Главная | Обратная связь
МегаЛекции

ВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА




 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 3

2. Мероприятия по снижению шума 6

2.1 Расчет эффективности средств индивидуальной защиты 9

2.2 Расчет средств снижения шума 10

Задание для выполнения практической работы 19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 27

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Шумом называется бессистемное сочетание звуков различной интенсивности и частоты, оказывающее вредное действие на организм человека.

По физической природе шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звук обусловливается механическими колебаниями в упругих средах и телах (твердых, жидких газообразных), частоты которых лежат в диапазоне от 17…20 до 20000 Гц. Соответственно этому механические колебания с указанными частотами называют звуковыми или акустическими.

Шум, как и любой звук, характеризуется частотой f, интенсивностью I и звуковым давлением р. Чем выше частота колебания, тем выше тональность шума. Чем больше интенсивность и звуковое давление, тем громче шум.

В соответствии с ГОСТ 12.1.003-88 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» шумы классифицируются по характеру спектра и временным характеристикам.

Спектр – распределение уровней шума по частотам.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные.

Широкополосным называется шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

Тональным называется шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональность шума устанавливается измерением уровней звукового давления в 1/3 октавных полосах частот, когда превышение уровня в одной полосе по сравнению с соседними составляет не менее чем 10 дБ.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.

Постоянный шум – шум, уровень звука которого изменяется по времени (за 8-часовой рабочий день или за время измерения) не более чем на 5 дБ А при измерении по временной характеристике шумомера «медленно» в свою очередь, непостоянный шум – это шум, уровень которого во времени изменяется более чем на 5 дБ А.

Непостоянные шумы подразделяются на:

• колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени;

• прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБ А и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

• импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБ АI и дБ А, измеренные соответственно на временных характеристик шумомера «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ А.



Предупреждение неблагоприятного воздействия шума на организм человека основано на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование допустимых уровней, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств и заболеваний. В качестве критерия нормирования используются предельно допустимые уровни (ПДУ) шума.

Предельно допустимый уровень шума – это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Нормирование шума производится по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости на основании Санитарных норм 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». В таблице 1 приведены нормативные уровни звукового давления и звука на рабочих местах.


Таблица 1 – Нормативные уровни звукового давления и звука на рабочих местах

Вид трудовой деятельности, рабочие места Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБ А
31,5
1. Творческая; руководящая работа с повышенными требованиями, научная, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная: в помещениях дирекции проектно- конструкторских бюро; расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема в здравпунктах
2. Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно- управленческая, измерительные и аналитические работы в лаборатории: в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещении, лабораториях
3. Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и сигналами; работа, требующая постоянного слухового контроля, операторская работа по точному графу с инструкцией, диспетчерская работа: в помещениях диспетчерской службы кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах

 

Продолжение табл. 1

4. Работа, требующая сосредоточенности, работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами: за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону; в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов, вычислительных машин
5. Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в пп.1-4 и аналогичным им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия
Тракторы, самоходные шасси, самоходные, прицепные и навесные сельскохозяйственные машины, строительно-дорожные, землеройно-транспортные, мелиоративные и другие аналогичные виды машин
6. Рабочие места водителей и обслуживания персонала автомобилей
7. Рабочие места водителей и обслуживающего персонала тракторов самоходных шасси, прицепных и навесных с/х машин, строительно- дорожных и других аналогичных машин

 

2. Мероприятия по снижению шума

 

В соответствии с ГОСТ 12.1.029-80* средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на: средства и методы коллективной защиты; средства индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на:

· средства, снижающие шум в источнике его возникновения;

· средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера воздействия подразделяются на:

 

· средства, снижающие возбуждение шума;

· средства, снижающие звукоизлучающую способность источника шума.

Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера шумообразования подразделяются на:

· средства, снижающие шум вибрационного (механического) происхождения;

· средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;

· средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;

· средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.

Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на:

· средства, снижающие передачу воздушного шума;

· средства, снижающие передачу структурного шума.

Средства защиты от шума в зависимости от использования дополнительного источника энергии подразделяются на:

· пассивные, в которых не используется дополнительный источник энергии;

· активные, в которых используется дополнительный источник энергии.

Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:

· акустические;

· архитектурно-планировочные;

· организационно-технические.

Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

· средства звукоизоляции;

· средства звукопоглощения;

· средства виброизоляции;

· средства демпфирования;

· глушители шума.

Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

· звукоизолирующие ограждения зданий и помещений;

· звукоизолирующие кожухи;

· звукоизолирующие кабины;

· акустические экраны, выгородки.

Средства звукопоглощения в зависимости от конструкции подразделяются на:

 

· звукопоглощающие облицовки;

· объемные (штучные) поглотители звука.

Средства виброизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

· виброизолирующие опоры;

· упругие прокладки;

· конструкционные разрывы.

Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

· абсорбционные;

· реактивные (рефлексные);

· комбинированные.

Архитектурно-планировочные методы защиты от шума включают в себя:

· рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов;

· рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов;

· рациональное размещение рабочих мест;

· рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортныхсредств и транспортных потоков;

· создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека.

Организационно-технические методы защиты от шума включают в себя:

· применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.);

· оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля;

· применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;

· совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;

· использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях.

Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:

· противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;

· противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;

 

· противошумные шлемы и каски;

· противошумные костюмы.

 

2.1 Расчет эффективности средств индивидуальной защиты

 

Применение средств индивидуальной защиты целесообразно в тех случаях, когда активные методы не обеспечивают желаемого акустического эффекта, либо являются неэкономичными, а также в период разработки основных мероприятий по шумоглушению.

Средства выбирают в зависимости от величины требуемого снижения уровней шума Lmp таким образом, чтобы для каждой октавной полосы акустическая эффективность средств защиты Lиз была бы больше величины Lmp. Акустическая эффективность средств индивидуальной защиты от шума представлена в таблице 2.

 

Таблица 2 – Акустическая эффективность средств индивидуальной защиты от шума, дБ

Тип противошумов Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
Наушники:
ВЦНИИОТ- 2М
ВЦНИИОТ- 4 М
ВЦНИИОТ-А1
ВЦНИИОТ-1
ВЦНИИОТ- 7И
Шумозащитное оголовье:
ШЗО- 1
Противошумная каска                
ВЦНИИОТ-2
Вкладыши:
Антифоны
Беруши
«Грибок» или «Лепесток»
Неопреновые втулки
Гарнитур шумозащитный:
ГШ- 1

 


Уровень шума в расчетной точке после введения какого-либо мероприятия по шумоглушению Lp определяется по формуле:

(1)

где L - уровень шума в расчетной точке до введения мероприятия по шумоглушению, дБ;

Lш - акустическая эффективность шумозащиты (для средств индивидуальной защиты Lш=Lсиз), дБ.

 

2.2 Расчет средств снижения шума

 

Акустическая обработка помещений. Под акустической обработкой помещения понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы.

Акустическая обработка помещений применяется в тех случаях, когда требуемое снижение Lтр шума превышает 1 – 3 дБ не менее чем в трех октавных полосах или 5 дБ хотя бы в одной из них.

Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и в верхних частях стен при высоте помещения не более 6 – 8 м таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляла не менее 60 % общей площади ограничивающих поверхностей. Они могут располагаться как непосредственно на ограничивающих поверхностях, так и на некотором расстоянии от них, образуя воздушный зазор.

Звукопоглощение в помещении характеризуется величиной В, называемой постоянной помещения и определяемой по формуле:

(2)

где В1000 – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, м2. Находится в зависимости от объема V и типа помещения (табл. 3);

m – частотный множитель (табл. 4).

 


 

Таблица 3 – Значение постоянной помещения В1000

Тип помещения Описание помещения В1000
С небольшим количеством людей V/20
С жёсткой мебелью и большим количеством людей, или небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты…) V/10
С большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения зданий управления, залы конструкторских бюро, аудитории учебных заведений и т.п.) V/6

 

Таблица 4 – Значение частного множителя

Объём помещения V, м3 Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
До 200 0,8 0,75 0,7 0,8 1.4 1,8 2,5
Свыше 200 до 1000 0,65 0,62 0,64 0,75 1,5 2,4 4,2
Свыше 1000 0,5 0,55 0,55 0,7 1,6

 

Величина снижения уровней звукового давления в результате акустической обработки помещения определяется из выражения (дБ):

(3)

где В – постоянная помещения до его акустической обработки, м2;

В1 – постоянная помещения после акустической обработки, м2

(4)

где А1 – эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой, м2

(5)

где αср – средний коэффициент звукопоглощения помещения до его акустической обработки (табл. 5),

S – общая суммарная площадь ограничивающих помещение поверхностей (без учета пола помещения), м2,

Sобл – площадь звукопоглощающей конструкции, м2

α1 – средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения:

(6)

где ΔА – величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м2

(7)

где αобл – коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции (табл.6). Выбирается самостоятельно.

 

Таблица 5 – Средний коэффициент звукопоглощения (αср) в помещении

Тип помещений Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Машинные залы, испытательные стенды 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,09 0,09 0,09
Механические, металлообрабатывающие цеха и т.д. 0,1 0,1 0,11 0,11 0,11 0,12 0,13 0,13
Цеха деревообрабатывающей промышленности 0,11 0,11 0,12 0,12 0,14 0,14 0,14 0,14
Помещения управления 0,13 0,13 0,13 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14

 

Таблица 6 – Коэффициенты звукопоглощения акустических материалов и конструкций

Материал, конструкция   Воздушный зазор, мм Коэффициенты звукопоглощения на частотах Средний
коэффициент
Минераловатные плиты жесткие «Акмигран» 0,05 0,11 0,3 0,85 0,9 0,78 0,72 0,75 0,7
0,07 0,2 0,71 0,83 0,81 0,71 0,79 0,80 0,76
0,08 0,36 0,77 0,88 0,78 0,77 0,62 0,65 0,8
0,10 0,48 0,71 0,7 0,79 0,77 0,62 0,65 0,75
«Акминит» 0,06 0,08 0,27 0,67 0,83 0,83 0,78 0,80 0,65
0,10 0,24 0,7 0,82 0,75 0,8 0,75 0,78 0,77
0,12 0,51 0,69 0,64 0,77 0,87 0,78 0,80 0,75

 

Продолжение табл. 6

То же полужёсткие ПА/О (окрашенные и перфорированные)                    
0,01 0,03 0,17 0,68 0,98 0,86 0,45 0,50 0,67
0,03 0,05 0,42 0,98 0,9 0,79 0,45 0,52 0,77
0,08 0,20 0,52 0,98 0,89 0,8 0,45 0,55 0,8
                   
Асбестоцементные перфорированные плиты • с минерало-ватной плитой ППМ-80 • с супертонким стекловолокном и стеклотканью Э-0,1                    
                   
                   
                   
0,08 0,23 0,75 0,91 0,82 0,6 0,5 0,87
                   
                   
0,20 0,3 0,63 0.86 0,72 0,54 0,45 0,4 0,69
0,30 0,98 0,9
                   

Звукоизолирующие ограждения. Звукоизоляция достигается созданием герметической преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, кабин, кожухов, выгородок, экранов.

Звукоизолирующая способность преграды R, измеряемая в дБ, зависит от физических параметров материалов и конструктивных размеров ее элементов. Данные звукоизолирующие способности однослойных преград приведены в таблице 7.

Требуемая звукоизолирующая способность ограждения Rтp, обеспечивающая в помещении, смежном с шумным, выполнение нормативных требований, определяется из выражения:

(8)

где LS – суммарный октавный уровень звукового давления всех источников шума в помещении, дБ;

(9)

где L1, L2, L3 – уровни звукового давления в расчетных точках, дБ.

В – постоянная помещения, смежного с шумным, м2;

So – площадь ограждения, общего для шумного и изолируемого помещения, м2;

LN – допустимые октавные уровни звукового давления в изолируемом помещении, дБ (табл. 1).

Уровень шума в изолируемом помещении Lиз, дБ, определяется из формулы:

(10)

где Ro – звукоизолирующая способность реально выбранной конструкции ограждения по таблице 7, дБ.

 

Таблица 7 – Звукоизолирующая способность стен и перегородок акустически однослойных конструкций, дБ

Материал, конструкция Толщина, мм Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
Кирпичная кладка (1 кирпич)
(2 кирпича)
Виброкирпичная панель
Железобетонная плита
Гипсобетонная плита
Шлакобетонная панель
Древесностружечная плита
Фанера
Стеклопластик
Сталь

 

Продолжение табл. 7

Стальной лист с покрытием из минераловатных плит толщиной 70 мм 1,5
Дюралюминиевый лист с покрытием из минераловатных плит толщиной 80 мм

 

Звукоизолирующие кожухи. Одним из эффективных способов уменьшения шума является заключение источника в звукоизолирующий кожух.

Требуемая звукоизолирующая способность стенок кожуха (Rmр. кож) определяется из формулы:

(11)

где DLтр. – требуемое снижение уровней шума, дБ:

(12)

где LS – суммарный октавный уровень звукового давления всех источников шума в помещении, дБ (формула 9);

LN – допустимые октавные уровни звукового давления в изолируемом помещении, дБ (табл. 1).

Sk – площадь поверхности кожуха, м2;

Su – площадь воображаемой поверхности, вплотную окружающей источник шума, м2.

Конструкцию ограждения кожуха подбирают таким образом, чтобы его звукоизолирующая способность была для каждой октавной полосы больше требуемой, т.е. Rкож ³ Rтр. кож.

Уровень шума в расчетной точке после установки кожуха на источник шума Lk , дБ, рассчитывается по формуле:

(13)

где LΣ уровень шума в расчетной точке до установки кожуха (формула 9), дБ;

Rкож звукоизолирующая способность реальной конструкции стенок кожуха, дБ (табл. 7).

 

Звукозащитные кабины. Представляют собой локальное средство шумозащиты, устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на длительный срок изолировать человека от источника шума.

Требуемую звукоизолирующую способность кабины определяют по формуле:

(14)

где LΣуровень шума в расчетной точке до установки кабины (формула 9), дБ;

В – постоянная помещения кабины, определяется из формулы 2;

S – площадь ограждений, через которые шум проникает из шумного помещения (суммарная площадь ограждающих поверхностей кабины, за исключением пола), м2,

(15)

где а – длина, м;

b – ширина, м;

h – высота кабины, м;

LNдопустимые значения уровней звукового давления (табл. 1).

Реальную конструкцию ограждения кабины выбирают таким образом, чтобы ее звукоизолирующая способность Rкаб (табл. 7) в каждой октавной полосе была более требуемой, т.е. Rкаб ³Rтр. каб.

Уровень шума в кабине определяется из выражения:

 

(16)

где LΣуровень шума в расчетной точке до установки кабины, дБ (формула 9);

Rкабзвукоизолирующая способность реальной конструкции стен кабины.

Акустические экраны. Одним из средств снижения шума в производственных помещения с шумным технологическим оборудованием является применение акустических экранов.

Экраны применяются для ограждения источников шума от соседних мест, либо для отгораживания частей помещения с малошумным технологическим оборудованием от сильных источников шума (рис.1).

Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500 Гц; вогнутые экраны различной формы (П-образные, С-образные и т.д.) обладают эффективностью также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц.

 

Рис. 1. Акустическое экранирование:

1 акустический экран; 2 основание; 3 рабочее место; 4 источник шума

 

Эффективность экранов прямоугольной и круглой формы для точек, лежащих на их оси, ориентировочно можно определить по формуле:

(17)

где l1,l2 расстояния от плоскости экрана соответственно от источника звука и точки приема, м;

r1,r2 расстояние от края экрана соответственно до источника звука и точки приема, м:

(18)

(19)

где d=(аmin–1) при условии, что рабочее место находится на высоте 1 м от пола (рис.1);

аminминимальный размер экрана, м.

Установлено, что эффективность экрана не одинакова вдоль его плоскости, максимум находится на расстоянии amin/4 от оси экрана. Поэтому оптимальное расстояние l следует выбирать таким образом, чтобы выполнялось соотношение:

 

(20)

Эффективность экрана в зоне максимума определяется по формулам:

- для частот до 1000 Гц включительно:

(21)

- для частот выше 1000 Гц

(22)

где f – частота, Гц;

с = 340 м/с скорость звука в воздухе.

Уровень звукового давления в расчетной точке после установки экрана рассчитывается по формуле:

(23)

где LΣуровень шума в расчетной точке до установки кабины, дБ (формула 9);

∆Lэ – эффективность экрана (формула 21, 22).

 

 


 

Задание для выполнения практической работы

Уровни звукового давления до применения методов снижения шума для всех заданий выбрать в таблице 8.

Таблица 8 – Уровни звукового давления до применения методов снижения шума

Категория изолируемого помещения Уровни звукового давления в расчётной точке L, дБ
Источники шума Среднегеометрическая частота, Гц
Помещение управления L1
L2
L3
Лаборатория L1
L2
L3
Конструкторское бюро L1
L2
L3
Помещение для программистов вычислительных машин L1
L2
L3
Помещение диспетчерской L1
L2
L3

 


 

Задание 1. Рассчитать конструкцию звукоизолирующей перегородки для помещения, указанного в таблице 9. Результаты расчетов представить в виде таблицы 10.

Таблица 9 – Исходные данные

Вариант
Категория изолируемого помещения Конструкторское бюро Помещение управления Помещение диспетчерской Помещение лаборатории Помещение для программистов вычислительных машин
Уровни звукового давления в расчётной точке L, дБ Выбирается из таблицы 8 в соответствии с категорией изолируемого помещения
Размеры изолируемого помещения, м а × b × h 10×10×5 15×8×4 10×5×4 8×6×4 10×10×6 10×10×5 10×15×5 8×10×5 20×20×4 40×30×5
Размеры смежного ограждения, м а × h 10×5 8×4 5×4 4×6 10×6 10×5 10×5 8×5 20×4 30×5

 

 


 

Таблица 10 – Результаты расчета конструкции звукоизолирующей перегородки





©2015- 2017 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов.