Методы и средства борьбы с шумом
Оценка условий труда в производственных помещениях и на отдельных рабочих местах во многом зависит от интенсивности шума и его частотной характеристики.
Предупреждение образования значительного уровня звукового давления в условиях производства должно осуществляться на стадиях конструирования технологического оборудования, проектирования, строительства и эксплуатации предприятий, а также разработки технологических процессов.
Борьба с производственным шумом осуществляется методами, обозначенными четырьмя группами:
устранение причин шума в источнике его образования;
применение организационно-технических мероприятий.
Наиболее действенным способом борьбы с шумом является уменьшение его в источнике образования путем применения технологических и конструктивных мер, организацией правильной наладки и эксплуатации оборудования.
К конструктивным и технологическим мерам, позволяющим создать механизмы и агрегаты с низким уровнем шума, относят совершенствование кинематических схем за счет:
замены зубчатых передач клиноременными или цепными; изыскания наилучших конструктивных форм для безударного взаимодействия деталей и плавного обтекания их воздушными потоками;
изменения массы или жесткости элементов конструкции машин для уменьшения амплитуд колебания и устранения резонансных явлений;
применения материалов, обладающих способностью поглощать колебательную энергию;
замены возвратно-поступательного движения деталей на вращательное, подшипников качения — подшипниками скольжения;
использования прокладочных материалов, затрудняющих передачу колебаний от одних деталей к другим.
Примером последнего может служить внедрение в практику амортизационных зубчатых колес.
Конструктивной особенностью амортизационного зубчатого колеса (рис.) является отсутствие жесткой связи между ступицей и венцом.
Рис. Амортизационное зубчатое колесо: а — амортизационная шестерня; б — венец; в — ступица; г — шайба; 1 — венец; 2,3- шайбы; 4 — ступица; 5 — болт; 6,7 — вкладыши
Крутящий момент передается резиновыми вкладышами, которые находятся между внутренними зубьями венца и ступицы. Эластичное соединение ступицы и венца препятствует передаче структурного шума и вибрации, улучшает условия зацепления и снижает аэродинамический шум.
Способы снижения шума с помощью некоторых конструктивных, эксплуатационных и наладочных мероприятий представлены в табл.
Снижение уровня шума, дБ
Ликвидация погрешностей в зацеплении шестерен
Замена прямозубых зубчатых колес на косозубые (угол наклона зубьев 20. 45 °)
Совершенствование геометрии зуба
Применение свободной посадки вместо плотной
Замена зубчатой передачи на клиноременную
Применение шумозаглушающего кожуха
Применение вязкой смазки
Замена подшипников качения на подшипники скольжения
Звукоизоляция — это комплекс мероприятий по снижению уровня шума, проникающего в помещение извне.
Ослабление шума с помощью звукоизоляции осуществляют средствами, в основе которых лежит применение акустических материалов. Эффективность звукоизоляции характеризуют коэффициентом отражения, который численно равен доле энергии звуковой волны, отраженной от поверхности ограждения, изолирующего источник шума.
К наиболее распространенным средствам звукоизоляции относят:
применение звукоизолирующих кожухов и кабин; увеличение массы преграды;
разобщение легкой строительной конструкции сплошным воздушным промежутком на отдельные части;
устранение или уменьшение жестких связей между элементами разобщенной конструкции;
заполнение воздушного пространства в двойных легких перегородках звукопоглощающими материалами;
повышение воздухонепроницаемости преграды.
Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Внутреннюю поверхность стенок кожуха рекомендуют облицовывать звукопоглощающим материалом.
Для машин, выделяющих теплоту, кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями (рис. б).
Рис. Звукоизолирующий кожух: а — схема кожуха; б — конструкция кожуха с вентиляционным устройством; 1 — звукопоглощающий материал; 2, 6, 7 — каналы с глушителями для входа и выхода воздуха; 3, 5 — источник шума; 4 — стенка
Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом. В противном случае кожух становится дополнительным источником шума.
Расчет звукоизолирующих свойств кожуха сводится к определению необходимой толщины его стенок, обеспечивающих нужное снижение шума.
