Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Естествознание arrow Защита техносферы от воздействия физических полей и излучений. Т.3 Виды физических полей и излучений
Посмотреть оригинал

ЗАЩИТА ОТ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА

По отношению к защищенному объекту существуют методы и средства коллективной и средства индивидуальной защиты.

Для снижения уровня шума на предприятиях могут применяться согласно ГОСТ 12.1.029 - 80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация» следующие основные методы коллективной защитьк-уменынение шума в источнике его возникновения; изменение направленности излучения; рациональная планировка предприятий и цехов;акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения.

Уменьшение шума в источнике его возникновения. Основной источник шума в производственных цехах - технологическое оборудование. Опыт показывает, что эффективность мероприятий по снижению наиболее характерного для оборудования механического шума весьма ограничена и обусловлена возможностью конструктивных изменения его узлов. Поэтому снижения механического шума машин следует добиваться, главным образом, на стадии проектирования. Необходимо учитывать, что один из возможных путей снижения шума - уменьшение скорости соударения элементов оборудования и увеличение продолжительности их соударения.

С целью уменьшения механического шума необходимо: -заменять возвратно-поступательное движение деталей равномерным вращательным движением;

  • -применять вместо прямозубых шестерен косозубые или шевронные, что снижает уровень шума на 5 дБ;
  • -повышать класс точности обработки и уменьшать шероховатость поверхностей шестерен, что снижает шум на 5 - 10 дБ;
  • -по возможности заменять зубчатые и цепные передачи клиноременными и зубчато-ременными, что снижает шум на 10 - 15 дБ;
  • -заменять, когда это возможно, подшипники качения на подшипники скольжения, такая замена снижает шум на 10 - 15 дБ;
  • -по возможности заменять металлические детали деталями из пластмасс и других незвучных металлов; так, замена одной из стальных шестеренок (в паре) на капроновую снижает шум на 10 - 12 дБ;
  • -использовать пластмассы при изготовлении деталей корпусов, например, замена стальных крышек редуктора пластмассовыми приводит к снижению шума на 2 - 6 дБ на средних частотах и на 7 - 15 дБ на высоких;
  • -увеличивать внутренние потери материала деталей, изготовляя их из сплавов с высоким коэффициентом внутреннего трения (хромистые стали, марганцево-медные магниевые сплавы, чугун и др.); -применять балансировку вращающихся элементов машин; -использовать прокладочные материалы и упругие вставки в соединениях, чтобы исключить или уменьшить передачи колебаний от одной детали или части агрегата к другой;
  • -применять смазку соударяющихся деталей, заключать в масляные ванны вибрирующие и создающие шум детали (шестерни редуктора и др.).

Изменение направленности излучения шума. В ряде случаев величина показателя направленности установок G достигает 10-15 дБ, что необходимо учитывать при размещении установок с направленным излучением, соответствующим образом ориентируя их по отношению к рабочим местам и прилегающему к территории предприятия жилому массиву.

Рациональная планировка предприятий и цехов. Меры борьбы с шумом следует предусматривать уже на стадии проектирования генеральных планов промышленных предприятий и планировок помещений в отдельных цехах. Так, при расположении промышленных зданий на генплане не допускается размещение объектов, требующих защиты от шума (лабораторно-конструкторских корпусов, вычислительных центров, административных и тому подобных зданий), в непосредственной близости от шумных механических и кузнечноштамповочных цехов, компрессорных станций и т.п. Разрывы между зданиями, в которых расположены особо шумные производства (с уровнем шума более 85 дБА), и соседними с ними должны быть не менее 100 м. Наиболее шумные объекты необходимо компоновать в отдельные комплексы. Между “тихим” и “шумным” комплексами рекомендуется создавать зеленую защитную полосу шириной не менее 5 м из густолиственных деревьев.

При планировке помещений внутри зданий нужно предусматривать максимально возможное удаление тихих и малошумных помещений от помещений с интенсивными источниками шума. Между шумными и тихими цехами устраивают коридоры, холлы с внутренним озеленением. Озеленение весьма желательно размещать также и в цехах. Все эти мероприятия должны выполняться с учетом технологических процессов на предприятии.

Акустическая обработка помещений. При наличии источника шума в помещении нередко звуковые волны многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Большинство материалов применяемых в строительстве (бетон, кирпич, стеклоблоки, и т.п.) поглощает меньше 2% падающей на их поверхность звуковой энергии, отражая 98% обратно в помещение. В этом случае интенсивность звука

I на рабочем месте складывается из интенсивности прямого звука ПР , идущего непосредственно от источника, и интенсивности отраженного звука . Отраженный звук обычно увеличивает

уровень шума в помещении на 5 - 15 дБ.

С целью уменьшения интенсивности отраженного звука применяют метод акустической обработки помещения, под которой понимается облицовка всех или части внутренних поверхностей помещения звукопоглощающим материалом или специальными звукопоглощающими конструкциями.

При падении звуковых волн на звукопоглощающие материалы и конструкции значительная часть звуковой энергии поглощается, а меньшая часть - отражается. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах материала. Следовательно, для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

Звукопоглощающие материалы и конструкции характеризуются коэффициентом звукопоглощения

где !погл _ интенсивность поглощенного звука, Вт/м2; ^ПАД - интенсивность падающего звука, Вт/м2.

Свойствами поглощения звука обладают все материалы. Однако звукопоглощающими материалами (конструкциями) принято называть лишь те, у которых коэффициент звукопоглощения на средних частотах (400 -1000 Гц) больше 0,2. У таких строительных материалов, как

кирпич, бетон, величина ^ мала (0,01 - 0,05), поэтому в помещении облицовка стен и потолков, выполненных из этих материалов, дает значительный эффект.

A L ,

Величину снижения шума о0л (дБ) в результате акустической обработки (облицовки) помещения определяют по формуле:

где В1 - постоянная помещения до его акустической обработки, м2, определяемая из графика по СНиП 11-12-77 в зависимости от объема помещения; В2 - постоянная помещения после его акустической обработки, м2.

Величину постоянной помещения В2 можно определить по формуле:

где S - площадь внутренних ограждающих поверхностей помещения,

м2. , где a, b, h - длина, ширина и

высота помещения соответственно, м.

у

Величину ' вычисляют по формуле:

где °^л - площадь звукопоглощающей конструкции, м2; ^°бл _ ре_ верберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции, определяемый по таблицам; ^ - средний коэффициент звукопоглощения помещения до его акустической обработки, определяемый по формуле

Звукопоглощающие облицовки целесообразно применять в цехах прут ковых автоматов и клепальных, на участках холодной штамповки и вибро- обкатки, в машинных залах вычислительных центров.

Схема звукопоглощающей облицовки

Рис. 11.1. Схема звукопоглощающей облицовки

Звукопоглощающие облицовки обычно размещают в помещении на потолке и на стенах. Площадь облицовываемой поверхности для достижения максимально возможного эффекта должна составлять не менее 60 % общей площади ограничивающих помещение поверхностей. С помощью звукопоглощающих облицовок и конструкций можно обеспечить снижение шума в помещении на 8-10 дБ.

Наиболее часто для акустической обработки производственных помещений применяются облицовки, состоящие из пористых волокнистых звукопоглощающих материалов типа матов или мягких плит, закрытых со стороны помещения перфорированными экранами (рис. 11.1).

Перфорированный экран 1 защищает звукопоглощающий материал 3 от механических повреждений. Чтобы предотвратить высыпание через отверстия перфорации звукопоглощающих волокнистых материалов (особенно стекломинераловатных), между экраном и волокнистым материалом помещается защитная оболочка 2 из акустически прозрачной ткани.

При необходимости снижения шума в помещении, преимущественно в области низких частот, звукопоглощающую облицовку следует относить от поверхности стены на 100 - 250 мм, оставляя между потолком 5 или стеной и облицовкой воздушный промежуток 4.

Уменьшение шума на пути его распространения. Снижение шума, распространяющегося по воздуху, наиболее радикально может быть осуществлено устройством на пути его распространения звукоизолирующих преград в виде стен (рис. 11.2), перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов, кабин и т.д.

Принцип звукоизоляции устройством ограждения заключается в том, что большая часть падающей звуковой энергии отражается и лишь незначительная часть проникает через ограждение.

Звукоизоляция ограждения R (дБ) определяется по формуле:

I I р

где ^ - коэффициент звукопроницаемости (т = ПР / ПАД _ ЯР /

Р / /

ПАД ПАД _ инхенсивность падающего звука, Вт/м2; пр - ин-

Р

тенсивность прошедшего звука, Вт/м2; - звуковая мощность,

Р

падающая на ограждение, Вт; пр - звуковая мощность, прошедшая через ограждение, Вт.

Звукоизоляция устройством ограждения

Рис. 11.2. Звукоизоляция устройством ограждения:

1 - помещение с источником шума; 2 - звукоизолирующая преграда; 3 - изолируемое помещение

Ограждения бывают однослойные и многослойные. Звукоизоляция однослойной однородной перегородки R (дБ) может быть определена по формуле:

Ш

где 0 - масса 1м2 ограждения, кг;/- частота звука, Гц.

Из формулы следуют два важных вывода: звукоизоляция ограждений тем выше, чем они тяжелее, она меняется по закону массы, так, увеличение массы в два раза приводит к повышению звукоизоляции на 6 дБ; звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты, на высоких частотах эффективность установки ограждения будет значительно выше, чем на низких частотах.

Необходимо отметить, что формула применима не во всем диапазоне частот, поскольку в ней не учитывается влияние жесткости и размеров ограждения. В действительности же в частотной характеристике однослойного ограждения можно выделить три диапазона (рис. 11.3). Частотные диапазоны звукоизоляции однослойного

Рис. 11.3. Частотные диапазоны звукоизоляции однослойного

ограждения

Звукоизоляция в диапазоне 1 определяется жесткостью ограждения и резонансными явлениями. Учитывая, что у большинства однослойных ограждений собственная частота колебаний лежит ниже диапазона частот, в котором нормируется уровень шума, расчет звукоизоляции в диапазоне 1 не производят.

В диапазоне II звукоизоляция определяется массой ограждения, которое можно рассматривать состоящим из большого количества масс, колеблющихся независимо одна от другой. В этом частотном диапазоне звукоизоляция может быть рассчитана по выше приведенной формуле.

В диапазоне III сначала наблюдается ухудшение звукоизоляции из-за возникновения явления волнового совпадения (см. рис. 11.4), При волновом совпадении распространение 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 однослойного ограждения, зависящая не только от его массы, но и от жесткости, увеличивается с ростом частоты звука 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).

При волновом совпадении распространение давления в падающей звуковой волне вдоль ограждения точно соответствует распределению амплитуды смещения собственных изгибных колебаний ограждения, что приводит к эффекту пространственного резонанса и интенсивному росту колебаний. Затем звукоизоляция, зависящая не только от массы, но и от жесткости ограждения, увеличивается с ростом частоты звука несколько быстрее, чем в диапазоне II.

Схема волнового совпадения

Рис. 11.4. Схема волнового совпадения

Согласно требований безопасности ГОСТ 12.1.003-83* звукоизолирующие свойства ограждения, установленного на пути распространения звука, должны обеспечивать снижение шума на рабочих местах в помещении до допустимых уровней звукового давления во всех девяти октавных полосах.

Требуемая звукоизолирующая способность ограждения ^ТР.ОГР (дБ), обеспечивающая в изолируемом помещении допустимые уровни звукового давления, определяется из выражения:

где L - октавные уровни звукового давления в шумном помещении, дБ; Вп - постоянная помещения, смежного с шумным, м2; ?огр - площадь ограждения общего для шумного и изолируемого помещений, м2; Ддоп - допустимые уровни звукового давления в изолируемом помещении, дБ.

Уровень шума на рабочих местах в изолируемом помещении ИЗ (дБ) определяется по формуле:

где КОГР - звукоизоляция реальной конструкции ограждения, дБ.

Один из эффективных способов уменьшения шума - заключение источника шума 1 в звукоизолирующий кожух 2 (рис. 12.5). Высокая степень звукоизоляции за счет установки кожуха может быть достигнута только в случае отсутствия в нем щелей, отверстий, тщательной виброизоляции 4 кожу- ха от фундамента 5 и трубопроводов, а также при облицовке внутренней поверхности кожуха звукопоглощающим материалом 3.

В качестве материала для изготовления обшивки кожуха используется сталь, алюминиевые сплавы, фанера, древесно-стружечная плита ДСП, стеклопластик.

Звукоизолирующая способность кожуха (дб) определяется физическими параметрами используемых при изготовлении материалов и конструктивными размерами его элементов. Требуемую зву-

R- тр кож

коизолирующую способность кожуха (дБ) рассчитывают по

формуле

где ^тр _ требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;

s s

кож _ площадь поверхности кожуха, м2; ист - площадь воображаемой поверхности, вплотную окружающей источник шума, м2.

Звукоизолирующий кожух

Рис. 11.5. Звукоизолирующий кожух

Конструкцию кожуха подбирают так, чтобы его звукоизолирующая способность была в каждой октавной полосе больше требуемой

Уровень шума в расчетной точке после установки звукоизолирующего кожуха на источник КОЖ рассчитывается по формуле:

где L - уровень шума в расчетной точке до установки кожуха, дБ;

^кож _ звукоизолирующая способность реальной конструкции стенок кожуха, дБ

Средства защиты по отношению к источнику шума подразделяются на средства, снижающие шум на пути его распространения, и средства, снижающие шум в источнике возникновения. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования, подразделяются на средства, снижающие шум механического, аэро-, гидродинамического и электрического происхождения.

Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на средства, снижающие передачу воздушного шума, и средства, снижающие передачу структурного шума (распространяемого через твердые элементы).

Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на акустические, архитектурнопланировочные и организационно-технические.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы