Акустический расчет токарного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Акустический шум всегда существовал в природе в виде естественных звуков, привычных для человека, без которых он многое утратил бы в своем мироощущении. Полная тишина гнетет человека.

Шумовое загрязнение среды - одна из актуальнейших проблем нашего времени. Интенсивный технический прогресс сопровождается увеличением искусственного шума, вредного для человека, а при больших уровнях опасного.

Антропогенный шум, действуя на центральную нервную систему, шум вызывает преждевременную усталость, бессонницу, неспособность сосредоточиться, нарушает остроту зрения, изменения кровяного давления, значительное увеличение расхода энергии на выполнение донной и той же нагрузки умственной и физической. При постоянном раздражающем воздействии шума могут возникать сдвиги в вестибулярном аппарате, психические нарушения, сердечно-сосудистые заболевания, язвенная болезнь тугоухость. Вполне естественно, что такие воздействия не способствуют производительности труда, но самое главное, скорее ведут к несчастным случаям и разного рода авариям на производстве, в быту и любом виде деятельности.

Шум один из загрязнителей среды, к которому не происходит адаптация, а ведет лишь к физиологическим изменениям (временные или устойчивым).

В городах возникает, в основном, шум от транспорта и технологических процессов промышленных предприятий. Уровень эквивалентного, т.е. общего, шума в ряде производств достигает 60-70 дБ и более (при норме 40 дБ). На производстве почти все механизмы создают шум, который распространяется на большие расстояния. В крупных городах шумовое загрязнение особенно актуально. Так в г. Москва территории со сверхнормативным уровнем шума достигли 30% общей площади городской застройки, где проживает около 3 млн. человек. В ряде промышленных городов эта доля еще более весома.

По данным ВОЗ, реакция на шум со стороны нервной системы начинается при уровне шума 40 дБ, а нарушение сна при 34 дБ. При уровне шума 70 дБ происходит глубокие изменения зрения, слуха, состава крови и т.д. Акустический шум оказывает вредное влияние на организм человека, может вызывать шумовую болезнь.

1. Теоретическая часть

1.1 Акустические колебания. Общие сведения

Акустические колебания в диапазоне 16 Гц - 20 кГц, воспринимаемые человеком, называются звуковыми, с частотой менее 16 Гц - инфразвуковыми, выше 20 кГц - ультразвуковыми.

Энергетическая характеристика звуковых волн - интенсивность, или плотность потока энергии, в акустике обычно обозначается как J, Вт/м2.

В каждой точке пространства, в котором распространяются звуковые волны, давление среды изменяется во времени. Разность между его мгновенным и средним значением, наблюдаемым в невозмущенной среде, т.е. переменная составляющая, называется звуковым давлением, Р, Па. На слух действует средний квадрат звукового давления:

,

где: - время осреднения (черта над Р и означает осреднение) звукового давления в слуховом аппарате человека, =30-100 мс.

Интенсивность звуковой волны связанна с :

,

где: - плотность среды, в которой распространяются звуковые волны и скорость распространения звуковых волн в данной среде.

Величины интенсивностей звуковых волн, которые наблюдаются в практической деятельности, могут изменяться в очень широких пределах, до 1016 раз. Измерять интенсивность в таких пределах сложно, но главное - ощущение человека, возникающее при воздействии звуковых волн, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому в акустике принято пользоваться логарифмическими величинами - уровнем интенсивности звука LJ и уровнем звукового давления L, измеримыми в децибелах (дБ):

где: J0 и P0 - пороги слышимости по интенсивности и давлению, соответственно, 10-12 Вт/м2 и 2*10-5 Па; J и P - интенсивность и среднеквадратичное давление данной звуковой волны.

Область слышимых звуков ограничена двумя порогами: порогом слышимости - (L=0) и порогом болевого ощущения, J=100мВт/м2 (L=101g100 Вт/м2/10-12 Вт/м2=14- дБ).

1.2 Источники акустических воздействий

Изменение акустических параметров окружающей среды связано с возникновением либо малых механических колебаний (вибраций) в упругих телах или телах, находящихся под действием переменного физического поля, либо упругих колебаний (звуковых или акустических полей) в твердой, жидкой или газообразной среде вследствие воздействия на среду какой-либо возмущающей силы.

К примеру, крыльчатка вентилятора передает энергию молекулам воздуха, которые, в свою очередь, передает энергию соседним молекулам и т.д. - в воздушной среде возникают колебания: в каждой точке окружающего воздушного пространства на постоянное атмосферное давление накладывается периодическая (апериодическая0 составляющая давления, которую слуховой аппарат человека воспринимает как звук. Если последний вызывает не приятные физиологические ощущения ( не желательные для человека), то это и есть шум.

В жилых и общественных зданиях на прилегающих к ним территориях, в городской среде, в целом, вызывается одиночными или комплексными источниками, находящимися внутри или снаружи зданий. Это средства транспорта, оборудование предприятий, вентиляторы, компрессорные установки, станции для испытания двигателей и генераторов, аэрогазодинамические установки, средства аудиотехники, электрические трансформаторы, санитарно-техническое оборудование жилых зданий. Нарастание шума происходит и вне городской среды - ЛЭП, мобильных средств аудиотехники, шум наземного, водного, воздушного транспорта, сельхозмашин. Шумовой прессинг испытывает не только человек, но и растительный и животный мир (дикие виды).

1.3 Источники шума и их шумовые характеристики

По природе происхождения шумы машин делятся на механически, аэродинамические, электромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленении деталей, стукам в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума имеет широкую область частот. Определяющими факторами механического шума является форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечнопрессовое оборудование являются источниками импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе метало - деревообрабатывающих станков.

Аэродинамические и гидродинамические шумы разделяют:

1. шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

2. шумы, возникающие из-за образования вихрей потока в твердых границ (средах) (наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов);

3. кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за аотери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновении полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.

Шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различным уровнями (шума) звука - от 20 - 30 дБА - (микромашины) до 100 - 110 дБА (крупные быстроходные машины).

При работе оборудования одновременно могут возникать шумы разной природы. Источники шума характеризуются прежде всего звуковой мощностью. Неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф() - фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука J(), создаваемого источникам в направлении с угловой координатой , к интенсивности, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник Jср, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно:

Ф()=J()/Jср= Р2()/Рср2,

где: Рср2 - звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника);

Р2() - звуковое давление в угловом направлении , измеряемое на одинаковом расстоянии от источника. Характеристики направленности можно описать следующим уравнением:

g()= 10*lg Ф()=10lg J()/Jср =20lg Р()/Рср =L - Lср,

где: Lср - уровень звукового давления, усредненный по всем направлениям на одном и том же расстоянии от источника.

Для сравнения шумов различных машин и расчета уровней звукового давления в проектируемых помещениях необходимо знать объективные характеристики шума. Любая машина, будучи установленной в открытом пространстве, создает в различных точках различные уровни звукового давления, хотя ее звуковая мощность остается неизменной. В соответствии со стандартными шумовыми характеристиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются: уровни звуковой мощность LW в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63,125,250,500,1000,2000, 4000, 8000 Гц.

В электрических системах и на газоперекачивающих станциях широко используется газотурбинные установки (ГТУ), которые являются мощными источниками шума, излучаемого через воздухозаборный и выхлопной тракты и корпус агрегата. Через воздухозаборный тракт в атмосферу излучается шум, который имеет аэродинамическую природу. Шум, возникающий в системе всасывания ГТУ, обусловлен переменными аэродинамическими силами вследствие турбулентности потока воздуха от ротора и статора компрессора, а также явлением неустойчивости этого потока. В спектре шума всасывания ГТУ имеются тональные составляющие. Частота вихревого шума газотурбинных установок (50-160 Гц) пропорциональна частоте вращения.

1.4 Нормирование шума

Нормируемые параметры шума определены Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территориях жилой застройки», а также ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

Уровни шума для территорий жилой и производственной застроек, а также для различных видов помещений регламентируются СНиП II2-88 «Защита от шума».

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука эквивалентные уровни звука для одного из видов (классов) рабочих мест по ГОСТ 12.1.003-83* с дополнениями 1989 г. (извлечение), а также для жилых комнат квартир и т.п. помещений; для территорий, непосредственно прилегающим к жилым домам, учреждениям медицины и образования; для площадок отдыха - по Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Таблица 1 - Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука в местах, для которых проводится нормирование

Места, для которых производится нормирование	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
	31,5	63	125	250	500	100	2000	4000	8000
Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов ВМ, лабораторий для теоретических работ	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов дл престарелых и инвалидов, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах с 7 до 23 ч с 23 до 7 ч	76 67	63 55	52 44	45 35	39 29	35 25	32 22	30 20	28 18	40 30

Примечания:

1. Эквивалентные и максимальные уровни звука для шума, создаваемого автомобильным, железнодорожным, авиационным транспортом, в 2 м от ограждающих конструкций первого ряда жилых и общественных зданий, обращенных в сторону магистральных улиц, принимается на 10 дБА выше приводимых в табл. 1.

2. УЗД в октавных полосах, уровни звука и эквивалентные уровни звука шума, создаваемого в помещениях системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции, следует принимать на 5 дБ ниже указанных в табл. 1 или фактических уровней шума, есл последние не превышают значения в табл. 1 (в этом случае не учитывают поправку для тонального и импульсного шума, см. табл. 2)

Таблица 2 - Величина поправки в зависимости от влияющего фактора

Влияющий фактор	Условия	Поправка Д, дБ или дБА
Характер шума	Широкополосный шум Тональный или импульсный шум (при измерениях стандартным шумомером)	0 -5
Место расположения объекта	Курортный район, место отдыха; Новый проектируемый жилой район; Район сложившейся застройки	-5 0 +5

Примечания:

1. Поправки на место расположения объекта следует учитывать только для внешних источников шума.

2. Поправку +5 дБ не следует принять для вновь строящихся зданий в сложившейся застройке.

С другой стороны, обеспечение допустимых уровней шума зависит от выполнения нормативов для различных источников шума. Так, шум транспорта, измеренный на расстоянии 7,5 м от осевой линии движения, должен соответствовать ГОСТ 27436-87 и ОСТ 27.004.022-86.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что уровень шумов для жилых помещений примерно на 10 дБ меньше, чем для самых «привилегированных» (в части шума) рабочих мест. Достаточно низкий уровень шума определен для жилой зоны и площадок отдыха.

2. Исходные данные для акустического расчета

Исходные данные приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 - Наименование помещения и имеющееся в нем оборудование

Наименование помещения	Размеры помещения, м	Источники шума	Количество источников шума, шт.
Токарный цех № 2	12 х 24 х 4	Горизонтальный расточный станок 2611Ф2	1
		Токарно-центровой станок 163	1
		Станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А	2

Таблица 4 - Значение уровней звуковой мощности видов оборудования

Наименование оборудования	Тип, модель	Габариты, мм	Уровень звуковой мощности (L), дБ при средней геометрической частоте, Гц	Общий уровень звука (LА), дБА
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Станок вертикально-сверлильный настольный	ОС402А	1500х 970х 2775	84	86	87	89	92	91	89	82	93
Горизонтальный расточный станок	2611Ф2	4200х 5150х 2880	83	87	89	96	96	93	92	82	99
Токарно-центровой станок	163	5000х 1690х 1420	88	91	94	100	101	98	89	85	105

Источники расположены на полу ф=1. Источники расположены на расстоянии r от расчетной точки, которая расположена на высоте 1,5 м от пола. Определить октановые уровни звукового давления в расчетной точке.

Данные расчета сравнить с нормируемыми уровнями звукового давления.

3. Акустический расчет

3.1 Выбор расчетных точек

В расчетном помещении расположена группа однотипного оборудования, поэтому расчетные точки выбирают на рабочем месте в центре групп с максимальными и минимальными уровнями звуковой мощности.

Выбираются три расчетные точки.

РТ1 - расчетная точка на рабочем месте в центре минимального уровня звуковой мощности, в зоне прямого и отраженного звука. В рабочей зоне вертикально-сверлильного настольного на высоте 1,5 м от пола и на расстоянии 2,1 м от геометрического центра станка.

РТ2 - расчетная точка на рабочем месте в центре максимального уровня звуковой мощности, в зоне прямого звука. В рабочей зоне станка токарно-центрового станка на высоте 1,5 м от пола и на расстоянии 2,5 м от геометрического центра станка.

РТ3 - расчетная точка на рабочем месте в центре отражения звуковой мощности. В рабочей зоне станка горизонтально-расточного станка на высоте 1,5 м от пола и на расстоянии 4,2 м от геометрического центра станка.

3.2 Определение уровней звукового давления в расчетных точках

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; Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1); r - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, он принимается совпадающим с геометрическим центром); 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;

Определим для источников шума в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц:

№1 Станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

№ 2 Горизонтально-расточный станок 2611ФЗ:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

№ 3 Токарно-центровой станок 163:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим коэффициент ч, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния r, м, между акустическим центром источника и расчетной точкой к максимальным линейным размерам lmaкс., м, источника шума по графику на рис. 1:

Рисунок 1 - График для определения коэффициента ч в зависимости от отношения r к максимальному линейному размеру источника шума lмакс. r - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, он принимается совпадающим с геометрическим центром)

Определим значения для РТ1 по источникам шума:

№1 Станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А:

r1.1= r1.2=2,1 м; lмакс=2,775 м;

1.1=1.2= 3;

№ 2 Горизонтально-расточный станок 2611Ф2:

r2= 10,5 м; lмакс= 5,150 м;

2= 1,1;

№ 3 Токарно-центровой станок 163:

r3= 9,65 м; lмакс=5 м

3= 1,1;

Определим значения для РТ2 по источникам шума:

№1 Станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А:

r1.1=7,6 м; lмакс= 2,775 м;

1.1=1,1;

r1.2=10,15 м; lмакс= 2,775 м;

1.2= 1;

№ 2 Горизонтально-расточный станок 2611Ф2:

r2= 8,8 м; lмакс= 5,150 м;

2=1,15;.

№ 3 Токарно-центровой станок 163:

r3.= 5,4 м; lмакс=5 м

3= 3,7;

Определим значения для РТ3 по источникам шума:

№1 Станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А:

r1.1=11,550 м; lмакс= 2,775 м;

1.1=1;

r1.2=14,450 м; lмакс= 2,775 м;

1.2= 1;

№ 2 Горизонтально-расточный станок 2611Ф2:

r2= 4,2 м; lмакс= 5,150 м;

2=3;

№ 3 Токарно-центровой станок 163:

r3.= 6 м; lмакс=5 м

3= 1,7;

Si - площадь в м2 воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку.

Для источников шума, у которых 2lмакс < r, следует принимать при расположении источника шума:

В пространстве (на колонне в помещении) - S = 4 рr2;

Определим значения S для РТ1 по источникам шума:

№ 1.1

S1.1 = 4рr2 = = 55,39 м2;

№ 1.2

S1.2 = рr2 = 2,12 = 55,39 м2;

№ 2

S2 = рr2 = 3,14 10,52 = 1384,74 м2;

№ 3

S3 = 4рr2= м2;

Определим значения S для РТ2 по источникам шума:

S1.1 = 4рr2 = = 725,5 м2;

№ 1.2

S1.2 = рr2 = 10,152 = 1294 м2;

№ 2

S2 = рr2 = 3,14 8,82 = 972,65 м2;

№ 3

S3 = 4рr2= м2;

Определим значения S для РТ3 по источникам шума:

S1.1 = 4рr2 = = 1675,54 м2;

№ 1.2

S1.2 = рr2 = 14,452 = 2623 м2;

№ 2

S2 = рr2 = 3,14 4,22 = 221,56 м2;

№ 3

S3 = 4рr2= м2;

В - постоянная помещения в м2, определяется по формуле:

где - постоянная помещения в м2 на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая по в зависимости объема V в м3 и типа помещения;

м - частотный множитель, определяемый по таблице 5:

Таблица 5 - Определение показателя м

Объем помещения V в м3	частотный множитель м из среднегеометрических частотах октавных Объем помещения V в м3 полос в Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
V > 1000	0,5	0,5	0,55	0,7	1	1,6	3	6

Определим постоянную В по формуле (2) в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

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).

Для расчетной точки РТ1 ближайшими источниками шума будут № 1.1, 1.2 (r1= 2,1 м) , 3 (r1= 9,65 м; 5rмин = 52,1= 10,5 м; r2 5rмин), 2 (r2= 10,5 м; 5rмин = 52,1= 10,5 м; r2 5rмин).

Для расчетной точки РТ2 ближайшими источниками шума будут № 3 (r3= 2,5 м), № 2 (r2= 7,8 м; 5rмин = 5·2,5=12,5 м; r2 5rмин), № 1.1 (r1.1= 7,6 м; 5rмин = 22,5 м; r2 5rмин), № 1.2 (r1.2= 10,15 м; 5rмин = 12,5 м; r2 5rмин).

Для расчетной точки РТ3 ближайшими источниками шума будут № 2 (r2= 4,2 м), № 3 (r2= 6 м; 5rмин = 5·4,2=21 м; r2 5rмин), № 1.1 (r1.1= 11,55 м; 5rмин = 21 м; r2 5rмин), № 1.2 (r1.2= 14,45 м; 5rмин = 21 м; r2 5rмин),

n - общее число источников шума в помещении, равное 4;

ш - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемым по опытным данным, а при их отсутствии - по графику на рисунке 2.

Примечание. Акустический центр источника шума, расположенного на полу или стене, следует принимать совпадающим с проекцией геометрического центра источника шума на горизонтальную или вертикальную плоскость.



Рисунок 2 - График для определения коэффициента ш в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей Sогр

В качестве S огр примем площади двух стен, образующих угол цеха:

Коэффициент в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц:

63 Гц: ;

125 Гц: ;

250 Гц: ;

500 Гц: ;

1000 Гц: ;

2000 Гц: ;

4000 Гц: ;

8000 Гц: .

Таблица 6 - Расчетные уровни звукового давления L, дБ, в контрольных точках

Контрольная точка	Расчетные уровни звукового давления в контрольных точках L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
PT1	78	80	90	92	87	85	81	73
PT2	77	81	90	89	90	86	80	73
PT3	75	79	90	86	89	86	78	70

3.3 Определение требуемого снижения шума

Требуемое общее снижение октавных уровней звукового давления ДLтр, общ в дБ в помещениях с источниками шума при одновременной работе всех источников шума следует определять по формуле:

Допускается использовать эквивалентные уровни звука LАэкв, дБА, и максимальные уровни звука LAмакс, дБА. Шум считают в пределах нормы, когда он как по эквивалентному, так и по максимальному уровню не превышает установленные нормативные значения.

Таблица 7 - Уровень звукового давления (эквивалентный уровень звукового давления) L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц

Назначение помещений или территорий	Уровень звукового давления (эквивалентный уровень звукового давления) L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровень звука LA (эквивалентный уровень звука LAэкв), дБА	Максимальный уровень звука LAмакс, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещения с постоянными рабочими местами производственных предприятий, территории предприятий с постоянными рабочими местами	95	87	82	78	75	73	71	69	80	95

РТ1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

РТ2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

РТ2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

3.4 Расчет снижения уровня шума за счет применения мероприятий

В качестве звукопоглощающей облицовки возьмем по ГОСТу обшивку со следующими слоями:

1 - супертонкое стекловолокно (ТУ 21-01-224-96); 2 - стеклоткань типа Э-0,1 (ГОСТ 19907 - 74*); 3 - гипсовая плита толщиной 7 мм, перфорация по рисунку 13%, диаметр 7-9 мм (ТУ 400-1-283-73).

Величину максимального снижения уровня звукового давления ДL, дБ, в расчетной точке в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих конструкций, следует определять по формуле:

где B - постоянная помещения, мІ, определяемая по формуле (2);

B1- постоянная помещения, мІ, после установки в нем звукопоглощающих конструкций;

Постоянную помещения B1, мІ, следует определять по формуле:

где A1 - величина звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, мІ, на которых нет звукопоглощающей облицовки, определяемая по формуле:

- средний коэффициент звукопоглощения помещения до устройства звукопоглощающей облицовки, определяемый по формуле:

- общая площадь ограждающих конструкций помещения, мІ ( Звукопоглощающую облицовку следует размещать на потолке и стенах помещений. Площадь облицовки следует определять расчетом. - площадь звукопоглощающей облицовки, мІ, определяемая по формуле (10); ДA - величина звукопоглощения звукопоглощающими конструкциями, определяемая по формуле:

- реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот, определяемый по прил.2 СНиП II-12-77;

Таблица 8 - Реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот

Реверберационный коэффициент звукопоглощения,
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,4

- величина звукопоглощения штучного звукопоглотителя, мІ;

Таблица 9 - Эквивалентная площадь звукопоглощения при среднегеометрической частоте октавной полосы

Эквивалентная площадь звукопоглощения, мІ, при среднегеометрической частоте октавной полосы, Гц
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,27	0,16	0,37	0,68	0,84	0,66	0,52	0,37

 - количество штучных звукопоглотителей; - средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями, определяемый по формуле:

Площадь звукопоглощающей облицовки, мІ, следует определять по формуле:

где- величина требуемого звукопоглощения, обеспечивающая заданное снижение уровня звукового давления и определяемая по номограмме на рис .3.

Ш иШ1- коэффициенты, определяемые по графику на рис. 2, соответственно до и после устройства звукопоглощающих конструкций.

По формуле (7) определим значение среднего коэффициента звукопоглощения помещения в каждой октавной полосе до устройства звукопоглощающей облицовки:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

По рисунку 3 определим величину требуемого звукопоглощения, обеспечивающую заданное снижение уровня звукового давления. В случаях, когда выше 15 дБ, на номограмме принимаем значения как для 15 дБ.

Рисунок 3 - Номограммы для расчета по известным величинам б, и

Для расчетной точки РТ1:

63 Гц:

125 Гц: :

250 Гц: :

500 Гц: :

1000 Гц: :

2000 Гц: :

4000 Гц: :

8000 Гц: :

Для расчетной точки РТ2:

63 Гц:

125 Гц: :

250 Гц: :

500 Гц: :

1000 Гц: :

2000 Гц: :

4000 Гц: :

8000 Гц: :

Для расчетной точки РТ3:

63 Гц:

125 Гц: :

250 Гц: :

500 Гц: :

1000 Гц: :

2000 Гц: :

4000 Гц: :

8000 Гц: :

По формуле (10) определим площадь звукопоглощающей облицовки, мІ:

для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим количество дополнительных штучных звукопоглотителей для каждой октавной полосы в PT1 по формуле (11):

(11)

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Количество штучных звукопоглотителей nшт в проекте следует принимать наибольшим из значений, полученных расчетом для всех октавных полос. nшт = 1.

Определим количество дополнительных штучных звукопоглотителей для каждой октавной полосы в PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц: ,15

8000 Гц:

Количество штучных звукопоглотителей nшт = 1.

Определим количество дополнительных штучных звукопоглотителей для каждой октавной полосы в PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Количество штучных звукопоглотителей nшт = 1.

По формуле (8) определим величину звукопоглощения звукопоглощающими конструкциями для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц: .

Определим величину звукопоглощения звукопоглощающими конструкциями для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину звукопоглощения звукопоглощающими конструкциями для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

По формуле (6) определим величину звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, мІ, на которых нет звукопоглощающей облицовки для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, мІ, на которых нет звукопоглощающей облицовки для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, мІ, на которых нет звукопоглощающей облицовки для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

По формуле (9) определим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

По формуле (5) определим постоянную помещения B1, мІ, для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим постоянную помещения B1, мІ, для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим постоянную помещения B1, мІ, для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определение коэффициента диффузности Ш проведено по графику на рисунке 2. Полученные данные сведены в таблицы 10, 11 и 12 для PT1, PT2 и PT3 соответственно.

Таблица 10 - Коэффициент диффузности, Ш1

Коэффициент диффузности, Ш1(в зависимости от отношения B1/Sогрв PT1)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,94	0,94	0,76	0,31	0,37	0,34	0,33	0,39

Таблица 11 - Коэффициент диффузности, Ш1

Коэффициент диффузности, Ш1(в зависимости от отношения B1/Sогрв PT2)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,94	0,94	0,68	0,37	0,46	0,38	0,36	0,38

Таблица 12 - Коэффициент диффузности, Ш1

Коэффициент диффузности, Ш1(в зависимости от отношения B1/Sогрв PT3)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,94	0,94	0,68	0,78	0,30	0,27	0,26	0,51

По формуле (4) определим величину максимального снижения уровня звукового давления ДL, дБ, в PT1в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих конструкций:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину максимального снижения уровня звукового давления ДL, дБ, в PT2 в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих конструкций:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину максимального снижения уровня звукового давления ДL, дБ, в PT3 в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих конструкций:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

3.5 Определение величины снижения уровня звуковой мощности при установке экранов

Величину снижения уровня звукового давления в дБ в расчетной точке при установке экранов следует определять в каждой октавной полосе по формуле:

(12)

где - октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке от источника шума, для которого предусматривается установка экрана, определяемый по формуле (13):

Таблица 13 - Наименование оборудование

Наименование оборудования	Тип, модель	Габариты, мм	Уровень звуковой мощности (L), дБ при средней геометрической частоте, Гц	Общий уровень звука (LА), дБА
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Станок токарно-центровой	163	5000х 1690х 1420	88	91	94	100	101	98	89	85	105

, (13)

где - октавный уровень звуковой мощности источника шума в дБ, для которого предусматривается установка экрана; х, Ф, S - то же, что и в формуле (1).

По формуле (13) Определим октавный уровень звукового давления в дБ в расчетной точке PT2от источника шума №3:

63 Гц:

25 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

- октавный уровень звуковой мощности в дБ каждого из источников шума в помещении; В - постоянная помещения в м2, определяемая по формуле (2); - постоянная помещения в м2 после устройства в нем звукопоглощающих конструкций и экранов, определяемая по формуле (14); - снижение экраном октавного уровня звукового давления в дБ в расчетной точке за экраном;

Таблица 14 - Характеристика экрана

Размеры экрана и координаты расчетной точки в м	Снижение уровня звукового давления экраном в дБ при среднегеометрических частотах октавных полос в Гц
H	h	l	r2	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1,5	0,75	4,75	1	6,5	6,5	10,5	12	18	20	22	24

Рисунок 4 - Формы акустических экранов ИШ - источник шума; 1 - экран; 2 - расчетная точка - коэффициенты соответственно до и после устройства звукопоглощающих конструкций и экранов, определяемые по графику на рисунке 2; n - общее количество источников шума в помещении

Постоянную помещения в м2 следует определять по формуле:

(14)

где - величина дополнительного звукопоглощения экраном в м2, определяемая по формуле:

 (15)

- площадь k-го экрана в м2 (при двухсторонней облицовке экрана ее следует увеличивать в 1,5 раза);

т - общее количество экранов, установленных в помещении;

- то же, что в формулах (8) и (10).

Таблица 15 - Реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот

Реверберационный коэффициент звукопоглощения,
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
0,4

По формуле (15) определим величину дополнительного звукопоглощения экраном в м2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

- средний коэффициент звукопоглощения помещения, определяемый по формуле:

 (16)

- то же, что в формулах (8) и (10).

По формуле (16) определим средний коэффициент звукопоглощения помещения после установки экрана для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

По формуле (14) определим постоянную помещения B2, мІ, для PT1:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц: ;

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим постоянную помещения B2, мІ, для PT2:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц: ;

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим постоянную помещения B2, мІ, для PT3:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц: ;

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Таблица 16 - Коэффициент диффузности, Ш2

Коэффициент диффузности, Ш2(в зависимости от отношения B2/Sогрв PT1)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	0,91	0,73	0,31	0,35	0,30	0,32	0,37

Таблица 17 - Коэффициент диффузности, Ш2

Коэффициент диффузности, Ш2(в зависимости от отношения B2/Sогрв PT2)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	0,91	0,38	0,34	0,33	0,22	0,33	0,36

Таблица 18 - Коэффициент диффузности, Ш2

Коэффициент диффузности, Ш2(в зависимости от отношения B2/Sогрв PT3)
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	0,91	0,38	0,66	0,26	0,21	0,21	0,45

По формуле (12) определим величину снижения уровня звукового давления в дБ в расчетной точке при установке экранов:

63 Гц:

125 Гц:

250 Гц:

500 Гц:

1000 Гц:

2000 Гц:

4000 Гц:

8000 Гц:

Определим величину максимального снижения уровня звукового давления ДL, дБ, в Рт1 в каждой октавной полосе при применении звукопоглощающих конструкций:

63 Гц: ;

125 Гц: ;

250 Гц: ;

500 Гц: ;

1000 Гц: ;

2000 Гц: ;

4000 Гц: ;

8000 Гц: .

Для точки :

63 Гц: ;

125 Гц: ;

250 Гц: ;

500 Гц: ;

1000 Гц: ;

2000 Гц: ;

4000 Гц: ;

8000 Гц: .

Для точки :

63 Гц: ;

125 Гц: ;

250 Гц: ;

500 Гц: ;

1000 Гц: ;

2000 Гц: ;

4000 Гц: ;

8000 Гц: .

Результаты акустического расчета представлены в виде таблиц:

Таблица 19 - Общий уровень шума после установки звукопоглощающего оборудования в PT1

Мероприятие	Снижение уровня шума , дБ в октавных полосах, Гц, в PT1
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
облицовка	0	0	6	16	13	11	4	1
экран	1	1	1	2	2	1	1	1
Итого снижение, дБ	1	1	7	18	15	12	5	2
Требуемое	-17	-7	8	14	12	12	10	4
Превышение	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица 20 - Общий уровень шума после установки звукопоглощающего оборудования в PT2

Мероприятие	Снижение уровня шума , дБ в октавных полосах, Гц, в PT2
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
облицовка	0	1	8	15	12	11	7	1
экран	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого снижение, дБ	0	1	8	15	12	11	7	1
Требуемое	-18	-6	8	11	15	13	9	4
Превышение	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица 21 - Общий уровень шума после установки звукопоглощающего оборудования в PT3

Мероприятие	Снижение уровня шума , дБ в октавных полосах, Гц, в PT2
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
облицовка	0	3	0	9	14	13	14	9
экран	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого снижение, дБ	0	3	0	9	14	13	14	9
Требуемое	-20	-8	8	8	14	13	7	1
Превышение	-	-	-	-	-	-	-	-

Заключение

акустический звукопоглощение октавный реверберационный

В курсовом проекте произведен акустический расчет токарного цеха № 2 по уровням звукового давления источников, находящихся в цехе:

- горизонтальный расточный станок 2611Ф2 (1 шт.);

- токарно-центровой станок 163 (1 шт.);

- станок вертикально-сверлильный настольный ОС402А (2 шт.).

В ходе расчета установлено, что в выбранных расчетных точках в восьми октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц, наблюдается превышение допустимого уровня звукового давления. На основании полученных результатов расчетов были предложены меры по снижению шумового воздействия до предельно-допустимого уровня посредством осуществления звукоизоляции ограждающих конструкций (стен) звукопоглощающей облицовкой, в виде:

- супертонкого стекловолокна (ТУ 21-01-224-69);

- стеклоткани типа Э-0,1 (ГОСТ 19907 - 74*);

- гипсовая плита толщиной 7 мм, перфорация по рисунку 13%, диаметр 7-9 мм (ТУ 400-1-283-73).

Для того чтобы свести к минимуму шумовое воздействие на работников цеха необходимо использовать средства индивидуальной защиты от шума, например, наушники. Применение экрана для снижения уровня звукового давления на рабочих местах и в местах постоянного пребывания людей от источников шума, создающих уровни звукового давления L в дБ в расчетных точках. Рассмотрим установку экрана с двухсторонней облицовкой с высотой 0,75 м, шириной 4,75 м, с расстоянием от экрана до расчетной точки 1 м. Величина снижения уровня звукового давления ДL в дБ в расчетной точке при установке такого экрана и величина уровня звукового давления после применения звукопоглощающей облицовки помещения и экрана приведены в таблице 23.

Таблица 22 - Величина снижения уровня звукового давления ДL и величина уровня звукового давления

Расчетная точка	Расчетные уровни снижения звукового давления на среднегеометрических частотах октановых полос, дБ
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
РТ1	Lобщ	78	80	90	92	87	85	81	73
	Lтр	-17	-7	8	14	12	12	10	4
РТ2	Lобщ	77	81	90	89	90	86	80	73
	Lтр	-18	-6	8	11	15	13	9	4
РТ3	Lобщ	75	79	90	86	89	86	78	70
	Lтр	-20	-8	8	8	14	13	7	1

Список литературы

1. Защита от шума: Строительные нормы и правила от 01.07.1978. СНиП II-12-77. // Собрание законодательства РФ. 2005. - №30 (ч. II), 25 июля. - ст.3127.

2. Защита от шума: Строительные нормы и правила от 01.01.2004. СНиП 23-03-2003. // Собрание законодательства РФ. 2005. - №30 (ч. II), 25 июля. - ст.3127.

3. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов./ Под общей ред. С.В. Белова/. - М.: Выс. шк., 2001. - 485с.

4. Безопасность и охрана труда: Учебное пособие для вузов./Под ред. О.Н. Русака/. - СПб.: Из-во МАНЭБ, 2001. - 279с.

5. Белов С.В. Безопасность жизнедея...