Допустимые уровни звукового давления и уровни звука в помещениях

Помещения	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
Палаты больниц и санаториев, операционные больниц	59	48	40	34	30	27	25	23	35
Жилые комнаты квартир, жилые помещения домов отдыха и пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах	63	52	45	39	35	32	30	28	40
Кабинеты врачей больниц, санаториев, поликлиник, амбулаторий, диспансеров
Классные помещения, учебные кабинеты, аудитории школ и других учебных заведений, конференц-залы, читальные залы
Номера гостиниц и жилые комнаты общежитий	67	57	49	44	40	37	35	33	45
Залы кафе, ресторанов, столовых
Торговые залы магазинов, пассажирские залы аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприятий бытового обслуживания

Примечание. Дробью обозначено: вверху для времени суток с 7 до 23 ч, внизу - с 23 до 7 ч.

Суть метода звукопоглощения заключается в поглощении энергии звуковых волн, распространяющихся по воздуху, звукопоглощающими материалами. При этом энергия звука переходит в тепловую энергию. Звукопоглощающие материалы и конструкции подразделяются:

· на волокнисто-пористые поглотители (войлок, минеральная вата, фетр, акустическая штукатурка);

· мембранные поглотители (пленка, фанера);

· резонаторные поглотители (резонатор Гельмгольца);

· комбинированные поглотители.

Свойство материалов поглощать звук характеризует коэффициент звукопоглощения a, который равен отношению количества поглощенной звуковой энергии Е_погл к общему количеству падающей энергии Е_пад (a = =Е_погл / Е_пад). Если вся энергия звука поглощается, то a = 1, если отражается, то a = 0. В табл. 5.5 приведены звукопоглощающие характеристики некоторых материалов. Звукопоглощающие материалы необходимы для облицовки конференц-залов, залов собраний, аудиторий и т.п.

Таблица 5.5 Коэффициент звукопоглощения материалов
Материал	Коэффициент звукопоглощения a
Бетон	0,015
Стекло	0,02
Дерево	0,1
Войлок	0,3…0,5
Открытое окно (для сравнения)	1,0

Метод звукоизоляции основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение (экран). Звукоизоляция ограждающей конструкции помещения от воздушного шума оценивается индексом изоляции воздушного шума I_в (или R_W), от ударного шума - индексом приведенного уров-ня ударного шума I_у (или L_nW). Индексы изоляции воздушного шума и индексы приведенного уровня ударного шума ограждающих конструкций (перекрытий, стен, перегородок) жилых зданий, гостиниц, административных зданий, офисов, больниц и санаториев, учебных заведений, детских дошкольных учреждений нормированы. Допустимые величины I_в лежат в пределах 40…60 дБ, а I_у – 50…70 дБ [65, 68]. При проектировании новых ограждающих конструкций производится расчет их звукоизоляции. Окончательная оценка звукоизоляции дается на основании натурных испытаний. Величины I_в и I_у новых внедряемых ограждающих конструкций должны быть не ниже нормативных.

Основным источником внешнего шума является транспорт. Звукоизоляция наружных стен здания, как правило, выше, чем у окон. Поэтому уровни проникающего в здание шума определяются, в первую очередь, звукоизолирующей способностью окон. Если уровни внешнего шума (в 2 м от наружного ограждения) не превышают допустимых уровней, используются обычные конструкции окон с естественной вентиляцией через открытые форточки и узкие створки. В противном случае применяются специальные шумозащитные конструкции окон с вентиляционными элементами. Вентиляция через окна не предусматривается в помещениях общественных зданий с принудительной (приточной и вытяжной) вентиляцией или кондиционированием.

Звукоизоляционные свойства окон определяются толщиной стекол и

воздушных промежутков между ними, герметичностью притворов. Характеристики звукоизоляции стандартных окон известны [68]. Для проверки правильности выбранного конструктивного решения окон проводится расчет спектра проникающего в помещение внешнего шума и сравнение его с допустимым уровнем. Акустические параметры окна должны сочетаться с его теплоизоляционными параметрами. При выборе конструкции окон учитываются требования к воздухообмену проектируемого помещения.

Таким образом, для защиты помещения от шума применяются звукоизолирующие ограждающие конструкции, звукопоглощающие материалы.

Защита от вибрации. Вибрация – это механические (обычно синусоидальные) колебания системы с упругими связями, возникающие в машинах и аппаратах при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которое оно имело в статическом состоянии. Внутренними источниками вибрации в помещениях являются: инженерно-техническое оборудование зданий и бытовые приборы (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины), а также оборудование, размещённое в зданиях предприятий торговли (холодильные установки), коммунально-бытового обслуживания, котельных. К внешним источникам вибрации относятся: городской рельсовый транспорт (железнодорожный транспорт, трамвай) и автотранспорт, а также расположенные вблизи застройки промышленные предприятия и передвижные промышленные установки (гидравлические и механические прессы, металлообрабатывающие механизмы, поршневые компрессоры, бетономешалки, дробилки, строительные машины). Колебания вибрации через грунт, коммуникации, трубопроводы распространяются по территории жилой застройки, передаются конструкциям здания и оказывают негативное влияние на его жителей. Иногда колебания вибрации способны разрушить конструкции и сооружения.

Общая вибрация передается на тело человека через опорные поверхности. Диапазон частот общей вибрации устанавливается в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц. При частоте больше 20 Гц вибрации сопровождаются звуком, ниже 20 Гц – инфразвуком. По характеру спектра вибрации подразделяются на узкополосные и широкополосные. По частотному составу вибрации разделяют на низкочастотные (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот до 4 Гц), среднечастотные (8…16 Гц), высокочастотные (31,5…63 Гц). По длительности действия выделяют постоянные вибрации, для которых величина параметров изменяется не более чем в два раза (на 6 дБ) за время наблюдения (не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с), и непостоянные, которые подразделяют на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

Основными параметрами вибрации являются среднеквадратические значения виброскорости r и виброускорения a или их логарифмические уровни L_r и L_а , измеряемые в октавных и 1/3 октавных полосах частот [104].

Логарифмические уровни виброскорости L_r, дБ, определяют по формуле

L_r = 20 lg (r / 5×10^-8),

где r – среднеквадратическое значение виброскорости, м/с; 5×10^-8 – опорное значение виброскорости, м/с, соответствующее среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления 2×10^-5 Па.

Логарифмические уровни виброускорения L_a, дБ, определяют по формуле

L_a = 20 lg (a / 1×10^-6),

где a - среднеквадратическое значение виброускорения, м/с²; 1×10^-6 – опорное значение виброускорения, м/с².

Для интегральной оценки вибрации в качестве параметра используют корректированный уровень вибрации – это одночисловая характеристика вибрации, определяемая как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных полосах частот. Корректированное значение виброскорости и виброускорения U или их логарифмические уровни L_U измеряются с помощью корректирующих фильтров или вычисляются по формулам:

или

где U_i, L_Ui – среднеквадратическое значение виброскорости или виброускорения (или их логарифмические уровни) в i -й частотной полосе; n – число частотных полос (1/3 или 1/1 октав) в частотном диапазоне; K_i, L_Ki – весовые коэффициенты для i -й частотной полосы для абсолютных значений или их логарифмических уровней.

Для интегральной оценки изменяющейся во времени вибрации в качестве параметра используют эквивалентный (по энергии) корректированный уровень вибрации – это корректированный уровень постоянной во времени вибрации, которая имеет такое же среднеквадратичное корректированное значение виброускорения или виброскорости, что и данная непостоянная вибрация в течение определенного интервала времени. Эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (U_экв) или их логарифмический уровень L_Uэкв измеряется или вычисляется по формулам:

или ,

где U_i – корректированное по частоте значение контролируемого параметра виброскорости (r, L_r), м/с, или виброускорения (a, L_a), м/с²; t_i – время действия вибрации, ч; , где n – общее число интервалов действия вибрации.

Воздействие вибрации на организм человека (частотой менее 20 Гц) приводит к развитию утомления, нарушению пространственной ориентации, пищеварительным расстройствам, головокружению. Наиболее опасной является вибрация в диапазоне 6…9 Гц, так как эти частоты совпадают с частотами колебаний внутренних органов человека. В результате воздействия вибрации может возникнуть резонанс, который может привести к механическим повреждениям или даже разрыву внутренних органов.

Нормирование вибрации. Допустимые уровни вибрации в помещениях жилых и общественных зданий регламентируются СН 2.2.4/2.1.8.566-96 [105] и СанПиН 2.1.2.1002-00 [73] (табл. 5.6).

В дневное время в помещениях допустимо превышение уровней вибрации на 5 дБ. Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней, приведенных в таблице, вводится поправка (-) 10 дБ, а абсолютные значения виброскорости и виброускорения умножаются на 0,32.

Методы виброзащиты. Для уменьшения вибрации от самого источника используют методы виброизоляции и вибродемпфирования. Виброизоляция основана на отражении вибрации в устройствах, называемых виброизоляторами или амортизаторами. Амортизаторы бывают резиновые, резинометаллические, пружинные, пневматические, гидравлические, комбинированные и др. (рис. 5.3) [64].

Вибродемпфирование основано на поглощении вибрации в вибродемпфирующих покрытиях из упруговязких материалов, обладающих большим внутренним трением: резины, мастики, пластиков (рис. 5.3). Кроме указанных методов используется также метод виброгашения, заключающийся в создании колеблющейся системы с динамической частотой, равной частоте возмущающей силы, но с реакциями, противоположными ей.

Шумовиброзащита от инженерного оборудования жилых и общественных зданий предусматривает специальные объемно-планировочные мероприятия [46]:

· не допускается размещение машинных помещений лифтов над, под и смежно с жилыми комнатами;

Таблица 5.6