В табл. приведена масса некоторых строительных конструкций и материалов.
| Материалы и конструкции | Толщина конструкций, мм | Масса 1 м 2 , кг |
| Стальной лист | 2 | 16 |
| Технический войлок | 25 | 8 |
| Железобетон | 100 | 240 |
| Пустотные пемзовые блоки | 190 | 190 |
| Стена из шлакобетона | 140 | 140 |
| Стена кирпичная толщиной: | ||
| 0,5 кирпича | 120 | 250 |
| 1 кирпича | 250 | 470 |
| 2 кирпича | 520 | 834 |
| 1,5 кирпича | 380 | 690 |
| Перегородка из досок толщиной 2 см, оштукатуренных с двух сторон | 60 | 70 |
| Перегородка из стоек толщиной 10 см, обшитых с двух сторон досками толщиной 2,5 см, оштукатуренная с двух сторон | 180 | 95 |
| Перегородка из гипсовых пустотелых камней | 110 | 117 |
| Стекло | 3 | 8 |
Для облегчения ограждающих конструкций без уменьшения звукоизолирующей способности применяют ограждения, состоящие из двух конструкций, разделенных воздушным промежутком. Воздушная прослойка создает упругое сопротивление передаче колебаний. Рекомендуемая ширина воздушной прослойки 3 . 11 см. Такая конструкция обладает хорошими звукоизолирующими свойствами в области высоких частот.
При массе 1 м 3 строительного материала конструкции до 100 кг вводят в зазор между раздельными панелями звукопоглощающий материал. При этом следует размещать его посередине зазора, где колебательная скорость частиц воздуха, а следовательно звукопоглощения, наибольшая.
Для увеличения массы легкой конструкции промежуток между двойными панелями (из досок, фанеры и т. п.) рекомендуют засыпать чистым речным песком или заполнять стекловатой. Конструкция такого типа может обеспечить звукоизоляцию до 40 дБ.
Необходимость заполнения воздушного пространства звукоизолирующими материалами зависит от массы стен. Для стен, выполненных из строительных материалов массой 1 м 3 более 200 кг, воздушные пространства шириной 5 . 10 см целесообразно оставлять незаполненными. В стенах с массой 1 м 3 100 . 200 кг мягкая прослойка прикрепляется к одной стороне. В перегородках массой 1 м 3 до 30 кг вся воздушная прослойка заполняется каким-либо звукопоглотителем.
Звукопередача из одного помещения в другое происходит не только через преграду, разделяющую это помещение, но и через примыкающие боковые стены (продольная звукопередача).
Продольная звукопередача может быть значительной, когда к тяжелой ограждающей конструкции с хорошей звукоизолирующей способностью примыкают боковые стены, выполненные из легкого строительного материала.
Проникновение шума в помещение также происходит через щели и неплотности в дверях и перегородках. Даже небольшое отверстие в стене уменьшает ее звукоизолирующую способность в области высоких частот примерно на 10 дБ. Применение уплотняющих прокладок из резины увеличивает среднюю звукоизоляцию дверей и окон на 5 . 8 дБ.
Звукопоглощение — это ослабление уровня шума, распространяющегося в помещении вследствие отражения энергии от облицовочных материалов ограждений, конструктивных частей оборудования.
Звукопоглощение характеризуют коэффициентом звукопоглощения, который представляет собой отношение энергии, поглощенной 1 м 2 поверхности, к падающей на эту поверхность энергии.
Использовать звукопоглощение целесообразно, если коэффициент звукопоглощения материала не менее 0,2.
По эффективности метод звукопоглощения намного уступает звукоизоляции.
Звукопоглощение даже с весьма высоким коэффициентом поглощения может снизить уровень шума не более чем на 8 . 10 дБ. Эффективная шумозащита требует совместного использования методов звукоизоляции и звукопоглощения.
В производственных цехах предприятий в качестве акустической обработки можно использовать плиты «Акмигран» различного типа с коэффициентом звукопоглощения 0,6. Этим достигается высокая эффективность в поглощении звуков высокой частоты.
Плитами «Акмигран» осуществляют облицовку потолка и верхней части стен с учетом того, чтобы общая площадь ее занимала не менее 60% всей площади стен и потолка помещения.
Кроме того, можно использовать звукопоглотители, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (рис.). Звукопоглотители располагают по периметру верхней части стен или развешивают равномерно к потолку на определенной высоте так, чтобы не влиять на освещение рабочих мест.
Рис. Штучные звукопоглотители
Снизить уровень шума от работы производственного оборудования можно с помощью локальных экранов. Экран представляет собой мягкую звукопоглощающую ленту, подвешенную к горизонтальной прокладке, которую крепят к вертикальным стойкам. Стойки делают стационарными или переносными. Звукопоглощающая лента состоит из брезентового материала, прикрепленной к нему простеганной ленты из стекловолокна, закрытого слоем стеклоткани, общей толщиной 40 . 50 мм или супертонкого стекловолокна, оклеенного полиамидной пленкой марки АТМ-1. Размеры звукопоглощающей ленты выбирают по размерам оборудования.
На предприятиях, когда это возможно по условиям производства, а также для облицовки защитных камер применяют разработанную Ленинградским институтом охраны труда (ЛИОТ) конструкцию перфорированных облицовок с тканью. Эффективность звукопоглощения таких облицовок составляет около 10 дБ, что соответствует уменьшению громкости звука на 30 . 50%.
Физическая сущность приведенных способов звукопоглощения заключается в том, что волокнистые пористые материалы плохо отражают звук. При падении на такой материал звуковой волны воздух, находящийся в порах, приводится в колебательное движение, которое резко тормозится большим сопротивлением, образующимся вследствие трения при его движении в мелких порах и каналах. На преодоление этого сопротивления и расходуется энергия звуковых волн. В результате отраженная волна сильно ослабевает.
Для ослабления распространения шума в обеденных залах ресторанов, кафе, столовых используют звукопоглощающие материалы современного дизайна.
Источником аэродинамического шума предприятий общественного питания является оборудование, обеспечивающее кондиционирование воздуха обеденных залов, вентиляционные системы производственных помещений, холодильное хозяйство и воздушное отопление (тепловая завеса входных дверей).
Уменьшения шума вентиляционных установок достигают хорошей балансировкой вентилятора, установкой его на одной оси с электродвигателем или на соответствующем амортизаторе в изолированные помещения. Распространение звука по воздуховодам предотвращают соединением эластичными вставками трубопровода с вентилятором.
Воздуховоды следует делать без крутых поворотов и резких изменений сечения, которые способствуют образованию завихрения и возникновению аэродинамического шума.
Для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств применяют активные и реактивные глушители. Действие активных глушителей основано на принципе поглощения звуковой энергии звукопоглощающим материалом, а реактивные — отражают ее обратно к источнику.
Наиболее простым глушителем активного типа является трубчатый глушитель (рис. а), представляющий собой перфорированный стальной воздухопровод, поверхность которого покрывают слоем звукопоглощающего материала и защитным покрытием. Ослабление шума таким глушителем пропорционально коэффициенту поглощения пористого материала, длине облицованной им части и обратно пропорционально сечению канала. Так как затухание шума возрастает с уменьшением сечения канала, для сокращения длины глушителя на практике широко используют пластинчатые глушители (рис. б), которые собирают из отдельных секций, заполненных волокнистыми материалами.
Рис. Глушители аэродинамического шума: а — трубчатый; б — пластинчатый; 1 — перфорированный стальной воздуховод; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитный кожух; 4 — звукопоглощающая пластина; 5 — каркас пластины; 6 — волокнистый материал; 7 — стальная сетка
Глушители реактивного типа применяют для снижения шума с резко выраженными составляющими.
Простейшие реактивные глушители — это глушители типа расширительных камер.
Организационно-технические мероприятия по борьбе с производственным шумом заключаются:
в правильной планировке цехов на территории предприятия;
рациональном размещении оборудования по степени шумности;
озеленении помещений широколиственными растениями, так как они способны хорошо поглощать звуки.
Хороший эффект по снижению шума достигается насаждением деревьев и кустарников на территории предприятия. Многорядовая посадка деревьев с разрывами интенсивнее поглощает звуковую энергию, чем плотная полоса без разрывов.
Если инженерно-техническими средствами не удается снизить уровень звукового давления до допустимого значения, используют индивидуальные средства защиты (наушники, антифоны и т. п.), при выборе которых необходимо учитывать такие факторы, как частотный спектр шума, требования санитарных норм по ограничению шума, удобство ношения при выполнении конкретной работы.
Источник
Виды шумов и способы защиты от них
Шум можно смело назвать одним из сильнейших раздражителей для человека. Более того, он может привести к ухудшению или потере слуха и даже к сердечно-сосудистым заболеваниям. Каждый третий житель нашей страны подвергается воздействию чрезмерного шума в повседневной жизни или на работе. Чаще всего его источником является городской или железнодорожный транспорт.
