- снижение звуковой мощности источника звука (уменьшение LР);

- размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии (уменьшение G);

- удаление рабочих мест от источника звука (увеличение r);

- акустическая обработка помещения (увеличение В);

- звукоизоляция (увеличение ΔL);

- применение глушителей;

- применение средств индивидуальной защиты.

Рассмотрим эти методы и охарактеризуем их.

Снижение звуковой мощности источника звука

Для снижения шума механизмов применяют методы такие как: замена прямозубых шестеренок на косозубые, металлических – пластмассовыми; ударных процессов – безударными; улучшения смазки трущихся поверхностей; уменьшения зазора в сопрягаемых деталях и т.д.

Изменение направленности излучения шума

При размещении установок с направленным излучением необходимо соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным пунктам, поскольку величина направленности может достигнуть 10 – 15 дБ (например, отверстие воздухозаборной шахты сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочих мест).

Удаление рабочих мест от источника звука

Как видно из формулы

увеличение расстояния от источника звука в два раза приводит к уменьшению уровня звука на 6 дБ.

Акустическая обработка помещения – это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения звука. Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения (рис. 2.15а) и штучные поглотители различной конструкции (рис. 2.15б), подвешенные к потолку помещения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.15. Акустическая обработка помещений:

а – звукопоглощающая облицовка помещений: 1 – защитный перфорированный слой; 2 – звукопоглощающий материал; 3 – защитная стеклоткань;

4 – стена или потолок; 5 – воздушный промежуток; 6 – плита из звукопоглощающего материала; б – звукопоглотители различных конструкций

 

Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в простом материале облицовки или поглотителя.

Эффект снижения шума за счет применения звукопоглощающей облицовки можно оценить по формуле

, дБ,                                             (2.35)

где В1 и В2 – постоянные помещения соответственно до и после проведения акустической обработки.

Постоянную помещения рассчитывают по формуле:

;                                                 (2.36)

где А – эквивалентная площадь звукопоглощения, м2

                                                 (2.37)

аср – средний коэффициент звукопоглощения помещения

аi, Si, Sпов – коэффициент звукопоглощения облицовки, соответствующая ему площадь поверхности и общая площадь поверхности помещения.

Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень шума на 6 – 8 дБ в дали от источника.

Штучные звукопоглотители применяют при недостаточности свободных поверхностей помещения для закрепления звукопоглощающих облицовок. Поглотители различных конструкций, заполненные звукопоглощающими материалами, подвешивают к потолку равномерно по площади. Эффективность снижения шума штучными поглотителями рассчитывают по указанной выше формуле, принимая А=Аi n, где Аi и n – соответственно эквивалентная площадь звукопоглощения одного поглотителя и их количество.

Звукоизоляция. При недостаточности указанных выше мероприятий для снижения уровня шума до допустимых значений или невозможности их осуществления принимают звукоизоляцию. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов (рис. 2.16).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.16. Средства звукоизоляции: 1 – звукоизолирующее ограждение; 2 – звукоизолирующие кабины и пульты управления; 3 – звукоизолирующие кожухи; 4 – акустические экраны; ИШ – источник шума

 

Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него. Звукоизолирующая способность ограждения выражается величиной

где Рпр и Рпрош – звуковая мощность прямого и прошедшего через ограждение звука, Вт.

Звукоизоляция однослойной перегородки определяется по формуле

, дБ                                                (2.38)

где m0 – поверхностная масса перегородки, кг/м2;

 ρ – плотность материала перегородки, кг/м3;

 f – частота звука, Гц.

Перегородки выполняют из бетона, кирпича, дерева. Наиболее шумные механизмы и машины закрывают кожухами, изготовленными из стали, сплавов алюминия, пластмасс и облицовывают из нутрии звукопоглощающим материалом (рис. 2.17)

 

Рис. 2.17. Звукоизолирующий кожух: а – схема кожуха; б – конструкция кожуха электродвигателя; 1 – звукопоглощающий материал; 2 – глушитель шума; 3 – источник шума; 4 – стенка; 5 – электродвигатель; 6, 7 – каналы с глушителями для входа и выхода воздуха

 

Экранирование источников шума или рабочих мест осуществляется по схемам, приведенным на рисунке 2.18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 2.18 Экранирование источников шума: а – схема экрана;

б – расположение экранов в вычислительных центрах, в – экранирование источников механического шума; 7 – шумное оборудование; 2 – экран со звукопоглощающей облицовкой; 3 – рабочее место; 4 – дисковая пила

 

Защитные свойства экрана возникают из-за того, что при огибании прямой звуковой волной кромок экрана за ним образуется зона звуковой тени тем большей протяженности, чем меньше длина волны (выше частота звука).

Экраны надо устанавливать между источником шума и рабочим местом, если они расположены недалеко друг от друга. Звуковые экраны применяют не только на производстве, но и в окружающей среде, например, для защиты от шума транспортного потока зоны пешеходных дорожек, проходящих вдоль магистрали.

Глушители применяют для снижения аэродинамического шума. Глушители шума делятся на:

- абсорбционные (рис. 2.19), использующие облицовку поверхности воздуховодов звукопоглощающим материалом;

- реактивные (рис. 2.20) типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна 1/4 длины волны заглушенного звука;

- комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом;

- экранные (рис. 2.21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.19 – Глушители абсорбционного типа: а – трубчатый;

б – пластинчатый; в – сотовый; г – звукопоглощающая облицовка поворота; 1 – трубопровод; 2 – корпус глушителя; 3 – перфорационная стенка; 4 – стеклоткань; 5 – звукопоглощающий материал

 

Реактивные глушители широко используются для снижения шума выпуска выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (рис. 2.20).

Экранные глушители устанавливают перед устьем канала для выхода воздуха в атмосферу или его забора (вентиляционные, компрессорные установки, выброс сжатого газа и т.д.). Эффективность глушителей достигает 30 – 40 дБ.

При наличии нескольких источников суммарный уровень звукового давления определяется по следующим формулам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.20. Реактивные глушители: а – камерный; б – резонансный;

в – четвертьволновой; г – глушитель шума выпуска мотоциклетного двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.21. Экранные глушители: а – схемы глушителей; б – график для определения снижения шума глушителем; 1 – металлический лист;

2 – звукопоглощающий материал

 

Если источники звука одинаковы, т.е. каждый в отдельности создает на рабочем месте одинаковый уровень звукового давления:

,                                                       (2.39)

где L1 – уровень звукового давления, создаваемый одним источником;

  n – число одинаковых источников звука.

Если источники звука различны:

                                   (2.40)

где L1, L2, Ln – уровни звукового давления, создаваемые каждым источником.

Анализ формул 2.39 и 2.40 показывает, что при наличии в помещении одинаковых источников, удаление половины из них снижает уровень звука в помещении на 3 дБ. При наличии же в помещении источников звука, сильно различающихся по своей звуковой мощности, суммарный уровень звукового давления определяет в основном источник с наибольшей звуковой мощностью. Например, при наличии трех источников, создающих в отдельности уровень звукового давления 100, 80, 70 дБ суммарный уровень звукового давления будет равен:

дБ.                             (2.41)

Таким образом, для рационального снижения уровня шума на рабочем месте нужно удалить или заглушить наиболее шумный источник. Так, удаление источника шума в 100 дБ уменьшит уровень шума на 20 дБ.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ)

К СИЗ от шума относятся ушные вкладыши, наушники и шлемы.

Вкладыши – легкие тампоны из ультратонкого материала, вставляемые в слуховой канал. Их эффективность 5 – 15 дБ.

Наушники – плотно облегают ушную раковину и удерживаются на голове дугообразной пружиной. Их эффективность 7 – 38 дБ.

Шлемы применяют при воздействии шумов очень высоких уровней (более 120 дБ). Они закрывают всю голову, т.к. при таких уровнях шума он проникает в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку.