Защита от шума, инфра – и ультразвука.

Для защиты от акустических колебаний ( шума, инфра – и ультразвука) можно использовать следующие методы:

· снижение звуковой мощности источника звука;

· размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии;

· удаление рабочих мест от источника звука;

· акустическая обработка помещений;

· звукоизоляция;

· применение глушителей;

· применение средств индивидуальной защиты.

Снижение звуковой мощности источника звука. Для снижения шума механизмов и машин применяют методы аналогичные методам, снижающим вибрацию машин, т.к. вибрация является источником механического шума.

Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков воздуха и газа и обтеканием им элементов механизмов и машин, - наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно. Для уменьшения интенсивности генерации шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа.

Изменение направленности излучения шума. При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам, поскольку величина направленности может достигать 10-15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установкиили устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.

Удаление рабочих мест от источника звука. Увеличение расстояния от источника звука в 2 раза приводит к уменьшению уровня звука на 6 дБ.

Акустическая обработка помещения – это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) звука. Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения и штучные (объемные) поглотители различных конструкций, подвешиваемые к потолку помещения. Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и незамкнутые поры. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения a, равным отношению звуковой энергии поглощенной материалом и энергии, падающей на на него. Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения не менее 0,3. Чем это значение выше, тем лучше звукопоглощающий материал. Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения.

Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень шума на 6-8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от его источника) и на 2-3 дБ в зоне превалирования прямого шума (вблизи от источника). Несмотря на такое относительно небольшое снижение уровня шума, применение облицовок целесообразно по следующим причинам: во-первых, спектр шума в помещении меняется за счет большей эффективности (8-10 дБ) облицовок на высоких частотах. Он делается более глухим и менее раздражающим; во-вторых, становится более заметным шум оборудования, а следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи. По этим причинам помещения концертных залов подвергают акустической обработке.

Штучные звукопоглотители применяют при недостаточности свободных поверхностей помещения для закрепления звукопоглощающих облицовок. Поглотители различных конструкций, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (тонкими волокнами), подвешивают к потолку равномерно по площади.

Звукоизоляция. При недостаточности указанных выше мероприятий для снижения уровни шума до допустимых значений или невозможности их осуществления применяют звукоизоляцию. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов. Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него.

Звукоизоляция перегородки тем больше, чем она тяжелее (изготовлена из более плотного материала и толще) и чем больше частота звука.

Перегородки выполняют из бетона, кирпича, дерева и т.п. Наиболее шумные механизмы и машины закрываю кожухами, изготовленными из конструкционных материалов – стали, сплавов алюминия, пластмасс и др. и облицовывают изнутри звукопоглощающим материалом.

Экранирование источников шума или рабочих мест. Защитные свойства экрана возникают из-за того, что при огибании прямой звуковой волной кромок экрана за ним образуется зона звуковой тени тем большей протяженности, чем меньше длина волны (больше частота звука). Т.к. экран защищает только от прямой звуковой волны, его применение эффективно только в области превалирования прямого шума над отраженным. Поэтому экраны надо устанавливать между источником шума и рабочим местом, если они расположены недалеко друг от друга. Звуковые экраны широко применяют не только на производстве, но и в окружающей среде, например, для защиты от шума транспортных потоков зоны пешеходных дорожек, проходящих вдоль магистрали. В качестве экранов, снижающих уровень шума, используются лесозащитные полосы, поглощающие звук. Лесозащитные должны быть сплошными, без промежутков, через которые может проникать шум. Для этого деревья высаживаю в несколько рядов (чем шире полоса лесных насаждений, тем лучше) в шахматном порядке, снизу в зоне оголенной части ствола дерева высаживаю кустарник. Эффективность снижения шума лесными насаждениями снижается зимой, когда деревья сбрасывают листву.

Глушители применяют для снижения аэродинамического шума. Глушители шума принято делить на абсорбционные, использующих облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом, реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна ¼ длины волны заглушаемого звука, комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом, экранные. Реактивные глушители в отличии от абсорбционных заглушают шум в узких частотных диапазонах и применяются для снижения шума источников с резко выраженными дискретными составляющими. Если таких составляющих несколько глушитель выполняют в виде комбинации камер и резонаторов, каждый из которых рассчитан на заглушение шума определенного диапазона. Рективные глушители широко используют для снижения шума выпуска выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Экранные глушители устанавливают перед устье канала для выхода воздуха в атмосферу или его забора (например, для вентиляционных или компрессорных установок, выброса сжатого газа и т.д.). Эффективность их тем выше, чем ближе они расположены к устью канала. Однако, при этом увеличивается гидравлическое сопротивление для сброса и забора воздуха (газов), а следовательно и время сброса. При расчете и установке таких глушителей ищут оптимальный вариант. Эффективность глушителей может достигать 30-40 дБ.

При наличии нескольких источников суммарный уровень звукового давления определяется по следующим формулам.

Если источники звука одинаковы, т.е. каждый в отдельности создает на рабочем месте одинаковый уровень звукового давления:

, где L₁ – уровень звукового давления, создаваемый одним источником, n – число одинаковых источников звука.

Если источники звука различны:

, где L₁, L₂, … L_n – уровни звукового давления, создаваемые каждым источником.

Анализ формул показывает, что при наличии в помещении одинаковых источников, удаление половины из них снижает уровень звука в помещении на 3 дБ. При наличии же в помещении источников звука, причем сильно различающихся по своей звуковой мощности, суммарный уровень звукового давления определяет в основном источник с наибольшей звуковой мощностью. Например, при наличии трех источников, создающих каждый в отдельности уровень звукового давления 100, 80,70 дБ суммарный уровень звукового давления будет равен:

дБ.

Таким образом, для радикально снижения уровня шума на рабочем месте нужно удалить или заглушить наиболее шумный источник. Так удаление источника шума в 100дБ уменьшит уровень шума не многим менее, чем на 20 дБ.

Средства индивидуальной защиты. К СИЗ от шума относят ушные вкладыши, наушники и шлемы.

Вкладыши – мягкие тампоны и ультратонкого материала, вставляемые в слуховой канал. Их эффективность не очень высока и в зависимости от частоты шума может составлять 5-15 дБ.

Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются на голове дугообразной пружиной. Их эффективности изменяется от 7 дБ на частоте 125 Гц до 38 дБ на частоте 8000 Гц.

Шлемы применяют при воздействии шумов очень высоких уровней (более120 дБ). Они закрывают всю голову человека, т.к. при таких уровнях шума он проникает в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку.

Для защиты от инфра-и ультразвука применимы методы, изложенные выше и широко применяемые для зашиты от шума.