Шумовое загрязнение

2.2 Сетоды и средства борьбы с шумом на производстве

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;

звукоизоляция;

звукопоглощение;

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.

Таблица

Наименование мероприятий	Снижение уровня шума, дБ
Ликвидация погрешностей в зацеплении шестерен	10
Замена прямозубых зубчатых колес на косозубые (угол наклона зубьев 20...45 °)	5
Совершенствование геометрии зуба	3 ... 5
Применение свободной посадки вместо плотной	12
Замена зубчатой передачи на клиноременную	15
Применение шумозаглушающего кожуха	9 ... 15
Применение вязкой смазки	5 ... 10
Замена подшипников качения на подшипники скольжения	15

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 м2, 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 м3 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 м3более 200 кг, воздушные пространства шириной 5 ... 10 см целесообразно оставлять незаполненными. В стенах с массой 1 м3 100 ... 200 кг мягкая прослойка прикрепляется к одной стороне. В перегородках массой 1 м3 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 м2 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.