VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Актуальность. Одним из наиболее распространенных и типичных источников шума в помещениях жилых и общественных зданиях (к которым, несомненно, относятся здания больниц) представлен шум технологического оборудования как внутри производственных помещений (машинных отделениях, вентиляторных т.е. помещениях постоянного пребывания людей), так и на территории самих больничных комплексов.

Проблема. Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках помещений, в которых находится несколько источником шума, определяем по формуле:

(1)

где: Δ_i = 10^0.1Lpi

L_pi – октавный уровень звуковой мощности, дБ, определяемый по паспорту и аналогам, а так же методом натурных инструментальных измерений.

Для расчета звуковой мощности в полосах частот, когда известен только корректированный уровень звука L_А в дБА, используют следующую методику, описанную в п. 4.4.3 Справочника [1]. Согласно данной методики применяют безразмерные спектры Ф(f/n) =Lp- L_pΔfi:

Где: Lp- L_pΔfiопределяем по табл. 4.2 [1], дБ;

К величине безразмерного спектра, выбранного по табл. 4.2[1], прибавляется величина критерия шумности, выбранного по табл. 4.1[1] и получаем расчетные величины уровней звуковой мощности нашего оборудования в полосах частот.

S – площадь ограждающей поверхности помещения S, м²;

K – коэффициент, определяемый по рис. 2 [2], в зависимости от отношения расстояния r, м, между акустическим центром источника и расчетной точкой (РТ) к максимальному размеру источника;

Ф - фактор направленности, (обычно принимается Ф = 1 для равномерного излучения звука);

Ψ- коэффициент нарушения диффузности звукового поля, определяемый по рис. 3[2];

В - постоянная помещения, м². определяемая из выражения (2):

В = В₁₀₀₀ * μ (2)

где: В₁₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, определяется по табл.2[2]. В нашем случае это помещения с небольшим количеством людей (вентиляторные, генераторные и т.д) и согласно табл. 2[2] расчет В₁₀₀₀ ведем по формуле:

, м³ (3)

μ - частотный множитель, зависит от объёма помещения V и находится по табл. 3 [2];

m = n - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых r  5r_min , где r_min - расстояние, м., от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума).

Основная часть. Проанализируем, исходя из формулы (1), первые семь основных способов снижения шума.

1. Первый способ состоит в уменьшении вынуждающих сил F(t). Сокращение допусков, балансировка и другие мероприятия по совершенствованию машины снижают действие этих сил, но, как правило, в меньшей степени, чем происходит их рост от увеличения мощности. Упования на борьбу с шумом в источнике его возникновения в качестве кардинального решения проблемы пока оправдываются редко. Это проблема совершенствования машин, повышения ее коэффициента полезного действия. Решая ее, машиностроители одновременно решают и проблему снижения шума.

2. Второй способ снижения шума машин состоит в увеличении внутреннего механического импеданса Z_м. Этот способ также противоречит, но уже другой тенденции технического прогресса — сокращению материалоемкости и уменьшению массы машины, что приводит к увеличению вибро-возбудимости: уменьшается Z_м, и, как следствие, увеличивается шум машины. Таким образом, увеличение внутреннего механического импеданса, даже в своем простейшем виде путем увеличения массы машин, мало перспективен.

3. Третий способ состоит в уменьшении передачи звуковых колебаний от места возбуждения к месту излучения, т.е. в уменьшении коэффициента передачи A_м благодаря виброизоляции. Здесь имеются два пути применения виброизоляции — внутренний и внешний. Первый не находит какого-либо серьезного применения ввиду трудности его совмещения с прямым функциональным назначением машины. А вот внешняя виброизоляция широко используются для снижения структурного звука, к примеру, на судах. В зданиях (особенно высотных и элитных) этот вид звукоизоляции, безусловно, перспективен, например, в виде звукоизолирующих амортизаторов и вибро прокладок для изоляции структурного звука машин, устройств и инженерных систем. Традиционно он применяется для изоляции ударного шума в межэтажных перекрытиях.

4. Четвертый способ состоит в уменьшении излучаемой поверхности S. Это иногда удается сделать путем уменьшения габаритных размеров машины (вместо одной большой машины — много малых машин) или использования решетчатого корпуса машины вместо сплошного. Уменьшение излучающей поверхности имеет ограниченное, но действительно эффективное применение. Например, перфорированием поверхности стола высокочастотного вибростенда можно заметно уменьшить излучаемую им звуковую мощность. Из-за простоты применения четвертый способ всегда надо иметь в виду.

5. Пятый способ состоит в уменьшении коэффициента излучения в окружающее пространство. Это можно сделать, установив вокруг машины звукоизолирующую оболочку. В последние годы для многих машин инженеры разработали совершенные, в том числе и с эргономической точки зрения, ограждающие оболочки. Инженеры-акустики взяли эти оболочки в качестве основы для создания эффективной и удобной звукоизоляции машин и устройств различного назначения.

6. При рассмотрении шестого (а также седьмого) способа снижения шума обратимся к ключевой формуле строительной акустики [3]. Из формулы, в частности, следует, что мощность шума W источника уменьшается в свободном полупространстве пропорционально квадрату расстояния r. Поэтому, если имеется необходимое большое расстояние от источника шума до человека, то шестой способ — самый простой и эффективный. Однако, в условиях производственного здания (особенно в помещениях судов), его редко удается применить, т.к. свободного пространства здесь часто нет или оно очень дорого. Но всегда следует помнить о том, что кардинально решить проблему шумового воздействия на человека можно, удалив его подальше от источников шума (например, устроить кабину дистанционного управления).

7. Седьмой способ состоит в увеличении звукопоглощения в окружающей человека среде — среднего коэффициента звукопоглощения ограждающих поверхностей помещения (). Эта величина имеет также определяющее значение для качества акустики зала. Но для снижения шума в помещении, хотя ее роль здесь качественно обязательна (без звукопоглощения невозможно реализовать звукоизоляцию), звукопоглощение само по себе количественно мало влияет на снижение шума. Коэффициент звукопоглощения можно изменить в реальных конструкциях лишь в небольших пределах, а именно, от 0,1 до 0,7, т.е. максимум в 7 раз (в отличие от звукоизоляции R (дБ), которую конструктор вправе изменить максимально в пределах примерно 60 дБА, т.е. по интенсивности звука в 1 миллион (!) раз). Таким образом, для защиты людей от шума, в первую очередь важна звукоизоляция. Но мы не должны исключать применение и других указанных выше способов снижения шума.

Выводы. Борьбу с шумом в жилых и общественных зданиях, на территориях больничных комплексов рекомендуется осуществлять с учетом достижений в других областях техники (судовая, авиационная, транспортная и промышленная акустики), а именно в виде:

- звукоизоляции ограждающих помещение конструкций зданий (стен, пола, потолка, окон и дверей);

- звуковиброизоляции и звуковибропоглощении машин, устройств и инженерных систем в зданиях;

- звукоизоляции и звукопоглощения системы вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях;

- звукоизолирующих кабин управления;

- акустических (шумозашитных) экранов внутри помещений в зданиях (для препятствия проникновению шума в сторону открытых оконных и дверных проемов, больничных палат и любых врачебных кабинетов) и на территориях жилых и больничных комплексов для отдельных локальных источников (компрессоры, вентиляторы и т.д.);

- звукоизолирующих (шумозашитных) зданий (для защиты от транспортного и любого уличного шума).

Литература

1. Справочник по технической акустике. Под ред. М. Хекля и Х.А. Мюллера. — Л.: Судостроение, 1980.

2. Боголепов И.И., Авферонок Э.И. Звукоизоляция на судах. — Л.: Судостроение, 1970.

3. Боголепов И.И. Строительная акустика. Предисловие академика РАН Васильева Ю.С. — СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006.

4. Клюкин И.И. Физико-технические основы виброизоляции механизмов и другого виброактивного оборудования. — Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, 1986.

5. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. Теория, исследования, проектирование, изготовление, контроль. Предисл. акад. АН СССР И.А. Глебова. Монография. — Л.: Судостроение, 1986.

6. Изак Г.Д., Гомзиков Э.А. Шум на судах и методы его уменьшения. — М.: Транспорт, 1987.

7. Никифоров А.С. Акустическое проектирование судовых конструкций. — Л.: Судостроение, 1990.

8. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. — М.: Логос, Университетская книга, 2008.

Код для цитирования: Скопировать