Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Цели и задачи работы
Цель работы: выработать у студентов знания в области оценки шумового режима в жилых зданиях от источников внешнего шума, оценивать их соответствие санитарным нормам и разрабатывать мероприятия по защите от шума.
Основные задачи:
1. изучить нормируемые параметры постоянного шума;
2. рассчитать октавные уровни звукового давления в расчетной точке;
3. оценить превышение расчетного уровня звукового давления над нормативным;
4. оценить эффективность защиты источников внешнего шума.

Основные теоретические сведения
Основными источниками внешнего шума в городах являются транспортные потоки, промышленные и энергетические предприятия и их отдельные установки.
Основными характеристиками источников внешнего шума для промышленных и энергетических предприятий являются уровни звуковой мощности LР экв в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц и фактор направленности излучения в направлении расчетной точки Ф (Ф = 1, если фактор направленности не известен).
Расчетные точки на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам и другим зданиям, следует выбирать на расстоянии 2 м от фасада здания, обращенного в сторону источника шума и на высоте 12 м от поверхности земли; для малоэтажных зданий — на уровне окон последнего этажа.
Нормируемыми параметрами постоянного шума в расчетных точках являются уровни звукового давления Lдоп, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
Допустимые уровни звукового давления Lдоп, дБ в помещениях жилых, общественных и производственных зданий следует принимать по таблице 1 СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003.
Для защиты жилого района от источников внешнего шума следует принимать следующие меры:
1. устройство шумозащитных кожухов на источники шума;
2. использование шумозащитных экранов в виде естественных или искусственных элементов рельефа местности: откосов выемок, насыпей, стенок, заборов, галерей, а также их сочетание (например, насыпь + стенка).
Для жилых районов в городской застройке наиболее эффектным является расположение шумозащитных зданий в виде экранов, защищающих от источников шума внутриквартальное пространство.
В качестве зданий-экранов могут использоваться здания нежилого назначения: магазины, гаражи, предприятия коммунально-бытового обслуживания; однако эти здания, как правило, имеют не более двух этажей, в силу чего их экранирующий эффект невелик. Наиболее эффективны многоэтажные шумозащитные жилые и административные здания.
В качестве шумозащитных жилых зданий могут выступать:
1. здания со специальным архитектурно-планировочным решением, предусматривающим ориентацию в сторону источника внешнего шума подсобных помещений квартир (кухни, ванные комнаты, санузлы), внеквартирных коммуникаций (лестнично-лифтовые узлы, коридоры), а также не более одной комнаты в квартирах с тремя жилыми комнатами и более;
2. здания с шумозащитными окнами на фасаде, обращенном в сторону магистрали, обеспечивающими требуемую защиту от шума.
Для обеспечения максимального эффекта экранирования шумозащитные здания должны быть достаточно высокими и протяженными и находиться как можно ближе к источнику шума. Они должны располагаться на минимальном расстоянии от магистральных улиц и железных дорог с учетом градостроительных норм и звукоизоляционных характеристик наружных ограждающих конструкций.
По акустической эффективности здания-экраны превосходят такие средства, как экранирующие сооружения в виде кавальера, экраны-стенки или полосы зеленых насаждений. Это позволяет рационально использовать городскую территорию за счет уменьшения разрывов между источниками внешнего шума и жилой застройкой.

Аккустический расчет уровней звукового давления
Основным источником внешнего шума на территории предприятия N является конвейер, транспортирующий горную породу. Высота конвейера Ни.ш.= 5 м, протяженность — 37 м. На расстоянии 270 м от источника шума расположены жилые пятиэтажные дома, в жилых комнатах которых следует определить уровни звукового давления.
Расчетная схема акустического расчета показана на рисунке 1.

Рисунок 1 — Расчетная схема акустического расчета
B соответствии с п.12.3 СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 расчетная точка РТ на территории жилой застройки выбрана на расстоянии 2 м от окна жилой комнаты, ориентированной в сторону источника шума. Высота расчетной точки — 12 м от поверхности земли [1]. Кратчайшее расстояние от источника шума до расчетной точки r = 270 м.
Между источником шума и расчетной точкой расположен сквер с растительностью в виде газонной травы и отдельно стоящих редких деревьев, а также автодорога местного значения с невысокой интенсивностью (менее 200 автомобилей в час).
Необходимо расчитать:
1. Октавные уровни звукового давления L, в расчетной точке, создаваемые источником шума – транспортерным конвейером.
2. Уровни звукового давления в жилых помещениях жилого здания Lпом.
3. Превышение расчетного уровня звукового давления над нормативным ΔL.
4. Предельно-допустимые уровни звуковой мощности оборудования Lp ПДУ.
5. Предложить мероприятия по снижению шума до допустимых величин.
Определение октавных уровней звукового давления в расчетной точке
Октавные уровни звукового давления L (дБ) в расчетной точке от одного источника шума следует определять по формуле 12 [1]:
L = Lp_ – 15lgr + 10lgФ – βа·r /l000 – 10lgΩ,
(1)
где Lp — октавный уровень звуковой мощности оборудования — источника шума, дБ; принимается по 8 октавным полосам, табл. 1;
r = 270 м – расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки; за акустический центр источника шума, расположенного на поверхности, принимается проекция его геометрического центра на поверхность (см. рис. 1);
Ф — фактор направленности источника шума; для ненаправленного источника шума Ф =1;
βа — коэффициент поглощения звука в воздухе, дБ/км; при расстоянии r более 50 м принимается по таблице 2;
Ω — пространственный угол (в стерадианах), в который излучается шум; для источника шума, расположенного на поверхности территории = 2 ; численное значение величины 10lgΩ составляет 8 дБ.
Таблица 1
Среднегеометрические частоты октавных полос, f, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Октавный уровень звуковой мощности оборудования Lp, дБ 110 110 110 110 110 105 100 100
Таблица 2
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Коэффициент поглощения звука в воздухе, βа, дБ/км 0 0.7 1,5 3 6 12 24 48
Результаты расчетов по формуле (1) сводим в таблицу 4.
Расчет уровней звукового давления внутри жилого помещения
Ожидаемые уровни шума внутри жилого помещения могут быть определены по формуле:
Lпом = L — ΔLок,
(2)
где L – октавный уровень звукового давления, рассчитанный по формуле (1);
ΔLок — снижение шума конструкцией окна в октавных полосах. Обычно при расчетах в качестве ΔLок принимают снижение шума окном при открытой форточке (узкой створке, фрамуге), как это требуется санитарными нормами [2] из условий вентиляции жилых помещений. В расчетах принимаем ΔLок = 15 дБ.
Результаты расчетов по формуле (2) сводим в таблицу 4.
Определение превышения уровня звукового давления над нормативным, дБ
Согласно п. 8.4 [1] превышение (или требуемое снижение) октавных уровней звукового давления ΔLтр, дБ в расчетной точке на территории от каждого источника шума следует определять по формуле:
ΔLтр = Lпом — Lдоп + 10lgn,
(3)
где Lпом – уровни звукового давления внутри жилого помещения, расчитанные по формуле (2), дБ;
Lдоп — допустимый нормативный октавный уровень звукового давления, дБ; определяют по таблице 3.
n — общее число источников шума, учитываемых при расчете суммарного уровня в расчетной точке; в расчете n = 1.
Результаты расчетов по формуле (3) сводим в таблицу 4.
Таблица 3 — Допустимые уровни проникающего шума [1, 2]
№ пп Назначение помещений Время суток Допустимые уровни звукового давления Lдоп, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Допустимые уровни звука LА доп и эквивал. уровни звука LА доп экв, дБА
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1. Жилые комнаты квартир: 7 — 23 ч. 63 52 45 39 35 32 30 28 40
23 — 7 ч. 55 44 35 29 25 22 20 18 30
Определение предельно-допустимых уровней звуковой мощности оборудования Lp ПДУ, дБ
Предельно-допустимые уровни звуковой мощности оборудования Lp ПДУ рассчитываются по формуле:
Lp ПДУ = Lp – ΔLтр,
(4)
где Lp – октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ; принимается по табл. 1;
ΔLтр – превышение уровней шума над нормативным, рассчитанное по формуле (3).
Результаты расчетов по формуле (4) сводим в таблицу 4.
Таблица 4 — Результаты акустического расчета
Среднегеометрические частоты октановых полос, f, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Октановый уровень звуковой мощности оборудования Lp, дБ 11 110 110 110 110 105 100 100
15lgr 36,5 36,5 36,5 36,5 36,5 36,5 36,5 36,5
10lgФ 0 0 0 0 0 0 0 0
Численное значение βar/1000 0 0,19 0,41 0,81 1,62 3,24 6,48 12,96
10lgΩ 8 8 8 8 8 8 8 8
Октановые уровни звукого давления в расчетной точке L, дБ 65,5 65,3 65,1 64,7 63,9 57,3 49 42,5
Октановые уровни звукового давления Lпом = L — 15, дБ 50,5 50,3 50,1 49,7 48,9 42,3 34 27,5
Допустимые уровни звукового давления Lдоп, дБ 63 52 45 39 35 32 30 28
Превышение уровня звукового давления ΔLтр, дБ — — 5,1 10,7 13,9 10,1 4 —
Предельно-допутимые уровни звуковой мощности оборудования Lр ПДУ, дБ 110 110 104,9 99,3 96,1 94,9 96 100
Вывод. Шум, создаваемый конвейером в расчетной точке превышает допустимое значение на 13,9 дБ на частоте 1000 Гц.
Мероприятия по снижению шума до допустимых величин
Так как шум, создаваемый конвейером в расчетной точке превышает допустимое значение на 14 дБ на частоте 1000 Гц, в качестве шумозащитного мероприятия целесообразно применить звукоизолирующий кожух.
Кожух следует выполнять из листовых конструкционных материалов, устойчивым к динамическим ударам, производимым перемещаемой горной породой. Современеные листовые материалы обладают коэффициентами звукопоглощения αобл на частоте 1000 Гц в среднем 0,8 -1, и вполне способны обеспечить снижение уровня шума на 20 дБ и более (табл. 5).
К таким современным листовым материалам, можно отнести звукоизоляционные плиты INDUSTRIAL BATTS 80 плотностью 80 кг/м2 , толщиной 50 мм.
Таблица 5 — Коэффициенты звукопоглащения αобл звукоизоляционные плиты IN-DUSTRIAL BATTS 80 плотностью 80 кг/м2 в октавных полосах частот
Среднегеометрические частоты октановых полос, Гц Толщиной 35 б/п, мм Толщиной 35 с/п, мм Толщиной 50 б/п, мм Толщиной 50 с/п, мм
125 0,06 0,07 0,20 0,90
250 0,40 0,40 0,60 0,85
500 0,90 0,90 0,90 0,90
1000 1,00 1,00 1,00 0,90
2000 0,90 0,90 0,90 0,90
4000 0,85 0,80 0,80 0,90
Данные плиты обладают хорошими тепло- и звукозащитными свойствами, изготовлены их каменной ваты на основе габбро-базальтовых пород, покрыты одной стороны стеклохолстом.
Для улучшения звукоизоляции и снижении вибрации от ударного действия перемещаемых горных пород, наружную поверхность металлической трубы (конвейера) следует покрыть слоем вибродемпфирующего материала (резино-битумная мастика в несколько слоев); при этом толщина покрытия должна быть в 2 — 3 раза больше толщины стенки. Далее должен помещаться слой звукопоглощающего материала (например, плиты INDUSTRIAL BATTS 80 толщиной 50 мм ROCKWOOL). Для наружной защиты кожуха от механических воздействий, осадков, пыли и других загрязнений следует использовать стеклоткань или тонкую пленку толщиной 20 — 30 мкм.
Требуемую звукоизоляцию кожуха R для материалов с коэффициентом звукопоглащения αобл = 1 можно вычислить по формуле:
R = Lпом – Lдоп – 10lg αобл +Δ + 5
(5)
где Lпом — расчетный октавный уровень звукового давления, создаваемый данным агрегатом в помещении, дБ;
Lдоп — допустимый октавный уровень звукового давления, дБ;
αобл — коэффициент звукопоглощения внутренней облицовки кожуха, αобл = 1;
Δ — поправка, определяемая по таблице 10 СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 в зависимости от соотношения расчетного уровня шума от работы оборудования без данного агрегата Lф и допустимого уровня звукового давления Lдоп, дБ; в расчетах принимаем Δ = 4,3. Тогда требуемая звукоизоляция кожуха на частоте 1000Гц равна:
R = 48, 9 – 35 – 10lg1 + 4,3 + 5 = 22,2 дБ.
Здесь Lпом = 48,9 дБ, Lдоп = 35 дБ (на частоте 1000 Гц, см. табл.4)
Примечание: эффективность звукоизоляции сильно падает, если в кожухе есть щели и отверстия: например, если в сплошном массивном металлическом листе сделать 13% (к общей площади) отверстий, то лист пропустит 97% падающего на него звука. Герметичность ограждений – основополагающий фактор защиты от проникновения воздушного шума.
Все технологические отверстия кожуха должны быть снабжены уплотнителями.
Вывод. Шум, создаваемый конвейером на территории жилой застройки превышает допустимое значение на 14 дБ (13,9 дБ) на частоте 1000 Гц, поэтому в качестве шумозащитного мероприятия целесообразно применить звукоизолирующий кожух.
Структура кожуха:
1. слой — вибродемпфирующий материал: резино-битумная мастика, нанесенная в несколько слоев: толщина покрытия в 2 — 3 раза больше толщины стенки конвейера;
2. 2 слой: звукопоглощающий рулонный материал: полужесткие плиты INDUSTRIAL BATTS 80 толщиной 50 мм;
3. 3 слой: стеклоткань или тонкая пленка толщиной 20 — 30 мкм.
Все технологические отверстия кожуха должны быть снабжены уплотнителями, так как герметичность кожуха – основополагающий фактор защиты от проникновения воздушного шума.

Задание
Необходимо расчитать:
1. Октавные уровни звукового давления L, в расчетной точке, создаваемые источником шума – транспортерным конвейером.
2. Уровни звукового давления в помещениях жилого дома Lпом.
3. Превышение расчетного уровня звукового давления над нормативным ΔL.
4. Предельно-допустимые уровни звуковой мощности оборудования Lp ПДУ.
5. Предложить мероприятия по снижению шума до допустимых величин.
6. Сделать вывод.

Список рекомендуемой литературы
1. СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003
2. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.
3. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения/Утв. распоряжением Минтранса России N ОС-362-р от 21.04.2003 г).
4. Каталог эффективной звукоизоляции Rockwool.