Исследование уровня шума в производственных помещениях

Теоретическая часть

Цель работы: Исследовать уровень шума.

Измерения шума проводятся прибором ВШВ 003.

Звук (тон) – акустические гармонические колебания с определённой частотой. Характеризуется следующими признаками:

- частота колебаний f (Гц), т.е. числом колебаний в секунду.

- звуковым давлением  р (Па) – разность между мгновенным  давлением в волне и атмосферным.

- интенсивность или  сила звука I (вт/м²) равной потоку звуковой энергии, проходящей в единицу времени через м² площади. Закон Вебера-Фехнера – уровень ощущения звука L пропорционален логарифму интенсивности I отнесённому к интенсивности I₀ на пороге слышимости. L=10lg(I/I₀)=10lg(p²/p²₀)=20lg(p/p₀), где I, p – действующие значения интенсивности звукового давления. I₀=10^-12 вт/м², р₀=2*10^-5 Па – интенсивность звукового давления на пороге слышимости. Уровень звука оценивают в логарифмических единицах – децибелах (дБ).

Шум и его характеристики

Уровень интенсивности  шума численно равен уровню звукового  давления (УЗД). Шум – сложные  гармонические колебания, комплекс звуков разных частот. Его оценивают спектром, т.е. зависимостью УЗД от частоты. Наиболее часто шум измеряется в октавных полосах частот. Полоса характеризуется средней частотой, и соотношением этих частот ½.

Граничные частоты октавных полос.

Восприятие частоты, так же как и силы звука, относительно поэтому средней частоты октавных полос откладывается на графиках в логарифмическом масштабе.

Распространение, воздействие  и нормирование шума.

Распространение шума в  открытом пространстве. Интенсивность шума в I в точке открытого пространства: I=P_a/S, где P_a – звуковая мощность источника шума, Вт. S – площадь измерительной поверхности, окружающая источник шума, и проходящая через расчётную точку, м². Простейшей моделью источника шума является точечный источник излучающий  сферичную волну. Переходя от абсолютных величин к относительным логарифмическим уровни интенсивности шума L (дБ) от источника с уровнем звуковой мощности L_p (дБ) в точке открытого пространства можно определить так: L=L_p-10log(2π*r). Уровень шума при удвоении расстояния уменьшается на 6 дБ.

Распространение шума в  помещении с источником шума.

В помещении, где установлен источник шума, интенсивность шума в любой точке складывается из интенсивности прямого шума Iпр и отражённого от стен помещения Iотр. Отражённый шум считается диффузным, т.е. имеет одинаковую плотность звуковой энергии во всех точках помещения, а прямой шум спадает  расстоянием от источника.

Интенсивность суммарного шума I_сум=I_пр+I_отр  В помещении с источником шума. Статистическая теория звукового поля в помещении использующая аппарат теории вероятностей даёт зависимость для определения интенсивности отражённого шума: I_отр=(4*Pa)/Q;     Q=(αSn)/(1-a).  Где Q – акустическая постоянная помещения (м²), которая характеризует его способность поглощать звуковую энергию. ∝ - средний коэффициент звукопоглощения. Sn – полная площадь ограждений помещения, м².

Эквивалентный уровень  шума.

Обычно на человека действует  непостоянный шум, который оценивают  эквивалентным уровнем Lэ, то есть уровнем постоянного шума, оказывающим по энергии такое же воздействие, как и данный непостоянный.   Lэ=Li+10lg(t_i/T), где Li – составляющий уровень шума дБ при его действии за время t_i (час) при общей экспозиции шума Т.

Воздействие шума на человека. Нормирование шума.

1. Шум высоких уровней  отрицательно влияет на ЦНС,  желудок, двигательные функции,  умственную работу, зрительный анализатор. Изменяется частота и наполнение  пульса, кровяное давление, замедление  реакции, ослабляется внимание, ухудшается  разборчивость речи.

2. Снижается чувствительность  слуха, что приводит к временному  повышению порога слышимости. При  длительном воздействии шума  высокого уровня возникают необратимые потери слуха, развивается тугоухость.

Критерием риска потери слуха считается уровень 90 дБ, при ежедневном воздействии более 10 лет. Нормируемые параметры: уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука в дБ.

Уменьшение шума.

Классификация средств.

1. Уменьшение шума  в источнике возникновения.

Наиболее рациональное средство, но часто требует серьёзного конструктивного изменения машины.

2. Организационно-технические мероприятия.

Уменьшение времени воздействия  шума (ДУ).

3. Средства коллективной защиты.

А) Архитектурно-планировочные мероприятия.

Б) Конструктивные средства: кожухи, экраны, глушители, звукопоглощающие и звукоизолирующие конструкции.

4. Средства индивидуальной защиты. (СИЗ): наушники, заглушки, шлемы.

 

 

 

 

Исходные данные для  работы:

I. Открытое пространство.

1. Уровни звуковой мощности источника  шума на частоте 1000 Гц. (L_p1 дБ) = 123.

2. Расстояние от источника шума  до рабочего места R₁ = 10 м.

3. Время воздействия шума t (мин) = 240.

II. Характеристика рабочего места.

1.Постоянное рабочее место на территории предприятия. 2.Помещение с источником шума (шумное помещение). L_p1= 99 дБ.   R₂= 4 м.

3.Площадь ограждений шумного помещения Sш= 800 м².

4.Время воздействия шума t= 360 мин.

III. Характеристика рабочего места для установления нормы.

1.Постоянное рабочее место. Помещение смешное с шумным.

а)Уровень звуковой мощности источника в звуковом помещении L_p3= 104 дБ.

б)Расстояние от источника шума до разделяющей стенки R₃= 2,5 м.

в)Полная площадь ограждений шумного помещения Sсм= 270 м².

г)Площадь разделяющей стенки Sрс= 24 м².

д)Толщина разделяющей стенки lc = 0,002

е)Удельный вес материала стенки ρ = 7800 кг/м³

ж)Время действия шума t= 480 мин.

2. Помещение: управления  на производстве. Предельно допустимые  уровни шума рабочих мест: 60 дБ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая  часть.

Данные измерений шума:

1. Открытое пространство: 24 дБ

2. Шумное помещение: 42 дБ

3. Смежное помещение: 30 дБ.

I. Открытое пространство.

L=L_p-10log(2πr²)

L=123-10log(2π*100)= 95,01

Измерив показатели шума заметно превышение предельной нормы  уровня шума. Для нормирования шума нужно использовать  шумозащитный экран «тип 303»

  

Характеристика

Характеристика листа

Толщина листа - 0,5 мм

Тип покрытия - двухстороннее полиэстеровое

Лист изготовлен по ГОСТ 24045-94

Характеристика каркаса

Опора (вертикальная стойка) сделана из трубы 60×60×2,0, оцинкована и покрашена полимерным способом, поставляется с заглушкой. К опоре приварены 2а прямоугольных регулируемых фланца.

Пять балок (горизонтальных перекладин) сделаны из трубы 40×40×2,0, оцинкованы и покрашены полимерным способом.

Для крепления балок  к опоре (стойке) поставляется комплект стальных клипс.

Опоры (стойки) устанавливаются  на винтовые опоры (винтовые фундаменты) глубиной погружения до 2000 мм, для чего в комплект входит соответствующий крепеж.

Винтовые опоры (винтовые фундаменты) могут быть заменены на клиновые анкера для установки столба на существующем бетонном основании (например, на ростверке).

 

II. Шумное помещение.

L=Lp+10log(1/2πr²+4/Q)

Q=(α*S_п)/(1- α)

Q=(0,9*1000)/(1-0,9)=900/0,1=90

L=99+10log(1/2π*4²+4/90)=113,01

Измерив показатели шума заметно превышение предельной нормы уровня шума на 53,01 дБ. Для уменьшения шума необходимо использовать звукоизолирующую систему «ЗИПС-Вектор» смонтированную на стене.

«Зипс - вектор»

Состав

Панельная звукоизолирующая система ЗИПС состоит из двухслойных панелей 40мм и финишных облицовочных листов ГКЛ толщиной 12,5 мм. Панель состоит из комбинации «жесткого» слоя ГВЛ и «мягкого» слоя штапельного стекловолокна.

Размеры

Рабочий размер (без площади  гребней) панелей:  1200 х 600 мм. Толщина сэндвич-панели: 40 мм. Толщина системы с финишным слоем ГКЛ: 53 мм.

Значение дополнительной звукоизоляции при помощи панельной системы ЗИПС – вектор, дБ при частоте 1000 Гц равно 17. Суммарная звукоизоляция кирпичной перегородки, облицованной панельной системой «ЗИПС – Вектор», дБ при частоте 1000 Гц равно 72.

III. Смежное помещение.

L=L₁-R+Lα

Lα=42-30=12

L=104-2,5+12=113,5

Измерив показатели шума заметно превышение предельной нормы уровня шума на 53,5 дБ. Для уменьшения шума необходимо использовать звукоизолирующую систему ЗИПС-Модуль, смонтированная на стене.

Зипс - модуль

Состав

Панельная звукоизолирующая система ЗИПС состоит из двухслойных сэндвич-панелей толщиной 70мм и финишных облицовочных листов ГКЛ толщиной 12,5 мм. Сэндвич-панель состоит из комбинации «жесткого» слоя ГВЛ и «мягкого» слоя минерального волокна на базальтовой основе.

Отличительные особенности

• Изделие защищено патентом РФ № 2140498;
• Высокие характеристики дополнительной звукоизоляции;
• Бескаркасный способ крепления;
• Специальные виброизолирующие узлы крепления и пазогребневой стык в конструкции сэндвич-панелей.

Размеры

Рабочий размер (без площади  гребней) панелей: 1200 х 600 мм. Толщина сэндвич-панели: 70 мм. Толщина системы с финишным листом ГКЛ: 83 мм.

Физические  характеристики

Вес панели: 20,0 кг. Поверхностная  плотность системы: 37,5 кг/м2.

Значение дополнительной звукоизоляции при помощи системы  ЗИПС – Модуль, дБ при частоте 1000 Гц равно 19. Суммарная звукоизоляция перегородки облицованной панельной системой ЗИПС – Модуль при частоте 1000 Гц равно 74.

 

Вывод: шум является одним  из вредных факторов работы на предприятии. Для того чтобы нормировать шум в помещении нужно использовать звукоизолирующие конструкции, которые способны уменьшать шум в помещении. На открытой местности нужно использовать звукопоглощающее  экранирование.

 

Список литературы

1. ГОСТ 31326-2006 Шум. Руководство по снижению шума кожухами и кабинами.

2. СНиП II-12-77 ЗАЩИТА ОТ ШУМА.

3. ГОСТ 24045-94 ПРОФИЛИ СТАЛЬНЫЕ ЛИСТОВЫЕ ГНУТЫЕ С ТРАПЕЦИЕВИДНЫМИ ГОФРАМИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА.