VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

1. Расчет ожидаемых октавных уровней звукового давления в помещении с несколькими источниками шума

Октавные уровни звукового давления Lpв дБ в расчетных точках помещений, в которых находится несколько источников шума, рассчитываются:

а) в зоне прямого и отраженного звука по формуле:

,

(1.1)

где L_W – октавный уровень звуковой мощности источника шума в дБ;

Ф – фактор направленности;

χ – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния между акустическим центром источника и расчетной точкой r (м) к максимальному габаритному размеру источника l_max (м) по графику (рис. 1.1);

Рис. 1.1. Зависимость эмпирического коэффициента χ

от отношения r/l_max

S, м² – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку:

на поверхности пола, стены, перекрытия S=2πr².

В, м² – постоянная помещения, которая находится из выражения

,

(1.2)

где μ- частотный множитель, определяемый по табл. 1.1; В₁₀₀₀ - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, которая рассчитывается в зависимости от объема V (м³) и типа помещения как:

V/20	- для помещений без мебели с небольшим количеством людей (металлообрабатывающие цехи, машинные залы, испытательные стенды и т.д.)

Таблица 1.1

Частотный множитель μ

Объем помещения, м3	Среднегеометрическая частота, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
V >> 1000	0,5	0,5	0,55	0,7	1,0	1,6	3,0	6,0

ψ- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей S_огр, которая определяется с учетом суммы площадей пола, потолка и стен помещения по графику рис. 1.2.

Рис. 1.2. Коэффициент нарушения диффузности звукового поля ψ

m – количество источников шума, ближайших к расчетной точке (т.е. источников шума, для которых r_i£ 5 r_мин , где r_мин – расстояние в м от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума); n – общее количество источников шума в помещении с учетом среднего коэффициента одновременности работы оборудования.

_{Расчет требуемого снижения уровней звукового давления.}

_{Уровни звукового давления в расчетных точках не должны превосходить уровней, допустимых по нормам во всех октавных полосах со средними геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.}

_{Требуемое снижение уровней звукового давления определяется по формуле:}

, дБ

(1.3)

_{где LPi,рт уровень звукового давления в i-ой октавной полосе, определяемый в расчетных точках проектируемого предприятия; LPi,доп - уровень звукового давления в той же полосе частот согласно допустимым нормам, определяемый в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [3, 4] (см. табл. Приложения).}

Исходные данные для расчета

Таблица 2.1

№ варианта задания	Производственное помещение	Размеры помещения			Количество источников шума	Источники шума	Расстояние от центра i-го источника до расчетной точки
		Длина a, м	Ширина b, м	Высота c, м			r1, м	r2, м	r3, м	r4, м
1	Цех агломерационного производства	20	25	5	4	1 – Дробилка молотковая ДР-10; 2 - Грохот для просеивания известняка; 3 - Вибропитатель для подачи шихты; 4 – Смеситель первичный	2	5	6	7

Таблица 2.2

Октавные уровни звукового давления L_w источников шума, дБ

Октавные полосы со среднегеометрическими частотами f, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Агломерационное производство
Дробилка молотковая ДР10	106	108	107	106	102	98	95	87
Грохот для просеивания известняка	95	100	101	104	106	104	101	98
Вибропитатель для подачи шихты	116	107	103	103	97	94	90	86
Смеситель: первичный	86	107	108	105	100	93	85	87

Таблица 2.3

Результаты акустического расчета (вариант №1)

Исходные данные и результаты расчета	Октавные полосы со среднегеометрическими частотами f, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Lw , дБ, источника шума 1, r1=2 м	106	108	107	106	102	98	95	87
Lw источника шума 2, r2=5 м	95	100	101	104	106	104	101	98
Lw , дБ, источника шума 3, r3=6 м	116	107	103	103	97	94	90	86
Lw , дБ, источника шума 4, r4=7 м	86	107	108	105	100	93	85	87
Постоянная помещения В, м2	62,5	62,5	68,75	87,5	125	200	375	750
Ожидаемый уровень звукового давления в расчетной точкеLp, дБ	105	103	102	100	97	92	88	82
Допустимый уровень звукового давления на рабочем месте Lpдоп, дБ	95	87	82	78	75	73	71	69
Требуемое снижение шума ΔL, дБ	10	16	20	22	22	19	17	13
Предлагаемые акустические мероприятия (если нужно)	Акустическая обработка помещения; Снижение шума с помощью звукоизоляции.

Примеры расчётов физических величин:

Для среднегеометрической частоты :

1) Объём помещения

2) Постоянная помещения

3) Площадь помещения

4) Ожидаемый уровень звукового давления в расчетной точкеLp, дБ

5) Требуемое снижение уровней звукового давления

6) Расчет ожидаемых уровней звука с учетом поправки на коэффициент коррекции К_Аi

7) Определение класса условий труда

График

Вывод: Ожидаемые уровни звукового давления превышают допустимые уровни звукового давления на рабочем месте, следовательно, требуется снижение уровня шума. Предлагаемое акустическое мероприятия – акустическая обработка помещения звукопоглощающим материалом. В случае превышения допустимых УЗД после акустической обработки помещения предлагается сделать звукоизоляцию помещения.

