Эффективность звукопоглощения

Задача 4.1 Расчет эффективности звукопоглощения

Облицовка внутренних поверхностей производственных помещений звукопоглощающими материалами обеспечивает значительное снижение шума. 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. Максимальное звукопоглощение достигается при облицовке не менее 60 % общей площади ограждающих поверхностей помещения (без учета площади окон).

Расчет звукопоглощения в производственном помещении, где оборудование излучает шум (L, дБ), превышающий предельно допустимый уровень, осуществляется по общепринятой методике. Для определения эффективности звукопоглощения в качестве примера необходимые исходные данные приводятся в таблице 1 и предполагается, что потолок и 80% площади стен облицованы звукопоглощающим материалом с коэффициентом звукопоглощения ам. Первоначально стены помещения выполнены из кирпича (ак = 0,035), перекрытия - из бетона (аб = 0,016). Общая площадь застекления Sо(ас = 0,027).

Таблица 1 - Исходные данные для расчета эффективности звукопоглощения

Длина	Ширина	Высота	Sо,м2	L, дБ	Частота	ам ,дБ
помещения,	помещения,	помещения,			шума,
А, м	В, м	Н, м			f,Гц
20	10	5	36	96	1000 (60)	0,90

 

Эффективность звукопоглощения  определяется по формуле:

 

 

    Где А1 и А2 – звукопоглощающая поверхность до и после акустической        обработки помещения.

Определим звукопоглощающую поверхность, м2, в производственном помещении до акустической обработки:

А1= а1 S1 + а2 . S2 +... + ап Sn,,

где а1, а2.... аn — коэффициенты звукопоглощения строительных материалов, дБ; 

S1, S2, ...Sn- площади стен, потолка, окон и т.д., м2. Звукопоглощающая поверхность в помещении, м2, после акустической обработки определяется по формуле:

А2 =a(S1+S2+Sп) (4.2)

где а - коэффициент звукопоглощения выбранного материала, дБ;

Sj, S2, S„ - площади, обработанные звукопоглощающим материалом, м2.

Звукопоглощающую поверхность находят из выражения: A=S · а

   где S - площадь потолка, стен, окон, м2;

         а- коэффициент звукопоглощения соответствующего материала.

   Чтобы найти А1, надо вычислить площадь ( S1)

       S1  = А∙ В ∙ Н   = 20·10·5  = 1000, то  

       А1 = S1 · а1

       А1 = 1000 ·0,90 = 900

    Чтобы найти  А2 , надо вычислить площадь (S2)

        S2 = 20 · 0,035· 10·  0,016· 5 · 0,027 = 0,015· 80% = 0,012

       А2 = S2 · а2

         А2 = 0,012 ·0,078 = 0,0009

          ΔL = 10 · Lg 0,0009  = log 0,000001 = 10 · 6 =  60,

                                  900

Обработка помещения считается целесообразной, если уровень шума в помещении снижается до Lпду. (78) В данном примере  акустическая обработка помещения достаточно эффективна.

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающе го материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньше ее отражается обратно в помещение. Поэтому для снижения шума в помещении проводят его акустическую обработку,   нанося   звукопоглощающие   материалы   на   внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Эффективность звукопоглощающего устройства характеризуется коэффициентом звукопоглощения а, который представляет собой отношение поглощенной звуковой энергии Епогл к падающей Епал:              

                                                   а=Епогл  ⁄ Епал

При а = 0 вся энергия отражается без поглощения, при а = 1 вся энергия поглощается (эффект «открытого окна»). Коэффициент, а зависит от частоты звуковых волн и угла их падения на конструкцию.

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо-волокнистыми, с экраном, мембранные, слоистые, резонансные и объемные. Эффективность применения различных звукопоглощающих устройств определяется в результате акустического расчета с учетом требования СНиП П-12 — 77. Для достижения максимального эффекта рекомендуется облицовывать не менее 60 % общей площади ограждающих поверхностей, а объемные (штучные) звукопоглотители — располагать как можно ближе к источнику шума.

Максимальное снижение уровня шума в отраженном поле с помощью акустической обработки внутренних поверхностей помещения практически не превышает 6...8 дБ, достигая в отдельных полосах частот 10... 12 дБ.

Акустическая обработка обязательно должна применяться в шумных цехах машиностроительных заводов, цехах ткацких фабрик, машинных залах машиносчетных станций и вычислительных центров, машинописных бюро и др.

Интересным и принципиально новым методом снижения шума является метод, связанный с созданием «антизвука», т. е. созданием равного по величине и противоположного по фазе звука. В результате интерференции основного звука и «антизвука» в некоторых местах шумного помещения можно создать зоны тишины. Особенно перспективным этот метод может оказаться в машиностроении и энергетике для подавления тональных шумов. В месте, где необходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференционного подавления шума.