Содержание
1. Классификация методов и средств защиты от шума
По отношению к защищенному объекту существуют методы и средства коллективной и средства индивидуальной защиты.
Средства защиты по отношению к источнику шума подразделяются на средства, снижающие шум на пути его распространения, и средства, снижающие шум в источнике возникновения. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования, подразделяются на средства, снижающие шум механического, аэро-, гидродинамического и электрического происхождения.
Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на средства, снижающие передачу воздушного шума, и средства, снижающие передачу структурного шума (распространяемого через твердые элементы).
Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические.
Борьба с шумом в источнике возникновения
Методы борьбы с механическим шумом:
замена ударных процессов безударными;
применение косозубых и шевронных передач;
подбор шестеренчатых пар по уровню шума;
замена металлических деталей деталями из "не звонких" материалов (полимерные и резиновые шестерни).
Методы борьбы с аэродинамическим шумом предусматривают уменьшение скорости истечения струи воздуха или газа, улучшение условий обтекания тел воздушными потоками.
защита шум ультразвук инфразвук
Методы борьбы с гидродинамическим шумом предполагают повышение качества обработки внутренних поверхностей гидросистем, плавное регулирование потоков в системах водоснабжения и канализации, в насосных установках.
Методы борьбы с электромагнитными шумами сводятся, в основном, к правильному подбору форм пазов ротора и статора и величины зазора между ними.
Уменьшение шума на пути распространения
Для снижения шума на пути его распространения применяют звукопоглощение, звукоизоляцию, установки глушителей шума, средства индивидуальной защиты. Покрытие стен и потолков звукопоглощающими материалами (мягкие волокнистые материалы типа войлока, поропластов) дает снижение шума на 68 дБ в области высоких частот.
Для снижения высокочастотных шумов используются также штучные звукопоглотители различных конструкций (конусы, призмы, параллелепипеды), устанавливаемые непосредственно над рабочими местами. Звукопоглощение происходит путем перевода энергии шума в тепловую за счет потерь на трение в порах материала.
Звукоизоляция применяется с целью ограничения проникновения звука из одного помещения в другое через стены, перекрытия, кожухи, кабины. Для звукоизоляции применяются тяжелые и плотные материалы с закрытыми порами. Общая звукоизоляция помещения достигается созданием ограждений (стен, полов, потолков) из кирпича, бетона, железобетона. Местная звукоизоляция осуществляется в виде кожухов, капотов, кабин, боксов, куда помещают агрегат или отдельную технологическую линию.
При невозможности укрытия источника высокочастотного шума снижение шума на рабочем месте может быть достигнуто установкой экрана между рабочим и источником шума.
Акустический экран представляет собой преграду с определенной звукоизолирующей способностью, за которой возникает звуковая тень, т.е. снижение звукового давления. Экран может быть выполнен из стирального или алюминиевого листа толщиной 1,5-2 мм, к которому присоединяется звукопоглощающая облицовка толщиною 50 мм, причем увеличение толщины не увеличивает эффект звукопоглощения. Экраны эффективны лишь для средне - и высокочастотных шумов. Звуковые волны низкочастотного шума за счет дифракции легко огибают преграду, и экранирование не дает эффекта.
Глушители шума применяют для уменьшения аэродинамического шума (системы вентиляции, воздушного отопления, компрессорные установки и пр.). Глушители бывают абсорбционными, поглощающими звуковую энергию, рефлексными (реактивными), отражающими звуковую энергию, и комбинированными.
Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ) обоснованно лишь в тех случаях, когда невозможно добиться снижения шума другими средствами. СИЗ выбирают исходя из спектра шума на рабочем месте, они бывают в виде вкладышей (мягких или жестких), в виде наушников или шлемов. Звукопоглощающим материалом в наушниках служит поролон или ультратонкое стекловолокно. Чтобы привыкнуть к наушникам, их надевают сначала на полчаса в день, затем в течение12 месяцев увеличивают время на 15-20 мин ежедневно. Высокочастотный шум наушники ослабляют до 35 дБ. Для защиты от низкочастотного шума они не эффективны. Человеческая речь, в основном состоящая из низкочастотных звуков, в наушниках слышима, в то время как производственный шум заглушается.
Постоянный рост автопарка в городах и интенсивности транспортных портов, расширение улично-дорожной сети приводят к значительному увеличению площади городских территорий с неблагоприятным акустическим режимом.
Для снижения шума на жилой территории строятся специальные шумозащитные (барьерные) здания - экраны (жилого и нежилого назначения), стенки, насыпи, эстакады, образующие акустическую тень.
Большое значение для снижения уровня шума в жилой среде имеет оформление лоджий и балконов с помощью звукопоглощающей облицовки.
Уменьшению транспортного шума (до 25 дБ) способствует применение типовых конструкций окон с повышенной звукоизоляцией за счет увеличения толщины стекол и воздушного пространства между ними, тройного остекления, уплотнения притворов, использования звукопоглощающей прокладки по периметру оконных рам. Специальные конструкции оконных блоков с устройством вентиляционных клапанов - глушителей ("шумозащитное окно") обеспечивают естественную вентиляцию помещений при одновременном снижении транспортного шума на 25-35 дБ.
Защита от ультразвука и инфразвука
При разработке технологических процессов, проектировании и эксплуатации оборудования, а также при организации рабочего места принимаются меры снижения ультразвука в рабочей зоне до нормированных значений.
Для устранения непосредственного контакта работающих с рабочей поверхностью оборудования, жидкостью и обрабатываемыми деталями применяются дистанционное управление, автоблокировка при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка деталей, нанесение контактных смазок и др.), приспособления для фиксации положения источника ультразвука или обрабатываемой детали, экранирование источника ультразвука.
В качестве СИЗ работающих от вредного воздействия ультразвука, распространяющегося в воздушной среде, применяются противошумы.
Для защиты рук от воздействия ультразвука в зоне контакта работающего с твердой или жидкой средой применяются защитные рукавицы или перчатки.
Зоны с уровнями ультразвука, превышающими предельно допустимые, обозначаются предупреждающим знаком "Осторожно! Прочие опасности!".
К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно отнести:
повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума извлечения в область слышимых частот;
повышение жесткости конструкций больших размеров;
устранение низкочастотных вибраций;
установку глушителей реактивного типа.
Традиционные методы борьбы с шумом с помощью звукоизоляции и звукопоглощения мало эффективны при инфразвуке, поэтому предпочтительным является устранение источников его образования.
2. Расчет звукопоглощающих облицовок
Задание
Определить ожидаемые уровни звукового давления, создаваемые одним источниками шума, для восьми октавных полос частот в двух расчетных точках. Уровни звуковой мощности источника шума приведены в табл.2.1 Определить требуемое снижение шума, используя значения предельного спектра (ПС).
Таблица 2.1
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
LW, дБ
99
93
91
91
89
80
78
76
Выбрать по табл.2.2 звукопоглощающее изделие или конструкцию и определить величину максимального снижения уровня звукового давления. Результаты расчетов свести в таблицу. Полученное значение максимального снижения сравнить с требуемым. Если оно окажется меньше, то выбрать другую конструкцию и вновь произвести расчет.
Таблица 2.2
Реверберационные коэффициенты различных конструкций
Изделия или конструкции
Реверберационный коэффициент звукопоглощения αобл в октавных полосах со среднегеометрической частотой, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Плиты марки ПА/О, минера-ловатные, акустические с несквозной перфорацией, размер 500х500 мм
0,02
0,03
0,17
0,68
0,98
0,86
0,45
0,2
Плиты типа акмигран, акминит, минераловатные, размер 300х300 мм
0,01
0,2
0,71
0,88
0,81
0,71
0,79
0,65
Плиты гипсовые, размер 810х810 мм, с заполнением из минераловаты
0,03
0,09
0,26
0,54
0,94
0,67
0,40
0,30
Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани
0,1
0,2
0,9
1,0
1,0
0,95
0,90
0,85
Маты из супертонкого базальтового волокна
0,28
1,0
1,0
1,0
0,9
0,81
0,97
0,96
Размеры помещения: 14х30х5
Размер источника шума: 2,5 м
Условия излучения: в полупространстве (S = 2πr2)
Рабочее место: участок точной сборки
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Lдоп, дБ
83
74
68
53
60
57
55
54
Расстояние от источника шума до расчетной точки
в зоне прямого звука: rпр=1,2 м
в зоне прямого и отраженного звука: r=4 м
в зоне отраженного звука: rотр=13 м
Фактор направленности источника шума: Ф = 1 (с равномерным излучением)
Решение
Объем помещения: V=14*30*5 = 2100 м3
Площадь стен и потолка: S = 2*14*5+2*30*5+14*30 = 860 м2
Площадь поверхности, подлежащей облицовке: Sогр= S*60% = 516 м2
Постоянная помещения на частоте 1000 Гц: B1000 = V/10 = 210 м2
Частотный множитель выбран для V>1000 м3
Постоянная помещения В =В1000· µ
Коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля выбирался согласно таблице
В/Sогр
0,2
0,4
0,5
0,6
Ψ
1,25
1,6
2,0
2,5
Тогда получаем следующие значения ,Ψ и B для восьми октавных полос частот
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
µ
0,5
0,5
0,55
0,7
1
1,6
3
6
B
105
105
115,5
147
210
336
630
1260
В/Sогр
0, 203
0, 203
0,223
0,284
0,406
0,651
1,220
2,441
Ψ
1,25
1,25
1,25
1,25
1,6
2,5
2,5
2,5
Зона прямого звука (rпр=1,2 м)
