Акустична обробка приміщень

Інтенсивність шуму у виробничому приміщенні залежить не тільки від прямого, але і від відбитого звуку. Тому якщо в цеху неможливо знизити енергію прямого звуку, те необхідно зменшити енергію звукових хвиль, що відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення. Для цієї мети внутрішні поверхні приміщення облицьовують звуковбирними матеріалами. При падінні звукових хвиль на такі матеріали поглинається значна частина звукової енергії. Процес поглинання звуку відбувається в результаті переходу енергії коливних часток повітря в теплоту унаслідок утрат на тертя в порах звуковбирного матеріалу. Тому для ефективного звукопоглинання матеріал повинний мати пористу структуру, пори мають бути відкритими з боку падіння звуку і з'єднуватися між собою.

Як звуковбирні матеріализастосовують пористі тверді плити на цементному сполученні; скловолокно; капронове і базальтове волокна; деревоволокнисті і мінераловатні плити на різних зв'язуваннях. Коефіцієнт звукопоглинання цих матеріалів на середніх частотах більше 0,2. Звуковбирні властивості пористого матеріалу залежать від товщини шару чи частоти звуку, наявності повітряного проміжку між шаром і стінкою, що відбиває, на якій він закріплений. Вибір конструкції і типу звуковбирного облицювання має бути зроблений на основі аналізу спектра шуму в приміщенні цеху чи ділянки і звуковбирних властивостей облицювання. Необхідно домагатися, щоб максимум коефіцієнта звукопоглинання облицювання відповідав частотам, де має місце максимальне перевищення граничного спектра шуму.

Зниження рівня шуму за рахунок акустичної обробки приміщення ΔL визначається за наступною формулою[32,35]

ΔL = 10 lg (A₂/A₁),(71)

де А₁, А₂ – звукопоглинання приміщення до та після акустичної обробки, одиниць поглинання.

Звукопоглинання приміщення визначається за формулою

А = S*α ,(72)

де S – площа поверхні, м²;

a - коефіцієнт поглинання матеріалу поверхні, одиниці поглинання.

Коефіцієнти поглинання матеріалів стін, стелі та підлоги наведено в таблиці Н.2 додатка Н.

Звуковбирні облицювання ефективні для виробничих приміщень висотою приблизно до 4 – 6 м, тому що в приміщеннях меншої висоти основними поверхнями, що відбивають, є підлога і стеля великої площі. У таких приміщеннях облицьовують стелю, тому що підлогу покривати звуковбирним матеріалом не є можливим.

У високих і витягнутих приміщеннях, де висота більше ширини, облицювання стін дає великий ефект. У приміщеннях кубічний форми облицьовують стіни і потолок. Практика показує, що установка звуковбирних облицювань знижує шум на 6 - 8 дБ у зоні відбитого звуку удалині від джерела і на 2 - 3 дБ поблизу джерела шуму.

Приклад.Рівень шуму в приміщенні, розміри якого 10х10х5 м, складає 90 дБ. Підлога в приміщенні – бетона пліта, стіни та стеля - звичайна штукатурка. Визначити зниження рівня шуму після акустичної обробки стін та стелі звукопоглинаючим матеріалом (коефіцієнт поглинання 0,9).

Рішення. Коефіцієнти поглинання матеріалів стін, стелі та підлоги знаходимо за таблицею Н.2 додатка Н. Визначаємо початкове звукопоглинання приміщення за формулою (72):

А₁ = å(S_i*a_i) = 4∙ 10∙ 5∙ 0,03+10∙ 10∙ 0,03+10∙ 10∙ 0,02 = 11 одиниць поглинання.

Визначаємо звукопоглинання приміщення після акустичної обробки (72):

А₂= 4∙ 10∙ 5∙ 0,9+10∙ 10∙ 0,9+10∙ 10∙ 0,02=272 одиниці поглинання.

Зниження рівня шуму за формулою (71) складає

DL = 10 lg (272/11) = 14 дБ.

Рівень шуму після обробки приміщення (90 - 14 = 76 дБ) відповідає нормативним вимогам до приміщення з ПЕОМ (додаток Н, табл. Н.1).

Для відгородження найбільш гучного устаткування чи ділянок від сусідніх робочих місць можна застосовувати акустичні екрани - перешкоди обмежених розмірів, що зменшують рівень прямого звуку від джерела шуму. Їхня акустична ефективність визначається зниженням рівня звукового тиску прямого звуку джерела в точці, розташованої за екраном.

Екрани доцільно застосовувати для зниження шуму високих і середніх частот. Їх варто встановлювати в тих випадках, коли звуковбирне облицювання не забезпечує необхідного зниження шуму. Лінійні розміри екрана повинні бути в 2—3 рази більше розмірів джерела шуму.

Акустичні екрани найчастіше виготовляють із суцільних металевих аркушів чи щитів, покритих звуковбирним облицюванням, зверненими до джерела шуму. Товщина звуковбирного облицювання складає не менше 50 – 60 мм.

Як правило, екрани застосовують у сполученні зі звуковбирним облицюванням виробничого приміщення. У цьому випадку облицювання знижує рівень звукового тиску відбитого звуку, а екран — прямого.

Звукоізолююча здатність однорідної перегородки (дБ) визначається за формулою

(73)

де G - маса 1 м² огородження, кг;

f - частота, Гц.

Звукоізолююча здатність деяких матеріалів і конструкцій наведена в таблиці Н.3 додатка Н.

Для локалізації могутніх і малогабаритних джерел шуму застосовують звукоізолюючі кожухи. При розробці конструкцій кожухів для різних агрегатів необхідно передбачити виконання наступних заходів, що впливають на ефективність зниження шуму. Внутрішню поверхню кожуха варто облицювати звуковбирним матеріалом. Передбачити віброізоляцію як агрегату, так і кожуха, щоб виключити передачу вібрацій на стінки кожуха. Місця введення в кожух і виводу з нього трубопроводів, електричних кабелів обов'язково варто ущільнити, щоб знизити проникнення високочастотного шуму в робоче приміщення через щілини. Для охолодження устаткування, розміщеного усередині кожуха, установлюють вентиляцію з глушителями шуму.

Зниження шуму різних агрегатів при установці кожуха обумовлено ефектами звукоізоляції і звукопоглинання. Ефективність роботи кожуха визначають за залежністю

(74)

де m₀ - маса 1 м² стінки кожуха, кг;

f - частота, Гц;

- коефіцієнт звукопоглинання облицювання внутрішньої поверхні кожуха.

Більш докладно розрахунки засобів захисту від шуму наведені у літературі [41].