Охрана труда и БЖД

Звукоизолирующее свойства ограждения, установленного на пути распространения звука, характеризуются коэффициентом звукопроницаемости, представляющей отношение звуковой мощности, прошедшей через ограждение, к падающей на него звуковой мощности:

Звукоизолирующая способность ограждения выражается величиной R = 10 lg (1/t)(дБ).

Ограждения бывают однослойные и многослойные. Звукоизолирующая способность (дБ) однородной перегородки может быть определена по формуле

где G — масса 1 м2 ограждения, кг;f — частота, Гц. Из формулы (18) следуют два важных вывода.

1. Звукоизолирующая способность ограждений тем выше, чем они тяжелее, она меняется по так называемому закону массы. Так, увеличение массы в 2 раза приводит к повышению звукоизоляции на 6 дБ.

2. Звукоизолирующая способность одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты. Другими словами, на высоких частотах эффект от установки ограждения будет значительно выше, чем на низких частотах.

Необходимо отметить, что эта формула применима не во всем диапазоне частот, поскольку в ней не учитывается влияние жесткости. В действительности же в частной характеристике однослойного ограждения можно выделить три диапазона (рис. 47).

Звукоизоляция в диапазоне I определяется жесткостью ограждения и резонансными явлениями. Учитывая, что у большинства однослойных ограждений собственная частота колебаний лежит ниже нормируемого диапазона частот (ниже 45 Гц), расчет звукоизоляции в диапазоне I не производят.

В диапазоне II звукоизоляция подчиняется закону массы по формуле (18).

В диапазоне III сначала наблюдается ухудшение звукоизоляции вследствие возникновения явления волнового совпадения, при котором распределение давления в падающей звуковой волне вдоль ограждения точно соответствует распределению амплитуды смещения собственных изгибных колебаний ограждения, что приводит к своеобразному пространственному резонансу и интенсивному росту колебаний. Затем звукоизоляция, зависящая не только от массы, но и от жесткости ограждения, увеличивается с ростом частоты несколько быстрее, чем в диапазоне II.

Рассмотренная величина звукоизолирующей способности ограждения показывает, насколько понижается уровень шума за перегородкой в предположении, что далее он распространяется беспрепятственно (например, шум через ограждение выходит на улицу). В случае же передачи шума из одного помещения в другое (см. рис. 46) уровень шума, проникшего в помещение, зависит от многократных ограждений от внутренних поверхностей. Чем больше гулкость помещения и больше площадь перегородки, тем больше уровень шума в таком помещении, а значит, тем хуже его фактическая звукоизоляция Rф (дБ):

где А — эквивалентная площадь звукопоглощения тихого помещения, м2; S — площадь перегородки, м2.

Применение этого выражения рассмотрим на таком примере. Пусть уровень звукового давления в шумном помещении L1 = 100 дБ, а допустимый уровень шума в тихом помещении L2 = 60 дБ. Тогда требуемое снижение шума ΔLтр = L1 — L2 = 40 дБ должно быть равно фактической изоляции которая может быть обеспечена либо за счет только высокой звукоизолирующей способности R, либо за счет меньшей величины R, но с добавочным звукопоглощением, увеличивающим величину А.

С особой легкостью шум проникает через всякого рода щели и отверстия в ограждениях, окнах, дверях. На это обстоятельство часто не обращают должного внимания, что приводит к значительному ухудшению звукоизоляции.

При устройстве ограждений, состоящих из различных элементов, например, перегородки с дверями, смотровыми окнами и т. п., особенно при изоляции мощных источников шума, необходимо стремиться к тому, чтобы звукоизолирующие способности этих более «слабых» элементов и самой перегородки по своей величине не очень отличались друг от друга. В противном случае шум будет проникать через такие элементы и снижение уровня шума всей конструкцией окажется незначительным. Для того чтобы сделать составное ограждение «равнопрочным» в отношении звукоизоляции, двери и окна в шумных помещениях, например, в боксах для испытания двигателей, делают с повышенной звукоизоляцией.

Звукоизоляция многослойных ограждений, как правило, бывает более высокой, чем звукоизоляция однослойных ограждений той же массы. Широкое распространение находят двойные ограждения с воздушным промежутком, заполненным звукопоглощающим материалом.

Иногда понятия «изоляция» и «поглощение» звука отождествляются друг с другом, хотя между ними есть принципиальное различие. Звукоизолирующая конструкция служит для того, чтобы не пропускать звук из шумного помещения в более тихое, изолируемое помещение. Основной акустический эффект обусловлен отражением звука от конструкции.

Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Поглощение звука обусловлено переходом колебательной энергии в тепло вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Потери на трение наиболее значительны в пористых материалах, которые по этой причине и используют в звукопоглощающих конструкциях. Для звукоизолирующих же конструкций требуются плотные, твердые и массивные материалы.

Для уменьшения шума в помещениях, соседних с помещением источника этого шума, метод звукоизоляции является значительно более эффективным по сравнению с методом звукопоглощения. Звукоизолирующие конструкции ослабляют шум в соседних помещениях на 30—50 дБ, в то время как установка в помещении одних звукопоглотителей, даже с высокими звукопоглощающими свойствами, дает снижение шума всего на 6—8 дБ. В то же время для эффективной защиты от шума мощных источников, например, реактивных двигателей в испытательных боксах, требуется совместное использование методов звукоизоляции и звукопоглощения.

Как отмечалось в гл. 4, снижение вибраций, а следовательно, и шума может быть достигнуто за счет применения вибродемпфирующих покрытий.

Снижение шума вибродемпфирующими покрытиями происходит не только вследствие увеличения внутренних потерь, но и за счет возрастания звукоизолирующей способности стенок конструкции, особенно при нанесении толстых слоев покрытия.

Хорошие результаты дает применение вибродемпфирующих мастик, которые могут быть нанесены на любые поверхности.

Звукоизолирующие кожухи, экраны, кабины. Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Koжyxи изгoтовляют обычно из дерева, металла или пластмасы. Внутренняя поверхность Стенок кожуха обязательно облицовывается звукопоглощающим материалом (рис. 48, а). С наружной стороны на кожух иногда наносится слой вибродемпфирующего материала. Кожух должен плотно закрывать источник шума.

Для машин, выделяющих тепло (электродвигатели, компрессоры, дизели и т. п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями (рис. 48, б).

Эффективность установки кожуха (дБ) определяется по формуле

где а — коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха; R — звукоизолирующая способность стенок кожуха, определяемая по формуле (18).

Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом. В противном случае его применение дает отрицательный эффект (кожух становится дополнительным источником шума).

---

Полезная информация: