Разработка средств снижения шума и рассчет звукоизолирующее ограждение на примере ткацкоц фабрики «Вперед»

Исходные данные:

Ткацкая фабрика «Вперед» г. Москвы.

Установлено 38 станков марки СТБ - 2 – 175.

Основные размеры станка СТБ - 2 – 175:

длина l_max = 3,6м

ширина b = 1,942м

максимальная высота h_max = 1,4м

Основные параметры здания:

Приведены в таблице №1.

толщина наружней стены d=0,5м

Таблица №8

Название	длина D,м	ширина W,м	высота H,м	окна, шт 2,4x3	двери, шт
2x2	1,5x2
Здание		24,4
Производственный цех		24,4
Помещение для комнат		24,4			-
Колонна	0,4	0,4		-	-	-

1.Определим УЗД на рабочем месте РТ1 производственного помещения до его акустической обработки, когда в помещении находятся несколько источников шума, излучающих одинаковую звуковую мощность и расположенных на полу и требуемую величину снижения УЗД.

Определим общее количество принимаемых в расчет ИШ, расположенных вблизи РТ1. Для этого необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:

(9.1)

где r_min – минимальное расстояние от РТ1 до акустического центра ближайшего к ней источника:

(9.2)

Н_РТ = 1,5 м – высота расчетной точки; d – расстояние от геометрического центра станка до РТ1, определяемое по чертежу, м:

Расстояние от акустических центров источников шума до РТ1:

(9.3)

Таблица №9

Номер станка
di, м	8,2	4,8	1,7	1,7	4,8	8,2	6,6	5,0	5,0	6,6
ri, м	8,3	5,0	2,3	2,3	5,0	8,3	6,7	5,2	5,2	6,7

Как видно из таблицы №9 все:

r_i < 9,132 м.

Таким образом, количество принимаемых в расчет источников шума будет равно m = 10.

Определим площадь выбираемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей i-ый источник шума и проходящий через расчетную точку РТ1.

Для небольших источников шума, у которых:

(9.4)

принимается

(9.5а)

2ℓ_max = 2×3,6 = 7,2 м, т.е. условие (9.4) выполняется для первой и шестой машины.

Для источников шума, у которых r_i < 2ℓ_max, площадь воображаемой поверхности считается как для прямоугольного параллелепипеда:

(9.5б)

где а – удаление воображаемой поверхности, проходящей через РТ1 от поверхности ИШ, м;

b – ширина станка, м;

(9.6)

(9.7)

Таблица № 10

Номер станка
аi, м	3,82	0,73	0,73	3,82	5,63	4,03	4,03	5,63
hi, м	5,22	2,13	2,13	5,22	7,03	5,43	5,43	7,03
Si, м2		53,2	53,2		1018,3	351,8	351,8	1018,3

Определим эмпирический поправочный коэффициент Х_i, который учитывает влияние ближнего акустического поля i-го источника и принимается в зависимости от отношения (определяется по таблице)

Таблица №11

r / lмакс	χ	10 lg χ, дБ
0,6
0,8	2,5
1,0
1,2	1,6
1,5	1,25

(9.8)

Таблица № 12

Номер станка
ri / lmax	2,30	1,38	0,64	0,64	1,38	2,30	1,86	1,44	1,44	1,86
Хi		1,2	3,0	3,0	1,2			1,2	1,2
Xi/Si	4,62 10-3	7,38 10-3	0,11	0,11	7,38 10-3	4,62 10-3	1,96 10-3	6,82 10-3	6,82 10-3	7,96 10-3
	0,13

Определим постоянную помещения В, где отсутствуют звукопоглощающие конструкции:

, (9.9)

где В₁₀₀₀ – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц; определяется в зависимости от объема производственного помещения и типа помещения;

m - частотный множитель

Тип помещения «б» – помещение с жесткой мебелью и большим количеством людей. Тогда:

(9.10)

(9.11)

Таблица № 13

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
m (V>1000)	0,5	0,5	0,55	0,7	1,0	1,6	3,0	6,0
B, м2	170,8	170,8	187,9	239,1	341,6	546,6	1024,8	2049,6

Определим коэффициент, учитывающий нарушение диффузионности звукового поля в помещении, определяется по таблице №14

Таблица №14

αcp	Ψ	10 lg Ψ, дБ
0,2	1,25
0,4	1,6
0,5	2,0
0,6	2,5

(9.12)

где S_огр – общая площадь ограждающих поверхностей помещения:

(9.13)

Таблица № 14

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
Y	0,93	0,93	0,92	0,89	0,84	0,78	0,67	0,53

Определим УЗД в РТ1 до акустической обработки помещения:

(9.14)

где L_р – уровень звуковой мощности станка, дБ;

n – общее количество источников шума;

Ф_i – фактор направленности i-го ИШ (для ИШ, расположенных на полу, принимают Ф_i = 2).

