Расчет эффективности звукопоглощения
Цель практического занятия
Цель практического занятия – ознакомить студентов с назначением, устройством, принципом действия и методикой расчета эффективности звукопоглощения.
Назначение, устройство, принцип действия звукопоглощения
Звуковое поле внутри помещения складывается из прямых волн, создаваемых источниками шума, и отраженных от стен и потолка. Задача звукопоглощения – уменьшить долю отраженной волны. С этой целью на ограждающих конструкциях помещений размещаются звукопоглощающие материалы (акустические плиты) или специальные звукопоглощающие конструкции (звукопоглощающие облицовки).
Способность материалов поглощать звуковую энергию характеризуется коэффициентом звукопоглощения α, который представляет собой отношение звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, на него падающей. Поглощение происходит за счет преобразования звуковой энергии в тепловую при трении воздуха в порах материала. Звукопоглощением обладают любые материалы и строительные конструкции. В справочниках коэффициенты звукопоглощения приводятся для среднегеометрических частот октавных полос. В табл. 1.1 приведены коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений [1].
Звукопоглощающими называют материалы и конструкции, обладающие выраженной способностью поглощать падающую на них звуковую энергию (α > 0,2). Иногда, особенно на низких частотах, поглощение звука происходит за счет колебания материала, на который падает звуковая волна.
Таблица 1.1 – Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещений
Ограждающие конструкции помещений | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | |||||||||
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
Окна и двери | ||||||||||
застекленные оконные переплеты | 0,35 | 0,35 | 0,25 | 0,18 | 0,07 | 0,04 | 0,03 | |||
окна двойные в деревянных переплетах | 0,35 | 0,35 | 0,29 | 0,20 | 0,14 | 0,10 | 0,06 | 0,04 | ||
двери монолитные лакированные | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,05 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | ||
Полы | ||||||||||
паркетные по асфальту | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,07 | 0,06 | 0,06 | 0,07 | 0,07 | ||
паркетные на шпонках | 0,20 | 0,20 | 0,15 | 0,12 | 0,10 | 0,08 | 0,06 | |||
покрытые по твердому основанию метлахской плиткой | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,03 | ||
бетонные | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | ||
| Стены и потолки | ||||||||||
оштукатуренные и окрашенные клеевой краской | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | ||
оштукатуренные и окрашенные масляной краской | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | ||
стены, оштукатуренные по металлической сетке | 0,02 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,04 | 0,06 | 0,06 | ||
стены и потолки бетонные | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | ||
стены кирпичные: без расшивки швов | 0,01 | 0,15 | 0,19 | 0,29 | 0,28 | 0,38 | 0,46 | 0,46 | ||
то же с расшивкой швов | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,06 | ||
Эффективность звукопоглощения зависит от физических свойств материала и способа его размещения на ограждающей конструкции (рис. 1.1).
Материалы могут быть прикреплены вплотную к ограждению без перфорированного покрытия (рис. 1.1 а) с перфорированным покрытием (рис. 1.1 б), с одним (рис. 1.1 в, г) или двумя (рис. 1.1 д) воздушными промежутками. Крепление материала вплотную к ограждению приводит к уменьшению звукопоглощения на низких частотах.
Воздушный промежуток увеличивает эффект звукопоглощения. Наибольшее звукопоглощение достигается в случае, когда середина пористого слоя располагается на расстоянии ¼ длины звуковой волны от ограждающей конструкции.
Рис. 1.1. Схемы звукопоглощающих конструкций:
1 – ограждение; 2 – звукопоглощающий материал; 3 – перфорированное покрытие; 4 – воздушный промежуток
Для защиты звукопоглощающего материала от повреждений применяются перфорированные покрытия (экраны). Перфорация выполняется в виде круглых отверстий или щелей. В качестве звукопоглощающих материалов используются акустические плиты (табл. 1.2) или звукопоглощающие облицовки из пористо-волокнистых материалов (табл. 1.3) [2].
Характеристикой звукопоглощения ограждающих конструкций является эквивалентная площадь звукопоглощения, определяемая на среднегеометрических октавных частотах по формуле:
, (1.1)
где Aij– эквивалентная площадь звукопоглощения i-той ограждающей конструкции на j-той среднегеометрической октавной частоте, м2;
α ij – коэффициент звукопоглощения i-той ограждающей конструкции на j-той среднегеометрической октавной частоте;
Si – площадь i-той ограждающей конструкции, м2.
Таблица 1.2 – Характеристика акустических плит
Марка и характеристика плиты | Толщина плиты, h, мм | Воздушный промежуток, d, мм | Коэффициент звукопоглощения в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц | |||||||
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
ПА/О минераловатные акустические с несквозной перфорацией по квадрату диаметром 4 мм (коэффициент перфорации 13 %), размерами 500 х 500 мм | 20 | 0 50 | 0,02 0,02 | 0,03 0,05 | 0,17 0,42 | 0,68 0,98 | 0,98 0,90 | 0,86 0,79 | 0,45 0,45 | 0,2 0,19 |
ПА/С минераловатные акустические, отделка «набрызгом» размерами 500 х 500 мм | 20 | 0 50 | 0,02 0,02 | 0,05 0,12 | 0,21 0,36 | 0,66 0,88 | 0,91 0,94 | 0,95 0,84 | 0,89 0,80 | 0,70 0,65 |
«Акмигран», «Акминит» минераловатные размерами 300 х 300 мм | 20 | 0 50 | 0,02 0,01 | 0,11 0,2 | 0,30 0,71 | 0,85 0,88 | 0,9 0,81 | 0,78 0,71 | 0,72 0,79 | 0,59 0,65 |
«Силакпор» размерами 450 х 450 мм | 45 | 0 | 0,10 | 0,25 | 0,45 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 | 0,95 |
ПА минераловатные плоские самонесущие офактуренные шириной 500, 900, 1000 мм, длиной 1000, 1500, 1800, 2000 мм | 40 – 50 | 0 180 | 0,28 0,5 | 0,43 0,7 | 0,83 0,85 | 1,0 0,93 | 1,0 0,98 | 0,85 0,95 | 0,8 0,84 | 0,75 0,8 |
«Винипор» полужёсткий | 50 | 0 50 | 0,06 0,12 | 0,23 0,28 | 0,46 0,63 | 0,93 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 |
ПП-80, ППМ, ПММ звукопоглощающие полужёсткие (ГОСТ 9573–82) | 50 | 0 50 | 0,14 0,2 | 0,14 0,2 | 0,52 0,61 | 0,9 0,9 | 0,99 0,94 | 0,42 0,92 | 0,82 0,78 | 0,78 0,76 |
При оценке эффективности звукопоглощения определяется суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения всех ограждающих конструкций помещения по формуле:
,
(1.2)
Таблица 1.3 – Характеристика звукопоглощающих облицовок из слоёв пористо-волокнистых материалов
Конструкция (ГОСТ или ТУ) | Толщина слоя звукопоглощающего материала, h, мм | Воздушный промежуток, d, мм | Коэффициент звукопоглощения в октавной полосе со среднегеометрической частотой, Гц | |||||||
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Минераловатная плита (звукопоглощающий материал), стеклоткань (защитная оболочка) типа ЭЗ-100 (ГОСТ 19907–83), гипсовая плита (перфорированное покрытие) размерами 550 х 500 мм, толщиной 6 мм, перфорацией по квадрату 13 %, диаметром 10 мм | 60 | 0 | (0,1) | 0,31 | 0,70 | 0,95 | 0,69 | 0,59 | 0,50 | 0,30 |
То же, но звукопоглощающий материал – прошивные минераловатные маты | 100 | 0 | 0,15 | 0,42 | 0,81 | 0,82 | 0,69 | 0,58 | 0,59 | 0,58 |
То же, но звукопоглощающий материал – супертонкое стекловолокно | 100 | 0 | 0,3 | 0,66 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,96 | 0,7 | 0,55 |
Звукопоглощающий материал – прошивные минераловатные маты, защитная оболочка – стеклоткань типа ЭЗ-100, перфорированное покрытие – просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорацией 74 % | 100 | 0 | 0,11 | 0,35 | 0,75 | 1,0 | 0,95 | 0,90 | 0,92 | 0,95 |
То же, но звукопоглощающий материал – минераловатная плита | 50 | 0 | 0,09 | 0,18 | 0,55 | 1,0 | 0,86 | 0,79 | 0,85 | 0,85 |
То же, супертонкое стекловолокно | 50 | 0 250 | 0,07 0,25 | 0,25 0,63 | 0,1 1,0 | 0,95 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 | 0,95 0,95 |
Продолжение табл. 1.3
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
То же, маты из супертонкого базальтового волокна | 50 | 0 100 | 0,05 0,2 | 0,25 0,37 | 0,66 0,9 | 0,98 0,99 | 0,99 1,0 | 0,98 1,0 | 0,95 0,98 | 0,95 0,97 |
Звукопоглощающий материал – базальтовое волокно, защитная оболочка – стеклоткань типа ЭЗ-100; перфорированное покрытие – металлический перфорированный лист перфорацией 27 % | 50 100 | 0 50 0 | 0,06 0,12 0,22 | 0,2 0,34 0,51 | 0,5 0,69 0,73 | 0,82 0,81 0,8 | 0,9 0,83 0,88 | 0,92 0,89 0,92 | 0,85 0,85 0,85 | 0,64 0,64 0,84 |
То же, но звукопоглощающий материал – супертонкое стекловолокно | 50 100 | 0 50 0 | 0,07 0,09 0,19 | 0,2 0,29 0,49 | 0,47 0,65 0,81 | 0,83 0,94 0,94 | 0,98 0,89 0,94 | 0,91 0,94 0,9 | 0,82 0,81 0,81 | 0,58 0,58 0,58 |
Маты из супертонкого стекловолокна, оболочка из стеклоткани типа ЭЗ-100 | 50 | 0 | 0,1 | 0,4 | 0,85 | 0,98 | 1,0 | 0,93 | 0,97 | 1,0 |
Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани типа ТСД | 50 | 0 50 | 0,1 0,15 | 0,2 0,47 | 0,9 1,0 | 1,0 1,0 | 1,0 1,0 | 0,95 1,0 | 0,90 0,95 | 0,85 0,95 |
Снижение шума в помещении за счет звукопоглощения определяется по формуле:
, (1.3)
где ΔLj – снижение шума на j-той среднегеометрической октавной частоте, дБ;
А1 – суммарная эквивалентная площадь звукопоглощения всех ограждающих конструкций помещения до облицовки, определяемая по формуле (1.2), м2;
А2 – то же после облицовки, м2.
