образуют резонатор Гельмгольца. При соответствующем выборе диаметра отверстий, коэффициента перфорации и толщины пластины достигается снижение шума на определенных частотах.

В случаях когда рассмотренными выше методами невозможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума, используют различные средства звукоизоляции, обеспечивающие уменьшение шума на пути его распространения.

Это достигается посредством установки звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, выгородок и т.д. Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение звуковая энергия отражается в гораздо большей мере, чем проходит через него. Звукоизолирующие свойства ограждения, установленного на пути распространения звука, характеризуются коэффициентом звукопроницаемости (звукопередачи) τ, который представляет собой отношение звуковой мощности, прошедшей через ограждение, к падающей на него звуковой мощности. Звукоизоляция ограждения выражается величиной

дБ. (7.13)

Звукоизоляция однородной перегородки выражается формулой

R = 20 lg(m₀ f) – 47,5 , (7.14)

где m_о – масса 1 м² ограждения, кг/м² (т₀ = h;  – плотность материала ограждения, кг/м³, h – толщина ограждения, м);

f – частота звука, Гц.

Из анализа этой зависимости следуют два вывода:

- звукоизоляция ограждений тем выше, чем они тяжелее;

- звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты.

Другими словами, на высоких частотах эффект от установки ограждения будет значительно выше, чем на низких частотах.

Необходимо, однако, отметить, что приведенная формула применима не во всем диапазоне частот, поскольку в ней не учитывается влияние жесткости и размеров ограждения.

Звукоизоляция многослойных ограждений, как правило, бывает более высокой, чем звукоизоляция однослойных ограждений той же массы. Широкое распространение находят двойные ограждения с воздушным промежутком, заполненным звукопоглощающим материалом (рис. 7.7).

Следует помнить, что удвоение звукоизоляции двойной перегородкой по сравнению со звукоизоляцией одинарной достигается только в том случае, если расстояние между двумя одинарными перегородками достаточно большое и они могут рассматриваться независимо одна от другой. На практике это условие нередко не выполняется, так как величина промежутка ограничивается приемлемыми пределами, что обусловливает взаимодействие панелей. Это, в свою очередь, приводит к тому, что при неблагоприятных условиях звукоизоляция двойной перегородки может не сильно отличаться от звукоизоляции одинарной.

На очень низких частотах каждая панель колеблется как мембрана под воздействием звукового давления. При этом воздушная подушка между панелями действует как жесткая пружи-на, передавая колебания от одной панели к другой, и обе панели будут колебаться синхронно. Таким образом, акустически эти панели будут действовать как одна с массой, равной их суммарной массе.

На более высоких частотах из-за упругих свойств воздушной подушки колебания второй панели не будут одинаковы с первой, и на определенной частоте в системе «панель – воздушная

подушка – панель» может возникнуть резонанс, и колебания второй панели усилятся. В результате на частотах, близких к этой резонансной частоте, звуоизоляция этой перегородки снизится.

Рис. 7.7. Двойная перегородка:

1 – минеральное волокно; 2 – панель; 3 – зашивка

При использовании комбинированных перегородок, состоящих из нескольких пластин, имеющих различные коэффициенты звукопередачи и площади, общий коэффициент звукопрницаемости  составит

 = , (7.15)

где ₁,₂,, …,_п – коэффициенты звукопередачи отдельных пластин, составляющих перегородку; S₁, S₂,…,S_n – площади этих пластин, м²; S = S₁+S₂+…+S_n – общая площадь перегородки, м².

Зная общий коэффициент , по вышеприведенной формуле несложно определить общую звукоизоляцию R комбинированной перегородки.

С особой легкостью шум проникает через всякого рода щели и отверстия в ограждениях, окнах, дверях. На это обстоятельство часто не обращают должного внимания, что приводит к значительному ухудшению звукоизоляции.

При устройстве ограждений, состоящих из различных элементов, например перегородки с дверями, смотровыми окнами, особенно при изоляции мощных источников шума, необходимо стремиться к тому, чтобы звукоизолирующие способности этих более «слабых» элементов и перегородки по своей величине не очень отличались друг от друга. Чтобы сделать составное ограждение равнопрочным в отношении звукоизоляции, двери и окна в шумных помещениях, например в испытательных боксах, делают с повышенной звукоизоляцией.

Метод звукоизоляции является более эффективным по сравнению с методом звукопоглощения, звукоизолирующие конструкции ослабляют шум в соседних помещениях на

30–50 дБ, в то время как установка в помещении только звукопоглотителей дает снижение шума на 6–8 дБ. В то же время для наиболее эффективной защиты от шума мощных источников, например в испытательных боксах, требуется совместное использование методов звукоизоляции и звукопоглощения.

Такой способ используется при звукоизоляции шумного оборудования с помощью кожухов, которые полностью закры- вают оборудование, локализуя источник шума (рис. 7.8).

Кожухи изготовляют из листовых конструкционных материалов (сталь, сплавы алюминия, пластмассы и др.) и облицо-вывают изнутри звукопоглощающим материалом. С наружной стороны на кожух может быть нанесен слой вибродемпфирующего материала для уменьшения передачи вибраций от машины на кожух, а сам кожух виброизолирован от основания. Кожух должен плотно закрывать источник шума. Для машин, выделяющих теплоту (электродвигатели, компрессоры и т.п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями шума. Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом, так как при жестком соединении кожух становится

дополнительным источником шума, и его применение приводит к отрицательному эффекту.

В тех случаях, когда невозможно изолировать шумные машины или в связи с необходимостью следить за рабочим процессом, пульт управления машин заключают в звукоизолирующую кабину со смотровым окном, при этом помещение кабины акустически обрабатывают (рис. 7.9).

Рис. 7.8. Звукоизолирующий кожух центробежного вентилятора:

а – схема кожуха: 1 – корпус кожуха из листовой стали; 2– слой зву-

копоглощающего материала; 3 – уплотнитель из резины; 4 – гибкие

вставки; б – спектры шума до (5) и после (6) установки кожуха

Рис. 7.9. Звукоизолирующая кабина:

1 – органическое стекло; 2 – звукоизоли-

рующая облицовка; 3 – металличе ский

лист; 4 – пульт управления; 5 – стул

Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воздействия шума используют экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочим местом (рис.7.10).

Рис. 7.10. Экранирование источников шума:

а – схема экрана; б – расположение экранов

в вычислительных центрах;1 – шумное обо-

рудование; 2 – экран со звукопоглощающей

облицовкой; 3 – рабочее место

Акустический эффект экрана основан на образовании за ним тени, то есть зоны, куда звуковые волны проникают лишь частично. Степень проникновения зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны λ: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, то есть меньше снижение шума. По этой причине экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума.

Важную роль играет 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, то есть на открытом воздухе или в облицованном помещении.

Акустические экраны изготавливают стационарными и передвижными, плоской или П-образной формы из твердых сплошных листов толщиной 1,5–2 мм с облицовкой звукопоглощающим материалом поверхности, обращенной к источнику шума.

Для уменьшения аэродинамических шумов, источниками которых являются различные аэрогазодинамические установки и устройства (компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, турбины и др.) используются глушители.

В зависимости от принципа действия глушители шума

подразделяются на активные, реактивные и комбинированные.

Принцип работы активных глушителей заключается в пре-вращении звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале. Принципиальная схема активного глушителя показана на рис. 7.11. Звуковая энергия, входящая со средой а, проходит через перфорированный экран с и поглощается в материале d.

Глушители этого типа эффективны в широком диапазоне частот. Основные виды активных глушителей показаны на рис. 7.12.

В качестве звукопогло-

щающего материала исполь-

зуют минеральное волокно, металлический «войлок». Толщина звукопоглощающего материала  2,53 см. Для улучшения поглощения на низких частотах толщина ма- Рис. 7.11. Принципиальная схема

териала увеличивается до активного глушителя

810 см и выше.

Формула для затухания энергии D, дБ, в глушителе цилиндрической формы (рис. 7.12а) имеет вид

D = 1,5 , (7.16)

где  – коэффициент звукопоглощения; r – радиус канала, м;

l – длина глушителя, м.

Как видим, уменьшение шума такими глушителями пропорционально коэффициенту поглощения материала облицовки, длине облицовочной части и обратно пропорционально радиусу канала.

Поскольку ослабление шума возрастает с уменьшением сечения канала, нашли применение пластинчатые и сотовые глушители, когда в канале устанавливают звукопоглощающие пластины, разбивая его на ряд каналов меньшего поперечного сечения (рис. 7.12б, в). Использование облицованных поворотов (рис.7.12г) может обеспечить затухание шума на 10–15 дБ.

Рис. 7.12. Активные глушители шума:

а – трубчатый; б – пластинчатый, в – сотовый; г – звукопоглощающая

облицовка поворота; 1 – трубопровод; 2 – корпус глушителя; 3 – перфо-

рированная стенка; 4 – стеклоткань; 5 – звукопоглощающий материал

Оление звука реактивными глушителями обеспечивается применением таких конструктивных элементов, как расширения, сужения, резонансные углубления, ответвления и т.п.

Эффективность реактивного глушителя D, оценивается по

формуле

D = 10lg , дБ, (7.17)

где W_i ,W₀ – поток звуковой энергии на входе в глушитель и на выходе из него, Вт (поток звуковой энергии, Вт, – общее количество этой энергии, воспринимаемое поверхностью площадью S, м², на которую падает звук интенсивностью I, Вт/м²; W = IS).

Схема простейшего однокамерного расширительного глушителя представлена на рис. 7.13. Эту конструкцию часто называют отражательным глушителем или акустическим фильтром. Такие глушители технологичны, и подбором размеров их можно настроить на необходимое затухание заданной полосы частот.

а б

Рис.7.13. Схема расширительного глушителя (а) и его эффективность (б)

Величина затухания энергии, дБ, в расширительном глушителе может быть рассчитана по формуле

D = 10lg , (7.18)

где l – длина расширительной камеры;  – длина волны; т =

(S₂ ,S₁ – площади широкого и узкого сечений глушителя). Для определенных значений отношения затухание равно нулю (рис. 7.13б). Для т = 10, например, максимальное затухание D  14 дБ. Это получается (теоретически) при и т.д. Формула применима для глушителей, поперечные размеры которых (например, диаметр для глушителей цилиндрической формы) меньше длины звуковой волны примерно до /4.

При наличии в спектре шума резко выраженных дискретных составляющих используют реактивные глушители резонаторного типа, принцип действия которых рассмотрен ранее.

Такие глушители (рис.7.14), настроенные на частоты наиболее интенсивных составляющих шума, посредством соответствующего расчета размеров элементов глушителей (объема камер, длины отростков, площади отверстий и т.д.) обеспечивают снижение шума до 20–30 дБ. Если таких составляющих несколько, глушитель выполняют в виде комбинации камер и резонаторов, каждый из которых рассчитан на заглушение шума определенного диапазона (рис.7.14в)

а б

в

Рис. 7.14. Глушители резонаторного типа:

а – резонансный; в – четвертьволновый;

г – глушитель шума выпуска мотоциклетного двигателя

Примером глушителя комбинированного типа, может служить камерный глушитель (рис.7.13а), облицованный изнутри шумопоглощающим материалом.

В случаях когда техническими и другими мерами не удается снизить уровень шума до нормативных значений, целесообразно применение средств индивидуальной защиты от шума. К ним относятся ушные вкладыши, наушники и шлемофоны.

Ушные вкладыши вставляются в канал слухового прохода, их изготавливают из легкого каучука, эластичных пластмасс, эбонита и ультратонкого волокна. Они могут быть однократного или многократного использования и снижают уровень звукового давления на 5–15 дБ.

Противошумные наушники (рис. 7.15) плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной, обеспечивая снижение уровня звукового давления на 7–38 дБ

в диапазоне частот 125–8000 Гц. Наушники наиболее эффективны на высоких частотах, что необходимо учитывать при их использовании.

Рис.7.15. Противошумные наушники:

1 – пластмассовый корпус; 2 – стекловата; 3 – уплотняющие

прокладки;4 – съемные чехлы из пленки и фланели

При воздействии шума с общим уровнем 120 дБ и выше вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты, так как при этом шум воздействует непосредственно на мозг человека. В этих случаях рекомендуется применять шлемофоны, герметично закрывающие всю голову.