Влияние рассеивающего звук оборудования на звукопоглощающие характеристики помещений Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

акустика

влияние рассеивающего звук оборудования на звукопоглощающие характеристики помещений

A.M. Макаров, О.Б. Демин, В.А. Дидицкий

Известно [1,2], что при размещении в помещениях мебели, оборудования и других рассеивающих звук предметов звукопоглощение помещения увеличивается на большую величину, чем суммарное звукопоглощение всех внесенных рассеивате-лей:

n

A = V a S

рас А-1 ^paci рас\ . i=1

Расхождение объясняется изменением при внесении в помещение предметов условий формирования отраженных звуковых полей. Кажущееся более высоким звукопоглощение рассеивателей связано с тем, что при их внесении происходит дополнительное рассеяние звуковых волн и в результате этого уменьшается свободные длины пробега. Изменение длин пробега волн ведет к увеличению количества актов поглощения в единицу времени и, соответственно, к ускорению процесса затухания отраженной звуковой энергии, что в конечном итоге приводит к условному росту звукопоглощения. Неучет данного обстоятельства значительно влияет на точность расчетов уровней шума в помещениях с рассеивающими звук предметами (оборудование, мебель и др.)

Для расчетов шума в таких помещениях разработана комбинированная статистическая геометрическая расчетная модель и предложен метод ее реализации [3,4]. На основе данного метода произведена оценка влияния рассеивателей на звукопоглощающие характеристики помещения. Оценка производилась с использованием результатов экспериментов, выполненных в помещении размера-

■Ч1

оооооооооо о»о»о«о«о«о«о»о«о»о»о ооооооооооо

щz

2,0X10=2

24.0

1Щ

1-1

иш

2,0 2,0

Алюминиевые бочки ?Т

Яп'п п п п'гдп п п'п

24,0

Рисунок 1. Схема размещения рассеивателей из алюминиевых бочек, источника шума и точек измерения в помещении размерами 24,0х4,5х4,2(А) м.

ми 24,0х4,5х4,2(Ь) м при размещении в нем рассеивателей в виде полых закрытых алюминиевых цилиндров (бочек) размерами 0,56(^)х1,2(Ь) м. Схема расположения рассеивателей и точек измерения приведена на рисунке 1.

Методика оценки заключалась в следующем. На основе комбинированного метода расчета производился расчет уровней шума с учетом изменений длины пробега звуковых волн, рассеяния и поглощения звуковой энергии на рассеивателях [3]. Затем с использованием этого же метода производился расчет уровней шума как для пустого помещения. Приближение расчетных данных в этом случае к расчетам с рассеивателями и к экспериментальным результатам достигалось подбором соответствующего звукопоглощения помещения путем увеличения среднего коэффициента звукопоглощения а . Разница звукопоглощения пустого помещения А = а Б и звукопоглощения

пом.п ср. пом. '

А =а Б , равная ДА = А - А

пом.рас ср.рас пом 1 рас пом.рас пом.п

показывает действительный прирост звукопоглощения за счет всех указанных выше процессов. Отнеся ДАрас к площади рассеивателей, можно определить кажущийся коэффициент рассеивателей арас.к= = ДА / Б .

рас рас

Результаты экспериментов и расчетов приведены на рисунке 2. Видно, что кажущиеся коэффициенты звукопоглощения предметов в 1.5 раза превышают их реальные коэффициенты.

Для выявления влияния различных факторов на величину арас к нами были произведены серии расчетов уровней шума и определены величины арас к по описанной выше методике для соразмерных, длинных и плоских помещений с оборудованием. Оборудование при расчетах имитировалось параллелепипедами определенных размеров. Расчеты производились при различных коэффициентах звукопоглощения ограждений помещения и оборудования.

В качестве примера на рисунке 4 приведен график изменения соотношения а /а в зависимо-

рас.к рас

сти от изменения аср помещения при постоянном коэффициенте звукопоглощения рассеивателей а . Расчеты выполнены для плоского помещения размерами 48х48х6(Ь) м. Рассеиватели принимались в виде параллелепипедов размерами 3х1,5х1,5(Ь) м. Схема размещения оборудования приведена на рисунке 3. Видно, что при росте среднего коэффи-

акустика

/.ДБ

,ор = 0.05; арас = 0.05; А-л=, Яом =22.77м2;

-рас рас 5рас = 4.5 м2;аоррас=0.065; Дп„„„=29.60 м2; М» =6.83 м2;

С'рас.к- ^рао - 0.075, СХ.рао к/ра0 -

1

/-■ДБ

16

32

. 3 ^=4000 Гц /-в=104дБ

ч % / * /

1

- 5„ом=455.4 м2; 5рао=90.1 м2; аст = 0.07; апоп = 0.07; апот = 0.07; а^ = 0.07; арао = 0.07; Лп0„,=аср3п1)„=31.88м2; Лрас =рас Эрас = 6.3 м2;асррао=0.092; ЛПО„.Р=41.90 м2; ААрас =10.02 м2; арас,= АЛрз,/ Эр, = 0.11; «•расУрас = 1 -58 о ^

А Ч\ ^ Слл О О Ъ^о

\\ А А \ 2 ач 4

\ А А

I I

100 98

96 94 92 92 88 86

84

19Г

16

32

Рисунок 2. Уровни звукового давления в помещении размерами 24x4,5x4,2 (А ) м, определенные экспериментально и вычисленные с использованием комбинированного расчетного метода. 1 — пустое помещение (о); 2 — помещение с предметами ( л); 3 — пустое помещение при а

акустика

оо

■Ч1

1*Г

о О о о о

о о ш ш ш

ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш

п о о о о

* ш ш ш

о о о о о

ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш

sis

Ш ОЩ(=1 □

с:

ш ш ш

Ш Ш Ш [р ш О О О О

о о о ш '

о о о о о о о о о ш ш ш ш ш

ш ш ш ш ш о о о о о о о о о о о о о о о о о о о ш ш ш ш ш

3,0

48,0

ч 1- 1

О иш * г *1'г-г Г~1 Г-|—1 riv-гг—Г Г—|

48,0

1

Рисунок 3. Схема размещения рассеивателей, источника шума и точек измерения в помещении размерами 48x48x6 (А ).

«рас.кЛХрас

2,5

1,5

0,5

______ ----

----- х 2

0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10

Рисунок 4. Изменения соотношения а /а в зависимости от

' рас.к ' рас

а при: 1 — а = 0,05; 2 — а = 0,10. ср рас рас

предметов и их габаритных размеров. Зависимость при этом получается многофакторной.

В настоящее время нами проводятся многофакторный анализ, результатом которого будут рекомендации по учету дополнительного звукопоглощения в помещениях различного назначения и размеров.

В частности предварительные результаты анализа дают основание считать, что токарно-фрезер-ное оборудование, плотно размещаемое в механических и подобных им плоских цехах без звукопоглощающей облицовки на стенах и потолках имеет а аск=0,12х0,15. Это обстоятельство следует учитывать на стадии проектирования цехов при разработке мероприятий по шумозащите.

Литература

1. Снижение шума в зданиях и жилых районах / Г.Л. Осипов, Е.Я. Юдин, Г. Хюбнер и [и др.]; Под ред. Г.Л. Осипова, Е.Я. Юдина. — М.: Строй-издат, 1987. — 558 с.

2. Экспериментальные исследования влияния рассеивателей звука на распределение звуковой энергии в помещениях / О.Б. Демин, В.И. Леденев, И.В. Матвеева, А.М. Макаров / / Проблемы и перспективы развития жилищно-коммунального комплекса города: Шестая Междунар. науч. - прак-тич. конф. 1-4 апреля 2008. — М., 2008. — Т.2. — С.47-50.

3. Макаров, A.M. Оценка шумового режима при проектировании шумозащиты в производственных зданиях с помещениями сложной формы и технологическим оборудованием: автореф. дис____ канд.

техн. наук: 052301 / А.М. Макаров — М., 2008. — 23 с.

4. Леденев В.И. Расчет энергетических параметров шумовых полей в производственных помещениях сложной формы с технологическим оборудованием / В.И. Леденев, А.М. Макаров / / Научный вестник ВГАСУ. — Воронеж. — 2008. — №2 (10). — С.94-101.

циента звукопоглощения помещения аср и постоянном а наблюдается заметный рост а . Уста-

рас 1 рас.к

новлено, что характер такой зависимости определяется соотношениями размеров помещений и плотностью размещения оборудования.

В целом выполненные нами серии расчетов показали, что добавочное звукопоглощение зависит от соотношения коэффициентов звукопоглощения рассеивателей и поверхностей помещения, от соотношения размеров помещений (соразмерные, длинные и плоские), от количества размещаемых

Влияние рассеивающего звук оборудования на звукопоглощающие характеристики помещений

Размещаемое в помещениях оборудование существенно влияет на процесс формирования отраженных шумовых полей. Наличие оборудования приводит к дополнительному рассеиванию звуковых волн и в результате этого уменьшаются свободные длины пробега. Данное обстоятельство приводит к изменению средних коэффициентов звукопоглощения помещения. В конечном итоге

акустика

это оказывает влияние на распределение уровней звукового давления. В докладе рассматривается методика оценки средних коэффициентов звукопоглощения в помещениях с оборудованием.

Influence of the equipment disseminating a sound on sound-absorBING characteristics of rooms

by A.M. Makarov, O.B. Dyomin, V.A. Diditsky The equipment placed in rooms essentially influences process of formation of the reflected noise fields. The equipment presence leads to additional scattering of sound waves and as a result free path

lengths decrease. The present circumstance leads to change in average factors of room sound absorption. Finally it influences distribution of levels of sound pressure. In the report the technique of estimation of average factors of sound absorption in rooms with the equipment is considered.

Ключевые слова: шум, оборудование, рассеи-ватели, средний коэффициент звукопоглощения.

Key words: noise, equipment, scatterers, average factor of sound absorption.