ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 «ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ»

Цель лабораторной работы - ознакомить студентов с теоретическими сведениями о производственных шумах, с физической сущностью и инженерным расчетом звукопоглощения, с приборами для измерения шума, нормативными требованиями к производственным шумам, провести измерения шума объекта, оценить эффективность мероприятий по снижению шума звукопоглощающими облицовками.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Применение звукопоглощающих облицовок и штучных (объемных) конструкций для снижения шума

Акустическая облицовка помещений производится для уменьшения интенсивности падающих и отраженных звуковых волн в целях снижения уровня шума в помещении. При отражении звуковой волны от преграды часть звуковой энергии теряется: преобразуется в тепло или проходит сквозь преграду. Потери энергии характеризуются коэффициентом звукопоглощения поверхности

a₀ = (I _пад- I _отр) / I_пад , (1)

где I _пад, I _отр - интенсивности падающей и отраженной звуковых волн.

Звук в помещении поглощается не только на поверхностях, но и в воздушном объеме вследствие теплопроводности воздуха, его вязкости и молекулярной диссипации. Интенсивность звукового луча в помещении после каждого отражения и последующего свободного пробега убывает за счет поглощения, умножаясь (в среднем) на множитель

(1 - a ₀) exp( - m`l ) ,

где m - постоянная затухания звуковой энергии в воздухе, м ^-1;

`l - средняя длина свободного пробега звуковых лучей в помещении (`l = 4 V / S _огр; где

V - объем помещения, S _огр - площадь ограждающих поверхностей).

В акустике помещений этот множитель обозначают (1 -a) и используют в акустических расчетах средний коэффициент звукопоглощения в помещении

a 1 - (1-a₀) е ^–ml . (2)

Поглощение в воздухе дает большой вклад в a в полосах частот 4000 и 8000 Гц. В практических расчетах коэффициент a нужно вычислять по правилу: для октавных полос 63 - 1000Гц a =a₀, где a₀ определяется по табл. 1 приложения; для октавных полос 2000 - 8000Гц a =a₀, где a ₀ вычисляется по формуле (1).

Необходимость и целесообразность применения акустической облицовки помещений для снижения шума выявляется акустическим расчетом. Звукопоглощающие конструкции следует применять, когда требуемое снижение уровня звукового давления DL _тр, дБ, в отраженном поле превышает 3 дБ не менее чем в трех октавных полосах или превышает 5 дБ хотя бы в одной из октавных полос. В расчетных точках, выбранных на рабочих местах, требуемое снижение уровня звукового давления должно превышать соответственно 1 дБ и 3 дБ.

этом наиболее целесообразно применять акустическую облицовку помещений там, где до применения ее средний коэффициент звукопоглощения a в октавной полосе частот со среднегеометрической частотой 1000 Гц не превышал величины 0,25, а расчетные точки расположены преимущественно в зоне отраженного поля. В табл. 1 приложения приведены усредненные значения измеренных реверберационным методом коэффициентов a₀ для цехов текстильной и легкой промышленности.

Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке помещения и на верхних частях стен. Для достижения максимально возможного поглощения рекомендуется облицовывать не менее 60 % общей площади ограждающих помещение поверхностей. Размещение акустической облицовки на потолке помещения наиболее рационально при высоте помещения не более 6 - 8 м. В узких и очень высоких помещениях целесообразно размещать акустическую облицовку на стенах, оставляя только нижние части стен (2 м высоты) необлицованными.

Если стены помещения и перекрытие запроектированы светопрозрачными и площадь свободных поверхностей мала, рекомендуется дополнительно применять штучные (объемные) звукопоглотители различных конструкций. Штучные звукопоглотители могут применяться для акустической обработки помещений и в качестве самостоятельных звукопоглотителей.

Эффективность применения акустической облицовки в шумных помещениях зависит от акустических характеристик выбранных конструкций, способов и места их размещения, размеров помещения и места расположения расчетных точек. Расчет следует производить для каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В производственных помещениях с источниками шума высокой интенсивности вукопоглощающие облицовки и штучные звукопоглотители, как правило, применяются в сочетании с другими известными мероприятиями по ограничению шума (звукоизолирующие кожухи, выгородки, экраны и т.п.), так как максимальная величина снижения шума в зоне отраженного поля (на достаточном удалении от источника шума) при акустической обработке помещений, как правило, не превышает 8 - 10 дБ в области низких частот и 10 - 12 дБ в области максимальных значений коэффициентов звукопоглощения.

Расчет акустических характеристик помещения

Акустические характеристики существующих реконструируемых и проектируемых помещений определяются расчетом и перед началом проектирования позволяют установить целесообразность акустической обработки помещений.

Акустическими характеристиками помещения являются:

• постоянная помещения В, м ²;
• эквивалентная площадь звукопоглощения А, м ²;
• средний коэффициент звукопоглощения a.

Эквивалентная площадь звукопоглощения А определяется по формуле

_{BS B}

A = ------------ = -----------, (3)

^{B + S B / S + 1}

где S - общая суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м ².

Средний коэффициент звукопоглощения a определяется по формуле

_В

a = --------- . (4)

^{B + S}

Если акустическая облицовка проектируется для реконструируемых или уже построенных помещений, то величину В следует определять экспериментально, путем измерения времени реверберации Т, с, и последующим вычислением по формуле

А

В = --------- , (5)

1 - a

где А - эквивалентная площадь звукопоглощения, определяемая соотношением

A = 0,16 V/ T, (6)

где V – объем помещения, м ³;

a - средний коэффициент звукопоглощения, вычисляемый по формуле a = А / S;

S – общая суммарная площадь ограждающих поверхностей, м ².