2. Расчет снижения уровня шума методом звукопоглощения

Порядок расчета:

1. Формируются задачи (требуемые УЗД) и осуществляется выбор материалов и конструкций звукопоглощающих облицовок (пол, потолок, стены, окна).

2. Определяются коэффициенты звукопоглощения α_кограждающих конструкций помещения (табл. 1).

3. Рассчитывается звукопоглощение в помещении (в каждой октавной полосе частот) до (А) и после (А₀) облицовки звукопоглощающими материалами, используя зависимости:

где α_k, α_о – коэффициенты звукопоглощения конструкции и облицовки соответственно,

S_k – площадь конструкции, м²,

n- количество ограждающих конструкций

1. Рассчитывается снижение уровня шума в помещении после установки звукопоглощения:

ΔL_i=10lg(А₀ /А)

1. Определяется УЗД в рабочих точках помещения после применения звукопоглощения:

L_i= L_фi - ΔL_i

1. Рассчитывается превышение норм шума на рабочих местах:

ΔL_пi= L_i- L_дi

1. Определяется класс условий труда.

2. После анализа результатов расчета при необходимости корректируется выбор материалов и конструкций звукопоглощающих облицовок для достижения поставленных задач.

Исходные данные для расчета

ДВП – для облицовки стен.

Минераловатные плиты с заполнителем ПП-60 (без воздушного зазора) – для обливки потолка.

Материал звукоизолирующей перегородки – кирпич (; толщина – 0,12м).

Конструкции	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
До облицовки
Пол бетонный	-	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,02
Стены	-	0,009	0,011	0,013	0,016	0,017	0,018	0,018
Потолок	-	0,009	0,011	0,013	0,016	0,017	0,018	0,018
Окна двойные	-	0,35	0,29	0,20	0,14	0,10	0,06	0,04
Общее звукопоглощение	-	47,7	43,4	36,1	37,6	34,5	31,3	29,3
После облицовки
Пол бетонный	-	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,02
Стены, облицованные ДВП	-	0,229	0,311	0,353	0,336	0,427	0,438	0,438
Потолок, облицованный мин.плитами	-	0,089	0,311	0,653	0,906	0,967	0,828	0,748
Окна двойные	-	0,35	0,29	0,20	0,14	0,10	0,06	0,04
Общее звукопоглощение	-	164,7	298,4	475,1	594,6	652,9	583,3	541,3
, дБ	-	5	8	11	12	13	13	13
, дБ	105	98	94	89	85	79	75	69
, дБ	10	11	12	11	10	6	4	0

Примеры расчётов физических величин:

Для среднегеометрической частоты :

1) Общее звукопоглощение до облицовки:

2) Снижение уровня шума в помещении после установки звукопоглощения:

3) УЗД в рабочих точках помещения после применения звукопоглощения:

4) Превышение норм шума на рабочих местах:

5) Расчет ожидаемых уровней звука с учетом поправки на коэффициент коррекции К_Аi

6) Определение класса условий труда

Снижение превышения УЗД в пределах класса условий труда «вредный 3.2» с 21,9 до 11,6.

3. Расчет снижения уровня шума методом звукоизоляции

Порядок расчета:

1. Рассчитываются ожидаемые или измеряются фактические уровни звукового давления (УЗД) L_фi * в рабочих точках помещения.

2. Определяются допустимые УЗД L_дi.

3. Выбирается или задается материал звукоизолирующего ограждения и его толщина d, м.

4. Рассчитывается масса 1 м² материала ограждения:

М=ρd, кг

1. Определяется звукоизолирующая способность однослойного ограждения:

R_i=20lgMf_i-60, дБ

1. Определяются УЗД в помещении за ограждением:

L_i= L_фi - R_i, дБ

1. Рассчитывается превышение норм шума на рабочих местах.

ΔL_пi= L_i- L_Дi, дБ

1. Рассчитывается уровень звука L с учетом поправки на коэффициент коррекции К_Аi

, дБА

1. Определяется класс условий труда

Эффективность мероприятий по снижению уровня шума в помещении компрессорной станции рудника

Показатель	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц								Уровень звука, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Шум в цехе Lфi, дБ	105	98	94	89	85	79	75	69	91,6
Нормативные УЗД Lдi, дБ	95	87	82	78	75	73	71	69	80
Превышение норм ΔLфi, дБ	10	11	12	11	10	6	4	0
Уровни шума на рабочем месте (за перегородкой) Li, дБ	81	68	58	47	37	25	15	3	58,2
Превышение норм после применения звукоизолирующего ограждения ΔLпi, дБ	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Класс условий труда	Допустимый 2

Примеры расчётов физических величин:

Для среднегеометрической частоты :

1. Масса 1 м² материала ограждения:

1. Звукоизолирующая способность однослойного ограждения:

1. УЗД в помещении за ограждением:

1. Превышение норм шума на рабочих местах.

1. Уровень звука L с учетом поправки на коэффициент коррекции К_Аi

1. Класс условий труда

Снижение превышения УЗД с класса условий труда «вредный 3.2» до класса «допустимый 2».

График

Вывод: Проведенные два акустических мероприятия (акустическая обработка помещения звукопоглощающим материалом и звукоизоляция помещения) снижают уровни шума на рабочем месте до допустимых уровней. Максимальная эффективность звукоизоляции перегородок достигается на частоте 8000 Гц.

Код для цитирования: Скопировать