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

9.1.1. 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, (9.1)

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 . (9.2)

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 - 1000 Гц a =a₀, где a₀ определяется по табл. 9.1 приложения; для октавных полос 2000 – 8000 Гц 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. 9.1 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.

8.1.2. РАСЧЕТ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОМЕЩЕНИЙ

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;

a = ---------. (9.4)

^{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 = ---------, (9.5)

A

где А - эквивалентная площадь звукопоглощения, определяемая соотношением

A = 0,16 V/ T, (9.6)

где V – объем помещения, м ³;

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

S – общая суммарная площадь ограждающих поверхностей, м ².

9.1.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

Среди всего многообразия применяющихся в настоящее время конструкций звукополгощающих облицовок можно выделить три основные группы. К первой группе звукопоглощающих элементов, получивших наибольшее распространение и называющихся плоскими, относятся элементы, выполненные из материалов полной заводской готовности (плиты типа «Акмигран», ПА/С, ПА/О, и др.), а также в виде съемных кассет из перфорированных (металлических, асбоцементных, гипсовых) покрытий со звукопоглощающими слоями из ультратонкого стеклянного и базальтового волокон или минераловатных плит различных модификаций (рис.9.1). Конструктивные элементы этой группы характеризуются коэффициентами звукопоглощения, как правило, не превышающими 0,8 - 0,9, и с учетом ограниченности занимаемой ими площади в помещении обеспечиваемый такой облицовкой средний коэффициент звукопоглощения в большинстве случаев не превышает 0,5. Коэффициент звукопоглощения плоского элемента является функцией частоты звука, толщины слоя звукопоглощающего материала, угла падения звуковой волны, а для многослойных элементов еще и функцией акустических свойств защитных покрытий (ткань, пленка, перфорированное покрытие).

Перфорация

Стеклоткань

Звукопоглотитель

Ограждающая

поверхность

Рис. 9.1. Плоский звукопоглощающий элемент

Для достижения максимального поглощения рекомендуется облицовка не менее 60 % общей площади поверхностей, ограничивающих помещение.

Оценку эффективности плоских звукопоглотителей принято проводить по формуле

a₁ = [a ₀ (S _огр - S _обл) + D А ] / S _огр, (9.7)

D A = a _обл S _обл, (9.8)

где a₀ - средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей;

S _огр - общая площадь ограждающих конструкций помещения, м²;

S _обл - площадь, занятая звукопоглощающей облицовкой, м²;

D А - величина звукопоглощения звукопоглощающей облицовкой, м²;

a _обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения облицовки.

Вторую группу составляют так называемые объемные (штучные) звукопоглощающие элементы, отличающиеся повышенным (по сравнению с плоскими элементами) на 50 - 70 % коэффициентом звукопоглощения за счет дополнительного поглощения вследствие явлений дифракции звуковых волн и за счет более развитой поверхности звукопоглощения. Объемные звукопоглощающие элементы подвешиваются к конструкциям перекрытий над наиболее шумным оборудованием. Известны два типа объемных элементов: однослойные и многослойные. Первый тип представляет собой конструкцию, изготовленную из материалов жесткой, полужесткой, зернистой, ячеистой или волокнистой структуры. Многослойный элемент состоит из легкого каркаса, имеющего форму куба, призмы, пирамиды и т.п., звукопоглощающего заполнителя из рыхлых, сыпучих волокнистых материалов и защитного покрытия из ткани или пленки и перфорированного листа (рис.9.2).

Перфорация

m m m

m m m m m

m m m m m m m

m m m m m

m m m

m

Звукопоглотитель

Рис. 9.2. Объемные (штучные) звукопоглотители

Коэффициент звукопоглощения a _эо считается условным для объемных элементов, так как в отдельных октавных и третьоктавных полосах частот его значения превышают a _эо > 1.

Основной акустической характеристикой объемного элемента является эквивалентная площадь звукопоглощения А_эо, м², связанная с a_эо соотношением

А _эо = a _эо S _эо , (9.9)

где S _эо - площадь поверхности объемного элемента.

Акустические характеристики некоторых звукопоглощающих облицовок и штучных (объемных) конструкций приведены в таблице.

Т а б л и ц а 9.1. Реверберационные коэффициенты звукопоглощения a

Конструкция	Толщина, мм	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Плита ПА/О минераловатная	20	0.02	0.03	0.17	0.68	0.98	0.86	0.45	0.20
Плита ПА/С минераловатная	20	0.02	0.05	0.21	0.66	0.91	0.95	0.89	0.70
Маты из супертонкого стекловолокна	50	0.10	0.40	0.85	0.98	1.00	0.93	0.97	1.00
Минераловатная плита ПП-80	60	0.10	0.31	0.70	0.95	0.69	0.59	0.50	0.30
Супертонкое стекловолокно, гтпсовая плита (с перфорацией)	100	0.90	0.66	1.00	1.00	1.00	0.96	0.70	0.55
Объемный куб, супертонкое стекловолокно	Слоя 60	0.14	0.40	0.75	1.23	1.14	1.05	0.82	0.67

Третья группа звукопоглощающих элементов, являющаяся по существу одной из форм объемного элемента, два размера которого значительно превосходят третий, выделена в самостоятельную из-за исключительной простоты изготовления и монтажа, экономичности, удовлетворительного внешнего вида и высоких огнестойких качеств и получила название элементов кулисного типа. Объединенные определенным порядком размещения в пространстве помещения отдельные элементы образуют пространственную решетку (кулисного или кессонного вида), которую можно рассматривать как звукопоглощающую систему с распределенными параметрами (рис.3). Условные коэффициенты звукопоглощения системы поглотителей кулисного типа (приведенная к 1 м² поверхности ограждения величина звукопоглощения) достигают значе­ний 2 - 2,5, т.е. значительно превосходят по своей эффективности элементы первой группы.

 

а б

Рис.9.3. Схемы размещения звукопоглощающих элементов:

а– кулисы, б– кессоны

Почти все применяемые звукопоглощающие материалы и изготавливаемые на их основе средства звукопоглощения являются по своей структуре пористыми; их механизм поглощения заключается в превращении энергии звуковой волны в тепловую за счет вязкого трения в капиллярах пор или необратимых потерь при деформации упругого скелета. Исключение составляют специальные колебательные системы, часто выполняемые из непроницаемых гибких материалов (например, пластины, пленки), приводимые в движение под действием падающей звуковой волны. При таком движении часть энергии теряется из-за наличия внутреннего трения, сопровождающего изгибные колебания. Такие колебательные системы эффективны на низких частотах.

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Описание лабораторного стенда представлено в лабораторной работе № 8

⇐ Предыдущая32333435363738394041Следующая ⇒

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: