Промислова екологія - Апостолюк C.O. - Звукоізолювальні огородження

Поняття звукопоглинання та звукоізоляції часто ототожнюють, хоч між ними є принципова різниця, яку необхідно врахувати при вирішенні практичних завдань щодо боротьби із шумом.

Метод звукопоглинання найчастіше застосовують у виробничих приміщеннях.

Звукопоглинання це зменшення енергії звукових хвиль, що відбиваються від зустрічних перепон через перетворення звукової енергії в теплову. Звукопоглинання застосовують тоді, коли неможливо досягнути зниження шуму в джерелі його виникнення.

Звукопоглинальними слід вважати ті матеріали, в яких коефіцієнт поглинання а > 0,3 (а - 1мгя/Іпад, де /ло„, Іпад - відповідно інтенсивності поглинутого та падаючого звуку, Вт/м2).

Найбільш ефективним є звукопоглинання при співвідношенні між розмірами приміщення Ь/1, Ь/п = 1/5 (де о, /, Л — ширина, довжина і висота приміщення). Ефективність зниження шуму завдяки звукопоглинанню визначається за формулою [8]

ЛЄТ ,Т — час стандартної реверберації до і після акустичного оброблення, визначають за формулою [8]

де V — об'єм приміщення, м3; а — середній коефіцієнт звукопоглинання личкувального матеріалу, визначають з табл. 7.8.

Таблиця 7.8. Коефіцієнти звукопоглинання матеріалів і конструкцій

Звукоізоляція призначена для зменшення проникання шуму в ізольоване приміщення або на територію житлової забудови від джерела, розташованого в сусідньому приміщенні або відкритому просторі (рис. 7.18).

Рис. 7.18. Варіанти звукоізоляції та звукопоглинання: 1 — звукоізолювальне огородження; 2 — звукоізолювальний кожух; 3 — звукопоглинальне облицювання

Акустичний ефект таких конструкцій в основному зумовлений відгородженням звуку від поверхонь, виготовлених із щільних твердих матеріалів (бетон, цегла, сталь та ін).

Звукопоглинальні матеріали та конструкції слугують для поглинання звуку як у приміщенні самого джерела шуму (рис. 7.18, б), так і в ізольованих від шуму приміщеннях (рис. 7.18, в). В останньому випадку методи звукопоглинання та звукоізоляції використовуються одночасно.

Метод звукоізоляції найчастіше застосовують для визначення величини зниження проникнення шуму в атмосферу від вентиляторних установок, виробничого обладнання та інших шумних об'єктів. Для цього використовують різні конструкції звукоізолювальних огороджень, екрани, кожухи й кабіни.

Існують певні відмінності в підході до улаштування звукоізолювальних конструкцій для проектованих та існуючих об'єктів.

Так, якщо на етапі проектування вибирається відповідна конструкція, що забезпечує потрібну звукоізоляцію, то для умов експлуатації виникає ще й необхідність покращання звукоізолювальної здатності огороджень. З цих позицій і будемо розглядати питання улаштування звукоізолювальних огороджень і конструкцій.

Звукоізолювальні огородження

Багатьма дослідженнями [1,4, 13, 15, 18, 23] встановлено, що для ефективнішої ізоляції звуку необхідно застосовувати огородження з великим акустичним опором. Із теорії акустики відомо, що при нормальному (під кутом 90°) падінні звуку на межу двох середовищ (рис. 7.19, а) з різними акустичними опорами г1 і г2 коефіцієнт проходження звуку з одного середовища в інше становить а "= Іп г/Іп (Іп г і / — інтенсивності звуку, що відповідно перейшов в інше середовище і впав на огородження), визначають за формулою [8]

Якщо г " 2|, то апр -> 0, а коефіцієнт відбиття звуку р = Іа/Іп наближається до одиниці (70 — інтенсивність відбиття звуку).

Рис. 7.19. Схеми розрахунку звукоізоляції огороджень: а — два середовища; б — масивне плоске огородження нескінченних розмірів; в — огородження з інерційним акустичним опором

При розміщенні в повітрі масивного звукоізолювального плоского огородження нескінченних розмірів (рис. 7.19,6) і товщиною /ір що набагато менша від довжини поздовжньої хвилі X в цьому огородженні, коливання обох поверхонь огородження здійснюється практично синфазно. Тоді проникнення звуку можна розглядати як результат випромінювання звуку огородженням.

що коливається як ціле жорстке тіло, причому найбільше значення має інерційний опір. У цьому випадку (рис. 7.19, в) опір г, дорівнює питомому опору повітря г1 = рс (за нормальних умов г1 = 410 Н х с/м8), а опір г2 включає: інерційний опір огородження 2 = і тсо на одиницю площі (со = 2 л/', де і — частота коливань повітря); т — поверхнева густина, тобто маса одного квадратного метра огородження, кг/м2, та опір повітря за ним

Взявши модуль другого члена, після незначних перетворень отримуємо -

У теорії звукоізоляції використовують поняття звукопроникності, що визначають за формулою

де Іпр — інтенсивність звуку, що пройшов за огородження; Іп — інтенсивність звуку, що потрапляє на огородження.

За відсутності втрат енергії в огородженні Іп — І і а = т.

Звукоізоляцію огородження можна визначити як величину, що обернено пропорційна звукопроникності т, за формулою

При проектуванні огороджень слід пам'ятати, що в частотній характеристиці будь-якого огородження є декілька діапазонів, де звукоізоляція підпорядковується визначеним залежностям, у тому числі і так званому закону маси. Чим більша маса огородження, тим більша звукоізоляційна здатність, що підтверджуються формулою

У практичних розрахунках часто виникає необхідність визначити величину потрібної звукоізоляції Ям . При випромінюванні шуму через стінки каналу величину Япотр цих стінок визначають за формулою

де Лк — звукоізоляція стінок канала, дБА; Ью — рівень звукової потужності, що випромінюється джерелом шуму; АЬш — зниження рівня звукової потужності в каналі від джерела до ділянки, через яку випромінюється шум, дБА; — площа зовнішньої поверхні стінок каналу, м2; .Р — площа поперечного перерізу каналу, м2; г — відстань від джерела шуму до розрахункової точки, м; ЛІ" — зниження рівня звукової потужності на шляху поширення шуму у відкритому просторі, дБА; Ьдоп — допустимий рівень звукової потужності.

Якщо шум випромінюється через будівельні огородження шумного приміщення, то необхідну звукоізоляцію при проектуванні огородження визначають за формулою

де я — кількість джерел шуму; Ьиі1 — рівень звукової потужності і-го джерела в приміщенні; В — постійна величина шумного приміщення, В = Ум/20 (V — об'єм приміщення, м3; и — частотний множник); Ф — площа огородження, м2.

Коли відомий середній рівень звукового тиску Ь у приміщенні, то потрібну звукоізоляцію визначають за формулою

На вентиляторні установки, що розташовують за межами виробничих приміщень, можуть встановлювати звукоізолювальні кожухи (рис. 7.20).

На рис. 7.21 наведена схема звукоізолювальної кабіни рубальної машини, що широко використовується при виробництві деревостружкових, деревоволокнистих плит, целюлози тощо.

Звукоізолювальні кабіни встановлюють на обладнання (вентиляторні установки, деревообробні й металообробні верстати та ін.) тоді, коли заходи з шумопоглинання у виробничих приміщеннях потребують значних матеріальних і фізичних затрат.

Конструкція звукоізолювальних кабін нескладна. їх виготовляють з гіпсових, деревостружкових плит, клеєної фанери, листового металу та ін. Для підвищення звукоізоляції кабіни внутрішню поверхню личкують звукопоглинальним матеріалом. Кабіна обладнується вентиляцією, а вентиляційні отвори — глушниками.

Якщо кабіна виготовляється з матеріалів з різною звукоізоляцією на всіх октавних смугах, необхідно визначити серед-

Рис. 7.20. Схема звукоізольовального кожуха вентилятора: а — загальний вигляд; б — ефективність кожуха: 1 — ущільнення з повсті; 2 — звукоізолювальний матеріал; З — пружні вставки; 4 — корпус; б — віброопори; І і II — спектри шуму відповідно до і після встановлення кожуха

Рис. 7.21. Схема звукоізолювальної кабіни рубальної машини: 1 — каркас щита; 2 — гумова прокладка; 3 — металева сітка; 4 — сталевий лист; 5 — звукопоглинальний матеріал; 6 — прокладка

ню звукоізоляційну здатність, величина якої порівнюється з

де SJai — сумарна площа огородження, м2; St — площа И частини огородження, м2; Я, — звукоізолювальна здатність і-ї частини огородження, дБА.