2.5.2. Розрахунок звукоізоляції

Для боротьби з шумом застосовують методи і засоби колективного та індивідуального захисту. На підприємствах, в першу чергу, необхідно застосувати засоби колективного захисту. Методи колективного захисту поділяють на: архітектурно-планувальні, інженерні, організаційні та акустичні.

Серед акустичних методів захисту найбільш поширеним методом є застосування звукоізоляції у вигляді кожухів, екранів, огороджень, кабін спостереження (у випадку дистанційного керування).

В основу методу звукоізоляції покладений принцип відбиття – більша частина звукової енергії І, що падає на перегородка відбивається і тільки незначна її частка (близько 0,001) проникає через перегородка. Ефективність звукоізоляції R, дБ характеризується коефіцієнтом звукопровідності τ і розраховується за формулою:

R = 10lg (1/τ),                                                                (2.20)

де τ = Епрон/Епад – коефіцієнт звукопровідності перешкоди, де Епрон – енергія звукової хвилі, що проникла через звукоогороджувальну конструкцію, Вт; Епад – енергія звукової хвилі, що падала на звукоогороджувальну конструкцію, Вт. 

Розрахунок звукоізоляції для одношарової плоскої перегородки. Таку перегородку під час розрахунку звукоізоляції приймають за одну тонку пластину, що шарнірно обперта по контуру і здійснює лише згинальні коливання. Кожна пластина має нескінченну кількість частот власних коливань. В частотній характеристиці звукоізоляції R такої перегородки (рисунок 2.2 а) можна виділити декілька ділянок, на яких звукоізоляція підкоряється певним закономірностям.

На ділянках резонансних частот, що знаходяться, як правило, в низькочастотному діапазоні (до 20 – 45 Гц), звукоізоляція залежить від внутрішнього тертя в матеріалі перегородки. Оскільки цей діапазон знаходиться нижче нормованих частот, то зазвичай, в розрахунках звукоізоляції він не враховується. На частотах вище перших двох-трьох резонансних частот звукоізоляція підкоряється так званому закону маси, коли звукоізоляція R залежить тільки від поверхневої густини тп, кг/м2 (маса в кг 1 м2 перегородки) та частоти звуку f, Гц ( зі збільшенням тп або f в два рази звукоізоляція зростає на 6 дБ)

R = 201g(тп ×f) – 47,5                                                (2.21)

Звукоізоляція плоскої одношарової перегородки з шаром звукопоглинального матеріалу (ЗПМ). Розміщення шару звукопоглинального матеріалу на перегородці забезпечує, по-перше, зниження інтенсивності відбитого звуку і, як наслідок, зменшення шуму в приміщеннях і, по-друге, збільшення звукоізоляції RС такої перегородки за рахунок затухання звуку в шарі і збільшення маси перегородки. Розрахунок звукоізоляції плоскої одношарової перегородки із шаром ЗПМ проводиться у восьми октавних смугах частот.

Загальна звукоізоляція перегородки з шаром звукопоглинального матеріалу (ЗПМ) Rc визначається за формулою:

RС = R + ΔR                                                        (2.22)

де R – звукоізоляція перегородки без шару ЗПМ, дБ (вибирається із таблиці 2.16 в залежності від матеріалу перегородки); ΔR – додаткова звукоізоляція, що вноситься шаром ЗПМ, дБ:

ΔR = 8,7×β×δ + 20×lg×[(mп + mпш)/mп]                 (2.23)

де β – коефіцієнт затухання, 1/м, значення якого для деяких матеріалів подані у таблиці 2.17; δ – товщина шару ЗПМ, м; mп – поверхнева густина матеріалу перегородки, кг/м² (вибирається із таблиці 2.18; mпш – поверхнева густина шару ЗПМ, кг/ м² :

mпш = ρ·δ,                                                        (2.24)

де, ρ – об’ємна густина ЗПМ (у розрахунках прийняти ρ = 20 кг/м³); δ – товщина шару ЗПМ, м.

Таблиця 2.16 – Звукоізоляція стін і перегородок, дБ

Таблиця 2.17 – Коефіцієнти затухання β, 1/м

Найбільший ефект шар ЗПМ забезпечує на високих частотах, на яких значення коефіцієнта затухання β є максимальним, і найменший ефект – на низьких частотах. Товщина шару ЗПМ частіше складає 50 – 100 мм.

Завдання 2.7 Розрахувати звукоізоляцію перегородки з шаром звукопоглинального матеріалу (ЗПМ). Матеріал для перегородки і ЗПМ вибрати відповідно до варіанту із таблиці 2.18. Отримані дані занести в таблицю і побудувати за ними графік залежності звукоізоляції перегородки з шаром звукопоглинального матеріалу і без нього від октавних смуг частот.

Таблиця 2.18 – Вихідні дані до завдання 2.7