Расчет снижения шума звукопоглощающими конструкциями Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

SCIENCE TIME

РАСЧЕТ СНИЖЕНИЯ ШУМА ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ

Кочетов Олег Савельевич, Московский государственный университет приборостроения и информатики, г. Москва

E-mail: o_kochetov@mail.ru

Аннотация. В работе представлен расчет эффективности снижения шума в производственных помещениях с использованием звукопоглощающих 0 конструкций, штучных звукопоглотителей и реального спектра шума в • производственном помещении.

Ключевые слова: спектра шума, звукопоглощающая конструкция, штучные звукопоглотители.

Специфика акустической обстановки в производственных цехах и помещениях позволяет воспользоваться ориентировочным методом расчета уровней звукового давления на рабочих местах [1,5,6]. При оснащении производственных помещений звукопоглощающими облицовками и конструкциями следует учитывать, что применение их целесообразно, если в расчетных точках требуемое снижение шума DL^ не превышает 5...8 дБ. Если DL^ > 8 дБ, то для дополнительного снижения шума на рабочих местах необходимо предусматривать: штучные звукопоглотители, акустические экраны и противошумные средства индивидуальной защиты. Авторами 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.

H. 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 =

I, 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,

185

о

SCIENCE TIME

октавные фильтры 1613 при режиме работы веретен - 9000 об/мин.

Исходными данными для расчета являются:

L1 - уровни звукового давления на рабочих местах до акустической обработки помещения, дБ,

S^ = 12 м - площадь оконных и дверных проемов в цехе,

S^ = 229,6 м2 - площадь ограждающих поверхностей цеха,

S^ji = 150 м2 - площадь звукопоглощающей облицовки стен и потолка, q = 0,044 шт/м - плотность установки станков, ^бщ - общее число станков в цехе, N^ - 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:

A + АЛ,.

а, =-------

1 S

ог р

(1)

о

где A = а^огр - S^) - величина звукопоглощения акустически

необработанного цеха, в м2, a - средний коэффициент звукопоглощения для цехов промышленных предприятий до устройства звукопоглощающей облицовки (0,1 ...0,15),

i = 1,2,3 - число последовательных приближений к выбору максимально достаточной площади DAi дополнительного звукопоглощения в цехе:

^Л1 = аобл Sобл ; (2)

^Л2 ^обл S обл + A и

N и

^Л3 ®облSобл.тах ^ Aи

N

шт.тах ?

(3)

(4)

о

аобл - коэффициент звукопоглощения облицовки стен и потолка [1, табл.42], Ашт - эквивалентная площадь звукопоглощения штучных

звукопоглотителей,м2 [1, табл.43], N^. - количество штучных звукопоглотителей в цехе, S^.^x - максимально допустимая площадь звукопоглощающей облицовки с учетом оконных и дверных проемов, а также технологических проходов и колонн,м , Nmrmax - максимально допустимое количество штучных звукопоглотителей (с учетом оптимального расстояния между ними B шт) [7, 8, 9].

Затем определяем величину поправки L, дБ, в зависимости от расчетного коэффициента звукопоглощения а1 по табл.1.

186

о

Щ SCIENCE TIME Щ

Таблица 1

Величина поправки L, дБ, в зависимости от расчетного коэффициента

звукопоглощения а1

а1 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:

L2 = Li - DL, (5)

при этом, если уровни L2 не превышают допустимые санитарногигиенические уровни звукового давления L доп, дБ, т.е. выполняется условие:

L2 — Ldon, (6)

то расчет заканчиваем.

о

о

Рис. 1 Общий вид акустической конструкции цеха

Рис. 2 Конструкция пола на упругом основании

187

а

о

Щ SCIENCE TIME Щ

Рис. 3 Конструкция подвесного потолка

Рис. 4 Элемент штучного глушителя шума

Рис. 5 Конструкция стеновой шумопоглощающей панели, установленной на перекрытии, конструкция кулисных звукопоглотителей

Если L2 > Ьдоп , 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 L№n и т.д. до i = 3, пока не будет выполняться условие (6).

Если же с учетом поправки DA3 для данного цеха не выполняется условие (6), то необходимо подобрать для обслуживающего персонала средства индивидуальной защиты (СИЗ) от шума таким образом, чтобы выполнялось следующее неравенство:

188

о

Щ SCIENCE TIME Щ

L2 - DL

сиз — Ldon , (7)

Звукоизоляция кирпичи см стены 120 мм с обп и!_рвками из ГВП

во

75

100 1 25 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1 250 1600 2000 2500 3150

Частота, Гц

--Звукоизоляция киргичной стены 120 мм с обгидовкой из ГЕП с креплением

каркаса к сиене через ЕИЕрофлекс ER25B

— ЗЕукоизоляция киргичной стены 120 мм с обгидовюй из ГНЛ, закрепленной к стене через гтетлпические грнььЕ щцеесы

— Звукоизоляция киргичной степь 1120 мм

Рис. 6 График эффективности звукопоглощения применяемых панелей

На рис.1 представлена схема акустической конструкции для снижения шума производственного помещения [2]. Она включает в себя каркас цеха (рис.1а), оконные 9 и дверные 10 проемы и акустические ограждения 1, 2, 3, 4, 5, 6 в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, а также штучные звукопоглотители 7 и 8, установленные над шумным оборудованием 11.

Оборудование 11 установлено на виброизолирующие опоры, а оконные проемы 9 содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, при этом акустические ограждения выполнены в виде собранных в секции акустических шумопоглощающих панелей (рис.1б).

На рис.8 изображена схема звукопоглощающей конструкции [3], которая выполнена в виде гладкой, жесткой стенки 1 и перфорированной стенки 7, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два симметрично расположенных, и прилегающих к нему слоя 3 и 5 выполнены в виде равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны. Сферический звукопоглотитель [4] содержит звукопоглотители активного и реактивного типов.

На рис.9 приведены уровни звукового давления, измеренные на рабочих местах исследуемого в машинном эксперименте на ПЭВМ производственного помещения. Эффективность снижения шума с использованием разработанных звукопоглощающих конструкций составляет порядка 2... 10 дБ в широком спектре частот [10, 11].

189

о

SCIENCE TIME

Рис. 7 Звукопоглощающая система

Рис. 8 Сферический звукопоглотитель

Рис. 9 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

190

о

Щ SCIENCE TIME Щ

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 № 32.

4. Кочетов О.С., Стареева М.О. Штучный звукопоглотитель// Патент РФ на изобретение № 2485256. Опубликовано 20.06.13. Бюллетень изобретений № 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», 2014.6 280 с. С. 49-55.

7. Кочетов О.С. Звукоизолирующие ограждения для оборудования// Ма!епа1у IX mezimrodni vedecko - prakticka konference «Vedecky prnmysl 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. Р.12-20. 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.

11. Кочетов О.С. Штучный звукопоглотитель с винтовыми звукопоглощающими

элементами // Динамика развития современной науки: сборник статей

Международной научно-практической конференции (13 сентября 2014 г., г.Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-92с. С. 17-20.

12. Кочетов О.С. Акустические характеристики комбинированных

аэродинамических глушителей шума // Science Time. - 2014. - № 9 (9).— C. 128137.

191

а

о

Щ SCIENCE TIME Щ

13. Кочетов О.С. Эффективность снижения шума звукопоглощающими конструкциями // Science Time. - 2015.—№ 1 (13).— C. 271-278.

14. Кочетов О. С. Методика расчета шума в прядильном цехе // Science Time. -2015.—№ 3 (15). - C. 288-294.

15. Кочетов О.С. Методика определения уровней звуковой мощности прядильного станка ориентировочным методом // Science Time. - 2015.—№3 (15). - C. 295-301.

16. Кочетов О.С. Расчет звукоизолирующего ограждения для прядильных машин // Science Time. - 2015.—№ 3 (15).—C. 302-308.

о

о

192

а