Исследования и расчеты показывают, что звукопоглощение, как мера защиты от шума, может быть эффективной, если превышение уровней звукового давления над допустимыми составляет не более 8…10 дБ.
Исходные данные для расчета эффективности звукопоглощения
1.3.1 Спектр шума (уровни звукового давления на среднегеометрических октавных частотах) в помещении.
1.3.2 Габаритные размеры ограждающих конструкций помещения.
1.3.3 Коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещения и звукопоглощающих облицовок.
studfiles.net
Расчет звукопоглощения
Расчет
Задание: Определить снижение шума при установке звукопоглощающей облицовки в помещении испытательного блока высотой 3,2 м, шириной 13 м и длиной 15 м. Объем помещения V=624м3 , а суммарная площадь внутренних ограничивающих поверхностей помещения S=569,2 м2 . Спектр шума в испытательном блоке показан на рисунке 3.
Решение: Допустимый уровень для помещения испытательного бокса должен соответствовать ПС-85. Для снижения шума предусматриваем звукопоглощающую облицовку потолка и части стен бокса, начиная с высоты 2 м. Площадь облицовки Sобл =262,2 м2 . Конструкцию облицовки выбираем в виде слоя супертонкого стекловолокна толщиной 100мм, защищенного слоем стеклоткани Э-0,1 и перфорированным металлическим листом толщиной 2 мм с перфорацией 74%.
Определим снижение шума в октавной полосе 63 Гц.
1) Постоянная помещения при частоте 1000Гц для помещения с испытательными стендами определяется по формуле:
Вш1000 = V/20 = 624/20 = 31.2 м2
2) Частотный множитель m63 =0,65. Постоянная помещения при частоте 63 Гц до облицовки:
В63 = m63 * Вш1000 = 0,65 * 31,2 = 20,28 м2
3) Средний коэффициент звукопоглощения в помещении до установки облицовки определяется по формуле:
a63 = В63 /(В63 +S) = 20.28 / (20.28 + 569.2) = 0.034
4) Коэффициент звукопоглощения предложенной конструкции aобл63 = 0,15.
5) Добавочное звукопоглощение, вносимое облицовкой, определяется по формуле:
DА63 = aобл63 * Sобл = 0,15 * 262,2 = 39,33 м2
6) Эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не имеющими звукопоглощающей облицовки:
А163 = a63 * (S – Sобл ) = 0,034 * (569,2 – 262,2) = 10.438 м2
7) Средний коэффициент звукопоглощения помещения с установленной облицовкой определяется по формуле:
a163 = (А163 + DА63 ) / S = (10.438 +39.33) / 569.2 = 0.087
8) Постоянная помещения после облицовки определяется по формуле:
В163 = (А163 + DА63 ) / (1 – a163 ) = (10,438 + 39,33)/(1 – 0,087) = 54,51 м2
9) Снижение уровня звукового давления определяется по формуле:
DL63 = 10lg(B163 /B63 ) = 10lg (54.51/20.28) = 4.3 дБ
10) Уровень шума в помещении после акустической обработки:
L63 – DL63 = 94 – 4.3 = 89.7 дБ
По значениям L -DL в октавной полосе 63 Гц, на рис.3 построен график ожидаемого шума (Х) после установки звукопоглощающей облицовки.
f, Гц X Y ПС-85
63 + + +
70 80 90 100 L, дБ
Рис. 3. Оценка шума в помещении в октавной полосе 63 Гц. ПС-85 – предельный спектр; Y – уровень шума в помещении до акустической обработки; X – уровень шума после установки звукопоглощающей облицовки.
Анализ результата расчета показывает, что облицовка в виде слоя супертонкого стекловолокна толщиной 100мм, защищенного слоем стеклоткани Э-0,1 и перфорированным металлическим листом толщиной 2 мм с перфорацией 74%, обеспечивает снижение шума в помещении до допустимого уровня.
mirznanii.com
2. Расчет звукопоглощения
Методика расчета может быть сведена к следующему:
2.1. Устанавливают суммарный уровень шума в помещении от рабочих машин
SL = L1max+ L , дБ, (1)
где L1max – источник с максимальным уровнем шума(принимаются по заданию), дБ;
DL – поправка к уровню шума от других источников (определяется по графику рис.1), дБ.
DL =DL1+DL2+ … +DLn, дБ (2)
где DL1, DL2 … DLn – поправка от других источников шума, дБ (определяется по графику рис.1).DL1= f (L1max– L1)
DL2= f (L1max– L2)
DL3= f (L1max– L3)
DL4= f (L1max– L4)
. . . . . . . . . . . . . . .
DLn= f (L1max– Ln)
здесь: L1 – наименование источника шума (по заданию,табл.6), дБ;
L2 – второй по интенсивности источник шума (по заданию,табл.6), дБ;
L3 – третий по интенсивности источник шума (по заданию,табл.6), дБ;
L4 – четвертый по интенсивности источник шума (по заданию,табл.6), дБ;
Ln-1 – предпоследний по интенсивности источник шума (по заданию,табл.6), дБ.
2.2. Определяется существующая величина звукопоглощения
Aобщ=Fст*aст+ Fпот*aпот+ Fпол*aпол+ Fок*aок,м2 (4)
где Fст , Fпот , Fпол , Fок– площадь стен, потолка, пола и окон, м2;
aст , aпот , aпол , aок– коэффициенты звукопоглощения стен, потолка, пола и окон,
определяется по данным таблицы 1.
Величины, входящие в уравнение (4) определяются:
Fпол =a*b , м2 (5)
Fпот =a*b- Fфон , м2(6)
Fст =[2Hв(a*b)] – Fок, м2(7)
где a – длина здания (принимается по зданию,табл.6), м2;
b – ширина здания (принимается по зданию,табл.6), м2;
Hв– высота помещения (принимается по зданию,табл.6), м2;
Fфон– площадь фонаря (здесь рассматриваются здания без
фонарей, т.е. Fфон = 0), м2;
Fок – площадь окон (принимается по зданию,табл.6), м2.
DL, дБ
L1-Ln ,
дБ
Рис.1. График к определению добавки к уровню шума большего источника
2.3.Разрабатываются три варианта мероприятий по борьбе с шумом путем его поглощения ограждающими конструкциями помещения с применением:
1) простой или акустической штукатурки;
2) облицовок из акустических плит;
звукопоглощающих облицовок из слоев пористо-волокнистых материалов.
При выборе звукопоглощающих материалов необходимо учитывать назначение помещения (см. задание) и рекомендации таблицы 2.
2.4.Определяется звукопоглощение помещения после отделки звукопоглощающими материалами (по трем вариантам конструктивных решений)
A1общ=Fст*aоблст+ Fпот* aоблпот+ Fпол*aоблпол+ Fок*aок,м2 (8)
где aоблст, aоблпот, aоблпол– коэффициенты звукопоглощения после отделки стен, потолка и пола. По каждому варианту определяетсяA1общпо каждой из заданных частот, с подстановкой в формулу(8) соответствующих значенийaобл по частотам.
2.5. Определяется снижение уровня шума в результате разработанных мероприятий по его поглощению, (по трем вариантам)
DLпот= 10 lg(A1общ/Aобщ) , дБ (9)
2.6.Определяется уровень шума в помещении после разработки мероприятий поего поглощению(по трем вариантам)
еL1 =еL -DLпот £[ еL1] , дБ(10)
где [ еL1]– нормативное значение уровней шума, дБ,(для производственных зданий).
Полученное значение еL1сравнивается с нормативной величиной по СН3223-85(табл.5). В случае, если величинаеL1 £ [ еL1]необходимо или применить другие звукопоглощающие материалы, или изолировать шумное помещение с применением дистанционного управления и звукоизолирующих кабин для операторов, или применять средства индивидуальной защиты. Из трех вариантов выбрать наиболее удачное решение по звукопоглощению.
studfiles.net
2. Расчет звукопоглощения
Методика расчета может быть сведена к следующему:
2.1. Устанавливают суммарный уровень шума в помещении от работающего оборудования
SL = L1max+DL , дБ, (1)
где L1max – источник с максимальным уровнем шума(принимается по заданию, табл. 7), дБ;
DL – поправка к уровню шума от других источников (определяется по графику рис.1), дБ.
DL =DL1+DL2+ … +DLn, дБ (2)
где DL1, DL2 … DLn – поправка от каждого источника шума, дБ (определяется по графику рис.1).DL1= f (L1max– L1)
DL2= f (L1max– L2)
DL3= f (L1max– L3)
DL4= f (L1max– L4)
. . . . . . . . . . . . . . .
DLn= f (L1max– Ln)
здесь: L1 – наименьший по интенсивности источник шума (по заданию,табл.7), дБ;
L2 – второй по интенсивности источник шума (по заданию,табл.7), дБ;
L3 – третий по интенсивности источник шума (по заданию,табл.7), дБ;
L4 – четвертый по интенсивности источник шума (по заданию,табл.7), дБ;
Ln-1 – предпоследний по интенсивности источник шума (по заданию,табл.7), дБ.
2.2. Определяется существующая величина площади звукопоглощения
Aобщ=Fст*aст+ Fпот*aпот+ Fпол*aпол+ Fок*aок,м2 (4)
где Fст , Fпот , Fпол , Fок– площадь стен, потолка, пола и окон, м2;
aст , aпот , aпол , aок– коэффициенты звукопоглощения стен, потолка, пола и окон,
определяется по данным таблицы 2.
Величины, входящие в уравнение (4) определяются:
Fпол =a*b , м2 (5)
Fпот =a*b- Fфон , м2(6)
Fст =[2Hв(a*b)] – Fок, м2(7)
где a – длина здания (принимается по зданию,табл.7), м2;
b – ширина здания (принимается по зданию,табл.7), м2;
Hв– высота помещения (принимается по зданию,табл.7), м2;
Fфон– площадь фонаря (здесь рассматриваются здания без
фонарей, т.е. Fфон = 0), м2;
Fок – площадь окон (принимается по зданию,табл.7), м2.
DL, дБ
L1-Ln ,
дБ
Рис.1. График к определению добавки к уровню шума большего источника
2.3.Разрабатываются три варианта мероприятий по борьбе с шумом путем его поглощения ограждающими конструкциями помещения с применением:
1) простой или акустической штукатурки;
2) облицовок из акустических плит;
звукопоглощающих облицовок из слоев пористо-волокнистых материалов.
При выборе звукопоглощающих материалов необходимо учитывать назначение помещения (см. задание) и рекомендации таблицы 3.
2.4.Определяется площадь звукопоглощения помещения после отделки звукопоглощающими материалами (по трем вариантам конструктивных решений)
A1общ=Fст*aоблст+ Fпот* aоблпот+ Fпол*aоблпол+ Fок*aок,м2 (8)
где aоблст, aоблпот, aоблпол– коэффициенты звукопоглощения после отделки стен, потолка и пола. По каждому варианту определяется соответствующее значениеA1общ, A2общ, A3общпо каждой из заданных частот, с подстановкой в формулу(8) соответствующих значенийaобл по заданным частотам.
2.5. Определяется снижение уровня шума в результате разработанных мероприятий по его поглощению, (по трем вариантам)
DL1пог= 10 lg(A1общ/Aобщ) , дБ (9)
2.6.Определяется уровень шума в помещении после разработки мероприятий поего поглощению(по трем вариантам)
еL1 =еL -DL1пог £[ еL] , дБ(10)
где [ еL]– нормативное значение уровней шума, дБ (табл. 6).
Полученное значение еL1сравнивается с нормативной величиной по СН3223-85(табл.5). В случае, если величинаеL1 > [ еL]необходимо или применить другие звукопоглощающие материалы, или изолировать шумное помещение с применением дистанционного управления и звукоизолирующих кабин для операторов, или применять средства индивидуальной защиты.
Данные расчета сводятся в таблицу 1
Таблица 1
Показатели | Частоты, Гц | ||
Фактическая площадь звукопоглощения Aобщ, м2 Площадь звукопоглощения после применения звукопоглощающих материалов A1общ, м2 A2общ, м2 A3общ, м2 Снижение уровня шума в результате проведенных мероприятий DL1пот, дБ DL2пот, дБ DL3пот, дБ | |||
Уровень шума в помещении после проведения меоприятий S L1, дБ S L2, дБ S L3, дБ Нормативные значения уровня звукового давления [S L], дБ | |||
2.8. Построить кривые значений уровня звукового давления на заданных частотах, полученные в результате проводимых мероприятий S L1, S L2, S L3, а также кривую нормативного значения [S L], и определить наиболее удачное решение по звукопоглощению из разработанных вариантов.
studfiles.net
|
ТОП 10: |
1. Звукопоглощающие конструкции уменьшают в помещении энергию отраженных звуковых волн и частично энергию прямой звуковой волны, если будут расположены близко к источнику шума. Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке и верхней части стен, а также на специальных диафрагмах, которые подвешивают к потолку [1,2]. Акустическую обработку имеет смысл проводить в помещениях, в которых средний коэффициент звукопоглощения на частоте 1000 Гц – αср<0,25. 2. Эквивалентная площадь звукопоглощения определяется по формуле: А = (B·S)/(B + S), (5.16) а средний коэффициент звукопоглощения по формуле: α = B/(B + S), (5.17) где: S – общая площадь ограждающих поверхностей, м2; В – постоянная помещения (не обработанного), м2.
Если на рабочем месте преобладает поле отраженной звуковой волны, т. е. когда расстояние от расчетной точки до ближайшего источника rmin > rпр , а rпр определяется по формулам (5.6, 5.7, 5.8), тогда расчет снижения уровня шума производится по формуле: ΔL = 10·lg(B1/B), (5.18) где: ΔL – величина снижения уровня шума, дБ; В и В1 – постоянные помещения до и после акустической обработки, м2; В – определяется по пункту 5. Гл. 1; В1 – определяется по формуле (5.19). Разберем подробнее составные части формулы (5.18) В1 = (А1 + ΔА)/(1 – α1), (5.19) где: А1 = α1(S – Soбл) – эквивалентная площадь звукопоглощения, но занятая звукопоглощающей облицовки; α – средний коэффициент звукопоглощения до его акустической облицовки: α1 = B/(B + S), (5.20) где: S – общая суммарная площадь ограждающих поверхностей в помещении, м2; α1 – средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяется соотношением: α1 = (А1 + ΔA)/S, (5.21) где: ΔА – величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкциями самой облицовки, она равна: ΔA = αобл·Sобл, (5.22) где: αобл – реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции; Soбл – площадь этой конструкции, м2. Пример 1. Определить требуемую звукоизолирующую способность и запроектировать перекрытие между вентиляционной камерой объемом 208 м3 (4 х 13 х 4) и расположенным под ним помещением программистов 1300 м3 (13 х 25 х 4). Площадь перекрытия, граничащего с вентиляционной камерой, равна 52 м2. В камере установлены два вентилятора. Уровни звуковой мощности излучения каждым вентилятором приведены в табл. 5.5.
Решение: Пользуясь табл. 5.3, определяем суммарный уровень звуковой мощности Lрсум, излучаемой обоими вентиляторами. Требуемую звукоизолирующую способность определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (5.10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 4-14 таблицы 5.5. Постоянные Вш и Ви, шумного и изолируемого помещений рассчитываем согласно пункту 5 гл.5.1. Шумное помещение относим к категории (а), изолируемое к категории (б). Допустимые уровни звукового давления в помещении по [8] принимаем ПС-55. Перекрытие с требуемой звукоизоляцией выбираем по табл. п. 5.2
Пример2. Запроектировать стену (с окном и дверью) и перекрытие кабины наблюдения чала УКВ-передатчиков, имеющего размер 12 х 18 х 8 м. Размер кабины наблюдения 12 х 6 х 4 м. Площадь глухой части стены S1 и перекрытия кабины наблюдения S2, граничащих с залом передатчиков, соответственно равны: 48 и 72 м2, площадь двери S4 = 4 м2, окна So= 3 м2 . Суммарный уровень звуковой мощности Lрсум, излучаемой 4 передатчиками, размещенными в зале, приведен в табл. 5.6.
Решение: Требуемую звукоизолирующую способность каждого элемента ограждения определяем по формуле (5.10). Для удобства проведения расчетов формулу (10) разбиваем на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 1-20 таблицы 5.6. Определяем по пункту 5 Гл.5.1 постоянные помещения шумного и изолируемого Вш и Ви , отнеся оба помещения к категории (а). Допустимые уровни звукового давления выбираем по [8] (спектр ПС-60). Расчет сводим в табл. 5.6. Конструкцию элементов ограждения выбираем по п. 2-3 (с требуемой звукоизоляцией) и табл. П.5.2, П.5.3. Пример3. Задано: помещение цеха в плане представляет собой прямоугольник со сторонами 55 и 20 м. Высота помещения 3,5 м. Объем помещения 3850 м3, площадь ограждающих поверхностей стен 525 м2 , потолка 1100 и пола 1100 м2 (общая площадь 2725 м2). В цехе установлено 20 станков, занимающих 1/3 площади пола. В остальной части помещения размещена контрольная служба, связанная с малошумными процессами. В расчетной точке, удаленной от ближайших аппаратов на 10 м задан усредненный спектр звукового давления, приведенный в табл. 5.7. Расчетная точка находится на расстоянии r > rпр от ближайшего станка, т.е. в зоне отраженного звука (гпр = 9,2 м). Необходимо выбрать конструкцию звукопоглощающей облицовки и определить снижение уровня звукового давления.
Решение: Анализ представленного спектра уровней звукового давления показал, что конструкция облицовки должна иметь высокий коэффициент звукопоглощения в области частот 250-8000 Гц. Поэтому для облицовки может быть использован материал типа “Акмигран” или ПА/С (см. табл. П.5.1). Найдем по пункту 5 Гл.5.1 постоянную В для помещения с объемом 3850 м’ и по формуле (13-22) определим величину ожидаемого снижения уровней звукового давления в этой точке благодаря облицовке потолка (Soбл = 1100 м2). Для удобства проведения расчетов по формулам (5.1 8-5.22) разбиваем их на элементарные составные части и с учетом последовательности вычислений сводим их в пункты 2-18 таблицы 5.7. Таблица 5.5
Пример 4. Задание: запроектировать звукоизолирующий кожух на электрическую машину (рис. 5.4). Машина электрическая и поэтому требует охлаждения, для этого в кожухе предусмотрены отверстия для циркуляции воздуха. Спектр звуковой мощности, излучаемой машиной, приведен в табл. 5.7. Габариты машины: длина 4 м, ширина 2 м, высота 2 м. Расчетная точка находится на расстоянии 1 м от поверхности машины.
Решение: Определим требуемую эффективность кожуха, по формуле (5.12). Площадь воображаемой поверхности, окружающей источник и проходящей через расчетную точку S = (6 х 3)·2 + (4 х 3)·2 + (6 х 4) = 84 м2. Допустимые уровни звукового давления принимаем по [8] (кривая ПС-85). Определим поверхность источника шума: Sист = (2 х 4)·2 + (2 х 2)·2 + (2 х 4) = 32 м2. Из конструктивных соображений выбираем кожух с плоскими гранями. Допустим, что Sк = 65 м2. Затем по формуле (5.15) рассчитываем требуемую звукоизолирующую способность стенок кожуха. Расчет сводим в табл. 5.8. Для кожуха из металла с ребрами жесткости (не реже 1 х 1 м) выбор конструкции стенок можно провести по табл. ГТ.5.2, стенки кожуха из стали должны быть толщиной 1 мм из дюраля 2 мм. Глушители шума, через которые осуществляется доступ воздуха под кожух, встроенные в проемы кожуха, должны обладать эффективностью не ниже Rктр. Глушители можно подобрать по [1]. Таблица 5.8
ПРИЛОЖЕНИЯ Таблица П.5.1 |
infopedia.su
Расчет звукопоглощающих облицовок — КиберПедия
Облицовка внутренних поверхностей производственных помещений звукопоглощающими материалами обеспечивает значительное снижение шума. Наибольший акустический эффект от звукопоглощения наблюдается в зоне отраженного звука. В точках помещения, где преобладает прямой звук, эффективность звукопоглощения существенно снижается.
Применение звукопоглощающих облицовок целесообразно, когда в расчетных точках в зоне отраженного звука требуется снизить уровень звука не более чем на 10… 12 дБ, а в расчетных точках на рабочих местах – на 4…5 дБ.
Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и на верхних частях стен. Максимальное звукопоглощение достигается при облицовке не менее 60 % общей площади ограждающих поверхностей помещения (без учета площади окон). Для расчета звукопоглощения необходимо знать акустические характеристики помещения: В – постоянную помещения, м2; А – эквивалентную площадь звукопоглощения, м2; а – средний коэффициент звукопоглощения.
Постоянная акустически необработанного помещения, м2,
В = В1000µ,
где В1000– постоянная помещения, м2, на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая в зависимости от объема помещения V. Частотный множитель µ принимают по справочнику.
По найденной постоянной помещения В для каждой октавной полосы вычисляют эквивалентную площадь звукопоглощения, м2,
A=BS/B+S
где S – общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м2.
Граница зоны отраженного звука определяется предельным радиусом г, т. е. расстоянием от источника шума, на котором уровень
звукового давления отраженного звука равен уровню звукового давления прямого звука, излучаемого данным источником. Когда в помещении имеется/? одинаковых источников шума, предельный радиус равен
где В8000 – постоянная помещения на частоте 8000 Гц:
B8000= B1oooµ8ooo
Максимальное снижение уровня звукового давления, дБ, в каждой октавной полосе при использовании звукопоглощающих покрытий в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного звука,
∆L = 101g (В’/В)
где В – постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающих конструкций, м2.
Постоянная акустически обработанного помещения
где
– эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями без звукопоглощающей облицовки, м2; а – средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки: ∆А- суммарная дополнительная площадь
звукопоглощения, м2; – средний коэффициент звукопоглощения
акустически обработанного помещения:
Суммарная дополнительная площадь звукопоглощения, м2, от конструкций звукопоглощающей облицовки или штучных звукопоглотителей
где a0 – коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки; S0 – площадь облицованных поверхностей, м2; Ашт – площадь звукопоглощения одного штучного звукопоглотителя, м2; п — число штучных поглотителей.
Задание
1.Рассчитать уровни звукового давления в дБ в расчетной точке, расположенной в зоне прямого и отраженного звука;
2. Определить необходимое снижение звукового давления в расчетной точке;
3. Рассчитать мероприятия по снижению шума;
4. Сделать выводы и предложения по работе.
Условия задачи
В помещении работают несколько источников шума, имеющие одинаковый уровень звуковой мощности.
Источники расположены на полу (Ф=1). Источники шума находятся на расстоянии r от расчетной точки, которая расположена на высоте 1,5 м от пола. Определить октавные уровни звукового давления в расчетной точке.
Привести схемы расположения расчетных точек и источников шума. Данные расчета сравнить с нормируемыми уровнями звукового давления.
В случае превышения уровня определить требуемое снижение звукового давления и рекомендовать меры защиты персонала от действия шума.
Исходные данные
Вид оборудования: генератор; Количество источников N:; r1= 8,3 м; r2= 14 м; r3= 10 м
Объем помещения, V,м3.Отношение В/Sогр: 0,3 lmax: 1,4; Параметры кабины наблюдения – 16 *10*5 м; Площадь глухой стены, S1,м2; Площадь двери, S3, м2 Площадь глухой стены S2, м2; Площадь окна S4,м2
| Количество источников | ||||||||||
| Объем помещения | ||||||||||
| Площадь глухой стены | ||||||||||
| Площадь двери | ||||||||||
| Площадь глухой стены | ||||||||||
| Площадь окна |
Контрольные вопросы
1. Источники шума, их основные шумовые характеристики.
2. Классификация средств защиты от шума.
3. Звукоизолирующие ограждения: назначение, устройство и принцип действия.
4. Звукоизолирующие кожухи: назначение, устройство и принцип действия.
5. Глушители шума: устройство и принцип действия.
6. Акустические экраны и выгородки: устройство и принцип действия.
7. Сущность расчета уровня шума от различных конструктивных элементов.
8. Методика расчета акустических экранов.
4.ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ
Цель– ознакомление с явлением вибрации, ее нормированием, аппаратурой для измерения параметров вибрации и оценка эффективности средств виброзащиты.
4.1 Понятие о производственной вибрации
Вибрация – механические колебания механизмов, машин или в соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 вибрацию классифицируют следующим образом.
По способу передачи на человека вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.
По источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, мри разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном и т. д.) и технологическую (при работе стационарных машин)
Вибрация характеризуется частотой f т.е. числом колебаний и секунду (Гц), амплитудой А, т.е. смещением волн, или высотой подъема от положения равновесия (мм), скоростью V (м/с) и ускорением. Весь диапазон частот вибраций также разбивается на октавные полосы: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц.
При работе в условиях вибраций производительность труда снижается, растет число травм. На некоторых рабочих местах вибрации превышают нормируемые значения, а в некоторых случаях они близки к предельным. Не всегда соответствуют нормам уровни вибраций на органах управления. Обычно в спектре вибрации преобладают низкочастотные вибрации отрицательно действующие на организм. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечно-сосудистую системы, вестибулярный аппарат. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов, примерные значения которых следующие (Гц): желудок –
2.. .3; почки – 6…8; сердце – 4…6; кишечник – 2…4; глаза – 40…100 и т.д.
Организму человека вибрация передается в момент контакта с вибрирующим объектом: при действии на конечности возникает локальная вибрация, а на все тело – общая. Локальная вибрация поражает нервно-мышечные ткани и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазмам периферических сосудов. При длительных и интенсивных вибрациях в некоторых случаях развивается профессиональная патология (к ней чаще приводит локальная
вибрация): периферическая, церебральная или церебрально-периферическая вибрационная болезнь. В последнем случае наблюдаются изменения сердечной деятельности, общее возбуждение или, наоборот, торможение, утомление, появление болей, ощущение тряски внутренних органов, тошнота. В этих случаях вибрации влияют и на костно-суставной аппарат, мышцы, периферийное кровообращение, зрение, слух. Местные вибрации вызывают спазмы сосудов, которые развиваются с концевых фаланг пальцев, распространяясь на всю кисть, предплечье, и охватывают сосуды сердца.
cyberpedia.su
Проектный расчет звукопоглощающей облицовки помещения
Проектный расчет звукопоглощающей облицовки помещения
1. Находим акустическую постоянную для данного помещения
[м2].
2. Находим – частотный множитель на среднегеометрических частотах активных полос по СНиП II – 12 – 77
Объем помещения, м2 | на f, Гц | |||||||
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |
< 200 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,8 | 1 | 1,4 | 1,8 | 2,5 |
200 – 1000 | 0,65 | 0,62 | 0,64 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,4 | 4,2 |
> 1000 | 0,5 | 0,5 | 0,55 | 0,7 | 1 | 1,6 | 3 | 6 |
3. Находим акустическую постоянную помещения по всем частотам по формуле
, [м2].
4. Находим rпред. – предельный радиус – расстояние от источника шума до точки, в которой уровень звукового давления, создаваемый отраженными акустическими волнами равен уровню звукового давления прямых акустических волн, излучаемых рассматриваемым источником шума.
, [м],
где: В8000– акустическая постоянная данного помещения на частоте f =8000 Гц.
5. Заносим в протокол значения фактического уровня звукового давления по всем среднегеометрическим частотам f, Гц (задано по варианту).
6. Заносим в протокол предельно-допустимые значения уровня звукового давления для данного помещения (выбираем по ГОСТ 12.1.003-83) следующим образом:
конторское бюро – ПС – 45;
конторское помещение – ПС – 60;
точная сборка – ПС – 60;
вычислительный центр – ПС – 75;
7. При сравнении двух спектров шума можно сделать вывод о величине превышения исследуемым спектром предельного на определенных среднегеометрических частотах, однако следует учитывать, что исследуемый уровень звукового давления должен быть снижен на 2 дБ ниже предельно – допустимого, следовательно:
, [дБ].
8. Считаем общую площадь всех ограждений (стен и потолка):
, [м2].
9. Рассчитываем эквивалентную площадь звукопоглощения, т.е. условную площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения равном 1 – это все поверхности, которые не облицованы:
, [м2].
10. Находим средний коэффициент звукопоглощения до облицовки по формуле:
, для всего спектра частот.
Однако, если на частоте, где требуется максимальное снижение шума > 0,25, то использовать звукопоглощающую облицовку не целесообразно.
11. По номограмме (приложение) определяем величину – суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки используя значения , и . Для упрощения расчета можно выполнить необходимые условия только на той частоте, где требуется максимальное снижение шума и найти по номограмме .
12. Зная (или ) можно, используя формулу: найти реверберационный коэффициент звукопоглощающей облицовки, который обеспечит необходимое снижение шума на данной частоте (или на всех частотах).
13. Зная требуемый реверберационный коэффициент можно по СНиП подобрать тип звукопоглощающей облицовки. Реверберационный коэффициент облицовки занести в протокол.
14. Находим конечную величину звукопоглощения облицованных поверхностей по формуле:
, [м2], по всем частотам.
15. Находим величину звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, на которых нет звукопоглощающей облицовки:
, [м2], по всем частотам.
16. Находим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями:
.
17. Постоянную помещения, облицованного звукопоглощающими материалами определяем по формуле:
, [м2].
18. Максимальное снижение уровня звукового давления [дБ], в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих покрытий в данном помещении для снижения уровня звукового давления в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного звука, определяется по формуле:
, [дБ].
19. Для наглядности полученные результаты изобразим графически.
– исследуемый спектр шума;
– предельно- допустимый спектр шума;
– уровень шума в расчетной точке после применения выбранной облицовки;
vunivere.ru