Таблица № 15

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
Lp, дБ
L, дБ	95,4	95,4		98,2		94,8	91,6	90,8
Lдоп, дБ
DLтр, дБ	0,4	8,4		20,2		21,8	20,6	21,8

L_доп – допустимые значения УЗД по санитарным нормам (для рабочих зон производственных помещений).

Требуемая величина снижения УЗД:

(9.15)

Строим графики (см. рис. 2).

Рис.2

2. Определим УЗД на рабочем месте РТ1 производственного помещения после его акустической обработки.

Определим конструкцию звукопоглощающей облицовки (т.е. коэффициент ее звукопоглощения a_i) и штучных звукопоглотителей, которые необходимо использовать для снижения УЗД в производственном помещении.

Конструкцию звукопоглощающей облицовки и штучных звукопоглотителей определяем, исходя из графика DL_тр = j(f) (рис.2). Исходя из этого графика, выбираем a_i так, чтобы a_i была максимальной на частотах 1000 Гц и 2000 Гц.

Звукопоглощающая облицовка: маты из супертонкого базальтового волокна (РСТ УССР 5013-76), стеклоткань типа ЭЗ-100 (ГОСТ 19907-77); перфорированная алюминиевая панель (ТУ36-1947-76) – состав звукопоглощающей облицовки.

Штучный звукопоглотитель: размер 320´320´320; просечно-вытяжной лист толщиной 2 мм, перфорация 74 % (ГОСТ 8706-78); стеклоткань типа ЭЗ-100 (ГОСТ 19907-74); супертонкое стекловолокно (ТУ 21 – РСФСР – 224-75).

Таблица № 16

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
aобл	0,12	0,23	0,9	1,0	1,0	0,97	0,97	0,92
Ашт	0,1	0,16	0,37	0,68	0,84	0,66	0,52	0,37

В_шт = 2м - расстояние между центрами штучных звукопоглотителей;

Н_шт =1м -расстояние от потолка до штучных звукопоглотителей.

Количество штучных звукопоглотителей:

(9.16)

Площадь звукопоглощающей облицовки назначают, исходя из конструктивных особенностей цеха, при этом предусматривают возможность облицовки потолка, стен, колонн, а также учитывают площади оконных, дверных проемов и проездов:

(9.17)

где S_колонн – площадь всех колонн, м²;

S_опр – площадь оконных, дверных проемов и проездов, м²;

DW – площадь пола, м²;

j₁- количество оконных проемов (j₁=11)

j₂- количество дверных проемов (j₂=2)

j₃- количество дверных проемов (j₃=2)

h_1,d₁, h_2,d_2, h_3,d₃- размеры оконных и дверных проемов

h₁xd₁=2,4x3 м²

h₂xd₂=1,5x2 м²

h₃xd₃=2x2 м²

Определим постоянную помещения после его акустической обработки.

Таблица №17

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
a	0,07	0,07	0,08	0,1	0,13	0,20	0,32	0,48
А1, м2	61,8	61,8	70,6	88,3	114,8	176,6	282,6	423,9
DА, м2		350,2	1288,4	1517,6	1568,8	1472,2	1427,4	1314,4
a1	0,11	0,19	0,62	0,73	0,78	0,75	0,78	0,79
В1, м2		508,6	3576,3	5947,8	7652,7	6595,2	7772,7	8277,6

Средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки:

(9.18)

Эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой:

(9.19)

Величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями:

(9.20)

Средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения:

(9.21)

должно быть a₁ £ 1, если больше, то принимаем 0,99.

Постоянная помещения после его акустической обработки:

(9.22)

Определим УЗД в РТ1 после акустической обработки помещения и величину снижения УЗД.

