Защита от шума

Для защиты от многочисленных источников шума как в быту, так и на рабочих местах в настоящее время используются разнообразные методы. Рассмотрим некоторые из них.

Звукопоглощение

В замкнутом пространстве уровень шума определяется как прямой волной, идущей непосредственно от источника шума (ИШ), так и совокупностью волн, отраженных от всех поверхностей в помещении. Подобное звуковое поле называется диффузным, и его уравнение имеет следующий вид

, (4.9)

где L_p – уровень звуковой мощности, дБ;

S(r) – площадь поверхности, через которую на расстоянии r проходит звуковая энергия источника шума, м²; если r меньше наибольшего размера ИШ, то S(r) – площадь геометрически подобной поверхности, проходящей через расчетную точку; если r больше наибольшего размера ИШ, то S(r) определяется по соотношению

S(r)=W × r²; (4.10)

W – телесный угол, в который излучает источник, стерад.; W =4p – если ИШ уединенный; W =2p – если ИШ находится на поверхности (например, на полу), W =p – если ИШ находится у стены, и W =p /2 – если ИШ находится в углу комнаты;

Ф – фактор направленности излучения, задается в паспорте ИШ в виде диаграммы направленности излучения, в виде таблицы или математического соотношения; если значение Ф неизвестно, то принимают Ф=1;

В – постоянная помещения;

; (4.11)

. (4.12)

Здесь S_i – площадь звукоотражающей поверхности, имеющей коэффициент звукопоглощения a _i; значение a _i зависит от вида звукопоглощающего материала и частоты f акустических колебаний.

При использовании звукопоглощения для снижения шума стараются максимально уменьшить отраженные волны. При этом второе слагаемое, стоящее в формуле (4.9) под знаком логарифма, стремится к нулю. Это достигается путем обработки возможно большей площади отражающих поверхностей материалами, имеющими коэффициент звукопоглощения a близкий к 1 (акустическая обработка). Если до акустической обработки постоянная помещения была равна В₁, а после нее – В₂, то в расчетной точке шум уменьшился на

, дБ. (4.13)

Разделим числитель и знаменатель (4.12) на Ф/S(r) и назовем акустическим отношением величину

. (4.14)

Тогда соотношение (4.13) можно переписать в виде

, дБ, (4.15)

а (4.9) – представить в виде:

D L= L_p+10× lg[Ф/S(r)] +10× lg[ 1+М] , дБ. (4.16)

Поскольку звукопоглощение – весьма дорогой метод, то на основе анализа (4.16) можно сделать вывод, что использовать его для снижения шума следует только в том случае, если М>>1, что возможно лишь в зоне отраженного звука, т.е. на значительном расстоянии от рабочих мест. Например, если исходное значение М=1, то за счет звукопоглощения шум можно уменьшить максимум на 3 дБ, а если исходное значение М=0,12, то уменьшение шума за счет звукопоглощения будет вообще незаметно! Покажем это на примере решения задачи.

ЗадачаВ помещении размером А×В×С=10×7×4 м у боковой стены расположен постоянно работающий принтер размером 0,7×0,3×0,1м. Спектр уровней звуковой мощности принтера приведен в табл. 4.5.

Таблица 4.5