CC BY
67
| SCIENCE TIME |
il^1 ^jlil РАСЧЕТ АКУСТИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ШУМА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Кочетов Олег Савельевич, Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники, г. Москва E-mail: o kochetov@mail.ru
Аннотация. В работе представлен расчет эффективности снижения шума в производственных помещениях с использованием звукопоглощающих конструкций, штучных звукопоглотителей и реального спектра шума в производственном помещении.
Ключевые слова: спектра шума, звукопоглощающая конструкция, штучные звукопоглотители.
Автором разработана программа расчета уровней звукового давления по этому методу на ПЭВМ в среде «Excel». Расчет выполнен для производственного помещения резинооплеточного цеха АООТ « Московская чулочная фабрика им. Н.Э. Баумана», имеющего размеры: D'W'H (длина, ширина, высота цеха) =11,75'5,75'2,7 (м), в котором установлены 3 резинооплеточные машины типа ОРН-1 с габаритными размерами: длина 1мах = 4,2 м; ширина l = 0,6 м; высота h = 1,8 м. Для определения уровней звукового давления на рабочих местах до акустической обработки помещения - L1, дБ, проводились замеры акустических характеристик в цехе согласно требованиям ГОСТ 12.1.028-80 с помощью аппаратуры фирмы Брюль и Къер (Дания): микрофон 4131, шумомер 2203, октавные фильтры 1613 при режиме работы веретен - 9000 об/мин.
На рис.1 представлена схема акустической конструкции здания, которая содержит каркас здания, выполненный в виде упругого основания 1, являющегося полом помещения, теплозвукоизолирующих ограждений 2, жестко связанных с колоннами 3, которые в свою очередь соединены с металлоконструкцией 4, например в виде фермы. Акустический подвесной потолок 5 размещен в зоне ферм 4, и выполнен в виде установленных с
| SCIENCE TIME |
определенным шагом звукопоглотителей, нижняя часть которых выступает за нижнюю часть ферм 4 в сторону основания 1. На ограждениях 2 закреплены акустические стеновые панели 6. На упругом основании 1 помещения установлено виброакустическое оборудование 7 и 8 с различными спектральными характеристиками уровней звуковой мощности. Рабочее место оператора 15, включающее в себя пульты управления 16 и 17 оборудованием 7 и 8, расположено между акустическими экранами 9 и 11, причем в одно из них, например 9-ом выполнен смотровой звукоизолирующий люк 10 для контроля визуализации наблюдения за технологическим процессом. Каркас здания сверху закрыт звукоизолирующим покрытием 12, выполняющим также функцию кровли, в котором расположены вертикальные 13 и наклонные 14 оконные проемы в виде вакуумных звукоизолирующих стеклопакетов.
14
Рис. 1 Схема акустических конструкций производственного здания
23
18
¡fHL .д: ' •/.!»;
\ \ \ 21 \
шж f.-i-.e^SS... -л. •«
Ч
19
20
Рис. 2 Конструкция пола на упругом основании
| SCIENCE TIME |
Рис. 3 Схема крепления кулисных звукопоглотителей к потолку здания
Конструкция пола на упругом основании (рис.2) содержит установочную плиту 18, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 19 межэтажного перекрытия с полостями 20 через слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22, установленных с зазором относительно несущих стен 23 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 18 по всем направлениям слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 7 и базовой несущей плите 19 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием полости 20 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, или полиэтиленом, или полипропиленом.
На рис.3 представлена схема крепления кулисных звукопоглотителей 35 к потолку 34 здания, который опирается на стойки 32 и соединен с фермой 33 металлического каркаса здания.
Исходными данными для расчета являются:
- уровни звукового давления на рабочих местах до акустической обработки помещения, дБ,
8опр = 12 м - площадь оконных и дверных проемов в цехе,
Богр = 229,6 м2 - площадь ограждающих поверхностей цеха,
Бобл = 150 м2 - площадь звукопоглощающей облицовки стен и потолка,
q = 0,044 шт/м - плотность установки станков,
Н,бщ - общее число станков в цехе,
Кпр - число простаивающих станков (находящихся в капитальном ремонте или простаивающих по причине отсутствия сырья).
Средний коэффициент звукопоглощения в цехе со звукопоглощающими облицовками и штучными звукопоглотителями рассчитывается по формуле
А + М
ах =
5
(1)
ог р
где А = а(8огр - 30бл) - величина звукопоглощения акустически необработанного цеха, в м2, а - средний коэффициент звукопоглощения для цехов промышленных предприятий до устройства звукопоглощающей облицовки (0,1...0,15),
{ = 1,2,3 - число последовательных приближений к выбору максимально достаточной площади БА! дополнительного звукопоглощения в цехе,
А А1 = а А А 2 = а А А, = а
г 5 т
А А 2 = ат 5Т + А щ N щ
5 + А N •
. тах щ щ . тах ~>
(2)
(3)
(4)
а0бл - коэффициент звукопоглощения облицовки стен и потолка, (см.табл.42 [1]), Ашт - эквивалентная площадь звукопоглощения штучных звукопоглотителей,м (см.табл.43 [1]), Кшт - количество штучных звукопоглотителей в цехе, 80бл.тах - максимально допустимая площадь звукопоглощающей облицовки с учетом оконных и дверных проемов, а также технологических проходов и колонн,м , Кшттах - максимально допустимое количество штучных звукопоглотителей (с учетом оптимального расстояния между ними Бшт), [7,8,9].
Рис.4.
Рис.5.
Рис.6.
На рис.4 представлена конструкция стеновой шумопоглощающей панели, установленной на перекрытии, которая состоит:
| SCIENCE TIME |
1-звукопоглощающая плита типа шуманет-ЭКО (50 мм); 2-лист гипсоволокнистый 12,5 мм; 3-лист гипсокартонный 12,5 мм; 4-профиль типа Вибронет ПН 100/40; 5-прокладка типа Вибростек-М (2 слоя); 6-герметик типа «Вибросил».
Каркас кулисного штучного звукопоглотителя выполнен составным (рис.5), состоит, по крайней мере, из двух частей жесткого каркаса, стягиваемого хомутами и подвешиваемого за крючья на направляющих. Внутри каркаса расположен звукопоглощающий материал, обернутый сетчатой капроновой тканью или стеклотканью.
Акустические стеновые панели 6 (рис.6), закрепленные на ограждениях зданий 2, содержат звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде жесткой 1 и перфорированной 4 стенок, между которыми расположены два слоя: звукоотражающий слой 2, прилегающий к жесткой стенке 1, и звукопоглощающий слой 3, прилегающий к перфорированной стенке 4.
Затем определяем величину поправки DL, дБ, в зависимости от расчетного коэффициента звукопоглощения a1 по табл.1.
Таблица 1
a1 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
DL, дБ 2,5 3,8 4,8 5,8 6,6 7,5
Уровни звукового давления L2, дБ, в цехе на рабочих местах со звукопоглощающими конструкциями рассчитываем по формуле
Ь2 = Ь1 - БЬ, (5)
при этом, если уровни L2 не превышают допустимые санитарно-гигиенические уровни звукового давления Lд0п, дБ, т.е. выполняется условие
Ь2 < Ьдоп, (6)
то расчет заканчиваем.
Если L2 > Lд0п, то в формулу (1) необходимо подставить значение DA2, рассчитанное по формуле (3) и для нового значения a1-2 определить поправку DL по табл.1, а затем по формуле (5) вычислить новое значение L2 и сравнить его с Lд0п и т.д. до i = 3, пока не будет выполняться условие (6).
| SCIENCE TIME |
100 90
80 70 60
ю «
si 50
m >.
40 30 20 10
Рис. 7 Уровни звукового давления, дБ, измеренные на рабочих местах исследуемого производственного помещения: 1 - санитарно-гигиенические нормативы, 2 - уровни звукового давления, дБ, акустически не обработанного помещения, 3 - уровни звукового давления, дБ, с использованием разработанных
звукопоглощающих конструкций
Если же с учетом поправки ОЛ3 для данного цеха не выполняется условие (6), то необходимо подобрать для обслуживающего персонала средства индивидуальной защиты (СИЗ):
—2 - ВЪсиз £ -дот (7)
На рис.7 приведены уровни звукового давления, измеренные на рабочих местах исследуемого помещения. Эффективность снижения шума с использованием разработанных мероприятий и звукопоглощающих конструкций составляет порядка 2.. .10 дБ в широком спектре частот [10].
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Частота, Гц
I
SCIENCE TIME
I
Литература:
1.Сажин Б.С., Кочетов О.С. Снижение шума и вибраций в производстве: Теория, расчет, технические решения.- М., 2001.-319с.
2.Кочетов О.С. Акустическая конструкция для производственных помещений. / Патент РФ № 2366785, Б.И. № 25 от 10.09.2009г.
3. Кочетов О.С. Звукопоглощающий элемент Кочетова // Патент на изобретение № 2533484. Опубликовано 20.11.14. Бюллетень изобретений №2 32.
4. Кочетов О.С., Стареева М.О. Штучный звукопоглотитель// Патент РФ на изобретение № 2485256. Опубликовано 20.06.13. Бюллетень изобретений №2 17.
5. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Леонтьева И.Н. Расчет эффективности снижения шума в помещениях с однотипным оборудованием// Наука третьего тысячелетия: сборник статей Международной научно-практической конференции (28 июля 2014 г., г. Уфа). - Уфа: Аэтерна, 2014.-144с., С. 18-22.
6. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Леонтьева И.Н. 2014г. Эффективность снижения шума звукопоглощающими конструкциями / Науч.-инф. издат. центр «Институт стратегических исследований».- Москва: Изд-во «Спецкнига», 2014.280 с. С. 49-55.
7.Кочетов О.С. Звукоизолирующие ограждения для оборудования// Ма!епа1у IX mezimrodni vedecko - prakticka konference «Vedecky prümysl evropskeho kontinentu- 2013». - Dil 32. Technicke vedy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o - 88 stran. St. 17-23.
8. Oleg S. Kochetov. A Study into the Acoustic Characteristics of Multichamber Combined Aerodynamic Silencers // European Researcher, Engineering Sciences, 2014, Vol.(66), № 1-1. Р12-20. ISSN 2219-8229; E-ISSN 2224-0136.
9. Кочетов О.С. Звукопоглощающий элемент со звукоотражающим слоем // Наука и современность: сборник статей Международной научно-практической конференции (8 сентября 2014 г., г. Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-88с. С. 18-20.
10. Кочетов О.С. Расчет эффективности снижения шума // Динамика развития современной науки: сборник статей Международной научно-практической конференции (13 сентября 2014 г., г. Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-92с. С. 13-17.