(9.23)

где Y₁ – коэффициент, учитывающий нарушение диффузионности звукового поля в помещении со звукопоглощающей облицовкой, определяется по графику в зависимости от:

(9.24)

Эффективность звукопоглощающих конструкций в зоне прямого звука на рабочих местах в РТ1:

(9.25)

Эффективность снижения УЗД в расчетных точках, расположенных в зоне отраженного звука (не связанного с работой оборудования):

(9.26)

Таблица № 18

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
Y1	0,88	0,80	0,38	0,26	0,19	0,23	0,19	0,17
L2, дБ	93,7	92,0	89,4	93,2	93,2	92,3	90,2	90,2
DLпр, дБ	1,7	3,4	5,6	5,0	3,8	2,5	1,4	0,6
DLот, дБ	2,4	5,5	17,2	20,0	20,8	17,6	15,8	12,3

Сравниваем полученную эффективность DL_пр снижения шума в зоне прямого и отраженного звука и эффективность DL_от только в зоне отраженного звука с требуемой величиной снижения шума в цехе DL_{тр ,} если

DL_пр ³ DL_тр,

DL_от ³ DL_тр, (9.27)

то расчет заканчивается.

Построим графики (рис. 3).

Рис.3

Из графиков видно, что условие (9.27) выполняется только для частоты f =63, 250 в остальных частотах условие не выполняется, следовательно, расчет продолжается.

Условие (9.27) не выполняется и исчерпаны возможности по максимальному расположению облицовки и штучных звукопоглотителей для данного цеха и, следовательно, необходимо предусмотреть возможность размещения в цехе звукопоглощающих экранов. В этом случае величина дополнительного звукопоглощения:

(9.28)

где DА_экр – величина дополнительного звукопоглощения экранами, м²;

(9.29)

a_{обл.экр} – коэффициент звукопоглощения облицовки экрана;

S_iэкр – площадь i-го экрана, м² (при двусторонней облицовке экрана ее следует увеличить в 1,5 раза);

k – общее количество экранов, установленных в цехе.

Размер экрана: 3,5 ´ 8,2 м (с двусторонней облицовкой). Количество экранов k = 8 шт.

Таблица № 19

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
aобл.экр	0,1	0,27	0,76	0,9	0,86	0,92	0,87	0,87
DАэкр,м2	34,4	92,9	261,4	309,6	295,8	316,5	299,3	299,3
DА, м2	222,4	443,1	1549,8	1827,2	1864,6	1788,7	1726,7	1613,7
a1	0,13	0,23	0,74	0,88	0,90	0,90	0,92	0,93
В1, м2	326,7	655,7	6232,3	15962,5			25116,2	29108,6
Y1	0,85	0,77	0,20	0,02	0,01	0,01	0,01	0,01
L2экр,дБ	93,2	91,4	89,2	93,1	93,1	92,1	90,1	90,1

Построим графики (рис. 4),

Рис.4

из которых видим, что экраны не эффективны, поэтому подберем для операторов СИЗы[1] от шума, чтобы выполнить условие (9.27).

При этом необходимо выполнить следующие условия:

(9.30)

где (9.31)

L_эi – эффективность СИЗ от шума в i-ой октавной полосе частот по нормативно-технической документации;

DL_i – поправка на надежность защиты от шума, принимаемая в зависимости от частоты звука.

Таблица № 20

«Беруши»

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
Lэi,дБ	-
DLi,дБ	-	-5	-5	-5	-10	-10	-10	-10
DLсиз,дБ	-
L2 -DLсиз,дБ	93,7		76,4	80,2	79,2	76,3	74,2	69,2

Проверим условие (9.30), построив графики (рис. 4).

Условие (9.30) не выполняется, следовательно, «беруши» нам не подходят, подберем другие СИЗы – более эффективные.

Таблица№ 21

«Шумозащитное оголовье ШЗО-1»

Величина	Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц
Lэi,дБ	-
DLi,дБ	-	-5	-5	-5	-10	-10	-10	-10
DLсиз,дБ	-
L2 -DLсиз,дБ	93,7		76,4	68,2	72,2	68,3	62,2	66,2

Проверим условие (9.30), построив графики (рис. 5).

Рис.5

Из графиков видно, что условие (9.30) выполняется, следовательно, надо обеспечить работников СИЗами от шума - ШЗО-1.

Список используемой литературы.