1.2 Расчет звукоизолирующих устройств
Расчет проводят в следующей последовательности:
1 Выбираем материал ограждающей конструкции: стены, перегородки, кожуха и т.п.
2 По формулам (7.4–7.7) для конкретных условий определяем требуемую звукоизоляцию (Rтр). В случае необходимости следует учесть влияние на звукоизоляцию оконных и дверных проемов.
3 Определяем толщину материала однослойного ограждения для максимального значения требуемой звукоизоляции по формуле:
Rтр= 20·lgρ·h + 20 lg f - 47,5, (1.10)
где f- частота звука, соответствующая максимальному значению требуемой звукоизоляции.
4 Строим частотную характеристику звукоизоляции однослойного ограждения (стены, перекрытия и т.п.) толщиной h(толщина рассчитана в п. 3). Частотная характеристика звукоизоляции однослойного ограждения с поверхностной плотностью от 100 до 1000 кг/м2определяется графическим способом путем построения ломаной линии аналогичной линииАВСD, представленной на рисунке 1.1.
Координаты точек В (f ; R) определяют по графикам, представленных на рисунке 7.2 в зависимости от толщины hи поверхностной плотности материалаmn.
Построение частотной характеристики производится следующим образом: из точки Bвлево проводится горизонтальный отрезокAB, а в право проводится отрезокВСс наклоном 7,5 дБ на октаву до точкиСс ординатойR= 60 дБ; из точкиСгоризонтальной отрезокCD.
Рисунок 1.1 - Частотная характеристика однослойной звукоизоляции
Рисунок 1.2 - Зависимость координат точки B
от толщины материала (а)и его поверхностной плотности(б):
1 –1800 кг/м3; 2 – 1200 кг/м3и менее
Частотная характеристика звукоизоляции однослойной тонкой ограждающей конструкции из металла, стекла и других материалов определяется также графическим способом и имеет вид, показанный на рисунке 1.3
Рисунок 1.3 - Частотная характеристика однослойной звукоизоляции из металла или стекла
Координаты точек BиCследует определять по таблице 1.5 в зависимости от предварительно определенной толщины материала. Наклон отрезкаВАна графике следует принимать 5 дБ на каждую октаву; наклон отрезкаCDравен 8 дБ на октаву.
Таблица 1.5 - Определение координат точек В и С
|
Материал |
fв, Гц |
fс, Гц |
RВ, дБ |
RС, дБ |
|
Cталь |
6000/h |
12000/h |
39 |
31 |
|
Алюминиевые сплавы |
6000/h |
12000/h |
32 |
22 |
|
Стекло силикатное |
8000/h |
12000/h |
35 |
29 |
|
Асбестоцементные плиты |
11000/h |
22000/h |
37 |
30 |
|
Сухая гипсовая штукатурка |
19000/h |
38000/h |
36 |
30 |
5 Наносим на график частотной звукоизоляции найденные значения требуемой звукоизоляции (смотри п.3). Если значения требуемой звукоизоляции превышают частотную характеристику звукоизоляции ограждения необходимо несколько увеличить толщину ограждения до значений, при которой частотная характеристика звукоизоляции будет равна или несколько выше требуемой звукоизоляции. Для проверки соответствия необходимо для новой толщины графическим методом определить звукоизоляцию и сравнить с требуемой.
6 Определим для стальной конструкции частоту эффекта волнового совпадения формула (1.2) и сравнить ее с частотой fкр.
Снижение шума звукоизолирующими кожухами зависит от материала кожуха и его толщины, а также от облицовки внутренней поверхности кожуха звукопоглощающим материалом и может быть рассчитано по формуле:
ΔLк= ΔL+ ΔL’ , (1.12)
где ΔL- снижение шума за счет звукоизолирующей способности материала кожуха данной толщины;
ΔL’- снижение шума за счет звукопоглощающей облицовки.
Частотные характеристики снижения шума представлены на рисунке 7.4; значения координат точек А, Ви Снаходят по таблицам 7.6. и 7.7
Рисунок 1.4 - Частотные характеристики снижения шума
значения координат точек А, Ви Спо таблицам 1.6. и 1.7
Таблица 1.6 - Координаты точек А, ВиС(рисунок1.4, а)
|
fА, Гц |
ΔLA, дБ |
f B, Гц |
ΔLB, дБ |
f C , Гц |
ΔLC, дБ | |||
|
Сталь |
Алюминий |
Сталь |
Алюминий |
Сталь |
Алюминий | |||
|
|
|
5 |
300/h |
90+20lg(h·h1/l2) |
83+20lg(h1·h/l2) |
6/h1 |
50+20lg( /l) |
43+20lg(h/l) |
|
Примечание:h1- толщина стенки кожуха, м; h- расстояние между кожухом и корпусом машины, м;
l= где a– высота, bиc– размеры кожуха в плане, м; при fA>fBследует приниматьfA=fBи ΔLA=ΔLB | ||||||||
–
характерный размер кожуха, м;
Таблица 1.7 - Координаты точек А, В и С(рисунок 1.4 6)
|
fA, Гц |
ΔLA, дБ |
fB, Гц |
ΔL’B, дБ |
fc,Гц |
ΔL’C, дБ | |
|
6/δ |
0 |
60/δ или rss/δ |
|
12/h1 |
Сталь |
Алюминий |
|
0,013·rss·δ+ 20 1 ,8ΔLB |
0,013·rss·δ+20 1,5ΔLB | |||||
|
Примечание: δ - толщина звукопоглощающего слоя (выбирается в пределах 50-100 мм), м; h1- толщина стенки кожуха, м; rss - удельное сопротивление продуванию, Па.с/м2, принимается в пределах (6-15)·103; значения абсциссыfпринимается наибольшим из двух значений; при δ > 1500/rssследует принимать rss= 1500/δ . | ||||||
Формула (1.11) справедлива для сравнительно небольших расстояний между кожухом и корпусом машины, когда расстояние не превышает четверти характерного размера кожуха . Если же h >l/4 , то снижение шума кожухом следует рассчитывать по формуле:
ΔL'к=Rc + 10·lgα(1.12)
где Rc=R0+ ΔR- звукоизоляция стенкой кожуха, дБ;
R0- звукоизоляция стенкой кожуха без облицовки (определяется по рисунку 1.2), дБ;
ΔR– дополнительная звукоизоляция звукопоглощающим слоем, частотная характеристика которой приведена на рисунке 1.5;
α - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей кожуха, в расчетах принимается от 0,5 до 0,7.
Рисунок 1.5 - Дополнительная звукоизоляция ограждения при его облицовке звукопоглощающим слоем
Значения координат точек А,В, иСнаходят по таблице 1.7.
Акустическая эффективность кожуха считается достаточной для обеспечения требуемого снижения уровня звукового давления на рабочем месте, если в любой октавной полосе диапазона частот: ΔLк>Rтр.
Рисунок 1.5 - Дополнительная звукоизоляция ограждения при его облицовке звукопоглощающим слоем
Задача 1.1
Рассчитать толщину звукоизолирующего устройства, обеспечивающего снижение шума на рабочем месте до допустимых величин. Варианты заданий представлены в таблице 7.8.
Таблица 1.8 – Исходные данные к задаче 1.1
|
№ вар. |
Источник шума |
Размеры изолируемого помещения, м |
Характер изолируемого помещения |
Материал конструкции |
Плотность материала г/см3 |
Примечание |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
Участок ДСП |
36х18х6 |
Лаборатория |
Кирпич |
1,6 |
- |
|
2 |
Конвертор |
84х18х8 |
Производственное помещение |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
3 |
ДСП – 200 т |
18х6х6 |
Административные службы |
Кирпич |
1,6 |
Окна, S= 3 м2 |
|
4 |
Молотковая дробилка |
24х12х6 |
Операторская |
|
|
Наличие двери, 4 м |
|
5 |
Вентиляционная конверторного цеха |
32х24х8 |
Производственное помещение |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
6 |
Мартеновская печь 300 т |
18х9х6 |
Лаборатория |
Кирпич |
1,6 |
- |
|
7 |
Колпаковая печь |
38х21х9 |
Производственное помещение |
То же |
1,6 |
- |
|
8 |
Нагревательная печь |
18х9х6 |
Диспетчерская Служба |
|
|
Окна S=6 м2 |
|
9 |
Резка листа |
8х6х4 |
Пульт управления |
Кирпич |
1,6 |
Окна 3 м2, дверь 2 м2 |
|
10 |
Стан 450 |
15х6х6 |
Кабина наблюдения |
То же |
1,6 |
Окно S=4 м2 |
|
11 |
Участок формовки |
18х9х6 |
Конструкторское бюро |
То же |
1,6 |
- |
|
12 |
Участок очистки литья |
21х9х6 |
Производственное помещение |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
13 |
Участок бегунов |
38х18х8 |
Диспетчерская служба |
Кирпич |
1,6 |
Окно S =8 м2 |
|
14 |
Участок шаровых мельниц |
12х6х4 |
Конструкторское бюро |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
15 |
Инерционная решетка |
9х6х6 |
Административное помещение |
Кирпич |
1,6 |
Дверь S= 3 м2 |
|
16 |
Термическая печь |
21х12х8 |
Производственное помещение |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
17 |
Конверторный цех |
Наружные стены: 68х21х10 |
Заводская территория |
То же |
2,6 |
Окна S=120 м2 |
|
18 |
Конвертор емкость 350т |
21х9х 6 |
Пульт управления |
Кирпич |
1,6 |
Окно S=12 м2 |
|
19 |
ДСП 200 т |
12х9х6 |
Лаборатория |
То же |
1,6 |
- |
|
20 |
Мартеновская печь 600 т |
15х 6х6 |
Диспетчерская служба |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
21 |
Агрегат продольной резки |
21х9х6 |
Кабина наблюдения |
Кирпич |
1,6 |
Окно S=6 м2 |
|
22 |
Участок дробления ДР – 10 |
12х 9х4 |
Лаборатория |
То же |
1,6 |
- |
|
23 |
Вентиляционная конверторного цеха |
36х18х9 |
Производственное помещение |
Железобетон |
2,6 |
- |
|
24 |
Агрегат резки |
18х12х8 |
Диспетчерская |
Кирпич |
1,6 |
Окно, 20 м2 |
|
25 |
ДСП - 5 |
21х18х8 |
Лаборатория |
То же |
1,6 |
Дверь, S=3 м2и окно4 м2 |
Задача 1.2 Определить толщину стенки звукоизолирующего кожуха, который обеспечит снижение шума на постоянных рабочих местах в производственных помещениях до допустимых величин (см. таблицу 1.2). Варианты заданий представлены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Исходные данные к задаче 1.2
|
№ вар. |
Источник шума |
Геометрические размеры, м |
Материал кожуха |
Звукопоглощающий материал | ||
|
А |
В |
С | ||||
|
1 |
Осевой вентилятор |
1,2 |
1,0 |
0,7 |
Сталь |
2 |
|
2 |
Вентилятор 06-900 |
1,1 |
0,9 |
1,0 |
То же |
3 |
|
3 |
Вентилятор ВУП |
1,2 |
1,0 |
0,7 |
Алюминий |
5 |
|
4 |
Радиальный вентилятор 4-70А |
0,7 |
0,8 |
0,8 |
Алюминиевый сплав |
6 |
|
5 |
ВЦ – 4 - 75 |
1,3 |
1,0 |
0,9 |
Сталь |
7 |
|
6 |
Вентилятор ВКР |
0,9 |
1,1 |
0,8 |
Свинец |
8 |
|
7 |
Вентилятор ВВД |
1,1 |
0,8 |
0,7 |
Дюралюминий |
9 |
|
8 |
ДСП-5 |
2,5 |
2,5 |
1,8 |
Листовая сталь |
10 |
|
9 |
Редуктор |
1,1 |
1,8 |
0,6 |
Сталь |
11 |
|
10 |
ДСП – 10 |
3,2 |
3,2 |
2,5 |
Сталь |
12 |
|
11 |
Молотковая дробилка |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
Сталь |
13 |
|
12 |
Бегуны |
1,0 |
1,5 |
0,7 |
Сталь |
14 |
|
14 |
Шаровая мельница |
0,8 |
1,5 |
1,0 |
Сталь |
15 |
|
15 |
Редуктор СМ - 15 |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
Сталь |
16 |
|
16 |
Выбивная решетка |
2,4 |
1,8 |
1,4 |
Сталь |
3 |
|
17 |
Редуктор СМ – 174 |
1,6 |
1,3 |
1,1 |
Сталь |
5 |
|
18 |
Дробилка ДР –10 |
1,5 |
1,5 |
0,8 |
Сталь |
6 |
|
19 |
ДСП – 3 |
2,0 |
2,0 |
1,8 |
Сталь |
7 |
|
20 |
Вентилятор – 06-3 |
1,1 |
1,0 |
0,8 |
Дерево |
8 |
|
21 |
Редуктор |
1,3 |
1,5 |
0,7 |
Сталь |
9 |
|
22 |
Бегуны |
1,5 |
1,2 |
0,6 |
Сталь |
11 |
|
23 |
ДСП – 5 |
2,5 |
2,5 |
1,8 |
Сталь |
13 |
|
24 |
Шаровая мельница |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
Сталь |
14 |