Восприятие шума человеком. Уровни интенсивности и давления. Кривые равных громкостей и их анализ

·        расчет ожидаемых уровней звукового давления L_р  в расчетных точках;

·        расчет необходимого снижения шума в расчетных точках;

·        разработка строительно-акустических мероприятий для обеспечения требуемого снижения шума или по защите от шума (с расчетом).

Акустический расчет выполняется  во всех расчетных точках для восьми октавных полос со среднегеометрическими  частотами от 63 до 8000 Гц с точностью  до десятых долей дБ. Окончательный  результат округляют до целых  значений.

Исходными данными для  акустического расчета являются:

·        геометрические размеры помещения;

·        спектр шума источника (или источников) излучения;

·        характеристика помещения;

·        характеристика преграды;

·        расстояние от центра источника (источников) до рабочей точки. 

 

Выбор расчетных точек. Расчетные точки при акустических расчетах следует выбирать внутри помещений зданий и сооружений, а также на территории  на рабочих местах или в зоне постоянного пребывания людей на высоте 1,2 – 1,5 м от уровня пола рабочей площадки или планировочной отметки территории.

При этом внутри помещения, в котором  один источник шума или несколько  источников шума с одинаковыми октавными  уровнями звукового давления, следует  выбирать не менее двух расчетных  точек: одну на рабочем месте, расположенном  в зоне отраженного звука, а другую – на рабочем месте в зоне прямого  звука, создаваемого источниками шума.

Если в помещении несколько  источников шума, отличающихся друг от друга по октавным уровням звукового  давления на рабочих местах более  чем на 10 дБ, то в зоне прямого  звука следует выбирать две расчетные  точки: на рабочих местах у источников с наибольшими и наименьшими уровнями звукового давления L_p в дБ.     

Расчет ожидаемых уровней  звукового давления L_р  в расчетных точках. В зависимости от того, где находится источник шума и расчетные точки (в свободном звуковом поле или в помещении), применяют различные методики расчета:

• Расчет ожидаемых октавных уровней  звукового давления  в помещении:
• с одним источником шума;

Расчет ожидаемых  октавных уровней  звукового давления  в помещении с одним источником шума 

Ожидаемые октавные уровни  звукового давления L_p в дБ в расчетных точках на рабочих местах помещения, в котором находится один источник шума, определяются:               

а) в зоне прямого и отраженного звука по формуле:                    

                   (3.12)                                                      

б) в зоне прямого звука по формуле:           

                                  (3.13)              

в) в зоне отраженного звука по формуле:            

                          (3.14)

где L_W – октавный уровень звуковой мощности  источника шума в дБ;

Ф –  фактор направленности;

c – эмпирический  коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния между акустическим центром источника и расчетной точкой r (м) к максимальному габаритному размеру источника  l_max (м) по графику рис. 3.8; 

Рис. 3.8. Зависимость эмпирического  коэффициента  c  от отношения  r/l_max

 

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

S, м² – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы,   окружающей источник и проходящей через расчетную точку: 

для источников шума, у которых r > 2l_max, следует принимать при расположении источников шума:

• в пространстве  S=4p r
• на поверхности пола, стены, перекрытия  S=2p r²;
• в двухгранном углу, образованном ограждающими поверхностями S=p r²;
• в трехгранном углу, образованном ограждающими поверхностями S=p r /2;

В, м² – постоянная помещения, которая находится из выражения 

                                      (3.15)

где  m - частотный множитель, определяемый по табл. 3.10;

Таблица 3.10

Частотный множитель m

Объем помещения, м3	Среднегеометрическая частота, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
V << 200	0,8	0,75	0,7	0,8	1,0	1,4	1,8	2,5
V =200 ¸ 1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1,0	1,5	2,4	4.2
V >> 1000	0,5	0,5	0,55	0,7	1,0	1,6	3,0	6,0

 

  В₁₀₀₀  - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, которая рассчитывается в зависимости от объема V (м³) и типа помещения как:

·V/20 - для помещений без мебели с небольшим количеством людей (металлообрабатывающие цехи, машинные залы, испытательные стенды и т.д.);

·V/10 - для помещений с жесткой мебелью или с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты и т.д.);

·V/6 - для помещений с большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения административных зданий, жилые комнаты и т.п.);

·V/1,5 - для помещений с звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен;

y- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый   в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей S_огр, которая определяется с учетом суммы площадей пола, потолка и стен помещения по графику рис. 3.9 .

 

Рис. 3.9. Коэффициент нарушения  диффузности звукового поля y

 

 

• с несколькими источниками шума;

Расчет  ожидаемых октавных уровней  звукового давления  в помещении с несколькими источниками шума

Октавные уровни звукового  давления L_p в дБ в расчетных точках помещений, в которых находится несколько источников шума, рассчитываются:    

а)  в зоне прямого и отраженного звука по формуле

                       (3.16)

где L_Wi , Ф_i , c,  S_i , В, y – то же, что и в (3.12, 3.13, 3.14) для i-го источника шума;  m – количество источников шума, ближайших к расчетной точке (т.е. источников шума, для которых  r_i £ 5 r_мин , где r_мин – расстояние в м от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума); n – общее количество источников шума в помещении с учетом среднего коэффициента одновременности работы оборудования.   

а) в зоне прямого и отраженного звука по формуле:                    

                   (3.12)                                                      

б) в зоне прямого звука по формуле:           

                                  (3.13)              

в) в зоне отраженного звука по формуле:            

                          (3.14)

где L_W – октавный уровень звуковой мощности  источника шума в дБ;

Ф –  фактор направленности;

 

Если все источники  шума имеют одинаковую звуковую мощность и L_Wi=L_W , то без учета фактора направленности и искажения диффузности акустического поля в помещении упрощенно можно считать

б) в зоне отраженного звука по формуле:

    

• изолированном от источников шума;

Расчет  ожидаемых уровней звукового  давления в помещении, изолированном  от источника шума

Источники могут размещаться в смежном помещении, а шум проникать в изолируемое помещение через ограждающие конструкции. В этом случае ожидаемый уровень в расчетной точке определяется по формуле

L_p = L_Wå - 10 lgB_ш+ 10 lgS_огр.к- 10 lg B_и- R_к+ 10 lg m + 6,  дБ,                (3)

где  B_ш и B_и - соответственно постоянные шумного и изолируемого помещений, R_к - звукоизоляция однотипных ограждающих конструкций, через которые шум проникает в изолируемое помещение, дБ; m - число однотипных ограждающих конструкций; S_огр.к - общая площадь однотипных ограждающих изолируемое помещение конструкций,  м² (например, общая площадь глухой части стены, суммарная площадь окон и т.д.).

Суммарный уровень звуковой мощности, излучаемой несколькими источниками, находящимися в шумном помещении, равен:  

                          (3.18)

где i = 1, 2, ..., n - количество источников. При наличии одного источника в шумном  помещении   L_Wå = L_W . 

• Расчет ожидаемых октавных уровней  звукового давления  при распространении звука в свободном пространстве. 

Расчет требуемого снижения уровней звукового давления. Уровни звукового давления в расчетных точках не должны превосходить уровней, допустимых по нормам во всех октавных полосах со средними геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. 

Требуемое снижение уровней звукового  давления определяется по формуле

DL_pi,рт = L_рi - L_рi,доп , дБ,

где L_pi,рт   уровень звукового давления  в i-ой октавной полосе, определяемый в расчетных точках проектируемого предприятия; L_рi,доп -   уровень звукового давления в той же полосе частот согласно допустимым нормам, определяемый в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83.

  Способы защиты от шума

 

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих  мест следует принимать все необходимые  меры по снижению шума, воздействующего  на человека, до значений, не превышающих  допустимые. 

Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе  строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.  

В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению  к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути  его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шум механического происхождения,аэродинамического и гидродинамического происхождения, электромагнитного   происхождения. 

Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и  организационно - технические и включают в себя:  

• изменение направленности излучения шума;
• рациональную планировку предприятий и производственных помещений;
• акустическую обработку помещений;
• применение звукоизоляции.    

К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий.  По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий. 

Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны  порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения. 

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается.  

Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека – ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и  нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. 

Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот.