Оценка уровня шума в помещении. Расчет средств защиты от шума
Федеральное агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение
высшего профессионального
образования
Тульский
государственный университет
Кафедра аэрологии, охраны
труда и окружающей среды
Контрольно-курсовая работа
по дисциплине «Безопасность
жизнедеятельности»
на тему: «Оценка уровня
шума в помещении.
Расчет средств защиты от
шума»
Тула, 2007.
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные………………………………………………………….…..….3
1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в
расчетной точке и требуемого снижения уровней шума……………..………………………..…….4
2. Расчет звукоизолирующих ограждений,
перегородок……………………….6
3. Звукопоглощающие облицовки………………………………….………..…..7
4. Список используемой литературы……………………………………………9
Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой
мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение
вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью
площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума. Sт = 2,5м2
РАССЧИТАТЬ:
1. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ,
сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих
местах.
2. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в
ней, подобрать материал для перегородки и двери.
3. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1.
Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м,
высота - h м.
4. Снижение шума при
установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты
проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и
500Гц.
Исходные данные
Величина
|
250Гц
|
500Гц
|
Величина
|
250Гц
|
500Гц
|
LР1
|
109
|
112
|
Δ1
|
8х10^10
|
1,6х10^11
|
L Р2
|
99
|
97
|
Δ2
|
8х10^9
|
5х10^9
|
L Р3
|
95
|
98
|
Δ3
|
3,2х10^9
|
6,3х10^9
|
L Р4
|
93
|
100
|
Δ4
|
2х10^9
|
1х10^10
|
L Р5
|
109
|
112
|
Δ5
|
8х10^10
|
1,6x10^11
|
А=
|
35 м ;
|
С=
|
8м;
|
r 1 =
|
7,5 м ;
|
r3 =
|
8,0 м ;
|
r5= 14 м ;
|
В=
|
20 м ;
|
9 м ;
|
r2 =
|
11 м ;
|
r4 =
|
9,5 м ;
|
LМАКС=1,5 м
|
1. Расчет ожидаемых
уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней
шума.
Если в помещение
находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой
мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125,
250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по
формуле:
Здесь:
L - ожидаемые
октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в
зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до
акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2
(методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на
полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость.
Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi - октавный уровень звуковой мощности источника шума,
дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным
излучением принимается Ф=1; S -
площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей
источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr2
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
7,5
|
2 = 353,25 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
11
|
2 = 759,88 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
8
|
2 = 401,92 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
9,5
|
2 = 566,77 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
14
|
2 = 1230,88 м2
|
ψ- коэффициент,
учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по
графику рис.3 (методические указания) в зависимости от отношения постоянной
помещения В к площади ограждающих поверхностей помещения
В - постоянная помещения в октавных полосах частот,
определяемая по формуле , где по табл. 2 (методические указания) ; м - частотный
множитель определяемый по табл. 3 (методические указания).
м
Для 250 Гц: μ=0,55 ;
м3
Для 250 Гц: μ=0,7
; м3
Для 250 Гц: ψ=0,93
Для 250 Гц: ψ=0,85
т - количество источников шума, ближайших к расчетной
точке, для которых (*). В данном случае выполняется условие для всех 5
источников, поэтому т =5.
n- общее количество источников шума в помещении с
учетом коэффициента
одновременности их
работы.
Найдем ожидаемые октавные
уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg (
1x8x10/ 353,25 +1x8x10/ 759,88 + 1x3,2x10/ 401,92 + 1x2x10/ 566,77 +1x8x10/ 1230,88 + 4 х 0,93 х(8x10 + 8x10+
+3,2x10+2x10 +8x10) / 346,5 )= 93,37дБ
Найдем ожидаемые октавные
уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1,6x10/ 353,25 + 1x5x10/ 759,88 + 1x6,3x10/ 401,92 +
+1x
1x10/ 566,77 + 1x1,6x10 / 1230,88 + 4 х 0,85 х(1,6x10 + 5x10+
Требуемое снижение
уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по
формуле:
, где
-требуемое
снижение уровней звукового давления, дБ;
- полученные
расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
Lдоп - допустимый октавный уровень звукового давления в
изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4
(методические указания).
Для 250 Гц : ΔL = 93,37 - 77 = 16,37 дБ Для500 Гц : ΔL = 95,12 - 73 = 22,12 Дб
2.Расчет
звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие
ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных
«шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно
устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой
звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
, где
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми
источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц: дБ
Для 500 Гц:
дБ
Bи –
постоянная изолируемого помещения
В1000=V/10=(8x20x9)/10=144
м2
Для 250 Гц: μ=0,55
BИ=В1000·μ=144·0,55=79,2
м2
Для 500 Гц: μ=0,7
BИ=В1000·μ=144·0,7=100,8
м2
т - количество элементов в ограждении (перегородка с
дверью т=2) Si- площадь элемента ограждения
Sстены = ВхН - Sдвери = 20 · 9
- 2,5 = 177,5 м2
Для 250 Гц:
Rтреб.стены
= 112,4 - 77 – 10lg79,2
+ 10lg177,5 + 10lg2 = 41,9 дБ
Rтреб.двери
= 112,4 - 77 – 10lg79,2
+ 10lg2,5 + 10lg2 = 23,4 дБ
Для 500 Гц:
Rтреб.стены
= 115,33 - 73 – 10lg100,8
+ 10lg177,5 + 10lg2 = 47,8 дБ
Rтреб.двери
= 112,4 - 73 – 10lg100,8
+ 10lg2,5 + 10lg2 = 29,3 дБ
Звукоизолирующее
ограждение состоит из двери и стены, подберем материал
конструкций по табл. 6
(методические указания).
Дверь - глухая щитовая
дверь толщиной 40мм, облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм с
уплотняющими прокладками .Стена - кирпичная кладка толщиной с двух сторон в 1
кирпич.
3.3вукопоглащающие
облицовки
Применяются для снижения
интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие
облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по
данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного
максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при
применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:
В -постоянная помещения до установки в нем
звукопоглощающей облицовки.
B1 -
постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и
определяется по формуле:
A=α( Sогр - Sобл)) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей
не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний
коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой
и определяется по формуле:
Для 250Гц: α = 346,5
/ ( 346,5 + 2390 ) = 0,1266
Для 500 Гц: α
= 441 / ( 441 + 2390 ) = 0,1558
Sобл - площадь
звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 Sогр = 0,6 х 2390 = 1434 м 2 Для 250 Гц: А1
= 0,1266 ( 2390 - 1434 ) = 121,03 м2 Для 500 Гц : А1
= 0,1558 ( 2390 - 1434 ) = 148,945 м2
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого
конструкцией звукопоглощающей облицовки, м2 определяется по формуле:
- реверберационный
коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе
частот, определяемый по табл.8 (методические указания). Выбираем супертонкое
волокно,
ΔА = 1 х 1434 =1434 м 2
конструкциями,
определяемый по формуле:
Для 250 Гц : = ( 121,03 + 1434 )
/ 2390 = 0,6506 ;
В1= ( 121,03 + 1434 ) / ( 1 - 0,6506 ) =
4450,57 м 2
ΔL= 10lg
( 4450,57 х 0,93 / 346,5 х 0,36 ) = 15,21
дБ '.
Для 500 Гц : = ( 148,945 + 1434 )
/ 2390 = 0,6623 ;
В1 =(
148,945 + 1434 ) / ( 1 - 0,6623 ) = 4687,43 м 2
ΔL =
10lg ( 4687,43 х 0,85 / 441 х
0,35 ) = 14,12 дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ
выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение
уровня шума в октавных полосах частот так как:
Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой
Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой
мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение
вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью
площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума.
Sт = 2,5м2
Рассчитать:
4. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ,
сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих
местах.
5. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в
ней, подобрать материал для перегородки и двери.
6. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1.
Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м,
высота - h м.
4. Снижение шума при
установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты
проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и
500Гц.
Исходные данные:
250Гц
|
500Гц
|
Величина
|
250Гц
|
500Гц
|
LР1
|
103
|
100
|
Δ1
|
2х1010
|
1х1010
|
L Р2
|
97
|
92
|
Δ2
|
5х109
|
1,6х109
|
L Р3
|
100
|
99
|
Δ3
|
1х1010
|
8х109
|
L Р4
|
82
|
82
|
Δ4
|
1,6х108
|
1х108
|
L Р5
|
95
|
98
|
Δ5
5
|
3,2х109
|
1,6x109
|
А=
|
35 м ;
|
С=
|
9м;
|
r 1 =
|
8 м ;
|
r3 =
|
10 м ;
|
r5= 14 м ;
|
В=
|
24 м ;
|
Н=
|
9 м ;
|
r2 =
|
9 м ;
|
r4 =
|
9 м ;
|
LМАКС=1,5 м
|
1. Расчет ожидаемых
уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней
шума.
Если в помещение
находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой
мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125,
250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по
формуле:
Здесь:
L - ожидаемые
октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в
зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до
акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2
(методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на
полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость.
Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi - октавный уровень звуковой мощности источника шума,
дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным
излучением принимается Ф=1; S -
площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей
источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr2
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
8
|
2 = 402,12 м2
|
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
9
|
2 = 508,12 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
10
|
2 = 628,32 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
9
|
2 = 508,12 м2
|
|
= 2πr2 =
|
2
|
x
|
3,14
|
x
|
14
|
2 = 1231,5 м2
|
ψ- коэффициент,
учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по
графику рис.3 (методические указания) в сти от отношения постоянной помещения В
к площади ограждающих поверхностей помещения
В - постоянная помещения в октавных полосах частот,
определяемая по формуле, где по табл. 2 (методические указания) ;
μ - частотный множитель определяемый по табл. 3
(методические указания).
м
Для 250 Гц: μ=0,55 ;
м3
Для 250 Гц: μ=0,7
; м3
Для 250 Гц: ψ=0,98
Для 500 Гц: ψ=0,91
m -
количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых (*). В
данном случае выполняется условие для всех 5 источников, поэтому m=5.
n- общее количество источников шума в помещении с
учетом коэффициента
одновременности их
работы.
Найдем ожидаемые октавные
уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg (
1x2x10/402.12 +1x5x10/508.12 + 1x1x1010/628.32 +
+ 1x1.6x108/508.12
+1x3.2x1010/ 1231.5 + 4 х 0,98 х(2x10 + 5x10+1x1010+1.6x108
+3.2x109) / 415.8 )= 86.51дБ
Найдем ожидаемые октавные
уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1x1010/402.12 + 1x1.6x10/508.12 + 1x8x10/628.32 +
+1x
1.6x108/ 508.12 + 1x6.3x10 9
/ 1231.5 + 4 х 0,91х(1x1010 + 1.6x10+
+8x109+
1.6x108+6.3x109 )/529.2 )= 82.94 дБ
Требуемое снижение
уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по
формуле:
,
–
требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
- полученные
расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
Lдоп - допустимый октавный уровень звукового давления в
изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4
(методические указания).
Для 250 Гц ΔL = 86,51 - 68 = 18,51 дБ Для500 Гц: ΔL = 82,94 - 63 = 19,94дБ
2.Расчет
звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие
ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных
«шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно
устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой
звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
, где
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми
источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц: дБ
Для 500 Гц:
дБ
Bи –
постоянная изолируемого помещения
В1000=V/10=АхВхН/10=(9x24x9)/10=194,4
м2
Для 250 Гц: μ=0,55
BИ=В1000·μ=194,4·0,55=106,92
м2
Для 500 Гц: μ=0,7
BИ=В1000·μ=194,4·0,7=136,08
м2
т - количество элементов в ограждении (перегородка с
дверью т=2) Si- площадь элемента ограждения
Для 250 Гц:
Rтреб.стены
= 105,84 - 68 – 10lg106,92
+ 10lg213,5+ 10lg2 = 41,14дБ
Rтреб.двери
= 105,84 - 68 – 10lg
106,92 + 10lg2,5 + 10lg2 = 26,79 дБ
Для 500 Гц:
Rтреб.стены
= 104,16- 63 – 10lg136,08
+ 10lg213,5 + 10lg2 = 51,13 дБ
Rтреб.двери
= 104,16- 63 – 10lg136,08
+ 10lg2,5 + 10lg2 = 26,81 дБ
Звукоизолирующее
ограждение состоит из двери и стены, подберем материал конструкций по табл. 5 и
табл. 6 (методические указания).
Перегородка –
шлакобетонная панель толщиной 250 мм. Дверь - глухая щитовая толщиной 40мм,
облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм, облицованная с 2 сторон
фанерой толщиной 4 мм, с уплотняющими прокладками .
3.3вукопоглащающие
облицовки
Применяются для снижения
интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие
облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по
данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного
максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при
применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:
В -постоянная помещения до установки в нем
звукопоглощающей облицовки.
B1 -
постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и
определяется по формуле:
A=α( Sогр - Sобл) ) - эквивалентная площадь звукопоглощения
поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний
коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой
и определяется по формуле:
Для 250Гц: α = 415,8
/ (415,8 + 2742 ) = 0,132
Для 500 Гц: α
= 529,2 / ( 529,8 + 2742 ) = 0,081
Sобл - площадь
звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 Sогр = 0,6 х 2742 =1645,2 м 2
Для 250 Гц : А1
= 0,132 * ( 2742 - 1645,2 ) = 144,78 м2
Для 500 Гц : А1 = 0,081 * (2742 -
1645,2) = 88,72 м2
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого
конструкцией звукопоглощающей облицовки, м2 определяется по формуле:
- реверберационный
коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе
частот, определяемый по табл.8 (методические указания).
В качестве
звукоизолирующего материала выбираем супертонкое волокно с оболочкой из
стеклоткани и покрытием из гипсовой плиты толщиной 7 мм с перфорацией.
ΔА = 1 х 1645,2 = 1645,2 м 2
конструкциями,
определяемый по формуле:
Для 250 Гц : = (144,78 + 1645,2)
/ 2742 = 0,653 ;
В1= (144,78 + 1645,2) / (1 - 0,653) =
5155,49м 2;
В1/Sогр = 5155,49/2742=1,88
→ ψ=0,32
ΔL= 10lg (5155,49 х 0,98 / 415,8 х 0,32) = 15,79 дБ
'.
Для 500 Гц : = (88,72 + 1645,2) /
2742= 0,632 ;
В1 =( 88,72
+ 1645,2)/ ( 1 - 0,632) = 4711,74 м
2
В1/Sогр = 4711,74 /2742=1,72→
ψ=0,32
ΔL =
10lg (4711,74 х
0,91 / 529,2 х 0,32) = 14,03 дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ
выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение
уровня шума в октавных полосах частот,требуются специальные меры для снижение
уровня шума так как:
,
Для 250 Гц : 15,79 дБ < 18,51 дБ
Для500 Гц : 14,03 дБ < 19,94 дБ
4. Список используемой литературы.
1. Лабораторный практикум по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей
среды».
2. Алексеев С.П.,Казаков А.М.,
Колотиков Н.П., Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении.-М.:
Машиностроение, 1970 - 207 с.
3.Соколов Э.М., Захаров Е.И., Панфёрова И.В., Макеев А.В. Безопасность
жизнедеятельности: Учебное пособие для студентов университетов. – Тула, Гриф и
К, 2001