Звуковое давление - меняющееся избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Уровень звукового давления – измеренное значение звукового давления, относительно опорного давления Рspl = 20 мкПа и соответствующему порогу слышимости звуковой волны частотой 1 кГц. Повышенный уровень звукового давления – причина возникновения шумового загрязнения. Для того, чтобы определить уровень звукового давления и определить мероприятия по его снижению производят специальный расчет:

• выявляют источник (источники) шума и его шумовые характеристики;
• выбирают расчетные точки, определяют допустимый уровень звукового давления в них;
• рассчитывают ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках;
• подсчитывают необходимое снижение шума;
• разрабатывают акустические и архитектурно-строительные меры, обеспечивающие снижение шума.

Уровень звукового давления определяют в расчетных точках, выбираемых или на рабочих местах, или в зонах с постоянным пребыванием людей на высоте 1,5 м от пола. Причем в помещении с одним или несколькими одинаковыми источниками две точки, одну – на рабочем месте в зоне прямого звука, вторую – в зоне отраженного звука и в месте постоянного пребывания людей. Если в помещении имеется несколько источников, уровни звуковой мощности которых отличаются на 10 дБ и более, точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями.

Исходные данные для расчета:

• план и разрез помещения с расположением всех типов производственного оборудования и указанием расчетных точек;
• характеристики ограждающих строительных конструкций (материал, толщина, плотность и другие);
• шумовые характеристики и габариты источников шума.

Шумовые характеристики оборудования приведены заводом-изготовителем в документации. Это могут быть: октавные Lw , корректированные LwА , эквивалентные LwАэкв или максимальные LwАмакс корректированные уровни звуковой мощности. Допускаются характеристики в виде октавных уровней звукового давления L или уровней звука на рабочем месте Lд (на определенном расстоянии).

L , дБ, в расчетных точках помещений (с отношением наибольшего к наименьшему размеру не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле (1) L = Lw +10 lg ((χ Ф)/(Ω r²) + 4/kB) , где Lw - октавный уровень звуковой мощности, дБ;

χ - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние r меньше удвоенного максимального габарита источника (r<2lмакс ) (табличные данные);

Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1);

Ω - пространственный угол излучения источника, радиан (табличные данные);

r - размер от акустического центра источника шума до расчетной точки, м;

k - коэффициент искажения звукового поля в помещении (табличные данные, в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения αср );

B - акустическая константа помещения, м² , определяемая по формуле (2) B = A /(1- αcp ) ,

А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м² , определяемая по формуле:

Si -площадь i-й поверхности, м² ;

Аj - эквивалентная площадь звукопоглощения j-го искуственного поглотителя, м² ;

nj - количество j-ых искуственных поглотителей, шт.;

αcp - средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле (4) αcp = A /Sогр ,

Sогр - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м² .

Граничный радиус r гр , м , в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле (5) r гр =√(B /4 Ω)

Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле (6) r гр =√В/8π =√В/25,12

Расчетные точки на расстоянии до 0,5 r гр считают находящимися в зоне прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (7) L = Lw +10 lg Ф + 10 lg χ – 20 lg r – 10 lg Ω.

Расчетные точки на расстоянии более 2 r гр считают находящимися в зоне отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (8) L = Lw - 10 lg B – 10 lg k + 6.

Октавные уровни звукового давления L, дБ , в расчетных точках помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле:

где Lwi - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;

χi, Фi, ri -то же, что и в формулах (1) и (6), но для i-го источника;

m - число источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии ri ≤ 5 rмин , где rмин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);

n - общее число источников шума в помещении;

k и В - то же, что и в формулах (1) и (8).

Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность Lwi , то

Если источник шума и расчетная точка расположены в одном помещении, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках следует определять: при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) - по формуле (11)

L = Lw – 20 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω;

при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле (12)

L = Lw – 15 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω ;

где Lw, r, Ф, Ω - то же, что и в формулах (1) и (7);

βа - затухание звука в атмосфере, дБ/км (табличные данные).

При расстоянии r ≤ 50 м затухание звука в атмосфере не учитывают.

Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках в изолируемом помещении, проникающие через ограждающую конструкцию из соседнего помещения с источником (источниками) шума или с территории, следует определять по формуле (13)

L = Lш – R + 10 lg S – 10 lg Bи – 10 lg k,

где Lш - октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по формулам (1), (8) или (9); при шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления Lш снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (11) или (12);

R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;

S - площадь ограждающей конструкции, м² ;

Ви - акустическая постоянная изолируемого помещения, м² ;

k - то же, что и в формуле (1).

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле:

где Si - площадь i-й части, м² ;

Ri - изоляция воздушного шума i-й частью, дБ.

Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией (R1>R2 ), R определяют по формуле:

При R1>>R2 и определенном соотношении S1/S2 допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения R2 и ее площадь S2 .

Эквивалентный и максимальный уровни звука LA , дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле (16) L = LA2м – RАтран.о + 10 lg So – 10 lg Bи – 10 lg k,

Где LA2м - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБ;

RАтран.о - изоляция внешнего транспортного шума окном, дБ;

So - площадь окна (окон), м² ;

Bи - акустическая постоянная помещения, м² (в октавной полосе 500 Гц);

k - то же, что и в формуле (1).

Для жилых и административных помещений, гостиниц, общежитий площадью до 25 м² LA , дБ, определяют по формуле (17) LA = LA2м – RАтран.о – 5.

Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:

1) определяют октавные уровни звуковой мощности шума Lwпр , дБ , прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле.

Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещениях с одним источником шума или с несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, другая - в зоне отраженного звука на месте постоянного пребывания людей, не связанных непосредственно с работой данного источника.

В помещении с несколькими источниками шума, уровни звуковой мощности которых различаются на 10 дБ и более, расчетные точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями. В помещении с групповым размещением однотипного оборудования расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями.

Исходными данными для акустического расчета являются:

план и разрез помещения с расположением технического и инженерного оборудования и расчетных точек;

(материал, толщина, плотность и др.);сведения о характеристиках ограждающих конструкций помещения

шумовые характеристики и геометрические размеры источников шума.

Шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования в виде октавных уровней звуковой мощности, корректированных уровней звуковой мощности, а также эквивалентных и максимальных корректированных уровней звуковой мощности для источников непостоянного шума должны указываться заводом-изготовителем в технической документации.

Допускается представлять шумовые характеристики в виде октавных уровней звукового давления или уровней звука на рабочем месте (на фиксированном расстоянии) при одиночно работающем оборудовании.

Октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетных точках соразмерных помещений (с отношением наибольшего геометрического размера к наименьшему не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле

где - октавный уровень звуковой мощности, дБ;

Коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние меньше удвоенного максимального габарита источника (принимают по таблице 2);

Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерном излучением Ф=1);

Пространственный угол излучения источника, рад. (принимают по таблице 3);

Расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра не известно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);

Коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 4 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения);

В - акустическая постоянная помещения, м^2, определяемая по формуле

где А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м^2, определяемая по формуле

где - коэффициент звукопоглощения i-ой поверхности;

Площадь i-ой поверхности, м^2;

Эквивалентная площадь звукопоглощения j-ого штучного поглотителя, м^2;

Количество j-тых штучных поглотителей;

Средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле

где - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м^2.

Таблица 4

Таблица 6

Граничный радиус м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле

Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле

Расчетные точки на расстоянии до 0,5 можно считать находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле

Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках соразмерного помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле

где - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;

То же, что и в формулах (3.1) и (3.6), но для i-го источника;

m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии, где - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);

n - общее количество источников шума в помещении;

k и В - то же, что и формулах (3.1) и (3.8).

Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность, то

Если источник шума и расчетная точка расположены на территории, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих шум или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках, следует определять:

при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) по формуле

при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле

где - то же, что и в формулах (2.1) и (2.7);

Затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимаемое по таблице 5.

Таблица 7

При расстоянии м затухание звука в атмосфере не учитывают.

При шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (3.11) и (3.12);

R -изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;

S - площадь ограждающей конструкцией, м^2;

Акустическая постоянная изолируемого помещения, м^2;

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле

где - площадь i-ой части, м^2;

Изоляция воздушного шума i-ой частью, дБ.

Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией, R определяют по формуле

При при определенном соотношении площадей допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (3.13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения и ее площадь.

Эквивалентный и максимальный уровни звука, дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле

где - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи в двух метрах от ограждения, дБА;

Изоляция внешнего транспортного шума за окном, дБА;

Площадь окна (окон), м^2;

k - то же, что и в формуле (3.1).

Для помещений жилых и административных зданий, гостиниц, общежитий и др. площадью до 25 м^2 , дБ, определяют по формуле

Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:

определяют октавные уровни звуковой мощности шума, дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле

где - октавный уровень звуковой мощности i-ого источника, дБ;

Акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м^2;

S - площадь ограждения, м^2;

R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;

определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (3.10) или (3.11) от каждого из источников шума (ИШ 1 и ИШ 2, рисунок 1). При расчете следует учитывать, что для расчетных точек в пределах от плоскости стены здания (на рисунке 1 - комплексный источник шума ИШ 1) вводится поправка на направленность излучения дБ. определяют суммарные октавные уровни звукового давления, дБ, во вспомогательной расчетной точке (в двух метрах от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле

где - уровень звукового давления от i-ого источника, дБ;

определяют октавные уровни звукового давления L, дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (3.13), заменив в ней на.

При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления, дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (3.1), (3.7), (3.8), (3.9), (3.11), (3.12) или (3.13) для каждого отрезка времени, мин., в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на.

Эквивалентные октавные уровни звукового давления, дБ, за общее время воздействия Т, мин., следует определять по формуле

где - время воздействия уровня, мин.;

Октавный уровень за время, дБ.

За общее время воздействия время Т принимают: а производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00-23.00 и ночи 23.00-7.00 ч.

Допускается в последнем случае принимать за время воздействия Т днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - период в 1 час с наибольшими уровнями.

Эквивалентные уровни звука непостоянного шума, дБА, следует определять по формуле (3.20), заменяя на и на.

Уровни звука технологического и вентиляционного оборудования

Акустические характеристики вентиляционного оборудования приведены в приложении и технологического отдельно для вентиляционных систем и отдельно для разных участков. При определении параметров этих источников сделаны следующие упрощающие допущения в сторону увеличения акустических характеристик этих источников:

все оконечные ветви вентиляционных систем выведены на кровлю соответствующих зданий, что, во-первых, исключает эффекты экранирования при распространении звука на большие расстояния, и, во-вторых, завышает уровни звука суммарных источников шума, т.к. некоторые вентиляционные системы технологического типа работают по замкнутому циклу.

Все технологическое оборудование располагается внутри зданий ангарного типа без звукоизолирующих/звукопоглощающих преград и вблизи стен/окон указанных помещений. При этом полагается, что на все окна указанных зданий изнутри воздействует шум максимального уровня из всех измеренных шумов на рабочих местах.

Суммарные уровни звука технологического оборудования позволят рассчитать акустическую мощность источников звука, которыми являются окна соответствующих корпусов. Результаты расчета представлены в приложении.

Попарное сопоставление уровней звуковой мощности (УЗМ), излучаемой технологическим оборудование через окна корпусов с УЗМ от вентоборудования соответствующих корпусов приведено в Табл.8.

Табл. 8. УЗМ от технологического и вентиляционного оборудования

№ корпуса
Lw снаружи окон, дБА
Lw вен, дБА

Анализ проведенных расчетов, представленный в табл.5, показывает, что шум от работы технологического оборудования, при всех сделанных допущениях в сторону увеличения шума, заметно ниже шума систем вентиляции и удовлетворяет требованиям ПДУ. Из таблицы видно, что на фоне шума вентсистем каждого из корпусов вкладом шума технологического оборудования, проникающего через окна и проемы корпусов можно пренебречь. В качестве акустических характеристик оборудования (Циклон) приняты оценки уровней звукового давления. Данные относятся к уровням звука, замеренным на расстоянии 1м от оборудования.

Цель работы

Ознакомить студентов с прибором для измерения шума, провес­ти измерение шума электровентилятора и определить его звуковую мощность.

1.Определить уровни звуковой мощности (шумовую характерис­тику) электровентилятора по измерениям его шума.

2.В соответствии с заданием преподавателя выполнить акусти­ческий расчет и результата сравнить с требованиями санитарных норм.

Характеристики дума и методика акустического расчета

В настоящее время защита человека от шума стала одной из актуальнейших проблем. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, вызывает тяжелые заболевания. Утомление рабочих и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звук - как физическое явление - это продольные волны объемных деформаций упругой среды, т.е. сжатия и разряжения среды. Область пространства, в котором наблюдаются эти волны, на­зывается звуковым полем. Как физиологическое явление звук ощуща­ется органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне 20-20000 Гц. Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвуков. Звуковая вол­на характеризуется частотой и амплитудой колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление и тем громче ощущаемый человеком звук.

Единица измерения частоты колебаний - одно колебание в секунду (I Гц). Полоса частот, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней, называется октавной. Среднегеометричес­кая частота октавной полосы в Гц выражается соотношением

где f 1 - нижняя граничная частота октавной полосы, Гц;

f 2 - верхняя граничная частота, Гц.

Измерения, акустические расчеты, нормирование производятся в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250,. 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Спектр шума - распределение звукового давления и интенсивности в октавных полосах частот. Спектры получают, используя анализаторы шума (составная часть шумомера) - набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот - полосе пропускания (например, октавный).

Звуковое давление p (Па) - разность между мгновенным значе­нием полного давления в воздухе и средним статическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (атмос­ферным - в обычных условиях). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе разряжения - отрицательно. Измерительный датчик звукового давления в шумомере - микрофон.

При распространении звуковой волны происходит перенос энер­гия. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волн, называется интенсивностью звука в дан­ной точке (Вт/м 2):

I = P 2 /  c

где Р - среднеквадратичное значение звукового давления, Па;

 - плотность среды, кг/м 3 ;

c - скорость звука в среде, м/с;

c - удельное акустическое сопротивление среды, которое для воздуха равно 410 Пас/м (при нормальных атмосферных условиях).

Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью W (Вт), т.е. общим количеством звуковой энергии, излу­чаемой источником шума в окружающее пространство за единицу вре­мени.

Если принять, что в свободном звуковом поле (т.е. при отсут­ствии отраженных звуковых волн) источник шума излучает звуковую энергию равномерно по всем направлениям (что допустимо для многих машин и оборудования), то при достаточно большом расстоянии r от источника шума, расположенном на поверхности пола (т.е. при излучении в полусферу), звуковая мощность

W = I ср S = I ср 2 r 2

где I ср - интенсивность звука, усредненная по измерениям звуко­вого давления по нескольким точкам на измерительной поверхности - полусфере S радиусом r (м);

r - расстояние от проекции центра источника на звукоотражающую поверхность пола до точки измерения.

Значения звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности изменяются в очень широких пределах. Поэтому были введены логарифмические величины - уровни звукового давления, уровни интенсивности и уровни звуковой мощности.

Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле

L I = 10 lg(I /I 0),

где I - существующая в данный момент интенсивность звука, Вт/м 2 ;

I 0 - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I 0 =10 12 Вт/м 2) на частоте 1000 Гц.

Уровень звукового давления (дБ)

L =10 lg(P 2 /P 0 2)= 20 lg(P /P 0),

где P - среднеквадратичная величина существующего (измеряемого в данный момент звукового давления, Па;

P 0 - пороговое значение звукового давления, равное 210 -5 Па на частоте 1000 Гц и выбранное таким образом, чтобы при нормаль­ное атмосферных условиях ( , с 0) уровни звукового давления бы­ли равны уровням интенсивности, так как интенсивности при нормаль­ных атмосферных условиях

I = P 2 /  c и I = P 0 2 /  0 c 0 .

Уровень звуковой мощности источника шума (дБ)

L W = 10 lg(I W /I W 0),

где W - звуковая мощность источника шума, Вт,

W 0 - пороговая звуковая мощность, W 0 = 10 -12 Вт.

Для того чтобы сравнивать шум различных источников друг с другом, производить расчеты уровней звукового давления в помеще­ниях и на территориях, необходимо знать объективные характеристи­ки шума.

Такими шумовыми характеристиками, которые указываются в тех­нической документации, являются:

1. Уровни звуковой мощности L W в октавных полосах частот.

Характеристики направленности излучения шума источником.

Искомый октавный уровень звуковой мощности L W определяют по результатам измерения уровней звукового давления L в точках на измерительной поверхности S (м 2), за которую обычно принимается площадь полусферы (на расстоянии 1 м от контура источника шума до точек измерений):

L W = L ср +10lg(S /S 0)

где L ср - средний уровень звукового давления по ряду точек на измерительной поверхности S (м 2); S 0 = 1 м 2 .

При проектировании и эксплуатации предприятий и цехов нужно знать ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в рас­четных точках на рабочих местах, с тем, чтобы сравнитьих с нор­мами допустимого шума и, в случае необходимости, принять меры к тому, чтобы этот шум не превышал допустимого. Акустический расчет проводится в каждой из восьми октавных полос о точностью до десятых долей децибела. Результат округляется до целого числа децибел.

Для помещений с источником шума расчет включает:

а) выявление источника звука и его звуковой мощности W (шумовой характеристики: L W в октавных полосах частот);

б) выбор расчетных точек и расстояний r от источника шума до расчетных точек;

в) вычисление или определение по справочным данным постоян­ной помещения В .

При работе источника шума звуковые волны в помещениях много­кратно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отраже­ния обычно увеличивают шум в помещениях на 10-15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе.

Интенсивность звука I в расчетной точке помещения склады­вается из интенсивности прямого звука I пр, идущего непосредст­венно от источника, расположенного на поверхности пола, и интен­сивности отраженного звука I отр:

I = I пр + I отр = W /2 r 2 + 4W /В ,

где В - постоянная помещения, В =А /(1 ср);

А - эквивалентная площадь звукопоглощения, А = ср  S пов, м 2 ;

здесь  ср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних по­верхностей помещения площадью S пов . Коэффициент звукопоглоще­ния поверхности

 = (I пад  I отр)/ I пад = I поглощ / I пад,

где I отр, I поглощ, I пад - соответственно интенсивность отра­женного, поглощенного и падающего звуков. Значение   1.

Вблизи источника шума его уровень определяется в основном прямым звуком, а при удалении от источника - отраженным звуком.

Для помещения, в котором установлено несколько источников шума (n ) с одинаковой звуковой мощностью W , интенсивность в расчетной точке

,

где r - расстояние от акустического центра каждого отдельного источника шума до расчетной точки (акустический центр источника шума - проекция геометрического центра источника на горизонталь­ную плоскость (рис.1)).

Рис.1. Схема расположения расчетной точки (РТ) и несколь­ких

источников шума (ИШ) в одном помещении (1,2- источники шума)

Разделив левую и правую части этого выраженияна I 0 и логарифмируя обе части, получим

,

где L - ожидаемый октавный уровень звукового давления отвсехисточников в расчетной точке, дБ;

L W - октавный уровень звуковой мощности, излучаемый одним источником шума, дБ (определяется по измерениям шума электровентилятора в данной лабораторной работе);

B - постоянная помещения с источником шума (в данной лабо­раторной работе для конкретного помещения определяется по табл.4), м.

Найденные значения L уровней сравнивают с допустимыми по нормам L доп, (см. табл.1) и определяют требуемое снижение шума L треб (дБ) в каждойиз восьми октавных полос

L треб = L  L доп.

Таблица 1

Рабочие места	Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
1.Аудитории в учебных заведениях, читальные залы
2.Помещения КБ, расчетчиков, программис-тов ЭВМ, лабораторий для теоретических ра-бот и обработки экспериментальных данных
3.Помещения управлений (рабочие комнаты)
4.Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, помещения для шумных агрегатов ЭВМ
5.Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий

Пример акустического расчета. Определить ожидаемые уровни звукового давления на рабочем месте преподавателя в учебной лабо­ратории, создаваемые при работе электровентилятора на лаборатор­ном стенде. Шумовая характеристика электровентилятора дана в табл. 2. Расстояние от источника шума до расчетной точки r = 5 м. Постоянная помещения S для учебной лаборатории взята из справоч­ной литературы и приведена в табл. 2. Полученные по формуле (I) уровни звукового давления L сравниваем с допустимыми L доп (см. п. 4 табл. I) и по формуле (2) определяем требуемое снижение шума L треб . Все расчеты сведены в табл. 2

7.1 Расчетные точки в производственных и вспомогательных помещениях промышленных предприятий выбирают на рабочих местах и (или) в зонах постоянного пребывания людей на высоте 1,5 м от пола. В помещении с одним источником шума или с несколькими однотипными источниками одна расчетная точка берется на рабочем месте в зоне прямого звука источника, другая - в зоне отраженного звука на месте постоянного пребывания людей, не связанных непосредственно с работой данного источника.

В помещении с несколькими источниками шума, уровни звуковой мощности которых различаются на 10 дБ и более, расчетные точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями. В помещении с групповым размещением однотипного оборудования расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями.

7.2 Исходными данными для акустического расчета являются:

План и разрез помещения с расположением технологического и инженерного оборудования и расчетных точек;

Сведения о характеристиках ограждающих конструкций помещения (материал, толщина, плотность и др.);

Шумовые характеристики и геометрические размеры источников шума.

7.3 Шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования в виде октавных уровней звуковой мощности L w , корректированных уровней звуковой мощности L wA , а также эквивалентных L wA экв и максимальных L wA макс корректированных уровней звуковой мощности для источников непостоянного шума должны указываться заводом-изготовителем в технической документации.

Допускается представлять шумовые характеристики в виде октавных уровней звукового давления L или уровней звука на рабочем месте L A (на фиксированном расстоянии) при одиночно работающем оборудовании.

7.4 L , дБ, в расчетных точках соразмерных помещений (с отношением наибольшего геометрического размера к наименьшему не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле

где L w - октавный уровень звуковой мощности, дБ;

χ - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние r меньше удвоенного максимального габарита источника (r < 2l макс ) (принимают по таблице 2);

Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1);

Ω - пространственный угол излучения источника, рад. (принимают по таблице 3);

r - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, он принимается совпадающим с геометрическим центром);

k - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении (принимают по таблице 4 в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения α ср );

В - акустическая постоянная помещения, м 2 , определяемая по формуле

А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м 2 , определяемая по формуле

(3)

α i - коэффициент звукопоглощения i -й поверхности;

S i - площадь i -й поверхности, м 2 ;

А j - эквивалентная площадь звукопоглощения j -го штучного поглотителя, м 2 ;

n j - количество j -ых штучных поглотителей, шт.;

α cp - средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле

S огр - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м 2 .

Таблица 2

r /l макс		10 lg χ , дБ

Таблица 3

Условия излучения		10 lg Ω, дБ
В пространство - источник на колонне в помещении, на мачте, трубе
В полупространство - источник на полу, на земле, на стене
В 1/4 пространства - источник в двухгранном углу (на полу близко от одной стены)
В 1/8 пространства - источник в трехгранном углу (на полу близко от двух стен)

Таблица 4

α cp		10 lg k , дБ

7.5 Граничный радиус r гр , м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле

Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле

(6)

Расчетные точки на расстоянии до 0,5 r гр можно считать находящимися в зоне действия прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле

Расчетные точки на расстоянии более 2 r гр можно считать находящимися в зоне действия отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле

7.6 Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках соразмерного помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле

(9)

где L wi - октавный уровень звуковой мощности i -го источника, дБ;

χ i , Ф i , r i - то же, что и в формулах (1) и (6), но для i -го источника;

m - число источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии r i ≤ 5 r мин , где r мин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);

n - общее число источников шума в помещении;

k и В - то же, что и в формулах (1) и (8).

Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность L wi , то

(10)

7.7 Если источник шума и расчетная точка расположены на территории, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих шум или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках следует определять:

при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) - по формуле

при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле

где L w , r , Ф , Ω - то же, что и в формулах (1) и (7);

β а - затухание звука в атмосфере, дБ/км, принимаемое по таблице 5.

При расстоянии r ≤ 50 м затухание звука в атмосфере не учитывают.

7.8 Октавные уровни звукового давления L , дБ, в расчетных точках в изолируемом помещении, проникающие через ограждающую конструкцию из соседнего помещения с источником (источниками) шума или с территории, следует определять по формуле

где L ш - октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по формулам (1), (8) или (9); при шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления L ш снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (11) или (12);

R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;

S - площадь ограждающей конструкции, м 2 ;

В и - акустическая постоянная изолируемого помещения, м 2 ;

k - то же, что и в формуле (1).

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле

(14)

где S i - площадь i -й части, м 2 ;

R i - изоляция воздушного шума i -й частью, дБ.

Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией (R 1 > R 2), R определяют по формуле

(15)

При R 1 >> R 2 при определенном соотношении площадей допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения R 2 и ее площадь S 2 .

Эквивалентный и максимальный уровни звука L А , дБА, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле

где L A 2 м - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБА;

R A тран.о - изоляция внешнего транспортного шума окном, дБА;

S о - площадь окна (окон), м 2 ;

k - то же, что и в формуле (1).

Таблица 5

Для помещений жилых и административных зданий, гостиниц, общежитий и др. площадью до 25 м 2 L A , дБА, определяют по формуле

(17)

7.9 Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:

1) определяют октавные уровни звуковой мощности шума , дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле

где L wi - октавный уровень звуковой мощности i -го источника, дБ;

В ш - акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м 2 ;

S - площадь ограждения, м 2 ;

R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;

2) определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (10) или (11) от каждого из источников шума (ИШ 1 и ИШ 2, рисунок 1). При расчете следует учитывать, что для расчетных точек в пределах 10° от плоскости стены здания (на рисунке 1 - комплексный источник шума ИШ 1) вводится поправка на направленность излучения 10 lg Ф = -5 дБ;

3) определяют суммарные октавные уровни звукового давления L сум , дБ, во вспомогательной расчетной точке (на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле

(19)

где L i - уровень звукового давления от i -го источника, дБ;

4) определяют октавные уровни звукового давления L , дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (13), заменив в ней L ш на L сум .

7.10 При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления L j , дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (1), (7), (8), (9), (11), (12) или (13) для каждого отрезка времени τ j , мин, в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на L j .

РТ - расчетная точка;

РТ1 - вспомогательная расчетная точка;

ИШ 1 и ИШ 2 - здания - источники шума

Рисунок 1 - Схема расчета

Эквивалентные октавные уровни звукового давления L экв , дБ, за общее время воздействия Т , мин, следует определять по формуле

(20)

где τ j - время воздействия уровня L j , мин;

L j - октавный уровень за время τ j , дБ.

За общее время воздействия шума T принимают: в производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00 - 23.00 и ночи 23.00 - 7.00 ч.

Допускается в последнем случае принимать за время воздействия T днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - одночасовой период с наибольшими уровнями.

7.11 Эквивалентные уровни звука непостоянного шума L Аэкв , дБА, следует определять по формуле (20), заменяя L экв на L Аэкв и L j на L Aj .

Проникающий шум : шум, возникающий вне данного помещения и проникающий в него через ограждающие конструкции, системы вентиляции, водоснабжения и отопления.

Постоянный шум : шум, уровень звука которого изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

Непостоянный шум : шум, уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

Тональный шум : шум, в спектре которого имеются слышимые дискретные тона. Тональный характер шума устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

Импульсный шум : непостоянный шум, состоящий из одного или ряда звуковых сигналов (импульсов), уровни звука которого (которых), измеренные в дБАI и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера по ГОСТ 17187, различаются между собой на 7 дБА и более.

Уровень звукового давления : десятикратный десятичный логарифм отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления (Ро = 2*10 -5 Па) в дБ.

Октавный уровень звукового давления : уровень звукового давления в октавной полосе частот в дБ.

Уровень звука : уровень звукового давления шума в нормируемом диапазоне частот, корректированный по частотной характеристике А шумомера по ГОСТ 17187 в дБА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука : уровень звука постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое значение звукового давления, что и исследуемый непостоянный шум в течение определенного интервала времени в дБА.

Максимальный уровень звука : уровень звука непостоянного шума, соответствующий максимальному показанию измерительного, прямо-показывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или уровень звука, превышаемый в течение 1% длительности измерительного интервала при регистрации шума автоматическим оценивающим устройством (статистическим анализатором).

Изоляция ударного шума перекрытием : величина, характеризующая снижение ударного шума перекрытием.

Изоляция воздушного шума (звукоизоляция) R : способность ограждающей конструкции уменьшать проходящий через нее звук. В общем виде представляет собой десятикратный десятичный логарифм отношения падающей на ограждение звуковой энергии к энергии, проходящей через ограждение. В настоящем документе под звукоизоляцией воздушного шума подразумевается обеспечиваемое разделяющим два помещения
ограждением снижение уровней звукового давления в дБ, приведенное к условиям равенства площади ограждающей конструкции и эквивалентной площади звукопоглощения в защищаемом помещении
R = L1-L2 + 10lg(S/A),

где L1 - уровень звукового давления в помещении с источником звука, дБ; L2 - уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ; S - площадь ограждающей конструкции, м2; А - эквивалентная площадь звукопоглощения в защищаемом помещении, м2.

Приведенный уровень ударного шума под перекрытием Ln : величина, характеризующая изоляцию ударного шума перекрытием (представляет собой уровень звукового давления в помещении под перекрытием при работе на перекрытии стандартной ударной машины), условно приведенная к величине эквивалентной площади звукопоглощения в помещении Ао = 10 м2. Стандартная ударная машина имеет пять молотков весом по 0,5 кг, падающих с высоты 4 см с частотой 10 ударов в секунду.

Частотная характеристика изоляции воздушного шума : величина изоляции воздушного шума R, дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).

Частотная характеристика приведенного уровня ударного шума под перекрытием : величина приведенных уровней ударного шума под перекрытием Ln, дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).

Индекс изоляции воздушного шума Rw : величина, служащая для оценки звукоизолирующей способности ограждения одним числом. Определяется путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума со специальной оценочной кривой в дБ.

Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw : величина, служащая для оценки изолирующей способности перекрытия относительно ударного шума одним числом. Определяется путем сопоставления частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием со специальной оценочной кривой в дБ.

RAтран : величина, служащая для оценки изоляции воздушного шума окном. Представляет собой изоляцию внешнего шума, создаваемого потоком городского транспорта в дБА.

Звуковая мощность : количество энергии, излучаемой источником шума в единицу времени, Вт.

Уровень звуковой мощности : десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности к пороговой звуковой мощности (wo = 10 -12 Вт).

Коэффициент звукопоглощения a: отношение величины не отраженной от поверхности звуковой энергии к величине падающей энергии.

Эквивалентная площадь поглощения (поверхности или предмета) : площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения а = 1 (полностью поглощающей звук), которая поглощает такое же количество звуковой энергии, как и данная поверхность или предмет.

Средний коэффициент звукопоглощения аср : отношение суммарной эквивалентной площади поглощения в помещении Асум (включая поглощение всех поверхностей, оборудования и людей) к суммарной площади всех поверхностей помещения Scyм. -> аср=Асум/Sсум

Карты шума улично-дорожной сети, железных дорог, воздушного транспорта, промышленных зон и отдельных промышленных и энергетических объектов : карты территорий с источниками шума с нанесенными линиями разных уровней звука на местности с интервалом 5 дБА.