Исследование звукоизоляции и звукопоглощения

Цель работы — ознакомить студентов с теорией производственных шумов, физической сущностью и инженерным расчетом звукоизоляции, с прибором для измерения шума, нормативными требованиями к производственным шумам.

Оценить эффективность мероприятий по снижению шума средствами звукоизоляции и звукопоглощения.

Звукоизоляция и звукопоглощение

1. Шум и его характеристики

Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности и частоты. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми (см. рис. 1).

Рис. 1.

В результате колебаний, создаваемых источником звука, в воздухе возникает звуковое давление, которое накладывается на атмосферное.

Каждое колебание характеризуется своим среднеквадратичным значением физической величины и частотой (Гц).

По частотному составу шумы разделяются на 3 класса:

I класс — низкочастотные шумы до 300Гц (измеряются в активных полосах 63, 125, 250Гц) — это шумы тихоходных агрегатов неударного действия и шумы, проникающие сквозь преграды. Для них допустимый уровень 90/100 дБ.

II класс — среднечастотные шумы от 300 до 1000Гц (измеряются в активных полосах 500 и 1000Гц) это шум большинства машин неударного действия. Для них допустимый уровень 85−90 дБ.

III класс — высокочастотные шумы свыше 1000Гц (измеряются в активных полосах 2000, 4000, 8000Гц) — это звенящие, свистящие шумы скоростных агрегатов. Для них допустимый уровень 75/85 дБ.

При распространении звуковой волны проходит перенос энергии. Ухо человека воспринимает одновременно интенсивность и звуковое давление, которое выражают в децибелах.

Уровень интенсивности звука.

i = 10 lg (li/l0) [Вт/м2].

li — интенсивность звука в данной точке;

l0 — интенсивность звука на пороге слышимости l0 = 10−12 Вт/м2 на частоте 1000Гц.

Уровень звукового давления.

P = 20 lg (P/P0) [Па/м2].

Р — звуковое давление в данной точке;

Р0 — пороговое звуковое давление 2*10−5 Па/м2 на частоте 1000Гц.

Уровни интенсивности звука и звукового давления связаны следующим образом.

.

где 0 и с0 — плотность и скорость звука при нормальных условиях Р и с — плотность и скорость звука в воздухе при замере.

Понятие «уровень звукового давления» используется для оценки воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности звука, а к среднеквадратичному давлению и выражается в децибелах. Обычно уровень звука измеряют шумомером на шкале А. Эта величина LA, дБ (А) принята в акустических стандартах многих стран, в том числе и у нас.

Анализ частотного спектра осуществляется с помощью набора фильтров, которые позволяют из колебаний сложной формы выделить колебания в исследуемой полосе частот.

По характеру спектра шумы делятся на:

• — широкополосные — имеющие непрерывный спектр шириной более одной октавы;
• — тональные — в спектре которых слышны дискретные тона.

По временным характеристикам шумы подразделяются на:

• — постоянные — уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ (А);
• — непостоянные — уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не менее чем на 5 дБ (А).

Непостоянные шумы делятся на:

• — прерывистые — характеризуется режим падением уровня звука до фонового уровня с длительностью интервалов более 1 сек;
• — колеблющийся во времени шум — уровень звука непрерывно изменяется во времени;
• — импульсный шум — шумовой сигнал в виде импульсов продолжительностью от 1 до 200мс или чередующихся импульсов с интервалом более 10мс — воспринимаются как удары.

Звуковая мощность является основной характеристикой любого источника шума.

Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест, является ГОСТ 12.1.003 — 83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

Уровни шума для территорий жилой и производственной застройки и для различных видов помещений регламентируются СН 2.2.4/2.1.8.562−96.

Так уровни звука не должны превышать:

• — в помещениях конструкторских бюро, лабораторий — 50дБ (А);
• — в помещениях управления, рабочих комнатах — 60 дБ (А);
• — в кабинетах дистанционного управления — 65 — 70 дБ (А);
• — в экспериментальных лабораториях — 75 дБ (А);
• — на постоянных рабочих местах в производственном помещении 80 дБ (А).

При измерениях микрофон следует располагать на уровне головы человека, подвергающегося воздействию шума. Он должен быть направлен в сторону источника шума и удален не менее чем на 0,5 м от экспериментатора. Измерения шума на рабочих местах производятся при работе не менее 2/3 установленных в помещении единиц технологического оборудования. При этом включаются более мощные источники шума.

Измеренные уровни звука в каждой активной полосе частот должны быть ниже нормативных значений. Если имеются превышения, то предусматриваются мероприятия по глушению источников шума.

Измеренные уровни звука в каждой октавной полосе частот должны быть ниже нормативных значений. Если имеются превышения, то предусматриваются мероприятия по улучшению источников шума.

В производственных условиях применяется ориентировочный метод измерения шумовых характеристик источников шума в местах их эксплуатации ГОСТ 12.1.028 — 80 «ССБТ. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума. Ориентировочный метод».