Вполне логично, что придя домой, каждому из нас хочется наконец избавиться от раздражающих громких звуков. Но это не всегда получается сделать. Часто в квартирах хорошо слышны шум работающего лифта, шаги на лестничной площадке, крики и топот соседей, звук работающего электроинструмента или телевизора за стеной. Источники шума могут быть разными, и способы борьбы с ним тоже отличаются.
Посторонние шумы иногда просто невыносимы
Виды шумов
Шумы принято делить на три вида:
- Воздушные распространяются по воздуху. Это, например, человеческая речь или звук работающего телевизора.
Туба – это тоже источник воздушного шума
- Ударные шумы – звуки от работающего инструмента или ходьбы –распространяются в твердых телах (материалах стен, пола и перекрытий) в результате механического воздействия на них.
Это ударный шум
- Структурные шумы тоже распространяются в твердых телах и являются результатом воздействия работающего оборудования или ручного инструмента на стены и перекрытия. Они слышны, если несущие конструкции здания соединены без звукоизолирующих прокладок. В результате звуки легко распространяются по конструкциям дома. К структурному можно отнести шум от работы лифта.
Так распространяется структурный шум
Ударные и структурные шумы похожи между собой. Вся разница между ними в том, что источник ударных шумов находится рядом с вами (например, сосед за стеной забивает дюбель в стену), а источник структурного шума может находиться далеко, но звук доходит до вас через структурные элементы конструкции (стены и перекрытия). Сосед забивает дюбель на первом этаже, но при плохой звукоизоляции вы его будете слышать на восьмом. Из-за схожести ударные и структурные шумы часто объединяются в одну группу.
Пути распространения шумов
У шумов есть два пути распространения:
- Прямой – передаются через смежные поверхности: стены, окна или двери. Это характерно для воздушных шумов.
- Косвенный – проникают через конструктивные элементы и инженерные коммуникации. Такое характерно для структурных шумов.
Чаще всего встречается комбинация шумов, а не отдельный их вид
Какие материалы используют, чтобы снизить уровень шума
Все материалы, использующиеся для борьбы с шумом, можно разделить на три группы:
- Звукоотражающие. Их задача – отразить звуковые волны, не дав им распространиться дальше. Такие материалы отличаются высокой плотностью и большим весом. Их типичные представители – бетон, кирпич или гипсокартон.
- Звукопоглощающие. Они должны снизить энергию звуковой волны, поглотив ее часть. Это материалы с пористой структурой и небольшим весом. Типичный представитель – акустическая минеральная вата.
- Вибродемпфирующие. Их задача – снизить передачу вибраций через структурные элементы конструкций (например, через плиты перекрытия стенам). Такие материалы должны быть упругими и долго сохранять амортизирующие способности.
Отдельно можно выделить многофункциональные материалы. Они состоят из нескольких слоев, у которых разные свойства. Они могут быть одновременно звукоотражающими, звукопоглощающими и вибродемпфирующими.
Как улучшить звукоизоляцию помещений
У строительных материалов есть показатель звукоизоляции – индекс изоляции воздушного шума Rw. Чем он выше, тем меньше воздушного шума попадает в помещение. Чтобы увеличить показатель звукоизоляции, нужно использовать дополнительную конструкцию. Но здесь есть свои особенности.
Приведем пример. У нас оштукатуренная кирпичная стена толщиной в полкирпича (140 мм) с Rw 47 дБ. Мы можем сделать ее вдвое толще, чтобы повысить этот показатель.
Теперь наша стена толщиной в кирпич (вместе со штукатуркой 270 мм), и можно предположить, что индекс изоляции увеличился вдвое до 94 дБ. На самом деле нет, показатель вырос всего на 6 дБ и достиг значения 53.
Продолжим наши усилия в том же направлении и увеличим толщину стены еще вдвое (до 520 мм вместе со штукатуркой). В результате индекс изоляции увеличится еще на 6 и составит 59 дБ.
Увеличение толщины кирпичной стены не дает нужного эффекта для борьбы с шумом
Получается, что бороться с воздушным шумом, увеличивая толщину однородного материала, неэффективно. Чтобы убрать посторонние звуки, придется возвести очень толстые стены, но тогда перекрытия не выдержат их веса.
Есть более эффективный путь – многослойные конструкции. В них чередуются слои легких звукопоглощающих и плотных звукоотражающих материалов. В результате звук, переходя из одного материала в другой, поочередно поглощается, отражается и теряет свою мощность.
Такие конструкции подходят для борьбы с шумом любого вида. При этом их вес и толщина вовсе не критичны, как в случае с толстой кирпичной стеной.
Система звукоизоляции должна гасить звуки любого вида
Как снизить различные виды шумов
Для снижения шумов разного вида используют три решения:
- Для борьбы с воздушным шумом подойдет многослойная конструкция, в которой чередуются слои пористых и плотных материалов. Мягкие и пористые материалы (например, акустическая минеральная вата) выполняют звукопоглощающую функцию, а плотные и жесткие (например, гипсокартон) – звукоотражающую.
- Для снижения ударного шума эффективны звукоотражающие материалы.
- Со структурным шумом хорошо справляются упругие материалы.
Как бороться с шумом на практике
Универсального варианта борьбы с шумом не существует. Каждый проект – индивидуальное решение. В нем учитываются уровень и характер шума, материал и характеристики стен и перекрытий, качество строительных работ, назначение помещений.
Мы предлагаем несколько вариантов для повышения звукоизоляции межкомнатных перегородок, стен, пола, потолка или всего помещения целиком.
Для каркасных межкомнатных перегородок чаще всего используют следующие системы:
- «Базовый» вариант с показателем индекса изоляции воздушного шума (Rw) 53 дБ подходит для любых помещений, к которым не предъявляют повышенных требований по звукоизоляции. В этом случае на металлический каркас из профилей, заполненный акустической минеральной ватой, крепится ГКЛ с наклеенной звукоизоляционной мембраной Липлент Зик толщиной 3,7 мм. Ее задача – отсечь акустический шум.
Базовый вариант звукоизоляции межкомнатной перегородки
- «Одинарный» вариант отличается от «Базового» тем, что мембрана Липлент Зик помещается между двумя слоями гипсокартона. Кроме того, на металлический профиль наклеивается уплотнительная лента Липлент Зик 50 толщиной 2,5 мм, чтобы уменьшить вибрационный шум. Показатель Rw системы 56 дБ.
Одинарный вариант звукоизоляции межкомнатной перегородки
- Двойная звукоизоляционная система в дополнение к предыдущему варианту предполагает монтаж двойного металлического каркаса и использование двух слоев акустической ваты. Это позволяет достичь уровня Rw в 65 дБ. Вариант подходит не только для спален и детских комнат, но и для домашних кинотеатров.
Двойной вариант звукоизоляции межкомнатной перегородки
Повысить звукоизолирующие свойства можно и в построенном обжитом доме, но значительно удобнее запланировать и реализовать эти работы до отделки дома.
Топ-5 лучших статьи
Сколько стоит звукоизоляция спальни 12 м2/детской 15 м2/кабинета 8 м2?
Вечеринки, громкие разговоры и смех хороши до поры до времени. Рано или поздно хочется уединиться в тишине, в собственной комнате.
Как звукоизолировать студию звукозаписи
Уровень децибелов в студиях звукозаписи порой зашкаливает. Репетиции, запись, сведение, озвучивание, дубляж – все это доставляет немалые неудобства соседям, если звук просачивается через стены, пол или потолок.
Что такое бутиловая лента
Бутиловая лента – это современный герметизирующий материал, который широко используется в частном и коммерческом строительстве.
Какой герметик выбрать: битумный или бутилкаучуковый?
Битумные герметики появились на рынке раньше остальных.
Герметизируем правильно: как нанести мастику
Стыки, трещины, швы ухудшают теплоизоляционные свойства здания. Через них в помещение проникают холод и влага, скапливается конденсат – источник сырости и плесени.
Нужна ли шумоизоляция багажника в автомобиле
Колесные арки и пол – самые вибронагруженные зоны в автомобиле. В отличие от седанов, где багажник отделен от салона спинками задних кресел, в универсалах, кроссоверах и хэтчбеках проблема борьбы с шумом актуальна.
Почему не стоит использовать неспециализированные материалы при шумоизоляции автомобиля
В борьбе с шумом в автомобиле все средства хороши! Так считают многие владельцы транспортных средств, которым досаждают звуки и вибрации в салоне.
Какие стандарты устанавливают требования к монтажным швам и как в них разобраться
Одно из условий длительной бесперебойной эксплуатации окон – качественные монтажные швы.
Источник