Lp = LW + 10*lg (Ф/S);
Коэффициент принимается согласно таблице
r/lмакс
0,6
0,8
1,0
1,2
1,5
2
3
2,5
2
1,6
1,25
1
r/lмакс = 1,2/2,5 = 0,48
= 3
S = 2πr2 = 9,04 м2
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Lp
94, 208
88, 208
86, 208
86, 208
84, 208
75, 208
73, 208
71, 208
11, 208
14, 208
18, 208
23, 208
24, 208
18, 208
18, 208
17, 208
Зона прямого и отраженного звука (r=4 м)
Lp = LW + 10*lg (Ф/S + 4 ψ/В);
r/lмакс = 4/2,5 = 1,6
= 1,25
S = 2πr2 = 100,48 м2
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Lp
86,786
80,786
78,461
77,670
75,326
66,253
62,520
59,091
3,786
6,786
10,461
14,670
15,326
9,253
7,520
5,091
Зона отраженного звука (rотр=13 м)
Lp = LW - 10*lg (В) - 10*lg (ψ) + 6,r/lмакс = 13/2,5 = 5,2, = 1
S = 2πr2 = 1061,32 м2
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Lp
83,819
77,819
75,405
74,358
69,737
56,757
52,027
47,017
0,819
3,819
7,405
11,358
9,737
-0,243
-2,973
-6,983
Максимальные снижения уровня звукового давления для звукопоглощающих изделий и конструкций
Плиты марки ПА/О, минера-ловатные, акустические с несквозной перфорацией, размер 500х500 мм
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αобл
0,020
0,030
0,170
0,680
0,980
0,860
0,450
0, 200
В1
10,531
15,959
105,687
1096,5
25284,0
3169,714
422,182
129,000
В/Sогр
0,020
0,031
0, 205
2,125
49,000
6,143
0,818
0,250
Ψ
1,250
1,250
1,250
2,500
2,500
2,500
2,500
1,250
-9,987
-8,182
-0,386
5,717
18,868
9,747
-1,738
-6,888
Плиты типа акмигран, акминит, минераловатные, размер 300х300 мм
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αобл
0,010
0, 200
0,710
0,880
0,810
0,710
0,790
0,650
В1
5,212
129,0
1263,3
3784,0
2199,8
1263,3
1941,13
958,286
В/Sогр
0,010
0,250
2,448
7,333
4,263
2,448
3,762
1,857
Ψ
1,250
1,250
2,500
2,500
2,500
2,500
2,500
2,500
-13,042
0,894
7,379
11,096
8,263
5,752
4,887
-1,189
Плиты гипсовые, размер 810х810 мм, с заполнением из минераловаты
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αобл
0,030
0,090
0,260
0,540
0,940
0,670
0,400
0,300
В1
15,959
51,033
181,297
605,739
8084,0
1047,636
344,0
221,143
В/Sогр
0,031
0,099
0,351
1,174
15,667
2,030
0,667
0,429
Ψ
1,250
1,250
1,600
2,500
2,500
2,500
2,500
1,600
-8,182
-3,133
0,886
3,139
13,916
4,939
-2,628
-5,619
Маты из супертонкого базальтового волокна, оболочка из декоративной стеклоткани
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αобл
0,100
0, 200
0,900
0,990
0,990
0,950
0,900
0,850
В1
57,3
129,0
4644,0
51084,0
51084,0
9804,0
4644,0
2924,0
В/Sогр
0,111
0,250
9,000
99,000
99,000
19,000
9,000
5,667
Ψ
1,250
1,250
2,500
2,500
2,500
2,500
2,500
1,250
-2,628
0,894
13,033
22,399
21,922
14,651
8,676
6,666
Маты из супертонкого базальтового волокна
f, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αобл
0,280
0,990
0,990
0,990
0,900
0,810
0,970
0,960
В1
200,67
51084,0
51084,0
51084,0
4644,0
2199,79
16684,0
12384,0
В/Sогр
0,389
99,000
99,000
99,000
9,000
4,263
32,333
24,000
Ψ
1,250
2,500
2,500
2,500
2,500
2,500
2,500
1,250
2,813
23,861
23,447
22,399
11,509
8,160
14,230
12,935
Вывод: При использовании матов из супертонкого базальтового волокна в зоне отраженного звука достигается требуемое звукопоглощение. При использовании других звукопоглотителей звуковое давление в расчетной точке превышает допустимое на 7 дБ в двух октавных полосах (250 Гц, 500 Гц). Снижения шума в зоне прямого (прямого и отраженного) звука может быть достигнуто установкой экрана между рабочим местом и источником шума
Заключение
Производственный шум является одним из неблагоприятных факторов на рабочих местах.
Анализ уровней шума в производственных помещениях показывает, что фактические величины на ряде рабочих мест превышают допустимые по санитарным нормам значения. На отмеченных производственных участках с высокими уровнями шума требуется провести шумозащитные мероприятия.
Внедрение таких мероприятий, а также обязательное использование индивидуальных средств защиты органов слуха позволит снизить вредное воздействие шума на персонал, сохранить его здоровье, будет способствовать снижению травматизма и повышению производительности труда.
Список используемых источников
1.Расчет звукопоглощающих облицовок НГТУ; Н. Новгород, 2007.9 с.
2.bgd-info. tk
3.СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки".