Як розрахувати рівні шуму охорона праці

Більшість виробничих процесів супроводжується впливом на працюючих шуму. Будь-який звук характеризується частотою коливань f, Гц, інтенсивністю І, Вт / м2 і звуковим тиском р, Па. Звуковим тиском називають додатковий тиск, що виникає в середовищі від звукових хвиль. Швидкість коливань частинок середовища залежить від миттєвого звукового тиску і акустичного опору середовища рс:

де р щільність середовища, кг / м3;

с - швидкість поширення звукових хвиль в даному середовищі, м / с.

Інтенсивність звуку визначається за середнім значенням звукової енергії, що проходить в одиницю часу через одиницю площі, перпендикулярної напрямку поширення звуку:

де / - інтенсивність звуку, Вт / м2; V - миттєва швидкість коливань, м / с.

Рівень інтенсивності звуку в децибелах (дБ) визначають за формулою:

де Іо - інтенсивність звуку на порозі чутності.

Рівень звукового тиску в децибелах визначають за формулою:

де р звуковий тиск даного звуку:

ро - звуковий тиск на порозі чутності (ро = 2-10 Па).

Рівень інтенсивності (або звуковий тиску) в децибелах не завжди відповідає фізіологічному відчуття гучності звуку, так як чутливість органу слуху людини не однакова до звуків різних частот. На рис. 5.14 наведені криві рівної * гучності звуків, тобто кожна з них поєднує точки з однаковим почуттям гучності. Кожен шумомір має стандартну характеристику "А", округлює коливання на низьких частотах відповідно до суб'єктивного сприйняття їх органом слуху людини.

Рівень звукового тиску, отриманий за влучним висловом «А» шумоміра, називають рівнем звуку, одиницею виміру якого є дБА. Шкала "А" шумоміра застосовується для орієнтовної оцінки шуму.

Весь діапазон звуків, що відчуває людина, ділиться на октавні смуги з середньогеометричними частотами від 65 до 8000 Гц, значення їх подвоюються від однієї до наступної смуги.

Мал. 5.14. Криві рівної гучності звуків.

Таблиця 5.7. Нормативні рівні звукового тиску / рівні звуку для виробничих приміщень (витяг з "ДБН 3.3.5.037-99" Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку ")

Звукоізоляція - це здатність огороджувальних конструкцій відображати і послаблювати звукову енергію, падає на них. Звукоізолююча здатність конструкцій (стіни, перекриття, перегородки, кожуха) тим більше, чим більше її поверхнева щільність, тобто маса її 1 м. Саме тому ці конструкції виготовляють з металу, товстого скла, залізобетону, цегли. На рис. 5.15 показані схематично джерела шуму (ДШ) і засоби звукоізоляції на промисловому підприємстві та можливі шляхи розповсюдження шуму з одного приміщення в інше.

Для звукопоглинання використовують здатність пористих матеріалів, таких як шлаковата, повсть, пінополіуретан, поглинати енергію звукових хвиль. Облицювання внутрішніх поверхонь приміщень або кожухів машин зменшує рівень шуму на 6 -8 дБ і більше. Крім названих матеріалів застосовують також перфоровані екрани, об'ємні підвісні поглиначі, драпірування стін тканинами і т.

Мал. 5.15. Засоби звукоізоляції на промисловому підприємстві (а) і шляхи поширення шуму з одного приміщення в інше (б): а) і - звукоізолюючі огорожі; 2 - звукоізолюючі кабіни 3 - звукоізолюючі кожухи; 4 - акустичні екрани; б) І - пряме проникнення шуму через огородження; 2 - пряме проникнення шуму через будь-який отвір в огорожі; 3 - шлях непрямої передачі шуму через паркан; 4 - передача структурного шуму від джерела вібрації через фундамент, перекриття, перегородки

Найбільший ефект щодо зниження шуму досягається поєднанням методів звукоізоляції та звукопоглинання. З цією метою, наприклад, звукоізолюючі металеві кожухи з середини облицьовують звукопоглинальними матеріалами, а огорожі роблять багатошаровими з м'якими або повітряними прошарками. На рис. 5.16 показані деякі схеми звукоизолирующих кожухів.

Для ефективного зниження шуму на шляхах його поширення встановлюють перешкоди, а саме: стіни, перегородки, кожухи, кабіни, які відображають звукову енергію.

Мал. 5.16. Схеми звукоизолирующих кожухів: а - знімного; б - розсувного; в - капотного типу; г - неоднорідною конструкції; І - стінка кожуха; 2 - звукопоглинальне облицювання; 3 - машина; 4 - виброизолирующие опори машини; 5 - виброизолирующие прокладки; 6 - глушники в отворах для циркуляції повітря; 7 - глушник в отворі для кабелю; 8 - перфорований лист або сітка. Для звукоізоляції плоских огорож (дБА) користуються такими формулами

Для огорож з бетону, цегли і подібних матеріалів, маса І м2 яких (т) 100 + +1000

Звукова енергія не тільки відбивається від огорож, а частково поглинається ними. Для ефективного звукопоглинання матеріал повинен мати наскрізну пористу структуру. Це такі матеріали як капроновое волокно, мінеральна вата, пористий полівінілхлорид, пористі тверді плити і ін. Звуковбирні властивості конструкції залежать від товщини поглинаючого шару, частоти звуку, ширини повітряного проміжку між цим прошарком і відбивної стінкою, на якій він встановлений. Звуковбирні облицювання покривають перфорованим екраном.

Посилити звукоізоляцію можна виготовленням звукопоглинальних стін з повітряним прошарком. Для стіни з подвійною перегородкою при зазорі 80 + 100 мм рівень шуму за стіною можна визначити за формулою:

де Ьф - рівень шуму перед стіною, дБ; <Второго и (¡2 соответственно масса 1 м первой и второй перегородки, кг / м2. На рис. 5.17. Приведены некоторые из конструкций двойных плоских ограждений.

Мал. 5.17. Подвійні плоскі огорожі з двох одношарових пластин, з'єднаних між собою пружними зв'язками: а - повітряним шаром; б - звукопоглинальним матеріалом; в - ребрами жорсткості, шпильками і т.п. (І - пластини, 2 - повітряний проміжок, 3 - шар ЗПМ, 4 - з'єднувальні елементи)

Максимальне зменшення енергії шуму звукопоглощающей панеллю відбувається при повітряному проміжку між нею і стіною, який становить близько І / 4 довжини хвилі за мінусом І / 2 товщини звукопоглинального шару. Тоді величина зазору, м:

b - товщина панелі (перегородки), м.

Таблиця 5.8. Звукоізолююча здатність стін і перегородок. Акустично однорідної конструкції, дБ

Панельні конструкції переважно поглинають звуки низьких частот - 200 + 400 Гц. Це пояснюється тим, що в даній області лежать резонансні частоти власних коливань панелей. Тому доцільно застосовувати звукопоглинаючі панелі тільки там, де переважають низькочастотні шуми.

Частота власних коливань панелі орієнтовно може бути визначена з виразу:

де Qi - маса одиниці площі панелі, кг / м;

/ - Повітряний зазор між панеллю і стіною, см.

Звукоізолююча здатність однорідних конструкцій стін і деяких перегородок приведена в табл. 5.8.

На відкритому повітрі і в великих приміщеннях зниження звукового тиску обернено пропорційно квадрату відстані від джерела шуму, тоді рівень звуку (звукового тиску), дБА (дБ):

де £ і - рівень звукового тиску на відстані гх від джерела шуму, г2 - відстань, на якому визначається рівень звукового тиску

Рівень звуку (звукового тиску) на відстанях більше 30 м визначається за формулою, дБА (дБ):

Приклад 1 .У ізольованому приміщенні працює вентиляційна установка з рівнем звукового тиску Ь - 105 дБА. Стіни приміщення товщиною в дві цеглини (52 см). Поверхнева щільність цегляної кладки товщиною їм становить 1640 кг / м2. Визначити можливе використання суміжного приміщення за нормами ДБН 3.3.5.037 -99 "Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку".

Приклад 2. Звукоізолюючий кожух гучного установки має ефективність Як = 25 дБА. Визначити потрібну товщину силікатного скла для глухого вікна в кожусі установки, що забезпечує звукоізоляцію Я на рівні Як.

Приклад 3. Визначити оптимальну ширину зазору між звуковбирними перфорованими панелями і стіною, щоб забезпечити умова максимального звукопоглинання. Частота шуму джерела коливань / = 600 Гц, рівень шуму Ьф = 87 дБА, швидкість звуку в повітрі з = 340 м / с, товщина звукопоглинального шару Ь = 6 см. Визначити також ефективність звукоізоляції при масі одиниці площі: панелі <2 = 10 кг / м2, стены - б?

Приклад 4. Визначити рівень звуку у вікон будинку, розташованого в 120 м під компресорної установки. Рівень звуку на відстані їм від приміщення компресорної установки становить 90 дБА.