/
Text
Г. Л. ОСИПОВ
ЗАЩИТА ЗДАНИЙ
ОТ ШУМА
ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ
Мо с к в а — 1972
/ДК 699. 844334.83
Научный редактор инж. В. Н. Зелятров
В книге рассматриваются источники шума и 'изла-
гаются основы борьбы с шумом в жилых, общественных
и промышленных зданиях и на территориях городской
застройки строительно-акустическими и архитектурно-
планировочными методами. Даются практические реко-
мендации по звукоизоляции и звукопоглощению, борьбе
с городскими шумами, шумами технологического, сани-
тарно-технического и инженерного оборудования зда-
ний. Приводятся способы оценки, нормирования и изме-
рения шума и некоторых акустических и шумовых
характеристик. Освещаются закономерности распрост-
ранения шума на территориях застройки и в помещени-
ях зданий, даются приближенные методы расчета ожи-
даемых уровней шума.
Книга предназначена для инженерно-технических
работников проектных и строительных организаций,
научных работников, а также студентов высших учеб-
ных заведений и факультетов строительных специаль-
ностей.
3-2-5
102—71
ОСИПОВ ГЕОРГИЙ ЛЬВОВИЧ
ЗАЩИТА ЗДАНИЙ ОТ ШУМА
* * ♦
Стройиздат
Москва, Кузнецкий мост, д. 9.
* * ♦
Редактор издательства Б. А Б е г а к
Внешнее оформление художника Э. А. Мухиной
Технический редактор А А. Михеева
Корректор В. А. Сельченкова
Сдано в набор 25/VI—1971 г. Подписано к печати 28/XII—1971 г.
Т-19464 Формат 60Х901/1б Д. л. 6,75 бум л.
13,5 печ. л. (уч.-изд. 114,6 л.)
Тираж 42 000 экз. Изд. № AVI—2421 Зак. № 297 Цена 88 к
Подольская типография Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР
г. Подольск, ул. Кирова, д. 25.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Установлено, что за последние десятилетия городской шум воз-
растает в среднем на 1 децибел (дб) в год. Растет шум и в про-
мышленности. Это объясняется прежде всего внедрением новых
технологических процессов, ростом мощности и быстроходности
оборудования и машин, использованием новых мощных средств
автомобильного, авиационного и водного транспорта, оснащением
зданий инженерным и санитарно-техническим, а также разнооб-
разным механическим и электрическим бытовым оборудованием.
Человек как на производстве, так и в быту постоянно испытыва-
ет воздействие шума, достигающего в ряде случаев высокого уров-
ня. Многочисленные медицинские исследования показали, что
шум весьма неблагоприятно влияет на организм человека. На
производстве, где шум превышает нормативные требования на
15—20 дб, на 10—20% снижается производительность труда.
Вполне естественно, что борьба с шумом, имеющая целью
улучшение условий труда, отдыха и быта, приобрела за последние
годы первостепенное значение.
Борьба с шумом может проводиться различными путями. Наи-
более эффективно снижение шума в самом источнике его воз-
никновения (в технологическом, инженерном или санитарно-тех-
ническом оборудовании, средствах транспорта и др.). Однако это
во многих случаях из-за технических или экономических трудно-
стей не удается. Поэтому еще при проектировании зданий, соору-
жений и территорий городской застройки предусматривается
уменьшение шума различными строительно-акустическими и ар-
хитектурно-планировочными приемами. Сюда относятся прежде
всего рациональные с акустической точки зрения объемно-плани-
ровочные решения зданий и планировочные решения территорий
застройки, звукоизоляция ограждающих конструкций, снижение
шума в помещениях с использованием звукопоглощающих мате-
риалов и конструкций, применением глушителей шума в системах
вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные
конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение шу-
ма инженерного и санитарно-технического оборудования зданий.
В последние годы, благодаря трудам отечественных, а также
зарубежных ученых теория и практика борьбы с шумом получила
значительное развитие. Все большее внимание уделяется реше-
нию вопросов борьбы с шумом в международном масштабе. В
Техническом комитете № 43 Международной организации по
стандартизации в 1969 г. созданы два подкомитета: «Шум» и
«Строительная акустика», которые призваны разрабатывать меж-
дународные рекомендации по методам оценки, измерений и нор-
мирования шума. Создана также Международная организация
по борьбе с шумом, которая с целью обмена опытом и информа-
цией проводит раз в два года международные конгрессы. Харак-
терно, что большая часть докладов на международных акусти-
ческих конгрессах, созываемых раз в три года Международной
комиссией по акустике, относится именно к вопросам борьбы с
шумом.
В нашей стране в различных министерствах и ведомствах со-
зданы специализированные научные подразделения по этим воп-
росам. Научно-исследовательские работы по борьбе с шумом стро-
ительно-акустическими и архитектурно-планировочными приемами
возглавляются .и координируются Научно-исследовательским ин-
ститутом строительной физики Госстроя СССР. Институт разра-
батывает как методы и средства борьбы с шумом, так и относяще-
юся к ним инструктивно-нормативную документацию.
Учитывая, что работники проектных и строительных органи-
заций испытывают большие затруднения из-за недостатка соот-
ветствующей литературы, руководств и информации по шумоглу-
шению строительными методами, в этой книге делается попытка
обобщения результатов исследований и разработок в этой облас-
ти. Основное внимание при этом уделяется вопросам борьбы с
воздушным шумом. Принимая во внимание важность контроля
эффективности мероприятий по шумоглушению, в книге достаточ-
но подробно излагаются способы измерения шума и некоторых
шумовых характеристик.
Кроме данных отечественных и зарубежных исследователей, в
книге суммированы результаты исследовательских работ автора в
Научно-исследовательском институте строительной физики Гос-
строя СССР.
Глава I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
И РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ И ЗВУКА
1. Колебательная система и колебательное движение
Каждая механическая система, обладающая элементами упру-
гости и массы, п-ри приложении к ней периодической силы может
быть приведена в колебание. Состоящая из твердых тел колеба-
тельная система, в которой элементы упругости и массы отделены
друг от друга, называется механической колебательной системой
с сосредоточенными постоянными.
В акустике чаще всего приходится рассматривать системы с
распределенными постоянными, в каждом участке которых упру-
гие элементы совмещены с элементами массы.
Свободными или собственными колебаниями называются коле-
бания какой-либо упругой системы, возникающие вследствие воз-
буждения, вызванного приложением внешней силы, и затем про-
текающие самостоятельно при отсутствии последующего воздейст-
вия внешнего возбудителя. Вынужденными называют колебания,
возникающие в системе при воздействии внешней периодически из-
меняющейся силы.
Простейшим видом механической колебательной системы яв-
ляется сосредоточенный груз, подвешенный на пружине, один ко-
нец которой жестко закреплен (рис. 1). В :
массы и упругости отделены друг от друга,
поэтому она является системой с сосредо-
точенными постоянными. Такая система
способна совершать только один вид соб-
ственных колебаний и для характеристики
ее колебательного состояния в любой мо-
мент достаточно иметь только одну величи-
ну, например отклонение от положения
равновесия.
К системе, изображенной на рис. 1, при
ее свободных колебаниях не приложено ка-
ких-либо внешних сил, следовательно, дей-
ствующие в ней внутренние силы — упругая и инерционная — урав-
новешены. Инерционная сила равна, согласно второму закону
Ньютона, произведению массы М на ее ускорение; упругая сила
пропорциональна деформации пружины.
Уравнение сил, действующих внутри системы в каждый данный
момент 1времени, будет иметь вид
системе элементы
Рис 1. Простейшая коле-
бательная система
Ma + kx= О,
(1)
где М — масса груза;
k — упругость или жесткость пружины, численно равная силе,
которую необходимо приложить к пружине, чтобы выз-
вать ее единичную деформацию;
х—мгновенное значение колебательного смещения (дефор-
мация пружины);
а—мгновенное значение колебательного ускорения массы.
Простейшая форма решения этого уравнения — гармоническая
функция от времени. В том, что гармоническая синусоидальная
или косинусоидальная функция удовлетворяет уравнению колеба-
тельного движения, нетрудно убедиться, укрепив на колеблющейся
массе перо. На бумаге, движущейся в направлении, перпендику-
лярном направлению колебаний, будет вычерчена синусоида
(рис. 1). Решение уравнения (1) выразится формулой
х = Ло sinu)/, (2)
где До — амплитуда колебательного смещения (величина макси-
мального отклонения);
t — переменная, обозначающая время в сек от условного на-
чального момента;
со — круговая частота или угловая скорость в рад, показываю-
щая, какой угол пройдет вектор-радиус за единицу вре
мени.
Рис. 2. Определение характеристик элементов гармонического коле-
бательного процесса
Гармоническое колебание (например, колебание груза на пру-
жине) может быть наглядно разъяснено (рис. 2) движением
какой-либо точки В по окружности с постоянной угловой скоростью
со или вращающимся вектором ОВ. В этом случае проекция Во точ-
ки В на вертикальную ось будет совершать гармоническое колеба-
тельное движение около точки О по закону синуса: ОВ0 = До sin со t.
Угол со/ при движении точки В должен рассматриваться как мера
пути, пройденного точкой В, и определяется не в градусах, а в
отвлеченных единицах, представляющих отношение длины дуги к
радиусу. Например, при перемещении точки В на 90° <»/=-------------=
= 1,57; при перемещении на 180° а)/=л = 3,14, при совершении
точкой В полного оборота на 360° по окружности
со t — 2 = 6,28.
Наибольшая величина отклонения точки Во от положения рав-
новесия, называемая амплитудой колебания До равна, как это вид-
но из рис. 2, радиусу окружности точки В.
Важной характеристикой колебательного движения является
время в секундах одного полного колебания, называемое периодом
колебаний. Очевидно, что соГ = 2л, откуда
Т =—.
(О
Чаще всего в технической акустике используется не период ко-
лебаний, а обратная ему величина частота колебаний f, показыва-
ющая число полных колебаний, которое совершает точка в течение
1 сек. За единицу измерения принимается герц, равный одному
колебанию в секунду. Следовательно, частота выражается форму-
лой
Подставив значение ускорения а и смещения х в уравнение (1),
получим после сокращений значение круговой частоты свободных
колебаний системы (обозначим эту частоту через «о)-
w° = V1Л •
Учтя соотношение между со и f (3), получим выражение частоты
свободных колебаний f0 системы в виде
= 21 УтГ = 21 V~G ё’
где G — вес колеблющейся массы;
g — ускорение силы тяжести.
При нулевом времени проекция точки В на вертикальную ось
(или при прохождении груза на пружине через положение равно-
весия) имеет максимальную, направленную вверх скорость; при
пике смещения скорость равна нулю. Во время движения вниз че-
рез положение -равновесия скорость максимальна, будучи отрица-
тельной (направлена вниз). Изменение скорости v проекции точки
В на вертикальную ось описывается уравнениями:
v = (2 те f До) cos 2 те f t
или
V (2 те f Aq) sin [2 те f
L \ 4 'J
или
v = (2г f Д) sin (21гft + у).
Функция косинуса имеет такой же вид, как и функция синуса,
но смещена во времени на четверть периода. Скорость проекции
точки В (груза) на вертикальную ось опережает смещение во вре-
т
мени (на у ), и поэтому говорят, что эти две величины отличают-
ся по фазе на 2 it f j = 2 ~ f = -у-.
Максимальная скорость проекции точки В (груза) на верти-
кальную ось является амплитудой скорости — 2л/Ао.
Очевидно, что скорость точки В изменяется периодически по
направлению и величине.
Скорость (темп) изменения во времени скорости является уско-
рением и описывается уравнением
а = — (2 77 /)2 A sin 2 к f t.
Амплитуда ускорения— (2л/)2 Ао.
С учетом уравнения (2) ускорение может быть выражено как
а = — (2т:/)2х = — о2 х. (4)
Движение, которое может быть описано уравнением синуса, на-
зывается простым гармоническим движением. Простое гармониче-
ское движение характеризуется тем, что ускорение во времени про-
порционально смещению, но имеет обратный знак [см. (4)].
Один из способов выражения величины колебательного дви-
жения показан выше. В этом случае пиковые или максимальные
величины определяются амплитудами. Для практических целей бо-
лее подходящ и важен способ выражения колебательного движе-
ния в среднеквадратичной величине амплитуды (квадратный ко-
рень из среднего квадрата амплитуды смещений за один период).
Для синусоидальных колебаний, подобных показанным на рис. 2,
и имеющих амплитуду, например, 3 единицы, среднеквадратичная
величина амплитуды составляет 2,12 единицы, или 0,707 макси-
мальной величины. Среднеквадратичную величину часто также на-
зывают эффективной величиной.
В вопросах борьбы с шумом и звукоизоляции важнейшее прак-
тическое значение имеют вынужденные колебания систем, проис-
ходящие под воздействием периодически изменяющейся по закону
синуса (или косинуса) возмущающей силы F = Fa sin со /, где Fa —
амплитуда силы (максимальное ее значение).
В том случае, когда приложенной внешней силе F будет про-
тиводействовать реакция системы, она определяется тремя сила-
ми: силой инерции Fu—Ma, силой упругости Fy=kx и силой со-
противления (трения) Рш=ги (где г — коэффициент трения, a v —
колебательная скорость).
Чаще всего в инженерных расчетах полагают силу трения про-
порциональной колебательной скорости (вязкое трение). Приня-
тие закона вязкого трения сильно упрощает решение ряда акусти-
ческих задач, хотя в реальных колебательных системах этот закон
далеко не всегда справедлив.
В любой момент времени сумма сил реакции равна внешней си-
ле F, и, следовательно, уравнение движения запишется в следую-
щем виде:
М а + г v + k х = Fa sin со t.
Общее решение этого уравнения по отношению к амплитуде
колебательного смещения
х =___________________
а (k — М(о2)2 + (шг)2 ’
а решение по отношению к амплитуде колебательной скорости мо-
жет быть записано так:
Значение этой величины весьма важно, поскольку значение ко-
лебательной скорости, а не колебательного смещения определяет
величину энергии, излучаемой при колебаниях.
Из этой формулы может быть получено
Эту величину Z, представляющую отношение действующей си-
лы к колебательной скорости, называют полным механическим со-
противлением (импедансом) системы. Величина Z характеризует
сопротивление, которое испытывает переменная сила F, приводя-
щая систему в колебательное движение, так как чем больше Z, тем
меньше скорость, и наоборот.
В выражении Z член (oM = 2nfM, называемый инерциальным!
реактивным сопротивлением, характеризует влияние массы систе-
мы. Член —==——, называемый упругим реактивным сопротивле-
(D 2 ТС f
нием, характеризует влияние упругих связей системы. Величина
Мсо----— называется механическим реактивным сопротивлением.
(О
Величина г называется механическим активным сопротивлени-
ем и представляет собой сопротивление внешнему или внутренне-
му трению или сопротивление излучения или то и другое.
Активное сопротивление г вызывает необратимое преобразова-
ние (потери) механической энергии (например, трение вызывает
k
переход в тепловую энергию), а реактивное сопротивление Мео——
обусловливает в процессе колебаний, совершаемых системой, пере-
ход кинетической энергии в потенциальную и обратно.
Из рассмотрения выражения полного механического сопро-
тивления видно, что оно зависит не только от постоянных М, k, и г,
характеризующих систему, но от частоты вынужденных колеба-
ний f — — или от частоты изменения вынуждающей (действую-
2 л
щей) силы F.
Если активное сопротивление г невелико (что бывает во мно-
гих случаях акустических явлений), то изменение характеристики
Z в зависимости от частоты f представится в следующем виде: ь
< А?
области очень низких частот упругое сопротивление--- будет
2 л f
значительно преобладать над инерциальным (2~/7И) , и можно
приближенно считать, пренебрегая малым значением г, что
2л/
и поведение системы определяется ее упругостью и частотой вы-
нужденных колебаний.
Амплитуда колебательной скорости иа может быть прибли-
женно в этом случае'выражена так:
и полное механическое сопротивление (при постоянном k) умень-
шается с увеличением частоты, а амплитуда скорости, наоборот,
увеличивается._По мере того как частота приближается к величи-
1 1 k
не /о =2~ё г "лГ ’ упругое сопротивление постепенно уравнивается
инерциальным, так как имеет разные знаки.
Эта величина f0 получается в том случае, когда 2л fM—
= 0 или 2 л f М = —— и f = — 1/ А
2nf 2nf 1 2к г М ’
т. е. когда частота вынужденных колебаний сделается равной ча-
стоте собственных (свободных) колебаний системы. Это явление
• носит название резонанса. В этом случае будем иметь
Z = г и va = — ,
Г
т. е. поведение системы при резонансе полностью определяется
только одним активным сопротивлением, причем полное механи-
ческое сопротивление будет иметь при этом наименьшую величину,
а амплитуда скорости— наибольшую. В этом случае амплитуда ско-
рости не зависит от массы и частоты, а зависит только от сопротив-
ления г и обратно пропорциональна ему.
При частотах f выше частоты резонанса fo инерциальное со-
противление начнет преобладать над упругим, и в области частот,
значительно больших /о, можно считать, что влияние упругого со-
противления настолько незначительно по сравнению с инерци-
альным, что последнее определяет поведение системы и, следова-
тельно, полное механическое сопротивление имеет чисто инерци-
альный характер.
Подобные случаи имеют место в колебаниях, а следовательно,
и в передаче звуковой энергии однородных массивных ограждаю-
щих конструкций зданий (стен, перегородок, перекрытий), так как
собственная частота таких конструкций обычно значительно ни-
же частоты воздействующего на них звука. Значение Z и иа при
этом могут быть приближенно выражены так:
Z -2-Ш и и., --- .
' 2nfM
В этом случае Z прямо пропорционально частоте и массе М
и увеличивается с увеличением частоты и массы, а иа обратно
пропорционально массе и частоте и уменьшается с их увеличением.
Если в системе основное значение имеет упругость, причем
f<fo, то колебательная скорость опережает силу по фазе и сдви-
л
нута на угол — относительно приложенной силы. При резонансе,
когда сила и скорость совпадают по фазе.
Если система управляется массой и то колебательная ско-
л i
рость отстает по фазе и сдвинута на угол ~ относительно при-
ложенной силы. Таким образом, полное механическое сопротивле-
ние 2, представляющее отношение силы к колебательной скоро-
сти, является комплексной величиной.
2. Понятие о природе звука, физические свойства звука
и звуковых волн
Звук как физическое явление представляет собой волновое ко-
лебание упругой среды; звук как физиологическое явление опреде-
ляется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздейст-
вии звуковых волн на этот орган. Под шумом понимается всякий
нежелательный звук. Еще точнее будет определить шум как бес-
порядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.
Звуковые волны возникают в том случае, когда в упругой среде
имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды ( га-
зообразной жидкой или твердой) приходят в колебательное дви-
жение от воздействия на них какой-либо возмущающей силы. Не
все колебательные движения воспринимаются органами слуха как
физиологическое ощущение звука; ухо человека может ощущать
только те колебания, частота которых (количество в 1 сек) нахо-
дится в пределах от 16 до 20 000 кол/сек (гц). Колебания с часто-
той менее 16 гц называются инфразвуком, а с частотой выше
20 000 гц — ультразвуком и ухом не воспринимаются. В дальней-
шем речь будет идти только о слышимых звуковых колебаниях.
Упругие и инерционные силы существуют не только в системах
с сосредоточенными постоянными, но и в сплошных средах. Эти
силы обусловлены соответственно упругим взаимодействием частиц
среды и инерционными свойствами массы частиц. Упругость и мас-
са как бы распределены по элементам среды, поэтому сплошные
среды называют системами с распределенными постоянными. В
них также возможны упругие колебания, состоящие из ряда сле-
дующих друг за другом сжатий и разрежений среды, причем эти
сжатия и разрежения распространяются от источника возмущения
с определенной скоростью. Этот
Рйс. 3. Возникновение звука при ко-
лебаниях системы со средоточенными
постоянными
процесс распространяющихся в
среде механических колебаний и
называют звуком.
Звуковой процесс возникает, в
частности, в среде, окружающей
систему, при ее колебаниях. Воз-
вратно-поступательное движение
массы приводит к появлению на
ее поверхности периодических
сжатий .и разрежений среды, рас-
пространяющихся (в окружающем
массу пространстве и восприни-
маемых как звук (рис. 3).
Возбудителями звука могут
быть не только механические ко-
лебательные системы с сосредоточенными параметрами, но также
вихревые очаги и трущиеся поверхности. Звуковые волны, распро-
страняющиеся в воздухе, называют воздушным звуком; колебания
звуковых частот, распространяющиеся в достаточно протяженных
твердых телах, — структурным звуком.
В твердых телах конечных размеров (пластины, стержни) зву-
ковой процесс проявляется в форме звуковой вибрации. Упругие
свойства газообразных и жидких сред в полной мере характери-
зуются одной упругой постоянной — коэффициентом сжимаемости
или обратной ему величиной — модулем упругости. В этих средах
может возникнуть лишь один вид звуковых колебаний — волны
сжатия или продольные, в которых направление колебаний частиц
среды совпадает с направлением распространения колебаний.
Однородные изотропные твердые среды характеризуются дву-
мя упругими постоянными: модулем упругости (Юнга) и модулем
сдвига.
Под влиянием второй упругой постоянной в безграничных
твердых средах возможно появление, помимо деформаций сжатия,
деформаций сдвига и образования двух видов волн — продольных
и поперечных. При поперечных волнах колебания происходят в
направлении, перпендикулярном направлению распространения
волн.
Распространение поперечных волн приобретает особое значение
при прохождении звука по стержням и пластинам, в которых они
являются колебаниями изгиба. Эти колебания переносят основную
долю энергии, распространяющуюся, в частности, по ограждающим
конструкциям зданий.
Таким образом, любое нарушение стационарного состояния
сплошной твердой, жидкой или газообразной среды в какой-либо
точке пространства приводит к появлению возмущений (волн),
распространяющихся от этой точки. Область пространства, в
которой наблюдаются эти волны, называется звуковым полем. Фи-
зическое состояние среды в звуковом поле или, точнее, изменение
этого состояния, обусловленное наличием волн, характеризуется
обычно одной из двух следующих величин:
1) звуковым давлением р — разностью между мгновенным зна-
чением полного давления и средним давлением, которое наблюда-
ется в среде при отсутствии звукового поля (единица измерения
н/л£2). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе
разрежения — отрицательно;
2) колебательной скоростью частиц среды v — мгновенным зна-
чением скорости колебательного движения частиц среды при рас-
пространении в ней звуковой волны (единица измерения м!сек).
Колебательную скорость принято считать положительной, если
частица движется в направлении распространения волны, и отри-
цательной— при движении частиц в сторону, противоположную
направлению распространения звуковой волны.
Эти величины рассматриваются как функции координат и вре-
мени.
Звуковые волны, возникшие в среде, распространяются да-
лее от точки возникновения (источника звука), и требуется опре-
деленное время, чтобы звук из одной точки достиг другой. Ско-
рость распространения звука зависит от характера среды и вида
распространяющейся в ней звуковой волны. Так, например, ско-
рость звука в воздухе при температуре 20° С составляет 340 м!сек.
Скорость звука с не следует смешивать с колебательной скоростью
частиц среды v знакопеременной величиной, зависящей как от ча-
стоты, так и от величины звукового давления.
Длиной звуковой волны (X) называют расстояние, измеренное
вдоль распространения звуковой волны, между двумя ближайши-
ми точками звукового поля, в которых фаза колебания частиц сре-
ды одинакова (единица измерения м).
В изотропных средах длина волны связана с частотой f и ско-
ростью звука с простой зависимостью
z = A,
f
При распространении звуковых волн распространяется и зву-
ковая энергия.
Мощность на единицу площади, передаваемая в направлении
распространения звуковых волн, называется интенсивностью звука.
В общем случае интенсивность звука в вт/м2 определяется выра-
жением
I = v р cos 6,
где v — среднеквадратичное значение колебательной скорост?!
частиц в звуковой волне в м/сек;
р — среднеквадратичное значение звукового давления в
«/ж2;
0 — сдвиг фаз между колебательной скоростью и звуковым
давлением.
Если звуковая волна распространяется в свободном звуковом
поле (при отсутствии отраженных звуковых волн), то
V = —,
рс
где р— плотность среды в кГ/м3\
с — скорость звука в среде в м/сек.
Кроме того, в свободном звуковом поле звуковое давление и
колебательная скорость находятся в фазе, и поэтому cos 0=1. Сле-
довательно, интенсивность звука в свободном звуковом поле в на-
правлении распространения звуковых волн определяется выраже-
нием
1=^, (5)
ре
где рс — удельное акустическое сопротивление среды, через кото-
рую распространяется звук.
Для воздуха при нормальных условиях (барометрическом дав-
лении 760 мм рт. ст. и температуре 20° С).
рс=420 н-сек/м3.
Плотность звуковой энергии 8 равна содержанию звуковой
энергии в единице объема (единица измерения дж/м3). Плотность
звуковой энергии в плоской бегущей волне определяется по фор-
мулам
с
где I — интенсивность звука в вт/м2\
с — скорость звука в м/сек
или
, - Р2
Р с2
Плотность звуковой энергии — величина скалярная; она лучше
характеризует энергию звукового поля, чем интенсивность, в тех
случаях, когда направление звуковых волн является неопределен-
ным, например в закрытых помещениях. Звуковое давление и ин-
тенсивность звука являются характеристиками звукового поля в
определенной точке пространства. Они зависят от места располо-
жения точки измерения, направленности излучения и условий рас-
пространения звуковых волн.
Звуковой мощностью источника Р называется общее количество
звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее
пространство за единицу времени (единица измерения вт).
Для определения звуковой мощности в свободном звуковом по-
ле необходимо знать интенсивность звука, представляющую собой
средний поток звуковой энергии в единицу времени, отнесенный к
единице поверхности, нормальной к направлению распространения
звука. Просуммировав интенсивность звука по всем направлениям
от источника, получим звуковую мощность
P = I dS,
,7 3 п
где /п — интенсивность потока звуковой энергии в направлении
нормали к элементу поверхности.
Если бы была возможность измерить интенсивность звука вок-
руг источника, то определение звуковой мощности источника све-
лось бы к интегрированию звуковой интенсивности по замкнутой
поверхности вокруг источника. Однако в настоящее время нет при-
боров, измеряющих непосредственно интенсивность звука.
Важной характеристикой всякого источника звуковых волн (ис-
точника шума) является направленность излучения. Обычно ре-
альные источники шума имеют неравномерное излучение по раз-
личным направлениям. Неравномерность излучения характеризует-
ся фактором (коэффициентом) направленности
где рп—звуковое давление, измеренное на фиксированном рас-
стоянии от источника в заданном направлении;
рср—звуковое давление, усредненное по всем возможным на-
правлениям при том же фиксировавнном расстоянии.
Величины звукового давления, интенсивности звука и звуковой
мощности источников шума могут изменяться в широких пределах.
Например, звуковое давление практически может изменяться
примерно от 2-Ю4 до 2-Ю-5 н/л^2; отношение этих величин состав-
ляет 109.
Пользоваться абсолютными значениями таких сильно разня-
щихся между собой величин крайне неудобно. В технической
акустике принято оценивать интенсивность звука, звуковое давле-
ние, плотность звуковой энергии и звуковую мощность чаще всего
не в абсолютных, а в относительных, логарифмических единицах —
децибелах.
Таким образом, вместо шкалы абсолютных значений перечис-
ленных выше величин обычно пользуются относительной логариф-
мической шкалой, позволяющей резко сократить диапазон значе-
ний измеряемых величин. Каждому делению такой шкалы соот-
ветствует изменение интенсивности звука, звукового давления или
мощности не на определенное число единиц, а в определенное чис-
ло раз.
Уровень интенсивности звука определяют по формуле
= 101g -у,
70
где Iq — интенсивность звука, соответствующая некоторому ус-
ловно выбираемому пороговому (нулевому) уровню; по
международному соглашению выбрана интенсивность
/о=1О“12 вт/м2, приближенно соответствующая интенсив-
ности едва слышимого звука в частотной области наи-
большей чувствительности слуха.
Как следует из формулы (5), интенсивность звука пропорцио-
нальна квадрату эффективного значения звукового давления. Уро-
вень интенсивности звука можно определить также, исходя из ве-
личины звукового давления, по формуле
L^lOlg-J- = 101g 4 =20 lg(6)
'» p2 Po
Вычисляемый по этой формуле уровень принято называть уров-
нем звукового давления. Для того чтобы уровни звукового давле-
ния соответствовали уровням интенсивности, нужно в качестве
пороговой величины звукового давления р0 принять значение ро=
= 2 • 10~5 н/м2, соответствующее пороговой интенсивности 10~12 вт/м2.
Логарифмические единицы уровней являются не абсолютными,
а относительными и поэтому безразмерными единицами. Однако
после того как пороговые значения Iq и р0 были стандартизова-
ны, определяемые относительно них уровни интенсивности и уров-
ни звукового давления приобрели смысл абсолютных, так как они
однозначно определяют соответствующие абсолютные значения ин-
тенсивности и звукового давления.
Абсолютные уровни звукового давления ряда источников шу-
ма приведены В табл. 1. Таблица!
Источник шума Уровень в дб Примечание
Карманные часы . . . . Шепот Речь средней громкости . . Металлорежущие станки . . Ткацкие станки Деревообрабатывающие станки Быстроходные дизели Поршневые авиационные двигатели Реактивные двигатели . . . 20 40 60 80—90 102—105 100—120 110—115 120—130 140—170 На расстоянии 1 м » » 0,3 » » » 1 » На рабочем месте В проходах между станками На рабочих местах На расстоянии 1 м » » 2—3 » » » 2—3 м от вых- лопа
Кроме уровней интенсивности и уровней звукового давления в
последние годы широко применяется понятие уровня звуковой мощ-
ности источника шума, определяемого по формуле
Ь,= 10 1g у-
В качестве порогового значения звуковой мощности обычно вы-
бирают Po=lO“12 вт.
Характеристики направленности излучения источников шума
необходимо знать для расчетов уровней звукового давления на ра-
бочих местах или в других точках помещения, а также в тех слу-
чаях, когда машины устанавливают на открытых площадках и их
шум может распространиться на застроенную территорию.
Характеристики направленности излучения включают:
а) угловое распределение относительных уровней звукового
давления;
б) показатель направленности излучения — ПН.
Угловое распределение относительных уровней представляет
собой значения уровней звукового давления, измеренные обычно че-
рез каждые 30° в какой-либо плоскости на сферической или полу-
сферической поверхности и отнесенные к одному из измеренных
значений, принятому за основное.
Неравномерность излучения источника шума в различных на-
правлениях может быть выражена не только коэффициентом на-
правленности излучения, но показателем направленности
пн=ь—ц
где L — уровень звукового давления, измеренный в заданнОхМ на-
правлении на фиксированном расстоянии от источника,
_ в дб;
L — усредненный по всем направлениям уровень звукового дав-
ления на том же фиксированном расстоянии в дб.
Показатель направленности ПН связан с фактором на-
правленности Ф простым соотношением
ПН^ 10 1g Ф.
Разложение сложного колебательного процесса на простейшие
составляющие называют частотным анализом шума, а величину,
указывающую на характер распределения энергии шума по час-
тотному диапазону, — его частотным спектром.
Все колебательные процессы можно разделить на периодичес-
кие и непериодические. Под периодичностью колебаний понимают
постоянство закона изменения их во времени.
Отклонение физической величины p(t) в звуковой волне от
состояния покоя может быть определенным для каждого момента
времени или носить случайный, неопределенный характер.
Примером периодического процесса является шум вращения
воздушного винта и звук сирены; примером непериодического про-
цесса — ШуМ воздушной струи. Периодические процессы, повторя-
ющиеся через время Г, называемое периодом, являются детерми-
нированными.
В силу линейности уравнений акустики эти процессы всегда
можно представить в виде суммы более простых колебаний, на-
пример в виде суммы синусоидальных волн.
Кратковременные процессы всегда являются непериодическими.
Случайный процесс (в большинстве случаев шумы) не имеет резко
выраженного периода и поэтому в отличие от периодического про-
цесса не может быть выражен через гармонические составляющие.
Непрерывный случайный процесс характеризуется средней мощ-
ностью и энергетическим спектром этой мощности, т. е. распреде-
лением ее по частотам колебаний. Составляющие энергетического
спектра стационарного случайного процесса сами являются слу-
чайными функциями времени, и их можно считать постоянными
лишь при бесконечном времени усреднения. Измерительные при-
боры характеризуются конеч-
ным временем усреднения, а
поэтому показания их при из-
мерениях спектра испытывают
флуктуации случайного харак-
тера, величина которых зави-
сит от свойств прибора и ши-
рины полосы частот. Чем эти
полосы шире, тем флактуации
меньше.
Звуковая энергия, излучае-
мая источником шума, распре-
деляется по частотам, поэтому
необходимо знать распределе-
ние уровней звукового давле-
ния или уровней звуковой
мощности по частотам, т. е. ча-
стотный спектр излучения.
Спектр периодического про-
цесса с основной частотой
изображен на рис. 4,а в виде
зависимости уровней составляющих от частоты. На рис. 4,6 пока-
зан аналогичный спектр периодического процесса, однако частоты
не всех составляющих кратны друг другу.
Спектры процессов, которые могут быть представлены «в виде
синусоид, называются дискретными или линейчатыми.
Спектр случайных или непериодических процессов, к которым
в подавляющем большинстве относятся шумы различных машин
(рис. 4,в), является сплошным, и поэтому его изображение требу-
ет обязательной оговорки о ширине Af элементарных полос, к ко-
торым оно относится.
Частота fi называется нижней граничной частотой полосы
спектра, a f2 — верхней граничной частотой. За среднюю частоту
полосы обычно принимают среднегеометрическую частоту
Если процесс представляет собой сложение нескольких перио-
дических составляющих и случайного процесса, то суммарный
спектр имеет смешанный характер и изображается в виде сложе-
ния сплошного и дискретного спектров (рис. 4,г). В принципе не-
допустимо распределять мощность дискретной составляющей по
частотам в полосе, так как это не соответствует физической при-
роде процесса.
В практике измерения шумов и проведения акустических расче-
тов принято представлять спектры в полосах частот определенной
ширины. Чаще всего при измерениях используют анализаторы с
постоянной относительной полосой пропускания фильтров. Полоса
частот, у которой отношение f2/fi = 2, называется октавой. Если
f2lf 1 = 1^2 =1,26, то ширина полосы равна 7з октавы.
Для сравнения шума машин, нормирования и других аналогич-
ных целей измеряются спектры шума в октавных полосах.
Для исследования шума машин и разработки мероприятий по
его снижению применяются третьоктавные полосы или узкие по-
лосы постоянной относительной ширины.
Часто бывает необходимо сложить уровни звукового давления
двух или более источников звука
вого давления. Такое сложе-
ние уровней может быть осу-
ществлено с помощью номо-
граммы, представленной на
рис. 5.
Уровни шума различных
источников суммируются пос-
ледовательно. По разности
уровней шума L\ и Двух ис-
точников с помощью номограммы определяется величина А в де-
цибелах, которая добавляется к большему уровню Lb в результа-
те чего получается суммарный уровень шума двух источников. Счи-
тая полученный уровень уровнем шума некоторого эквивалентно-
го источника, его -суммируют с уровнем шума третьего источника,
находят уровень шума источника, эквивалентного первым трем, и
так далее до тех пор, пока не будет определен общий уровень шу-
ма всех источников.
или наити средние уровни звуко-
Д. дд
01 0,? 03 05 1 ? ' 3 4 5 5 7
ТХ. , 1, , ^.^,1 ...I, ,1 1Г.,Ц---1
16 14 12 Ю 8 5 4 2 0 -1 -4 -г
Разность L,-с7,30 f
Рис. 5. Номограмма энергетического
суммирования уровней
Г л <t в а II
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА
В ОТКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ И ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
1. Распространение шума
в открытом пространстве
Распространение колебаний в воздушной среде происходит
в форме продольных волн объемных деформаций, представляющих
собой сжатия и разрежения среды. Область пространства, в кото-
рой наблюдаются эти волны, называется звуковым полем.
Вид продольных звуковых волн, распространяющихся от источ-
ника, зависит от типа источника, соотношения между его размера-
ми и длиной излучаемой волны и от расстояния между ним и рас-
сматриваемой точкой звукового поля.
Многие реальные источники шума возможно рассматривать как
сферические излучатели, особенно в случаях, когда их размеры ма-
лы по сравнению с длиной волны излучаемого звука.
Звуковое давление в сферической волне от точечного ненаправ-
ленного источника обратно пропорционально расстоянию от цент-
ра (источника звука). Если уровень звукового давления на рас-
стоянии Го обозначить через Lo, то уровень на расстоянии г вычи-
сляется по формуле
L = L0 —20 1g
'о
Если мощность Р акустического излучения точечного ненаправ-
ленного источника звука задана, то на расстоянии г достигается
уровень звукового давления L в дб, определяемый соотношениями
Л = 10 1g —----20 1g г —11; (7)
Р о
ро = 10~12 вт.
В случае, когда из-за геометрического ограничения излучение
заполняет не все пространство, как предполагается, а только не-
который телесный угол Й, то в первой части этого уравнения допол-
нительно вводится поправочный член
+ 10Ig^. (8)
Следовательно, при излучении в полупространство приращение
уровня оказывается равным Здб, а при излучении в сферический
октант оно составляет 9 дб.
Излучение в полупространство возникает, например, тогда, ког-
да источник звука находится непосредственно над твердой поверх-
ностью.
На практике многие источники звука имеют значительные раз-
меры и обладают направленностью излучения. Тогда структура
звукового поля вблизи излучателя очень сложна. Однако на доста-
точно большом расстоянии (в дальнем звуковом поле) снова спра-
ведлива простая закономерность: как и у сферических волн, звуко-
вое давление обратно пропорционально квадрату растояния, по
излучение звука в различных направлениях в соответствии с диаг-
раммой направленности источника звука неодинаково. В этом слу-
чае с помощью уравнений (7) и (8) получают выражение для
уровня в точке измерений, находящейся от источника звука мощ-
ности Р на расстоянии г в направлении х:
L= 10 1g ——20 lgr+ 101g — + ПН— 11,
Po Q
где ПН — показатель направленности источника звука для рас-
смотренного направления точки измерения.
Элементарным источником излучения может служить, напри-
мер, идеальный сферический излучатель, в звуковом поле которого
уровень звука уменьшается на 6 дб при увеличении расстояния в
два раза. Другой элементарный источник, встречающийся в прак-
тике, может быть представлен в виде равномерно излучаемой пря-
мой линии бесконечной длины (линейный источник). В этом слу-
чае излучаются цилиндрические волны, которые являются двумер-
ным аналогом сферических волн. Уменьшение уровня в поле ци-
линдрических волн при удвоении расстояния составляет всего
лишь 3 дб и определяется уравнением
L = L0 — 10 lg
G)
Источник звука, который простирается вдоль прямолинейного
отрезка конечной длины, объединяет оба только что названных ви-
да излучения. Если рассмотреть звуковое поле в точках, лежащих
на перпендикуляре в середине отрезка, то при расстоянии г, много
меньшем длины I излучателя (г<7), будет наблюдаться цилиндри-
ческая, а при r>Z — сферическая волна. Суммируя действие от-
дельных некогерентно излучающих источников звука вдоль отрезка
прямой, вычисляют плотность энергии в:
s ~ — arctg —.
г 2г
При ~ получают
I
S ~ --
2 г2
(сферическая волна), а при
^цилиндрическая волна). Переход цилиндрических волн в сфериче-
ские при их распространении происходит при
Z
^гр _
Практически этот случай наблюдается, например, тогда, когда
шум создается железнодорожным составом длиной /. В качестве
примера на -рис. 6 приведено изменение уровня звука в зависимос-
ти от расстояния при 1= 100 м, причем при г = 5 м уровень про-
извольно был принят равным нулю. В этом случае получается, что
Рис. 6. Уменьшение уровня при увеличе-
нии расстояния г от линейного источни-
ка звука длиной /=100 м
1 — распространение цилиндрических волн, 2 --
распространение сферических волн; 3 — на-
блюдатель
Рис. 7. Уровень звука на расстоянии
г от оси движения при бесконечном
потоке автомобилей. Уровень шума
одного автомобиля на расстоянии
10 м принимался равным 80 дб
1 — наблюдатель
гГр==32 м. Подобная диаграмма для бесконечно большого числа
точечных источников шума, расположенных на расстоянии друг
от друга вдоль прямой, показана на рис. 7.
В дальнем свободном звуковом поле, создаваемым источником
конечных размеров в безграничной однородной атмосфере без по-
глощения, звук распространяется по прямым линиям — лучам, пер-
пендикулярным фронту волны. С увеличением расстояния от ис-
точника поверхность фронта также увеличивается, вследствие чего
интенсивность звука падает.
Однако в реальной атмосфере интенсивность звука снижается
на большую величину, чем величина, зависящая только от рассто-
яния до источника звука. Дополнительное снижение интенсивности
обусловливается поглощением звука.
Поглощение звука в спокойной атмосфере обусловлено обме-
ном импульсами в результате теплового движения молекул меж-
ду частями звуковой волны, движущимися с различными скорос-
тями (классическое поглощение из-за вязкости и теплопроводности
воздуха), а также перераспределением энергии между молекула-
ми с различными степенями свободы (молекулярное поглощение).
Последнее играет основную роль в снижении интенсивности
Классическим поглощением в большинстве случаев можно прене-
брегать. Величина молекулярного поглощения звука зависит от
Рис. 8. Молекулярное за-
тухание звука при его
распространении в воз-
духе при различных зна-
чениях частоты и темпе-
ратуры в зависимости от
относительной влажно-
сти воздуха
Для приближенного расчета погло-
щения звука в атмосфере могут служить
графики, приведенные на рис. 8 [43], на
котором показано затухание звука в
дб!км в функции относительной влаж-
ности воздуха при различных значениях
частоты и температуры. График показы-
вает, что молекулярное поглощение силь-
но возрастает при увеличении частоты и
его максимум соответствует малой отно-
сительной влажности.
Реальная атмосфера находится в не-
прерывном движении. Плотность, темпе-
ратура, давление и влажность атмосферы
непрерывно изменяются как во времени,
так и в пространстве. Поэтому звуковые
волны, распространяясь вдоль земной
поверхности, претерпевают воздействия
этих изменений на пути распространения,
а также частично поглощаются и отра-
жаются земной поверхностью. Это при-
водит к появлению существенной зависимости уровня звука на
открытом воздухе от перечисленных факторов.
Изменения плотности и температуры приводит к изменению
волнового сопротивления среды и изменению скорости звука в
среде.
Существенную роль играет то обстоятельство, что в определен-
ный момент времени температура в разных точках атмосферы не-
постоянна и имеется температурный градиент, который в общем
случае также является функцией координат. Появление градиента
температуры обусловлено теплообменом между поверхностью зем-
ли и атмосферой.
Существо происходящих явлений проще всего понять в случае
слоистой атмосферы, в которой установился постоянный (положи-
тельный или отрицательный) температурный градиент, и, следова-
тельно, при возрастании высоты температура уменьшается или
увеличивается на постоянную величину.
Рис. 9. Распространение звука в ат-
мосфере с расслоением по высоте вслед-
ствие наличия постоянного температур-
ного градиента
/ — приемник: 2 —зона молчания (зона зву-
ковой тени); 3 — источник звука
На рис. 9 вместо звуковой
волны изображен звуковой
луч, который исходит из точеч-
ного источника. Луч испыты-
вает преломление — рефрак-
цию (точно так же, как свето-
вой луч в оптически неодно-
родных средах), распростра-
няется криволинейно и в отли-
чие от случая однородной ат-
мосферы уже не лседставляег
собой прямую линию. Теория
показывает, что при постоян-
ных градиентах скорости зву-
ка dcldz= const лучи имеют
форму дуги круга. Искривле-
ние лучей происходит таким
образом, что они всегда от-
клоняются в сторону областей с меньшей скоростью звука, харак-
терных более низкой температурой. При этом распространение
является симметричным относительно оси I.
Как видно из рис. 9, существуют такие атмосферные условия,
которые приводят к образованию «зоны молчания» — зоны звуко-
вой тени. В такую теневую зону не попадает ни один из прямых,
звуковых лучей, исходящих от источника звука. Для точки приема,
находящейся на высоте г2. вычисляется расстояние R до границы
звуковой тени, которое приближенно задано соотношением [43].
/? Я, -I. /?2 = У 2 %- (у 21 + I'z2).
Здесь — высота источника звука над поверхностью земли;
с0 — скорость распространения звука у поверхности земли;
c' = dc]dz— градиент скорости звука;
с0/с' — радиус кривизны луча.
В дневное время температура обычно уменьшается с высотой,
и происходит рефракция звука вверх; в тихую ночную погоду в
приземном слое атмосферы нередко наблюдается инверсия темпе-
ратуры, и звуковые лучи прижимаются к земле.
Градиент скорости звука также подвержен влиянию ветра. По-
явление градиента ветра чаще всего обусловливается трением меж-
ду поверхностью земли и движущимся потоком воздуха. При рас-
пространении звука скорость ветра добавляется к скорости звуко-
вых волн в неподвижной сре-
де, и всякое изменение скоро- ’
сти ветра вызывает изменение
скорости звука.
Следовательно, скорость
распространения звука в атмо-
сфере равна векторной сумме
скорости звука в неподвижной
атмосфере и скорости ветра,
что служит причиной рефрак-
ции звуковых волн. Звуковые
лучи, распространяющиеся
против ветра, загибаются
кверху, что служит причиной
появления зоны молчания, в
которую не может проникнуть
прямой звук (рис. 10).
При переходе через грани-
цу зоны молчания уровень
звукового давления падает не-
редко на 20—30 дб. Зона мол-
чания в зависимости от рас-
пределения температур по вы-
соте и скорости ветра может
Рис. 10. Распространение звука в атмос-
фере с расслоением по высоте вследст-
вие постоянного положительного гради-
ента скорости ветра
а — вертикальный разрез; б — вид сверху. / —
зона звуковой тени; 2 — наветренная сторона;
3 — подветренная сторона; 4 — источник зву-
ка; 5 — ветер
начинаться уже на расстоянии
100—500 м от источника звука. При распространении звука в на-
правлении ветра зона молчания отсутствует, поскольку звуковые
лучи прижимаются к земле.
Днем (dtldz<$) с наветренной стороны от источника звука
влияния ветра и температуры складываются и вызывают искрив-
ление звуковых лучей кверху. С подветренной стороны эти влияния
вычитаются, так что искривление лучей происходит либо книзу,
либо кверху в зависимости от того, какая из величин является
преобладающей. Ночью (dtldz>ty с подветренной стороны оба
градиента складываются и вызывают искривление книзу, в то
время как с наветренной стороны оба эффекта вычитаются.
Отсюда следует, что образование зоны звуковой тени, которое
сопровождается наиболее сильным отклонением от обычного рас-
пространения звука, можно наблюдать преимущественно днем с
наветренной стороны от источника звука. Ночью же теневая зона
образуется лишь в очень редких случаях (главным образом, с
подветренной стороны). Последнее обстоятельство является одной
из причин хорошей слышимости ночью.
В условиях свободной атмосферы падение уровня в теневой
зоне имеет меньшую величину, чем это следует из теории, прежде
всего из-за турбулентности атмосферы, которая вызывает рассеи-
вание звука в теневой зоне. На рис. 11 приведена кривая для слу-
чая распространения звука «против ветра», построенную Винером
и Кистом [48] по результатам многочисленных измерений.
На этом рисунке показано дополнительное уменьшение уровня
в децибелах, обусловленное слоистой структурой атмосферы, в за-
висимости от расстояния между источником звука и приемником,
измеренного в долях расстояния до границы тени. Кривая была
построена для следующих условий: источник звука находился на
высоте 21 = 3,7 м; приемник находился на высоте z2=l,5 м; ско-
рость ветра 1—9 м!сек; земля покрыта растительностью высотой
приблизительно 30 см; рассматривались законы изменения тем-
пературы с положительным, нулевым и отрицательным температур-
ными градиентами. Кривая справедлива для четырех октавных
Рис. 11. Снижение уровня в деци-
белах, происходящее при распро-
странении звука против ветра в
дополнение к затуханию, пропор-
циональному величине 1/г, и моле-
кулярному поглощению в зависи-
мости от расстояния г до прием-
ника
Рис. 12. Снижение уровня в децибе-
лах, происходящее при распростране-
нии звука по ветру, в дополнение к
затуханию, пропорциональному вели-
чине 1/г, и молекулярному поглоще-
нию в зависимости от произведения
средней частоты диапазона fCp на
расстояние г до приемника
полос между 300 и 4800 гц и расстояний меньше 1,5 км и учитывает
влияние турбулентности. Характерным для этой кривой является
то, что до границы звуковой тени отсутствует какое-либо дополни-
тельное затухание, а за переходной областью достигается пре-
дельное значение, равное 30 дб.
На рис. 12 показана кривая, полученная теми же авторами для
случая распространения звука по ветру для тех же условий, что
и кривая на рис. 10. Кривая показывает дополнительное уменьше-
ние уровня (в децибелах) в зависимости от произведения средней
частоты диапазона fCp на расстояние г. Для небольших расстояний
между источником звука и приемником можно принять, что рас
пространение является невозмущенным, в то время как при рас-
стояниях, превышающих некоторую предельную величину, которая
обратно пропорциональна частоте, необходимо учитывать дополни
тельное падение уровня, которое при увеличении расстояния в два
раза составляет 3 дб.
Большое влияние на распространение звука оказывает тур-
булентность атмосферы (порывы ветра и т. п.). Вызываемые ей
изменения скорости распространения звука приводят к флуктуа-
циям уровня звукового давления, которое составляет 20—25 до
при сильном порывистом ветре.
Турбулентность атмосферы [4] приводит также к значительно-
му дополнительному поглощению звука в атмосфере, которое мо-
жет достигать для диапазона частот 250—4000 гц 15—22 дб!км
при слабом ‘ветре и 50—90 дб!км при сильном ветре.
Во многих случаях при распространении внешнего шума источ-
ник звука и приемник (или точка наблюдения) находятся на вы-
соте всего лишь нескольких метров или даже дециметров над по-
верхностью земли. Следовательно, звук распространяется парал-
лельно земле или отражается от нее под небольшим углом. Поэто-
му можно предположить, что акустические свойства земной по-
верхности оказывают влияние на уровень звука в месте приема и
что, в частности, грунт, сильно поглощающий звук, вызывает
большее падение уровня звука, чем это получалось бы только из-
за геометрического расхождения звуковых волн.
Есть немало исследований, посвященных проблеме распрост-
ранения звука над поверхностью земли при различной ее характе-
ристике. Однако до сих пор отсутствуют результаты систематичес-
ких измерений, которыми можно было бы воспользоваться на
практике. Подобного рода измерения связаны с большими труд-
ностями, так как на распространение звука на открытом воздухе
всегда оказывает влияние ветер и температура. В некоторых слу-
чаях затухание, обусловленное поглощающим действием поверх-
ности земли, играет заметную роль наряду с другими эффектами.
При этом влиянием низкого растительного покрова земли (травы,
кустарника) практически можно пренебречь. Однако при более
высоком растительном покрове, например, в случае зеленых на-
саждений, имеется значительное затухание.
Измерения, проведенные Эйрингом, показали, что в дополне-
ние к уменьшению интенсивности звука, обусловленному геомет-
рией распространения, появляется еще и падение по показатель-
ному закону в зависимости от расстояния до источника звука. На
графике рис. 13 нанесены кривые дополнительного снижения при
распространении звука для пяти различных степеней густоты
джунглей, которые характеризуются дальностью видимости и воз-
можностью прохождения через джунгли. Полученные величины
справедливы только для исследованного Эйрингом случая, когда
источник звука и приемник находятся в самих джунглях. Эффект
снижения шума в зеленых насаждениях зависит от характера по-
садок, пород деревьев и кустарников, времени года, а также от
спектрального состава шума. Рядовые посадки деревьев на улицах
и бульварах городов с открытым подкронным пространством ока-
зывают ничтожное действие на улучшение шумового режима.
Звук, особенно низкочастотный, беспрепятственно проходит сквозь
такие посадки, и лишь высокочастотные составляющие шума ча-
стично рассеиваются и поглощаются.
Для обеспечения существен-
ного снижения шума посадки
должны быть с густыми кронами,
смыкающимися между собой, а
пространство под кронами необ-
ходимо заполнять кустарниками
так, чтобы не было просветов.
Лишь такие зеленые насаждения
дают ощутимый эффект умень-
шения шума. Следовательно, пер-
вое требование к зеленым насаж-
дениям в отношении их шумоза-
щитных качеств — это плотность
их лиственного или хвойного по-
крова. Следующим условием яв-
ляется ширина защитной посадки.
Как показали натурные обследо-
вания защитных древесно-кусгар-
никовых полос, минимальная ши-
рина полосы, дающая достаточ-
ный эффект шумоглушения, со-
ставляет не менее 10 м.
Характер посадки деревьев
также имеет определенное значе-
ние. Например, полоса, состоящая
Рис. 13. Дополнительное затухание
звука в джунглях
зона 1 — очень густая листва, видимость
приблизительно 6 лс, без вспомогательных
средств продвижение невозможно; зона
2 — очень густая листва, видимость приб-
лизительно 15 м, продвигаться очень труд-
но, зона 3 — густая листва, видимость
приблизительно 30 м, продвижение затруд-
нено, зона 4— густая листва, видимость
приблизительно 60 м, продвижение затруд-
нено; зона 5 — поросль с небольшим ко
личеством листьев, большие ветви, види-
мость приблизительно 90 м, продвижение
свободное
из нескольких рядов деревьев,
с разрывами между этими рядами, в сравнении с полосой, где все
кроны деревьев смыкаются, показывает более интенсивное сниже-
ние шума. Разница снижения шума при одинаковой ширине поло-
сы той и другой конструкции посадок соответствует примерно ко-
личеству рядов в полосе.
Значительное снижение шума наблюдается, когда на пути его
распространения есть экраны-барьеры. При распространении шу-
ма за экраном возникает звуковая тень (рис. 14). Однако в зоне
звуковой тени шум от источника, экранируемого барьером, исклю-
чается не полностью.
Проникновение звуковой энергии за экран зависит от соотно-
шения между размером препятствия и длиной волны. Чем больше
длина звуковой волны X, тем меньше при данном размере препят-
ствия область тени.
Длина зоны тени /т за экраном шириной Н (рис. 15) может
быть выражена следующей формулой:
Я2
4%
Формула относится к распространению плоских звуковых волн,
возникающих при линейном источнике звука. Длина вол/ны при
этом соизмерима с шириной экрана Н и приблизительно равна или
меньше ширины Н.
Рис. 14. Схема распространения звука за экраном
1 — источник звука; 2 — экран; 3 — точка наблюдения
Рис. 15. Схема образования звуко-
вой тени при распространении плос-
ких звуковых волн
Так, если Х = 3,5 м (для 100 гц), Н= 10 м, то
I.
102
4-3,5
=7,1
14
Ж.
Дополнительное снижение уровня звукового давления за экра-
ном-барьером 2 высотой h в точке 3 от источника 1 зависит от со-
отношения:
А2
X а
Необходимым условием, при котором сохраняется закономер-
ность снижения уровня звукового давления за препятствием, яв-
ляется соотношение b^>a>h.
На рис. 16 приведен график, позволяющий рассчитать сниже-
ние шума в различных точках, расположенных за экраном.
Рис. 16. График для расчета снижения шу-
ма за скрапом
/ — источник звука; 2 — точка наблюдения
Дополнительное снижение шума за экраном установлено в
результате натурных измерений, проведенных на эксперименталь-
ном шумозащитном придорожном сооружении в Волгограде [23]
(рис. 17).
Особенностью распространения звука за экраном-барьером яв-
ляется также рост снижения уровня от границы звуковой тени к
поверхности земли.
Проводимые в настоящем разделе материалы показывают, что
в настоящее время известна лишь в большинстве случаев качест-
венная картина распространения звука в атмосфере над поверх-
ностью земли и имеются лишь отдельные количественные опытные
данные.
Имеющийся опыт позволяет рекомендовать некоторые средние
величины затухания, которые следует принимать при расчетах ра-
пространения звука в атмосфере над поверхностью земли (без
учета экранирования шума препятствиями, но с учетом молеку-
лярного поглощения). Эти величины затухания приведены в
табл. 2.
Таблица 2
Данные табл. 2 следует счи-
тать ориентировочными, так
как в реальных условиях в за-
висимости от метеорологиче-
ских факторов и характера
поверхности земли фактиче-
ское затухание может быть
значительно большим. Так, по-
глощение в реальной атмосфе-
ре в результате турбулентно-
сти значительно больше, чем
в спокойной атмосфере; одна-
ко учитывать в расчетах его не
следует.
2. Распространение шума
в закрытых помещениях
В большинстве случаев
источники шума установлены в
закрытых помещениях. При
излучении шума звуковые
волны в помещении распрост-
раняются беспрепятственно
только до ограждений, затем
они многократно отражаются
от них. Воздушный объем в по-
мещении под действием пря-
мых волн от источника и волн,
отраженных от всех огражде-
ний, приходит в колебатель-
ное движение.
С физической точки зрения
замкнутый воздушный объем,
ограниченный поверхностями,
Рис. 17. Снижение уровня звукового
давления за экранирующим шум соору-
жением (земляной кавальер высотой
2,5 м с железобетонной стеной, высотой
1,5 м)
источник шума: 1 — четыре автомобиля МАЗ;
2 — автомобиль МАЗ; 3— автомобиль ЗИЛ;
4 — бензиновый двухтактный двигатель
способными в той или иной мере поглощать падающую на
них звуковую энергию, представляет собой линейную колебатель-
ную систему с определенным спектром собственных частот и с де-
крементами, характеризующими быстроту затухания каждого из
собственных колебаний системы. При вынуждающем воздействии
шума, излучаемого машиной, в воздушном объеме помещения воз-
буждаются собственные колебания с частотами, близкими к часто-
там различных составляющих спектра шума.
Спектр собственных частот воздушного объема помещения с
длиной /х, шириной /уи высотой lz можно определить по формуле
где п v, пу, nz— любые целые положительные числа или 0;
с— скорость звука в воздухе.
Расчеты показали, что на низких частотах число собственных
мод колебаний сравнительно невелико, они разделены довольно
большими промежутками. Но при увеличении частоты их количе-
ство очень быстро увеличивается, спектр собственных частот объ-
ема становится почти сплошным. Наиболее равномерно распреде-
лены собственные частоты в помещениях, основные размеры ко-
торых не кратны между собой. При кратных или равных линейных
размерах наблюдаются вырождение спектра собственных частот
и монотонность сходимости ряда нарушается.
Возможно подсчитать число собственных мод помещения ниже
определенной граничной частоты
АГ 4л/3V . л/М . /L
N =----------1— ---р -— ,
3 с3 4 с2 8 с
где / — граничная частота в гц;
V — объем помещения в л/3;
А =2(1 х1у-\-1 xlz+l yh) —полная площадь всех ограждений по-
мещения в л/2;
L = ^(lх+1 y+G )—сумма длин всех сторон помещения в м;
с—скорость звука в м!сек.
Для увеличения числа мод и более равномерного их распреде-
ления важен не только объем помещения, но и сооотношение его
основных размеров.
Если размеры помещения не слишком малы по сравнению с
длиной волны, то собственные частоты располагаются настолько
плотно, что любая составляющая спектра источника шума возбу-
дит целый ряд собственных колебаний объема.
Основным понятием статистической теории является диффуз-
ное звуковое поле, которое характеризуется изотропностью и од-
нородностью.
Первое свойство поля — равенство средних потоков энергии по
различным направлениям: второе — равномерное распределение
звуковой энергии по объему помещения.
* ю =
с А
После включения источника шума происходит процесс возра-
стания содержащейся в помещении звуковой энергии по закону
4V z Mi-*)
1 — е
где А = aS — общее поглощение в помещении в л2;
V — объем помещения в м3;
S — общая площадь ограждающих поверхностей в м2\
с — скорость звука в воздухе в м/сек\
a— средний коэффициент звукопоглощения;
Р — звуковая «мощность источника шума в вт.
С течением времени наступает равновесное состояние, когда в
помещении поглощается столько же энергии, сколько ее
источник, и плотность энергии в помещении стремится к
парному значению
излучает
стацио-
(9)
процесс
После выключения источника начинается обратный
поглощения звуковой энергии
гр- 11п d-a)
s (/) = е0 е
Этот процесс можно характеризовать временем реверберации
Г, в течение которого плотность звуковой энергии уменьшается в
106 раз. Из последней формулы легко найти, что время ревербера-
ции равно:
6 1П10.4У
1 — ---------- СсЛ.
с S In (1—a)
_ 61П10-4
Полагая с=343 м/сек и вычислив постоянную ~ мож-
но написать, что
— S In (1 — a)
Эта формула была впервые выведена Эйрингом. При неболь-
ших значениях среднего коэффициента звукопоглощения (а <0,21
ее можно привести к более простому виду — формуле Сэбина
[461:
т = 0,161 V __ 0,161 V
aS А
На высоких частотах (выше 2000 гц) нужно учитывать, что
звуковая энергия поглощается не только при отражениях, но и на
пути свободного пробега из-за вязкости и теплопроводности воз-
духа. Более общая формула времени реверберации будет
т = 0,161 V
— S In (1— а) + 4 pt V ’
где у-— показатель затухания звука в воздухе.
Измерение шума в помещении и проверку действия источника
шума проводят после того, как в помещении установится равнове-
сное состояние и плотность звуковой энергии е0 будет опреде-
ляться формулой (9). Средний по времени поток звуковой энер-
гии, соответствующий плотности во, равен: I=eqC.
4Р
Используя это соотношение, можно написать, что 1= , Сле-
довательно, зная звуковую мощность источника и эквивалентную
площадь звукопоглощения в помещении, можно определить интен-
сивность звуковой энергии или, переходя к уровням, можно запи-
сать, что
Lj = Lp — 10 1g А + Ю 1g 4 = Lp - 10 1g A + 6. (10)
При измерениях в помещениях, как и в свободном поле, мы
получаем уровни звукового давления, которые связаны с уровня-
ми интенсивности соотношением (6). Поэтому формулу (10) мож-
но представить в виде
L = Lp — 10 1g А + 6 — 10 1g р-^ .
рс
Последний член формулы равен 0, если измерения проводятся
при нормальных атмосферных условиях.
Эквивалентную площадь звукопоглощения в помещении мож-
но определить, измерив время реверберации в помещении.
Предположение о диффузности звукового поля в закрытых
помещениях является идеализированным; в большинстве практи-
ческих случаев, когда источники шума установлены в обычных
помещениях (цехах, стендах испытаний, мастерских и т. п.), зву-
ковое поле не обладает в полной мере свойствами изотропности и
однородности.
Плотность звуковой энергии в каждой точке помещения можно
разложить на две части: е = ех4- е2 , первая из которых — плот-
ность энергии в прямой волне, приходящей от источника шума в
точку приема, а вторая—плотность диффузной энергии, приноси-
мой б эту точку всей совокупностью отраженных от ограждений
звуковых волн.
Если представить источники шума в виде сферического излуча-
теля, имеющего звуковую мощность Р, то -на расстоянии от него
плотность энергии в прямой волне будет
Р
£i =----------
4л г2 с
Плотность диффузной энергии можно представить как плот-
ность энергии, остающейся в помещении после первого акта зву-
копоглощения:
" (1-
с S ' а сА\ S )
На некотором расстоянии от источника шума плотность энер-
гии в прямой волне становится равной плотности диффузной энер-
гии. Это расстояние называется граничным радиусом. Опреде-
лить его величину можно, приравняв обе части звуковой энергии:
Р __ 4Р (1 — а) _ 4Р (1 — а)
4 л г2 с с S а Ас
откуда _________ ______________
ЛгР = V16 Л (1 — а) ~ V 50 (1 — а) • ___
При малых коэффициентах а можно принять, что м
Если источник шума установлен на полу помещения и излучение
происходит в полупространстве (2 стер), то граничный радиус
1 / А
увеличивается ггр = |/ 8 л и при малых значениях а при-
мерно равен
Л1'
Граничный радиус увеличивается, если источник шума имеет
натравленное излучение шума.
Таким образом, плотность звуковой энергии в помещении скла-
дывается из непосредственно излучаемой источником составляю-
щей еь которая существовала бы и на открытом воздухе, и плот-
ности энергии е2 — реверберационного звука, созданной в резуль-
тате многократного отражения на ограничивающих помещение
поверхностях. Суммарная плотность энергии устанавливается по
формуле
р т- г— Л р
£0 — £1 + £2 “ -----1---- ,
4 л г2 с _ с В
А
где В — ~ — — постоянная помещения.
('~т)
Как показывает эта формула, вблизи источника звука мощно-
стью Р уровень звука уменьшается на 6 дб при увеличении рас-
стояния в два раза.
Для расстояний, превышающих граничный радиус гГр, уро-
вень звука должен был бы оставаться практически постоянным.
Однако в реальных условиях часто наблюдается непрерывное
уменьшение уровня также и при г, значительно превышающих ггр,
так как сделанное предположение диффузности звукового поля
наблюдается лишь в редких случаях и, кроме того, большинство
источников звука 'излучают несферические волны.
Предположим, что источник звука с известными звуковой
мощностью Р и фактором направленности Ф расположен в какой-
либо точке помещения. В зависимости от расположения источни-
ка пространственный угол его излучения Q будет составлять: при
размещении на полуплоскости 2 = 2^, в двугранном угле
а в трехгранном углу £2=^/2. Тогда уровень звукового давления
в какой-либо точке, расположенной на расстоянии, большем гра-
ничного радиуса, может быть определен по формуле
L = Д, - 10 Ig [ii=S> + + 10 lg ,
где Lp — уровень звуковой мощности источника звука в дб;
а— средний коэффициент звукопоглощения в дб;
А — общее звукопоглощение помещения;
Ф — фактор направленности источника звука;
Q — пространственный угол излучения источника звука;
г — расстояние от источника звука до данной точки;
рис— плотность и скорость звука в (помещении;
ро и с0 — то же, (при стандартных атмосферных условиях (Ро=
= 0,1224 кГ/м\ со=340 м/сек).
Г л а в а III
ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ЧЕЛОВЕКА
И НОРМИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ШУМОВ
1. Действие шума на человека
Человек в быту и на производстве постоянно находится под
воздействием шума различных параметров.
Звуковые раздражения человек воспринимает звуковым ана-
лизатором — органом слуха. Звуковой анализатор представляет
собой сложный механизм, обладающий высокой чувствительно-
стью, способностью осуществлять тонкий анализ и синтез, выби-
рать из всей массы звуков полезные и защищать кору головного
мозга от нежелательных вредных звуков.
По интенсивности все звуки можно разделить на три основные
области. Первая область распространяется от слухового порога
человека до уровней звукового давления 40 дб и охватывает весь-
ма ограниченное количество сигналов внешней среды. Вследствие
отсутствия повседневной тренировки звуковой анализатор мало
чувствителен к восприятию звуков таких уровней. Вторая область
включает уровни звукового давления от 40 до 80—90 дб и содер-
жит основную массу полезных и бесполезных звуков окружаю-
щей среды; повседневное воздействие их приводит к созданию на-
выков восприятия. В пределах этой области расположены уровни
звукового давления речи от шепота до самой громкой передачи по
радио, музыкальные звуки, большинство шумов в быту и на про-
изводстве, предупредительные сигналы и т. д. В этой области наб-
людается способность к наиболее тонкой дифференциации и ана-
лизу всех качеств звука.
Третья область охватывает уровни звукового давления от 80—
90 дб до порога болевого ощущения звука (до уровня 120—
130 дб). Благодаря развитию современной техники эти уровни на-
чинают приобретать существенное значение в жизни человека.
Сильный звуковой разражитель выступает, с одной стороны, в ка-
честве помехи, с другой,— в виде полезных сигналов. В этой обла-
сти уровней звукового давления наблюдаются существенные отли-
чия в деятельноти звукового анализатора по сравнению с первой
и второй областями. Важнейшее значение приобретает в третьей
области явление утомления и в связи с этим фактор времени дей-
ствия раздражителя.
Чувствительность слуха во время действия шума или звуков
не остается без изменения. В условиях полной тишины чувстви-
тельность его возрастает, а под влиянием шумового воздействия
снижается. Такая временная перестройка функции звукового ана-
лизатора, выражающаяся в некотором повышении порога слыши-
мости, называется адаптацией слуха.
Временное умеренное понижение слуховой чувствительности
является целесообразной приспособительной реакцией организма
к условиям внешней среды и играет защитную роль против силь-
ных и продолжительно действующих шумов.
Длительное воздействие шума или звука приводит к патологи-
ческому состоянию органа слуха и его утомлению, которое харак-
теризуется не только более значительными сдвигами в чувстви-
тельности, но и более замедленной обратной адаптацией.
Утомление наступает при перераздражении звукового анализа-
тора, является процессом длительным и в отличие от адаптации,
которая способствует сохранению работоспособности, всегда сни-
жает работоспособность анализатора; при частых и длительных
перераздражениях в случае недостаточного отдыха наступают
стойкие явления понижения функции и выявляется картина шу-
мовой (звуковой) травмы. Вредное влияние производственного
шума на рабочих хорошо известно.
Предельная граница шума, при которой не повреждается ор-
ган слуха, в условиях производства составляет примерно 85—
90 дб А. Под воздействием шума высокой интенсивности, превы-
шающего на средних частотах 85—90 дб, в органе слуха возника-
ют явления утомления, которые могут перейти постепенно в туго-
ухость и глухоту, обнаруживаемые через несколько лет работы.
Однако и в повседневной жизни человек подвержен действию
шума таких же высоких уровней. В результате постоянного дли-
тельного кумулятивного действия шума в условиях города может
возникнуть хроническое расстройство слуховой функции.
Действие шума на организм человека может проявляться в
трех основных направлениях: 1) воздействие шума на орган слу-
ха; 2) воздействие шума на функции отдельных органов и систем
(сердечно-сосудистая, пищеварительная, эндокринная, мышечная
системы, вестибулярный аппарат, обменные процессы, кровотво-
рение и т. д.); 3) воздействие шума на организм в целом, в част-
ности на высшую нервную деятельность и вегетативную реактив-
ность.
Раздражающее действие шума зависит от его физических
свойств. Так, шумы со сплошными спектрами являются менее
разражающими, чем шумы, содержащие тональные составляю-
щие. Шумы с высокочастотными компонентами дают более раздра-
жающий эффект, чем с низкочастотными. Наиболее неприятны
шумы, изменяющиеся по частотам и уровням звукового давления.
Психологическая сторона проблемы шума имеет большое зна-
чение, особенно в отношении шумов малой интенсивности (до
60 дб). Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит
его, в то время как небольшой шум, вызванный каким-либо по-
сторонним источником, дает раздражающий эффект.
Что касается шума высокого уровня, то исследованиями дока-
зано, что наиболее ранние нарушения под воздействием такого
шума развиваются со стороны центральной нервной системы, а
поражения органа слуха возникают позднее (не менее чем через
5 лет).
На производствах, где профессиональной вредностью является
шум и вибрация, у рабочих обнаружены резкие сдвиги биоэлект-
рической активности коры головного мозга, что проявляется в
уменьшении силы и подвижности нервных процессов и в торможе-
нии возбудимости с наклонностью к образованию застойных оча-
гов возбуждения в двигательной и акустической зонах коры. На-
блюдались также нарушения взаимоотношений между корой и под-
коркой мозга.
В условиях жизни человека как на производстве, так и в быту
большое значение имеет скорость реакции, определяемая време-
нем, которое необходимо человеку для того, чтобы осознанное вы-
звало моторное действие. Скорость реакции характеризует состоя-
ние центральной нервной системы. Обнаружено удлинение време-
ни условной двигательной реакции в ответ на звуковые и свето-
вые сигналы при уровне шума более 80 дб [2].
Вопросы производительности труда и интенсивности шума име-
ют большое экономическое значение. Многие исследователи от-
мечают снижение производительности труда в ряде отраслей про-
мышленности, где производственные процессы сопровождаются
шумом [15]. Понижение работоспособности происходит вследст-
вие ослабления внимания и замедления латентного времени реак-
ций.
Производительность труда понижается как в количественном,
так и качественном отношениии. По некоторым данным шум мо-
жет снизить производительность труда до 60%. При уменьшении
шума на производстве, наоборот, растет общая производитель-
ность труда, уменьшаются непроизводительные затраты и сокра-
щается заболеваемость. Многочисленные данные свидетельствуют
о неблагоприятном влиянии шума на производительность умст-
венного труда.
Известно, что шумы большой интенсивности вызывают изме-
нение вегетативных реакций, важнейшая из которых функция кро-
вообращения. Первые вегетативные реакции выявляются при шу-
ме 60—70 дб и проявляются тем сильнее, чем выше уровень шума.
При этом имеет значение ширина полосы действующего шума.
Работы последних лет выявили действие шума на сердечно-сосу-
дистую систему даже в том случае, когда в кровяном давлении,
частоте пульса и электрокардиограмме не было никаких измене-
ний. Исследования влияния шума на пищеварительную систему,
почки, селезенку и другие органы показали весьма неблагоприят-
ное воздействие шума и на их функциональное состояние.
Отсюда видно, что шум вызывает реакцию организма в це-
лом. Нарушения в органах и системах зависят от уровня шума,
распределения его по частотам, времени воздействия и от инди-
видуальных особенностей человека. Интенсивные высокочастот-
ные шумы приводят к быстрому развитию патологического состоя-
ния.
Эту патологическую картину, возникшую под влиянием шума,
рассматривают как «шумовую болезнь» [1].
Все сказанное выше относится к действию шума большой ин-
тенсивности.
Влияние шума малой интенсивности на людей может быть вы-
явлено двумя способами: 1) путем опроса об ощущении раздра-
жающего действия шума; 2) физиологическими исследованиями
действия шума на различные системы человека.
Изучение влияния уличного и жилищно-бытового шума в ос-
новном проводится путем опроса, причем шум оценивается в той
мере, в какой он мешает или вызывает раздражение. Реакция на
шум, по определению Харриса,— это восприятие шума, сопровож-
даемое известным к нему отношением или действием. Индивиду-
альная реакция на шум вполне определенна, гораздо труднее
предугадать реакцию коллектива на тот или иной шум.
Для сопоставления уровней шума в жилых помещениях и
оценки их населением [10] были проведены детальные исследова-
ния шума и одновременный опрос при каждом измеренном уров-
не шума. Для этого в 27 квартирах, расположенных на различ-
ных по интенсивности движения улицах и с различной звукоизо-
ляцией ограждений, измеряли общий уровень шума и его спект-
ральные составляющие.
В каждом объекте автоматически записывались спектры шума
четыре раза в сутки по 2 ч — утром, днем, вечером и ночью. За
каждые 2 ч регистрировалось около 100 спектров шума. По по-
лученным данным строились графики расределения суммарных
уровней шума и его спектральных составляющих в зависимости
от времени.
На рис. 18 в качестве примера приводится график распределе-
ния уровней шума в жилом доме на Ломоносовском проспекте
Процент от общего бремени измере-
ний
Рис. 18. Распределение суммарных
уровней и уровней в треть октавных
полосах в жилом доме по Ломоно-
совскому проспекту. Окна открыты.
Реакция населения — шум беспокоит
Москвы — большой магистрали
со всеми видами городского тран-
спорта и интенсивным его движе-
нием в течение всех часов суток.
Измерения проводились при от-
крытых окнах, выходящих на
улицу. По оси ординат рисунка
отложены уровни звукового дав-
ления проникающего шума, по
оси абсцисс — время в процентах
от общего времени измерений
(или число случаев в процентах
от общего числа случаев), в тече-
ние которого уровни звукового
давления не превышают опреде-
ленной величины. Кривые, отме-
ченные цифрами 63, 125, 250 гц и
т. д., относятся к уровням со
средними частотами в третьок-
тавных полосах; кривые В, А —
суммарные уровни, измеренные
на кривых коррекции частоты В
и А, кривая С — суммарные уров-
ни звукового давления, измерен-
ные на линейной частотной характеристике. Кривые показывают,
что проникающий шум имеет низкочастотный характер. Суммар-
ный уровень звукового давления шума днем достигает значитель-
ной величины 82 дб и не бывает меньше 62 дб. Подобное распреде-
ление уровней шума было получено и во всех остальных 26 квар-
тирах дома.
Всего было .измерено около 10 тыс. спектров шума, что дало
более 100 распределений уровней шума во времени. В результате
их обработки получены данные о типичных шумах, проникающих
в жилые помещения.
Во всех квартирах, где измерялись проникающие шумы, одно-
временно опрашивалось население по двухбалльной системе: шум
беспокоит и не беспокоит. Ответы распределялись примерно по-
‘ Суммарные уровни звукового давления, измеренные на кривых коррекции
частотных характеристик В или А, называются уровнями звука в дб В или дб А
ровну. Так как реакция населения на шум в ночное время значи-
тельно отличается от реакции в дневное время, было получено со-
ответствующее распределение шума для ночного и дневного вре-
мени, не вызывающего жалоб населения.
На основе результатов измерений шума и ответной реакции
населения составлены графики распределения реакции населения
на шум отдельно для суммарного уровня звукового давления, для
уровней, измеренных на кривых коррекции частотных характери-
стик В и Л, для третьоктавных полос со средними частотами 63,
125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц.
Рис. 19. Распределение Реакции населения на шум в дневное время для сум-
марного уровня звука в дб А
• — беспокоит; О — не беспокоит
В качестве примера на рис. 19 показано распределение ответов
населения относительно шума в дневное время. Точками обозна-
чены уровни звукового давления, вызывающие жалобы населения,
кружочками — уровни, не вызывающие жалоб. На границе между
точками и кружочками проведена кривая распределения суммар-
ных уровней проникающего шума, не вызывающего жалоб насе-
ления.
Аналогичная обработка была проведена для распределения
шума и реакций населения на этот шум по всем частотным со-
Процент от общего времени измерений
(количество случаев)
Процент от общего времени измерений
(количество случаев)
Рис. 20. Графики распределения не вы-
зывающих жалоб населения суммарных
уровней и уровней в октавных полосах
в дневное (а) и ночное (б) время
ставляющим отдельно в ноч-
ное и дневное время.
На рис. 20 показаны резуль-
тативные графики распределе-
ния суммарных уровней шума
и их спектральных составляю-
щих в дневное (а) и ночное
(б) время, не вызывающих
жалоб населения. Уровни шу-
ма пересчитаны в октавные
полосы.
Ординаты, равные 0% вре-
мени, на графиках соответству-
ют постоянному шумовому фо-
ну от внешних источников шу-
мов, проникающих в квартиры,
но не беспокоящих жильцов.
На основе величин этих ор-
динат (уровни для каждой ок-
тавной полосы) получены
спектры шума, не вызывающие
жалоб населения в дневное и
ночное время (рис. 21). Им со-
ответствуют суммарные уров-
ни 50 дб (35 дбА) в дневное
время и 45 дб (30 дбА) в ноч-
ное время.
Анализ распределения
уровней шума в квартирах при
закрытых окнах показал, что
в 90% времени уровни звуко-
вого давления шума не превы-
шают 65 дб, в 50% времени—
50 дб и что уровни шума 50 дб
(35 дб А) не вызывают жалоб
населения.
При воздействии шумов ма-
лой интенсивности на организм
человека необходимо учиты-
вать, что неопределенные, не
доходящие до сознания людей
шумы вызывают утомление
нервной системы и приводят
незаметно, исподволь, к серьезным нарушениям в организме. Дли-
тельное постоянное воздействие малых уровней шума может вы-
звать не только функциональные, но и органические заболевания
нервной системы.
Бытовой шум особенно мешает отдыху во время сна, когда
происходит наиболее быстрое и полное восстановление функций
нервной системы. При воздействии шума 50—60 дб А во время
сна человек, не просыпаясь, про-
являет те же вегетативные реак-
ции, что и в бодрствующем состо-
янии при шуме 90—100 дб А, и
можно считать, что шум во вре-
мя сна более вреден, чем в со-
стоянии бодрствования.
Из приведенных данных сле-
дует, что и шумы малой интен-
сивности ухудшают самочувствие
и отражаются на здоровье, так как
воздействуют на организм еже-
дневно и круглосуточно. Однако
в результате физиологических ис-
следований [9] удалось устано-
вить, что типичные для жилых по-
мещений проникающие шумы,
имеющие суммарные уровни
35 об А (50 56), не вызывают за-
метных физиологических сдвигов
в организме.
Рис. 21. Уровни в октавных полосах
постоянного шума, не вызывающие
жалоб населения
2. Нормирование шума
При установлении нормативов шума в большинстве случаев
приходится исходить не из оптимальных или комфортных, а из
терпимых условий, при которых вредное воздействие шума на че-
ловека либо не проявляется, либо незначительно. При установле*.
нии норм шума нельзя также пренебрегать экономической сторо-
ной дела. Выбирать нормы с большим запасом в сторону ужесто-
чения нецелесообразно; такого рода нормы не послужат стимулом
для развития работ по борьбе с шумом. Занижение же норм мо-
жет оказаться сильнейшим тормозом в этом деле, ввиду того что
достигнуть таких норм в практических условиях невозможно из-за
отсутствия достаточно эффективных шумозаглушающих средств
или из-за непомерно больших экономических затрат. Необходимо
подчеркнуть большое практическое значение санитарных норм
предельно допустимого шума в различных местах и обстоятельст-
вах.
Эти нормы позволят определить и разработать те или иные
технические или иные решения, направленные на снижение шума
от различных источников.
В настоящее время в 'Советском Союзе действуют «Санитарные
нормы допустимого шума в жилых и общественных зданиях и на
территории жилой застройки» [48].
Нормируемыми параметрами постоянного или прерывистого
шума в этих нормах являются уровни в децибелах L среднеквад-
ратичных звуковых давлений в октавных полосах частот со сред-
негеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000,
8000 гц, определяемые по формуле
L = 20 1g
рн/м.2
2 • 10-5 я/л2
дб,
р — среднеквадратичная величина звукового давления;
2-Ю-5 — пороговая величина среднеквадратичного звукового
давления.
Постоянным считается шум, уровни которого во времени изме-
няются не более чем на 5 дб (например, шум от постоянно рабо-
тающих насосных или вентиляционных установок). Прерывистым
считается постоянный шум, который прерывается паузами про-
должительностью в несколько часов, минут или секунд; при этом
время, в течение которого шум остается постоянным (выше шумо-
вого фона), составляет 1 сек или более (например, шум от лиф-
тов или холодильных установок).
Для ориентировочной оценки постоянного или прерывистого
шума можно пользоваться суммарным уровнем, измеренным по
шкале А шумомера,— так называемым уровнем звука в дб А.
Непостоянным шумом считается шум, уровни которого во вре-
мени изменяются более чем на 5 дб (например, все виды транс-
портных шумов).
Непостоянный шум оценивается в эквивалентных уровнях зву-
ка (L экв ) в дб А, рассчитанных по измеренным величинам уров-
ней звука в дб А. Рассчитанные эквивалентные уровни звука со-
поставляются с нормируемыми допустимыми уровнями звука в
дб А.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах
частот и уровни звука для помещений жилых и общественных
зданий, территорий микрорайонов и жилых кварталов приведены
в табл. 3 с поправками по табл. 4. Поправки к допустимым ок-
тавным уровням звукового давления и уровням звука вносятся на
характер шума, суммарное время его воздействия, время суток и
местоположение объекта.
Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума
представляет собой уровень звука постоянного, широкополосного,
яеимпульсного шума, оказывающего такое же воздействие на чело-
века как и данный непостоянный шум.
Назначение помещений или территорий Среднегеометрические частоты октавных полос в гц ь зву- 5 А
63 , 125 | 250 | 500 1000 | 2000 | 4000 | 8000 эвен в д(
Уровни звукового давления е > дб >> к
1 2 3 1 4 1 5 6 7 1 8 1 9 1 10
Палаты больниц и санато- риев, операционные больни- цы 51 59 31 24 20 17 14 13 25
Жилые комнаты квартир, спальные помещения в дет- ских дошкольных учрежде- ниях и школах-интернатах, жилые помещения домов от- дыха и пансионатов .... 55 44 35 29 25 22 20 18 30
Кабинеты врачей больниц, санаториев и поликлиник, концертные залы, номера гостиниц, жилые комнаты в общежитиях 59 48 40 34 30 27 25 23 35
Территории больниц, сана- ториев, непосредственно при- легающие к зданиям . . . 59 48 40 34 30 27 25 23 35
Классы и аудитории в школах и учебных заведени- ях, конференц-залы, читаль- ные залы и зрительные за- лы театров и клубов, залы кинотеатров 63 52 45 39 35 32 38 28 40
Территории жилой застрой- ки, непосредственно приле- гающие к жилым домам, площадки отдыха микрорайо- нов и жилых кварталов . . 67 57 49 44 40 37 35 35 45
Рабочие помещения управ- лений и помещений конст- рукторских бюро в админи- стративных зданиях .... 71 61 54 49 45 42 40 38 50
Залы кафе и ресторанов, столовые, фойе театров и кинотеатров 75 66 59 54 50 47 45 43 55
Торговые залы магазинов, спортзалы, пассажирские за- лы аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприя- тий бытового обслуживания, парикмахерские 79 70 63 58 55 52 50 49 60
Влияющий фактор Условия Поправка в дб или дб А
1 2 3
Характера шума Широкополосный Тональный, импульсный (при измере- ниях стандартным шумомером) 0 -5
Место расположения объекта Курортный район Новый проектируемый городской жи- лой район Жилая застройка, расположенная в существующей (сложившейся ) за- стройке —5 0 +5
Время суток День — с 7 до 23 ч Ночь — с 23 до 7 ч 4-10 0
Длительность воздей- ствия шума в дневное время за наиболее шум- ные 30 мин Суммарная длительность в %: 56—100 18—56 6—18 менее 6 0 4-5 4-Ю 4-15
Примечания: 1. Длительность воздействия шума должна быть обоснована рас- четом или подтверждена технической документацией 2. Тональным считается шум, в котором прослушивается звук определенной частоты 3. Импульсным считается шум, воспринимаемый как отдельные удары и состоящий из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, продолжительность каждого им- пульса меньше, чем 1 сек. 4. Поправки на время суток вносятся для жилых комнат, квартир, общежитий и но- меров гостиниц, спальных помещений детских дошкольных учреждений и школ-интерна- тов, палат больниц и санаториев, жилых помещений домов отдыха и пансионатов, для территорий жилой застройки, непосредственно прилегающей к жилым домам, террито- рий больниц и санаториев, непосредственно прилегающих к зданиям. Поправки на место расположения объекта учитываются только для внешних источ- ников шума в жилых помещениях, спальнях и на территории жилой застройки
Величина L3kb определяется (рассчитывается) на основании из-
мерения уровней звука в дб А в течение наиболее шумных 30 мин.
При этом уровни звука непостоянного шума могут записываться на
ленте регистратора уровня или считываются с показаний шумомера
через достаточно короткие интервалы времени порядка 1 сек. Из-
меренные уровни разбиваются на классы с диапазоном 5 дб (т. е. к
классу 60 дб А относятся все уровни от 58 до 62 дб Д; к классу 65
дб А — уровни от 63 до 67 дб А и т. д.).
Расчет эквивалентного уровня звука производится по формуле
L-=,0|s (U
где Li — средний уровень класса i в дб А;
ft — время воздействия шума класса i в % от общего времени
измерения.
Определенный (рассчитанный) эквивалентный уровень не дол-
жен превышать допустимые значения звука в дб А (по табл. 3) с
Наименование Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000
Уровни звукового[давления в дб
1 1 2 1 3 1 4 1 5 6 1 2 1 8 1 9
1. Шумы, проникающие извне в помещения, нахо- дящиеся на территории промышленных предприя- тий:
а) конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетно- электронных машин, помещения в лабора- ториях для обработки экспериментальных дан- ных и лаборатории без собственных источников шума 71 61 54 49 45 42 40 38
б) заводоуправления и здравпункты . . . . 79 70 63 58 55 52 50 i i 49
2. Шумы, возникающие внут- ри помещений и проника- ющие в помещения, нахо- дящиеся на территории промышленных предприя- тий: 1 i ! i I i 1 i 1 i i 1 1 i ! ।
а) помещения счетно-элек- тронных машин и уча- стки точной сборки . . 79 70 63 58 । 55 52 50 49 1
Продолжение табл. 5
Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
Наименование 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000
Уровни звуковых давлений в дб
1 1 2|3|4lsl6|7l8|9
б) помещения лаборато рий, кабины наблюде- ния и дистанционного управления 94 87 82 78 75 73 71 70
в) рабочие места в про- изводственных помеще- ниях и на территории промышленных пред- приятий 103 96 91 88 85 83 81 80
Примечание В зависимости от характера шума и его воздействия величины
октавных уровней звуковых давлений, приведенные в табл. 5, подлежат уточнению со-
гласно табл. 6.
Таблица 6
Поправки к октавным уровням звуковых давлений
Характер шума
Характер воздействия широкополосный тональный или импуль- сный
Непрерывно или 4 ч и более 0 —5
прерывисто с сум- 1,5 ч +5 0
марным временем 0,75 ч + 10 -4-5
воздействия в сме- 0,5 ч +15 +ю
ну . 0,25 ч и менее +20 + 15
Примечания 1 Тональным считается шум, ’/з-октавный спектр которого имеет
пики с уровнями, на 10 дб и более превышающими уровни в соседних полосах
2. Импульсным считается шум, воспринимаемый как часто следующие друг за дру-
гсм глары, например шум парового молота. Уровни звукового давления импульсного шу-
ма определяется стандартным шумомером.
поправками на характер шума, место расположения объекта
и время суток (по табл. 4). При этом поправка на длительность
воздействия шума не должна использоваться.
Нормативные требования к производственным шумам изложены
в «Санитарных нормах проектирования промышленных пред-
приятий [51].
В них также устанавливаются предельно допустимые уровни
звукового давления в октавных полосах и для ориентировочной
оценки уровня звука в дб А.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах час-
тот и уровни звука для рабочих мест в производственных помеще-
ниях указаны в табл. 5 с поправками по табл. 6. Поправки к ок-
тавным уровням звукового давления и уровням звука относятся
к характеру шума и суммарному времени его воздействия.
Г л а в а IV
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ИЗМЕРЕНИЙ ШУМА
И ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ ШУМА
1. Методы оценки шума
Вопросы, связанные с оценкой шума, приобретают все большее
значение не только для специалистов-акустиков, но и для широкого
круга инженерно-технических работников. Оценка шума должна
проводиться как для контроля эффективности мероприятий по шу-
моглушению и соответствия шума нормативным требованиям, так и
для выбора или оценки наиболее малошумного инженерного, сани-
тарно-технического или технологического оборудования с задан-
ными шумовыми характеристиками.
Придавая особое значение вопросам методов оценки и измере-
ний шума, Международной организацией по стандартизации (тех-
нический комитет № 43, «Акустика») разработаны рекомендации
по измерению шума и оценке его влияния на человека [65]. В этом
документе отмечается, что, несмотря на то что обычные приборы
для измерения шума сравнительно просты для использования, дол-
жна быть тщательно разработана программа измерений шума и
оценка полученных результатов. Для получения точных результа-
тов необходимо выбирать соответствующие методы, масштабы и
единицы, а также принимать различного рода предосторожности
при измерении шума.
Большинство проблем оценки шума можно классифицировать
как задачи (1-я группа), связанные с определением количества и
характера шума, излучаемого одним или несколькими источниками,
или с определением качеств источников в характерных условиях.
Для задач этой группы целью измерения шума является опре-
деление какой-то физической величины, обычно уровня звукового
давления в некоторой точке или уровня звуковой мощности источ-
ников. Характер шума может быть определен частотным спектром,
зависимостью уровней от времени, а также характером звукового
поля.
Задачи 2-й группы связаны с влиянием шума на человека.
В этом случае целью измерения шума является оределение по-
казателей, характеризующих влияние шума на человека.
Короче говоря, задачи 1-й группы в основном связаны с образо-
ванием и распространением шума; задачи 2-й группы — с приемом
шума. Ясно, что эти две -категории взаимно не исключают друг друга,
так как основная задача оценки шума обычно относится к обеим
группам. Например, целью многих проектов борьбы с шумом явля-
ется уменьшение шума, создаваемого источником до такого уров-
ня, при котором допустимо влияние шума на человека.
Шумы, с которыми обычно сталкиваются на практике, могут
оыть классифицированы с учетом следующих характеристик.
В зависимости от характера частотного спектра шумы могут
оыть подразделены на шумы со сплошным спектром и шумы со
спектром, имеющим дискретные составляющие.
В зависимости от распределений уровней во времени шумы мо-
гут быть подразделены на постоянный шум, имеющий незначитель-
ные флуктуации уровня за период наблюдения и непостоянный
шум — шум, уровень которого сильно изменяется во время наблю-
дения. Период наблюдения обычно составляет от нескольких се-
кунд до нескольких минут или даже часов.
Непостоянный шум в свою очередь может быть подразделен на
флуктуационный шум, уровень которого равномерно изменяется во
время наблюдения, и прерывистый шум, уровень которого внезап-
но падает до шумового фона несколько раз за период наблюдения.
В этом случае время, в течение которого уровень прерывистого шу-
ма остается постоянным (выше шумового фона), составляет 1 сек
или более.
К непостоянному шуму также относится импульсный — шум, сос-
тоящий из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, про-
должительность каждого из которых не превышает 1 сек. При этом
импульсный шум может быть квазипостоянным, состоящим из се-
рии шумовых импульсов с сопоставимыми амплитудами с интерва-
лами менее 0,2 сек между отдельными импульсами или из отдель-
ных импульсов звуковой энергии. Огибающая кривая импульса мо-
жет иметь постоянную амплитуду или могут возникать затухающие
переходные явления.
Метод измерения шума необходимо выбирать в зависимости от
задачи оценки шума, характера шума, характера источника и тре-
буемой степени точности оценки шума.
Основной задачей 1-й группы является определение характерис-
тик источника шума и шума, излучаемого этим источником.
Обычно для решения задач этой группы измеряется уровень зву-
кового давления как функция времени.
Уровень звукового давления может быть измерен в широкой по-
лосе частот, охватывающей весь звуковой частотный диапазон
(или соответственно в узких частотных полосах). Ширина этих по-
лос может быть Vi, 7з октавы или уже. Термин полосовой уровень
применяется для уровня звукового давления в определенной поло-
се частот.
Измерения также могут быть произведены с помощью кривой
коррекции частотной характеристики, включенной в схему измери-
тельного прибора. Величины в этом случае выражаются в уровнях
звука.
Рекомендации Международной организации по стандартизации,
относящиеся к измерениям шума, содержат информацию о соответ-
ствующем выборе методов измерения, расположения измеритель-
ных точек, поправках на шумовой фон и методах исследования аку-
стического окружения для специфических источников шума и сре-
ды: машин [61], вращающихся электрических машин [54], автомо-
бильного транспорта [62] и самолетов [63].
В зависимости от характера шума методика его измерения дол-
жна тщательно продумываться с тем, чтобы результаты измерений
в полной мере характеризовали шум. Методика измерения постоян-
ного шума хорошо разработана и сравнительно проста. Методы по
измерению импульсного шума более сложны и еще недостаточно
разработаны.
Для достаточно полной характеристики шума необходимо на-
личие уровней звукового давления в узких частотных полосах, из-
меренных в подходящих точках расположения микрофона и в опре-
деленных интервалах времени. Для некоторых задач такое полное
описание не нужно. В таких случаях процесс измерения может пол-
ностью соответствовать цели измерений. Выбранный метод зависит
от необходимой полноты описания, требуемой для определенной
проблемы исследования шума.
Методы измерения шума могут быть разбиты на три вида:
а) Инспекторский метод. Он требует немного времен*
и оборудования. Его можно использовать для сравнений источни-
ков шума аналогичных характеристик. Звуковое поле вблизи источ-
ника характеризуется уровнем звука, измеренным шумомером. В
этом случае используется ограниченное количество измеряемых то-
чек, а детальный анализ акустического окружения не производят.
Однако необходимо обратить внимание на зависимость измеряемо-
го шума от времени.
Показания шумомера дают суммарный уровень звукового дав-
ления, измеренного с помощью стандартной кривой частотной ха-
рактеристики. Рекомендуется использовать кривые коррекции А и
С, хотя в некоторых случаях могут быть использованы и другие
кривые коррекции или линейная коррекция.
Во многих случаях уровень звука С может соответствовать уров-
ню звукового давления. Требования к шумомеру приведены в пуб-
ликации МЭК-123 [57]. Для получения более точных результатов
характеристики шумомера должны соответствовать публикации
МЭК-179 [58].
б) Инженерный метод. При этом методе измерения уровня зву-
ка или суммарного уровня звукового давления дополняют измере-
ниями уровня звукового давления в определенной полосе частот.
Акустическое окружение анализируют для определения его влия-
ния на измерения. Измерительные точки и частотный диапазон вы-
бираются соответственно характеристикам источника шума и ок-
ружению, в котором он работает. Регистрируется зависимость уров-
ня от времени за период наблюдения. Требования к измерительным
приборам должны соответствовать публикациям МЭК-179 [58] и
МЭК-225 [59].
Инженерный метод обеспечивает информацию, которая обычно
достаточна для разработки и применения технических решений во
многих случаях, в соответствии с программами борьбы с шумом.
Но этот метод не пригоден для измерения импульсного шума.
в) Специальный метод дает самое полное описание звукового по-
ля. Измерения суммарного уровня звукового давления или уровня
звука дополняют измерениями уровня звукового давления в опре-
деленной полосе. Записи производят через определенный период
времени в соответствии с продолжительностью и флуктуациями
шума. Акустическая обстановка изучается, а точки измерения и час-
тотный диапазон выбираются соответственно характеристика^ ис-
точника шума и окружению. Если возможно, то влияние окружения
на измерения определяется проведением измерений при лаборатор-
ных контрольных условиях, в заглушенной камере в условиях сво-
бодного поля или в реверберационной камере.
Применение специального метода целесообразно в сложных си-
туациях, где необходимо полное описание звукового поля.
Характеристики измерительных приборов должны по возможнос-
ти соответствовать публикациям МЭК-179 [58] и МЭК-225 [59], но
при некоторых проблемах, связанных с измерением импульсного
шума, нужно использовать приборы с другими характеристиками.
Из результатов измерений, сделанных инспекторским методом,
можно рассчитать средний уровень звука. Инструкция для этого
расчета можно найти в работе ,[54].
Из измерений, проведенных инженерным и специальным метода-
ми, можно рассчитать средний уровень шума в широком или узком
частотном диапазоне. Если окружающая обстановка подходящая,
возможно рассчитать уровень звуковой мощности источника и его
направленность. Инструкции для расчетов даны в рекомендациях
ИСО [54,61].
Можно определить функцию распределения во времени уровней
флуктуационного прерывистого шума. В некоторых случаях эту
функцию используют для вычисления уровня постоянного шума, об-
ладающего тем же эффектом, что и данный (измеряемый шум. Ин-
струкции к вычислениям даны в рекомендациях ИСО [55, 56].
Из измерений, проведенных специальным методом, более того,
можно определить свойства импульсного шума и уровень звуковой
мощности источника, а также его направленность.
Основная задача, относящаяся ко 2-й группе измерений,— оцен-
ка действия шума на людей. Эта оценка может быть проведена с
помощью методов измерения шума, описанных выше. При оценке
действия шума на человека возможно использовать уровень гром-
кости шума, воспринимаемый его уровень, риск повреждения меха-
низма слуха под воздействием шума, степень раздражения и вы-
званные шумом помехи для деятельности человека при беседе, ра-
боте, отдыхе и сне.
Психофизические величины, характеризующие действия шума,
невозможно измерить непосредственно обычными приборами. Луч-
шим решением было бы воздействовать на большую группу людей,
помещенных в одинаковые психологические и социальные условия.
Наблюдая реакции этой группы путем опроса, можно собрать
общую информацию о действии шума. Это, однако, очень гро-
моздкий и требующий (большого времени метод, пригодный в
особых ситуациях, когда требуется выяснить общие результаты
воздействия шума.
Эти субъективные исследования можно заменить объективными
при возможности отнести некоторые физические свойства шума к
субъективным эффектам. Это возможно, если известно влияние
многих физиологических, психологических и социальных факторов
действия шума на человека. Нужно подчеркнуть, что наши позна-
ния о влиянии шума на человека очень ограничены.
Методы трансформирования, относящие объективные физичес-
кие свойства шума к субъективным, пригодны только в некоторых
случаях. Некоторые из этих обычно используемых методов даны ни-
же. При этом основную информацию получают путем объективных
измерений шума, описанных выше.
Вообще говоря, результаты, полученные инспекторским методом,
недостаточны для оценки действия шума на человека. Во многих
случаях необходимо знать спектральное распределение энергии шу-
ма, для чего используется инженерный или специальный метод.
В других случаях необходима дополнительная информация о шуме,
полученная специальным методом (распределение уровней флук-
туационного шума, продолжительность и частота следования пре-
рывистого и импульсного шума, характер шумового фона и т. д.).
Для установления связи между физическими свойствами шума
и приблизительными измерениями субъективного воздействия ис-
пользуются методы трансформирования путем соответствующих
подсчетов или с помощью электрической схемы с определенными
характеристиками, вводимыми в схему измерительных приборов,
или комбинаций этих методов. Как правило, результаты действи-
тельны для ограниченного диапазона случаев, для которых разрабо-
тана данная процедура, но и для этого диапазона они являются
только ориентировочными.
В качестве величин, устанавливающих связь между физическими
свойствами шума и субъективной реакцией человека, используют:
а) Уровень громкости в фонах звукового сигнала, который опре-
деляется как уровень звукового давления (по отношению к порогу
2-10~5 н/л*2) синусоидного тона с частотой 1000 гц, имеющему оди-
наковую громкость с данным сигналом [60].
Громкость в сонах — цифровое обозначение силы звука, которая
пропорциональна своей субъективной величине. Принято, что 1 сон
соответствует звуку, уровень громкости которого равен 40 фон [64].
Методы по приблизительному вычислению уровня громкости и
громкости постоянного шума даны в рекомендациях ИСО № 532
[64]. Данные, необходимые для расчетов, состоят из величин поло-
совых уровней звукового давления шума, измеренные в треть- или
четвертьоктавных полосах частот.
Уровни звука, полученные измерением с помощью шумомера,
особенно при кривой коррекции А, оказались полезными для клас-
сификации шумов по уровню громкости только для шумов с одина-
ковыми характеристиками. Нужно подчеркнуть, что измеренные
значения не соответствуют уровню громкости, но выражаются уров-
нем звука в дб А.
б) Воспринимаемый уровень шума в PN'дб звукового сигнала
определяется как уровень звукового давления (2-10~5 н/ж2) октав-
ной полосы частот, приходящего спереди (по отношению к лицу
человека) шума при средней частоте 1000 гц с одинаково воспри-
нимаемой шумностью, как и данный сигнал.
в) Шумность в нойзах— цифровое обозначение помех шума,
которое пропорционально по субъективной величине. Один нойз
принимается равным воспринимаемой шумности звука уровня 40
PN дб. Метод по вычислению уровня воспринимаемого шума дан в
рекомендациях ИСО N7? 507 [63]. Этот метод разработан с целью
оценки авиационного шума.
В большинстве случаев уровень звука А можно использовать
для классификаци шумов с одинаковыми характеристиками от-
носительно уровня воспринимаемого шума.
г) Допустимое воздействие шума, обеспечивающее сохранение
слуха. Чувствительность к возможному нарушению слуха у разных
людей различна и не может быть предсказана в каждом отдельном
случае. Таким образом, допустимые пределы воздействия шума
должны быть установлены и использованы с большой осторожнос-
тью. Эта проблема в настоящее время рассматривается ИСО. Про-
ект рекомендации ИСО дает процедуру определения риска степени
ухудшения слуха из-за шума во время трудовой деятельности. Дан-
ные об уровне звука в дб Л, продолжительности шума и воздействии
его в течение обычной трудовой недели необходимы для вычисления
уровня равномерного шума, который считается эквивалентным по
вредности для слуха. Информация по этому методу дана в проекте
рекомендации ИСО [56].
д) Раздражение, вызываемое шумом. Проблема оценки шума
как явления, вызывающего раздражение на основе физических из-
мерений, настолько сложна, что знания, которыми мы располагаем
в настоящее время, могут дать только очень приблизительный от-
вет. Эта проблема сейчас рассматривается ИСО, и предлагаемые
рекомендации дают некоторую основу, по которой могут быть уста-
новлены пределы допустимого шума в различных ситуациях. Со-
гласно рекомендации ИСО, постоянный шум без слышимых дискрет-
ных тонов оценивается уровнем звука в дб А. Для постоянного шу-
ма со слышимыми дискретными тонами, флуктуационного, преры-
вистого шума и некоторых видов импульсного шума, вычисляется
уровень звука постоянного шума (без слышимых дискретных то-
нов), имеющего тоже раздражающее воздействие, как и данный
шум. Этот уровень звука постоянного шума и используется для
оценки.
Этот метод действителен для определения реакции населения по
отношению к шуму как внутри, так и вне помещений (жилых домов,
больниц, школ, учреждений, магазинов и т. д.) в различных районах
(в сельской местности, в центре города, на окраине города и т. д.).
Оценку шума можно проводить и на основании измерений поло-
совых уровней звукового давления шума при помощи специальных
оценочных кривых.
Информация по этому методу имеется в проекте рекомендаций
ИСО [55].
е) Помехи речевой связи, вызванные шумом, могут быть опреде-
лены путем вычислений артикуляционного индекса, по которому
можно установить разборчивость речи при шуме. Полосовые уров-
ни звукового давления, как и другая информация, необходимы для
расчетов.
В акустической литературе этот метод описывается очень под-
робно. Метод достаточно сложен, и лучшее соответствие между вы-
численными и субъективно измеренными значениями можно полу-
чить для сигналов широкополосного постоянного шума.
Используют также и подобный метод, основанный на измерениях
уровней звукового давления в октавных полосах со средними часто-
тами 500, 1000 и 2000 гц. Средний из этих уровней давления назы-
вается уровнем помех речи (УПР).
2. Измерительная аппаратура
Шум может измеряться различными приборами. Из нескольких
последовательно соединенных приборов образуется так называемый
измерительный тракт. В зависимости от условий проведения изме-
рений, способа регистрации получаемых результатов и других об-
стоятельств количество приборов, входящих в измерительный тракт,
может изменяться в широких пределах. Схема применяемых на
практике трактов для измерения шума представлена на рис. 22.
Приборы, указанные в блок-схеме, позволяют измерять уровни зву-
кового давления шума и уровни звука; наблюдать на экране осцил-
лограммы значений звукового давления шума; регистрировать из-
менение уровня звукового давления во времени; исследовать частот-
ные спектры шума и регистрировать спектрограммы; исследовать
статистические характеристики шумов (если в числе прочих прибо-
ров имеется соответствующий статистический анализатор) и другие
характеристики.
Рис. 22. Блок-схема универсального измерительного тракта
В большинстве случаев при измерениях шума можно ограничить-
ся шумомером и частотным анализатором; иногда этот комплект до-
полняется самописцем. В некоторых случаях шум может быть пред-
варительно записан на магнитофоне и в дальнейшем, уже в лабора-
торных условиях, проанализирован на стационарной аппаратуре.
Для измерений суммарных уровней звукового давления и уров-
ней звука можно рекомендовать отечественные шумомеры Ш-63
и Ш-ЗМ, а также прибор ИШВ в комплекте с октавными
фильтрами.
В качестве шумомера может быть также использован измери-
тельный усилитель типа УЗ-12, если к нему присоединены измери-
тельные конденсаторные микрофоны типов МК-5А, МК-6 или
электродинамические микрофоны типов МД-59, МД-38Ш. К элект-
рическому выходу шумомера можно подключать анализирующие,
регистрирующие и другие приборы.
Наиболее удобен шумомер типа 2203 фирмы «Брюль-и Къер». В
комплект этого шумомера входят октавные фильтры типа 1613.
Анализатор и самописец можно подключить к электрическому вы-
ходу шумомера. Приборы фирмы «Брюль и Къер» типа 2107, 2112,
2113, 2603, 2604, снабженные дюймовыми либо полудюймовыми
микрофонами, также могут быть использованы в качестве прецизи-
онных шумомеров.
Шумомер типа PSI-201 фирмы RFT предназначен для точных
измерений уровней звукового давления в диапазоне 40—135 дб (на
линейной характеристике) и уровней звука в диапазоне 30—135 дб
при использовании октавных фильтров в диапазоне 27—135 дб и
третьоктавных фильтров 23—135 дб. Шумомер снабжен октавными
фильтрами типа OF-101 со средними частотами от 31,5 до 16 000 гц.
Для измерений уровней звукового давления в октавных или
третьоктавных полосах может применяться отечественный спектро-
метр СЗЧ или спектрометр типа 2112 или 2113 фирмы «Брюль
и Къер».
Стандартные граничные частоты и среднегеометрические часто-
ты октавных, пол-октавных и третьоктавных полос приведены в
табл. 7.
Таблица 7
Граничные частоты ок- тавных полос в гц Среднегеометрические частоты в гц
октавные полосы пол-октавной полосы треть октавной поло- сы
63 50
45—90 63 90 63
80
125 100
90—180 125 180 125
160
250 200
180—355 250 355 250
320
500 400
355—710 50 710 500
630
1000 800
710—1400 1000 1400 1000
1250
2000 1000
1400—2800 2000 2800 2000
2500
4000 1000
2800—5000 4000 5000 2000
2500
8000 6300
5000—11900 8000 11 200 8000
10 000
Фирма «Doy» выпустила снабженный микрофоном спектро-
метр типа 1419 на транзисторах с октавными фильтрами.
Для регистрации уровней звукового давления на ленте или запи-
си времени реверберации могут применяться самописцы — реги-
страторы уровней: отечественный типа Н-110 или самописец типа
2305 с квадратичным детектором фирмы «Брюль и Къер», наиболее
правильно измеряющий напряжение шума.
Более подробные сведения об измерительной аппаратуре мож-
но найти в [19].
3. Методы измерения шума
в помещениях и на территориях
Для оценки шума по санитарным нормам следует проводить из-
мерения уровней звукового давления в октавных полосах в диапа-
зоне средних частот 63—8000 гц, а при необходимости лишь ори-
ентировочной оценки шума — только уровни звука в дб А.
При проведении измерений микрофон шумомера должен быть
направлен в сторону источника шума и удален не менее 0,5 м от
человека. При ветре со скоростью более 1 м!сек следует произво-
дить измерения с противоветровым приспособлением.
При измерениях шумомер включают на положение «быстро».
При стабильных шумах и шумах, имеющих флуктуацию уровней до
5 дб, берут отсчет по среднему положению стрелки при ее качании,
а для импульсных шумов — по максимальному отклонению. В
каждой точке измерения повторяются не менее трех раз и резуль-
таты усредняются. Для шумов, имеющих флуктуацию уровней бо-
лее 5 дб, следует снимать показания шумомера через короткие
промежутки времени (порядка 1 сек.) для последующего расчета
эквивалентного уровня. ,
Измерения шума от внутренних источников в помещениях жи-
лых и общественных зданий проводят при закрытых окнах по край-
ней мере в трех точках на высоте 1,2 м, удаленных не менее чем на
1,2 м от ограждающих конструкций. При измерении шума от внеш-
них источников открывают форточки или приоткрывают окна.
Измерения шума на территориях, прилегающих к зданиям с
нормируемыми в них уровнями шумов, на площадках отдыха мик-
рорайонов и кварталов, на территориях больниц и санаториев, про-
водятся на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, располо-
женных на расстоянии 2 м от стен здания и зеленых насаждений.
Измерения шума для выявления шумового режима на террито-
риях проводятся в течение суток с интервалами не более 2 ч в точ-
ках, определяемых координатной сеткой. Размеры ячеек коорди-
натной сетки и график часов замеров устанавливаются специаль-
ной программой.
Измерения шума на рабочих местах промышленных предприя-
тий производятся на уровне уха работающего при включении не
мене 2/3 установленного оборудования в характерном режиме его
работы. Количество и расположение точек замеров в цехах следует
принимать:
а) для цехов с однотипным оборудованием — не менее чем на
трех рабочих местах в средней части цеха;
б) для цехов с групповым размещением разнотипного оборудо-
вания — не менее чем на трех рабочих местах для каждого типа
оборудования.
Измерения шума в производственных помещениях, не имеющих
шумного оборудования, например в кабинах наблюдения и дистан-
ционного управления, проводятся при закрытых окнах и вклю-
ченной механической вентиляции в трех точках, удаленных не ме-
нее чем на 2 м от ограждающих конструкций, а для кабин и поме-
щений малого размера — в середине кабины или помещения.
4. Методика измерения шумовых характеристик машин
Решение задачи нормирования и контроля шума машин и обо-
рудования возможно только на основе единой методики: результа-
ты акустических измерений шумовых характеристик машин зави-
сят от условия испытаний, способа установки изделий, режима их
работы и т. д. Действовавшие у нас до недавнего времени ведом-
ственные методики и нормали, касающиеся определения шумовых
характеристик машин, имели существенные различия; они не позво-
ляли получать единообразные результаты, не зависящие от условий
измерений.
НИИ строительной физики Госстроя СССР совместно с Всесо-
юзным научно-исследовательским институтом физико-технических
и радиотехнических измерений, Институтом гигиены труда и про-
фессиональных заболеваний и Ленинградским институтом охраны
труда разработали ГОСТ 11870—66 «Машины. Шумовые характе-
ристики и методы их определения», утвержденный в начале 1966 г.
Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов.
При разработке стандарта были учтены рекомендации Между-
народной организации по стандартизации и Постоянной комиссии
по стандартизации СЭВ.
Стандарт распространяется на определение шумовых характе-
ристик всех видов машин, механизмов, средств транспорта, техно-
логического оборудования, механизированного инструмента, а так-
же отдельно проверяемых узлов машин (подшипники, редукторы и
т. п.), создающих стабильные шумы при неизменном режиме рабо-
ты1. Основными шумовыми характеристиками машин являются
уровни звуковой мощности шума, создаваемого машиной в воз-
душной среде, в октавных полосах со среднегеометрическими ча-
стотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц и характеристики
направленности излучения. Дополнительными шумовыми характе-
ристиками являются уровень звука или уровни звукового давле-
ния в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в ди-
апазоне 63—8000 гц. Дополнительные шумовые характеристики
служат для проведения контрольных испытаний машин по сокра-
1 В дальнейшем все упомянутые истопники шума будут именоваться маши-
нами.
щенной программе и сопоставления их результатов с характеристи-
ками машин, определяемыми при типовых испытаниях.
Устанавливаются четыре возможных метода определения основ-
ных шумовых характеристик машин:
а) в свободном звуковом поле, заглушенных камерах, помеще-
ниях с большим звукопоглощением или открытом пространстве;
б) в отраженном звуковом поле, реверберационных камерах
или гулких помещениях;
в) в обычных помещениях с помощью образцового источника
шума;
г) на растоянии 1 м от наружного контура машины.
Необходимо отметить, что первый метод является основным
для всех видов машин и обязателен для машин, имеющих резко
выраженную направленность излучения.
Метод определения в отраженном звуковом поле применяется
для машин, когда не требуется определения направленности излу-
чения. Кроме того, он не обеспечивает достаточной точности опре-
деления уровней звуковой мощности в октавной полосе со средне-
необходимо учесть для машин,
излучающих низкочастотный
шум.
Метод определения с помо-
щью образцового источника
шума должен применяться
при невозможности использо-
вания методов свободного и
отраженного полей.
, Метод определения на рас-
стоянии 1 м от источника шу-
ма применяется только для
ориентировочной оценки в
случаях, когда для машин
большого размера (более 2 м)
невозможно провести измере-
ния в помещениях с помощью
первых трех методов.
Метод определения уровня
звуковой мощности и показа-
теля направленности в заглу
шенных камерах, помещениях с большим звукопоглощением или
открытом пространстве. Основное условие проведения измерений
по этому методу — наличие свободного звукового поля. Это поле
может считаться удовлетворительным, если при уменьшении расе го-
яния от всех точек измерений до источника шума в два раза уро-
вень звукового давления в диапазоне частот измерений увеличива-
ется не менее чем на 5 дб, а при увеличении этого расстояния в два
раза уменьшается не менее чем на 4 дб.
геометрической частотой 63 гц. Это
о-я
Рис. 23. Расположение точек измерений
а — на полусфере; б — на сфере; О — число
точек на полусфере 8, на сфере 16; •—• —
число точек на полусфере 16, на сфере 32
Машину, шумовые характеристики которой определяют, уста-
навливают в середине помещения (при измерениях на сфере) или в
центре площадки для измерений (при измерениях на открытом
воздухе или на полусфере).
Точки измерений располагаются на измерительной поверхности
(сфере или полусфере) в соответствии с рис. 23. Расстояние от по-
верхности машины до измерительной сферы или полусферы должно
быть не менее двух максимальных размеров машины Iмакс И Не
менее 0,25 м. При проведении измерений на полусфере рекомен-
дуется 8 точек измерений, а при измерениях на сфере— 16 точек.
Измерения проводят: уровней звукового давления в октавных по-
лосах в диапазоне частот 63—8000 гц и уровней звука в дб А. Ес-
ли разница между наибольшим и средним значениями составляет
более 5 дб, то число точек измерений удваивают.
Вычисление уровня звуковой мощности Lp в децибелах для каж-
дой октавной полосы проводится по формуле
Lp=L+10 1g
•->0
где L — средний уровень звукового давления на измерительной по-
верхности в дб\
S — площадь измерительной поверхности в м2\
So — 1 м2.
Выбор точек на измерительной поверхности для определения
характеристик направленности излучения зависит в основном от ха-
рактера излучения шума машины. Характеристики направленности
излучения определяют как угловое распределение относительных
уровней звукового давления в октавных полосах частот, угловое
распределение относительных уровней звука в дб А или показатель
направленности излучения.
Метод определения уровня звуковой мощности в реверберацион-
ных камерах или гулких помещениях. Пригодность помещений дли
проведения измерений по этому методу определяется условием, со-
гласно которому разность средних уровней звукового давления в ди-
апазоне частот измерений в точках на расстояниях от машины, рав-
| 2 2 з
ных vyV и "7-у V (где V—объем помещения), не превышает
о О
2 дб.
Машину устанавливают на пол помещения так, чтобы все ее час-
ти находились не ближе 1 м от ограждающих поверхностей поме-
щения. Измерения уровней звукового давления в октавных поло-
сах проводят не менее чем в пяти точках звукового поля. Точки
должны быть расположены не ближе чем на расстоянии г=у/
или не ближе максимального размера машины /макс от внешнего
контура машины. Точки измерения должны отстоять не менее чем
на 1 м от ограждающих поверхностей помещения и одна от другой
и на 2 м от углов помещений (рис. 24).
Вычисление уровня звуковой мощности в децибелах в октавных
полосах производят по формуле
£р = L + (10 1g АМ0) —6,
где L — средний измеренный уровень звукового давления в дб;
А — эквивалентная площадь звукопоглощения измерительного
помещения; рассчитывается по формуле
А = 0,164
/го
2,50 <-,10
Рис. 24. Пример установки испытуемой ма-
шины и размещение точек -измерения в ре-
верберационной камере. Размеры машины
1X2X1 лг, объем помещения V=150 -м3;
длина помещения Д=7,2 м; ширина
= 5,2 м; 'высота Я=4 м; стены, пол и пото-
лок оштукатурены и окрашены масляной
краской; площадь поверхности 5=174 ж2:
Л„акс = 0,02X174 = 3,5 л<2; г= =0,85 м;
/макс = 2 м; выбрано гМакс=2 м. Заштрихо-
вана область, где могут располагаться точ-
ки измерений на высоте h = 1,24-3 м
где V — объем помещения в м3;
Т — измеренное время реверберации измерительного помеще-
ния в сек;
Ло — 1 л2.
Метод определения уровня звуковой мощности в обычных по-
мещениях с помощью образцового источника шума. Определение
уровней звуковой мощности
производят путем сравнения
шума машины с шумом об-
разцового источника с изве-
стными октавными и кор-
ректированными уровнями
звуковой мощности. Изме-
рения проводят в такой по-
следовательности. В поме-
щении, где установлена ма-
шина, измеряют октавные
уровни звукового давления
L в диапазоне частот изме-
рений или уровней звука LA
на измерительной поверхно-
сти (сфера или полусфера).
Расстояние от поверхности
машины до измерительной
сферы или полусферы дол-
жно быть не менее двух
максимальных размеров
машины (или образцового
источника) и не менее 0,5 м.
Точки измерения должны
находиться не ближе чем
1 м от ограждающих поверх-
ностей помещения. По измеренным уровням находят средний ок-
тавный уровень звукового давления L или средний уровень звука
Ьл. Образцовый источник устанавливают в том же месте, что и ис-
пытуемую машину. Если не представляется возможным удалять
испытуемую машину, то образцовый источник устанавливают на ее
или в непосредственной близости от нее. Измерения уровней звуко-
®ого давления образцового источника Lo или уровней звука
производят в тех же точках измерительной поверхности, что и при
измерениях с испытываемой машиной, после чего определяют Lo и
La.
Вычисление октавного уровня звуковой мощности в децибелах
производят по формуле
Lp - LPa + (L — Lo),
где
Lpt
Lo
L
— известный уровень звуковой мощности образцового источни-
ка в дб;
— средний октавный уровень звукового давления по измери-
тельной поверхности, в дб;
— то же, что и L, но при работе образцового источника, в дб
Образцовый источник шума должен иметь не зависящее от ок-
ружающих условий постоян-
ное по времени излучение с
широкополосным спектром в
диапазоне 63—8000 гц и не-
равномерность характери-
стики направленности излу-
чения не более ±6 дб.
Метод приближенного
определения уровня звуко-
вой мощности на расстоя-
нии 1 Л! от наружного кон-
тура машины. По этому ме-
тоду точки измерения распо-
лагают на измерительной
поверхности вдоль двух ли-
ний измерений в вертикаль-
ной и горизонтальной плос-
костях (рис. 25). Расстоя-
ние d от измерительной по-
верхности до наружного
контура машины должны
равняться 1 м. Точки изме-
рений не должны распола-
гаться ближе 1 м от ограж-
дений и поверхностей сосед-
них машин и 2 м от углов
помещения.
d
Рис. 25. Расположение измерительных лн-
ний и точек измерений
а — в вертикальной плоскости; б — в горизонталь-
ной плоскости; h— высота измерительной линии
над полом, х — основные точки, о — дополни-
тельные точки
Высота расположения линии измерений над полом h равна по-
ловине высоты машины Н. Минимальное число точек, в которых не-
обходимо проводить измерения, — пять (основные точки приведе-
ны на рис. 25). Остальные точки располагаются равномерно меж-
ду основными на расстоянии не менее 1 м друг от друга. Если изме-
ренные уровни в этих точках отличаются от среднего уровня или
от соседних точек более чем на 5 дб, то устанавливают дополни-
тельные точки в середине между принятыми измерительными точ-
ками. Средние уровни звукового давления или средний уровень
звука на опорном радиусе Lr в децибелах вычисляют по формуле
Lr = L + 20 lg
'on
где L — средний октавный уровень звукового давления на измери-
тельной поверхности, в дб;
гОп — принятый опорный радиус, измеряемый от центра измери-
тельной поверхности, к которому приводятся в случае не-
обходимости результаты измерений; опорный радиус дол-
жен быть равен 1, 3 или 10 и;
rs — радиус эквивалентной полусферы, в м;
1
Га(& + с) Г
5 [ 2 J
Величины а, b и с указаны на рис. 4.
Уровни звуковой мощности в октавных полосах будут на 8, 18
или 28 дб больше вычисленных средних уровней звукового давле-
ния в тех же октавных полосах соответственно при опорных радиу-
сах, равных 1, 3 и 10 м.
Измерения для определения шумовых характеристик машин
должны проводиться шумомером с полосовыми фильтрами или со-
ответствующим измерительным трактом, включающим самописец
для измерения времени реверберации. Подробно методика измере-
ний шумовых характеристик машин изложена в [19].
Г л а в а V
ШУМОВЫЕ РЕЖИМЫ В ПРОМЫШЛЕННЫХ, ЖИЛЫХ
И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ И НА ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДОВ
И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА
В настоящее время принято классифицировать шумы как:
а) производственные — в промышленных предприятиях; б) жи-
лищно-коммунальные — в жилых и общественных зданиях; г) го-
родские уличные — на территориях городов и населенных пунктов,
возникающие в основном от движения средств транспорта.
Необходимо подчеркнуть, что такая классификация является
весьма условной; так, например, шумы инженерного и санитарного
технического оборудования зданий не выделены в самостоятель-
ную группу и могут возникать как в производственных, так и в жи-
лых и общественных зданиях.
1. Производственные шумы
Для правильной организации борьбы с шумами на производстве
необходимы сведения о характеристиках основных источников шу-
ма и шумовых режимах, наблюдающихся на рабочих местах.
Сопоставляя фактические параметры шума с нормативными,
можно выявить необходимость снижения параметров производст-
венного шума. Основными источниками шума в промышленных
предприятиях являются технологическое оборудование и системы
вентиляции.
Проведенные НИИ стройфизики Госстроя СССР натурные ис-
следования показали, что во многих производственных предприя-
тиях на рабочих местах шум значительно превышает нормативные
требования.
Текстильная промышленность. На рабочих местах ткацких це
хов комбината им. Свердлова (Москва), фабрики «Красные тек-'
стильщики» (Москва), хлопчатобумажном комбинате (Краснодар)
шум превышает предельно допустимый спектр1 в широком диапазоне
частот (200—8000 гц) на 8—12 дб. В прядильных цехах хлопчато-
бумажного комбината в Краснодаре шум на рабочих местах пре-
вышает норму на 3—5 дб в диапазоне от 800 до 6500 гц. Во всех
обследованных цехах (кроме комбината им. Свердлова) мероприя-
тия по снижению шума не проводятся.
В крутильных цехах комбинатов искусственного волокна (Клин,
Чернигов и др.) шум превышает норму на 10—20 дб, начиная с
частоты 600 гц и выше. В некоторых цехах выполнены звукопогло-
щающие облицовки потолков. Это мероприятие значительно сни-
жает шум (на 8—10 дб) и улучшает условия работы, но шум на
рабочих местах в некоторых случаях все же остается несколько вы-
ше нормы.
В шлифовальном цехе шпульно-катушечной фабрики (Москва)
шум превышает норму на 4—10 дб в диапазоне 500—8000 гц. При
реконструкции цеха предположено устройство звукопоглощающих
облицовок потолка.
Машиностроительная промышленность. В шариковых цехах Го-
сударственного подшипникового завода (Москва) шум на рабочих
местах превышает норму на 7—25 дб в диапазоне 250—8000 гц.
В новых автоматических цехах завода превышение норм со-
ставляет 4—5 дб в диапазоне 800—2500 гц. Мероприятия по сни-
жению шума отсутствуют. Недостаточна звукоизоляция наиболее
шумных цехов и участков от остальных, более тихих помещений.
Не предусмотрены также специальные кабины и звукоизолирован-
ные помещения для мастеров и начальников участков и для отдыха
1 Здесь и далее сопоставление фактического шума с допустимым проводится
в соответствии с нормами СН 245.
рабочих. Не продумана планировка (с точки зрения шумности)
внутри зданий цехов. Виброизоляция тяжелых прессов и других
станков, создающих динамические нагрузки, отсутствует так же,
как и глушители мощных вентиляционных и вытяжных установок.
Акустического благоустройства конторских помещений и помеще-
ний административно-хозяйственного назначения проектом не пре-
дусмотрено.
На участках испытаний в цехах сборки и испытания моторов
Ярославского моторного завода шум превышает норму на 10—
25 дб во всем диапазоне частот, начиная с 125 гц. В цехе СИМ-1
мероприятия по снижению шумя совсем не предусмотрены; в цехе
СИМ-2 предполагается в дальнейшем устройство звукоизоляцион-
ных кабин наблюдений и кабин отдыха рабочих, а также дистанци-
онное управление стендами.
В экспериментальных цехах (исследование и испытание новых
моделей моторов) шум в некоторых стендах и кабинах наблюдения
значительно превышает норму (на 7—18 дб). Лишь часть стендов,
построенная в последние годы, отвечает необходимым требованиям;
звукоизолированные кабины, герметичные двери и звукопоглоща-
ющие облицовки обеспечивают снижение шума до нормы.
В обрубочном цехе Электростальского завода тяжелого маши-
ностроения шум на участке обрубки литья превышает норму на
3—10 дб; в цехе металлоконструкций шум при шлифовке деталей
выше нормы на 5—10 дб в диапазоне 500г-1 000 гц. Мероприятия по
снижению шума нигде не осуществлены.
На участке выбивки форм, обрубки, галтовки и зачистки литья
завода «Станколит» (Москва) превышение шума над нормой со-
ставляет 13—35 дб в диапазоне 500—8000 гц.
Металлургическая промышленность. В мартеновских цехах заво
дов «Азовсталь» и «Серп и молот» шум в основном создается рабо-
той душирующих вентиляторов и воздуходувок, а также при работе
завалочной машины и превышает норму. Мероприятий по сниже-
нию шума не предусмотрено.
В прокатных цехах заводов «Азовсталь», «Серп и молот» и им.
Ильича (г. Жданов) шум на расстоянии 10 м от блюминга превы-
шает норму на 3—11 дб, начиная со 125 гц. Шум превышает нор-
му: при работе дисковых пил (в пульте управления) — на 7—16 дб,
начиная с 250 гц; в рельсо-балочном цехе (пульт управления) при
'передвижении балок по шлямерам —на 11—38 дб, начиная с
250 гц; у травильного агрегата стана холодного проката — на 2—
6 дб в диапазоне от 250—4000 гц. Мероприятия по снижению шума
не осуществляются.
Заводы железобетонных изделий. Шум при виброуплотнении
превышает норму на 20—25 дб во всем диапазоне частот. При этом
шум от работы вибростендов распространяется вдоль всего цеха с
очень небольшим затуханием. Очень шумными являются почти все
виброплощадки и стенды, несмотря на большое разнообразие их
66
конструкций и размеров. Мероприятия по снижению шума, как пра-
вило, не предусмотрены.
Деревообрабатывающие заводы и цехи. Почти все цехи дере-
вообрабатывающих комбинатов (начиная с пилорам и кончая об-
работкой готовых изделий) являются очень шумными. Шум на ра-
бочих местах у пилорам различных марок превышает норму на
..5—12 дб, начиная с 300 гц и выше. Шум строгальных, рейсмусовых
л других станков высокочастотный, зависит от жесткости обраба-
тываемой древесины и размеров обрабатываемых деталей и превы-
шает норму на 15—20 дб в широком диапазоне частот, начиная со
125 гц. Мероприятия по шумоглушению не предусмотрены.
Борьба с производственным шумом может осуществляться по
трем основным путям.
Во-первых, снижением шума непосредственно в источнике его
возникновения путем применения малошумного оборудования, на-
несением вибропоглощающих покрытий на детали агрегатов и др.,
позволяющими либо ослабить шум в источнике его образования, ли-
бо локализовать его внутри агрегата.
Во-вторых, снижением шума на пути его распространения от
источника до данного изолируемого помещения или пространства
выбором рациональной планировки участка, здания или помеще-
ния, применением специальных звукоизолирующих и звукопогло-
щающих конструкций, звукоизолирующих конструкций стен и пе-
рекрытий, звукопоглощающих облицовок помещений и каналов, ра-
циональной установкой оборудования, в том числе на виброзвуко-
изолирующих основаниях, устройством глушителей шума и звуко-
изолирующих кожухов, акустических экранов и т. п.
В-третьих, снижением вредного действия шума путем примене-
ния индивидуальных средств защиты от шума рабочих или измене-
нием режима их труда.
Для выбора метода снижения шума в источнике в первую оче-
редь необходимо знать причину шумообразования в агрегате.
Шумы, возникающие в различном оборудовании, можно услов-
но разделить на шумы механического или вибрационного проис-
.хождения и шумы аэродинамического происхождения.
Шум механического происхождения возникает в результате оди-
ночных или периодических ударов в сочленениях и рабочей зоне
оборудования. Под ударами здесь следует подразумевать любые
динамические усилия, вызывающие упругие деформации деталей
оборудования. Такие деформации проявляются в виде вибраций,
распространяющихся от их источника к наружным поверхностям
оборудования, которые излучают шум в воздух (воздушный звук)
или передают вибрации фундаментам или другим поддержива-
ющим конструкциям (структурный звук).
Уровень акустической мощности шума, излучаемого оборудова-
нием в воздух, зависит как от интенсивности колебаний вибриру-
ющих поверхностей, так и от размеров, формы, способа закрепле-
ния и других особенностей этой поверхности, влияющих на ее со-
противление излучению.
Аэродинамические шумы в оборудовании возникают при исте-
чении сжатого воздуха или газа из отверстий (например, выпуск от-
работанного воздуха в пневматических машинах) в . результате
взрывных процессов в цилиндрах (двигатели внутреннего сгора-
ния), горения жидкого или распыленного топлива в форсунках (га-
зовые турбины), пульсаций давления при движении потоков возду-
ха и газа в трубах или каналах (компрессоры, вентиляторы) или
при движении в воздухе тел с большими скоростями.
В соответствии с особенностями шумообразования в машинах
применяются определенные методы борьбы с ним./Так, чтобы из-
бежать возникновения интенсивных вибраций в зоне действия ди-
намических сил, необходимо всемерно уменьшать колебательное
ускорение движущихся деталей и рабочих органов оборудования,
увеличивая, по возможности, равномерность их движения.
Для этого можно рекомендовать заменять ударные процессы
безударными, возвратно-поступательное движение равномерным
вращением, применять вместо прямозубных косозубные или шев-
ронные шестерни и червячные передачи, а также заменять зубча-
тые передачи другими, осуществлять тщательную статическую
и динамическую балансировку движущихся деталей, максимально
сокращать допуски при проектировании, изготовлении и монтаже
агрегатов с целью уменьшения люфтов, широко применять прину-
дительную смазку трущихся поверхностей в сочленениях для пре-
дотвращения их износа и возникновения шума от трения, исполь-
зуя вместо подшипников качения подшипники скольжения.
Шум оборудования может быть снижен также, если удастся пре-
дотвратить и затруднить распространение вибраций от их источни-
ка к наружным поверхностям оборудования. Распространение виб-
раций происходит в результате изгибных или продольных колеба-
ний. Для их снижения следует применять различные способы виб-
ропоглощения и виброизоляции: использовать материалы с боль-
шим внутренним трением (пластмассы, стеклопластики и т. п.), об-
лицовывать вибрирующие детали специальными вибропоглоща-
ющими материалами, вводить в кинематические схемы промежу-
точные звенья, вносящие большое затухание при передаче вибра-
ции (например, шестерни из капрона, текстолита или резины), при-
менять виброзвукоизолирующие прокладки (например, в виде ре-
зиновых манжет на обоймах подшипников), пользоваться для пе-
редачи усилий эластичными муфтами, пружинами, упругими про-
кладками и другими устройствами, выполняющими роль механи-
ческих фильтров, через которые не могут проникать колебания зву-
ковой частоты.
Снижение шума, излучаемого вибрирующими наружными по-
верхностями агрегатов, может быть достигнуто ослаблением виб-
раций этих поверхностей и уменьшением сопротивления. Для этой
цели применяются покрытия больших поверхностей корпуса агрега-
та вибропоглощающими материалами или изготовление их из мате-
риалов с большим внутренним трением. Устройство упругих про-
кладок (например, из резины) в местах прилегания крышек и щи-
тов к агрегату для устранения их дребезжания также снижает про-
•изводственный шум. Большую роль в снижении шума может сы-
грать виброизоляция ограждающих конструкций от соприкаса-
ющихся с ними или проходящих сквозь них вибрирующих деталей
с небольшой поверхностью. Обеспечение несовпадения частот соб-
ственных колебаний элементов оборудования с основной частотой
возникающей силы и ее гармоник может быть достигнуто путем из-
менения веса или жесткости отдельных элементов и уменьшения
сопротивления излучения поверхности (например, перефорацией
поверхности или замены сплошного ограждения решетчатым).
Значительное место в борьбе с шумом занимают правильный
режим эксплуатации оборудования, хороший уход за ним и своев-
ременный текущий ремонт. Чем ближе эксплуатационный режим
оборудования к режиму максимального коэффициента полезного
действия для данного оборудования, тем обычно меньше создава-
емые им вибрации и шумы, а чем выше качество ремонта оборудо-
вания, тем меньше отличаются акустические характеристики обо-
рудования от паспортных.
Примерное снижение шума при некоторых конструктивных и тех-
нологических операциях может составить [27]: при ликвидации
погрешностей в зацеплении шестерен 10 дб, при изменении формы
зубьев шестерен 5 дб, при замене одной из стальных шестерен (в
паре) на капроновую 12 дб, при замене зубчатой передачи на кли-
ноременную 15 дб, при ликвидации перекоса внутреннего кольца
шарикоподшипников 10 дб, при замене подшипников качения на
подшипники скольжения 15 дб, при замене электродвигателя менее
шумным 15 дб, при замене жестких абразивных кругов на гибкие
15 дб, при повышении точности изготовления и сборки бабки токар-
ного станка 12 дб.
Снижение шума оборудования, возникшего в результате аэро-
динамических процессов, достигается путем ограничения скорости
обтекания деталей агрегата воздушными и газовыми струями и
уменьшения вихреобразования в струях.
В тех случаях, когда все возможные меры по уменьшению шу-
мов в источнике их образования приняты, следует использовать спо-
собы снижения шума по пути его распространения, предусмотрев
необходимые строительно-акустические и архитектурно-планиро-
вочные мероприятия, что позволяет добиться дополнительного сни-
жения уровней шума, а иногда является наиболее целесообразной
и единственно возможной мерой снижения шума. К этим мероприя-
тиям относятся: рациональное взаимное расположение шумных и
тихих цехов; надлежащее размещение оборудования внутри цехов,
учитывающее не только технологические требования, но и шумовые
характеристики оборудования; обеспечение надлежащей звукоизо-
ляции ограждающих конструкций; установка звукоизолированных
кабин наблюдения, звукоизолирующих перегородок и экраниру-
ющих конструкций; использование звукопоглощающих облицовок
стен и потолков, а также штучных звукопоглотителей.
Возможность, целесообразность и эффективность проведения
тех или иных строительно-акустических и архитектурно-планиро-
вочных мероприятий зависит от многих факторов: частотного со-
става шума, уровней шума и их распределения по цеху, акустиче-
ских характеристик помещения, конфигурации и высоты цеха, .ти-
па его освещения, наличия 'и расположения различного подъемно-
транспортного оборудования, характера и последовательности тех-
нологического процесса, количества рабочих, обслуживающих уча-
сток, расположения рабочих мест и т. д. z
Необходимость и возможность тех или иных строительно-аку-
стических мероприятий по снижению производственного шума оп-
ределяются степенью механизации и .автоматизации производствен-
ных процессов; количеством и расположением наиболее шумного
оборудования; числом людей, подвергающихся воздействию чрез-
мерного шума.
С этой точки зрения все основные цехи промышленных пред-
приятий можно подразделить на три основные группы:
1) полностью автоматизированные цехи, в которых наблюдение
за работой оборудования осуществляют 1—4 дежурных оператора,
находящихся у пульта управления. К таким цехам можно отнести
некоторые цехи-автоматы, машинные залы прокатных цехов, ком-
прессорные и насосные станции и т. д.;
2) автоматизированные цехи, оборудование которых требует
частого налаживания и регулирования. В этих цехах нет фиксиро-
ванных рабочих мест, но рабочие-наладчики и контролеры могут
находиться у любого станка;
3) наиболее многочисленная группа, в которую входят все неав-
томатизированные цехи, характерные большим количеством фик-
сированных рабочих мест и почти постоянным присутствием ра-
бочего у определенного станка или группы станков.
В этой группе следует различать цехи, в которых интенсивные
источники шума расположены относительно равномерно по рабо-
чей площади, и цехи, где имеется один или несколько шумных стан-
ков, расположенных рядом с малошумными участками.
Особую группу составляют боксы испытания моторов, коробок
передач, турбокомпрессоров и т. п.
В первой группе цехов и в боксах испытания основная задача
заключается в защите от шума 1—4 операторов, находящихся у
пультов управления и наблюдения. Для этого достаточно устано-
вить звукоизолированные кабины наблюдения.
Необходимая звукоизоляция кабин определяется уровнями и
спектральным составом шума в цехе или боксе испытания. На осо-
бенно шумных участках с уровнями шума свыше 120—130 дб (на-
пример, на мотороиспытательных станциях) кабины должны осу-
ществляться из железобетонных или кирпичных конструкций с
^двух- или трехслойными смотровыми окнами из утолщенного стек-
ла, массивными дверями и тамбурами. Однако в большинстве слу-
чаев (например, в машинных залах, доменных цехах и т. п.) доста-
точны легкие конструкции (из листового металла, гипсобетонных
илит и т. п.).
Большое внимание при проектировании и производстве работ
необходимо обращать на тщательную герметизацию окон, дверей и
различных вводов в кабину. Внутренние поверхности потолка и стен
кабин следует облицовывать звукопоглощающими материалами.
Примером удачно спроектированных и построенных кабин на-
блюдения могут служить кабины в новых боксах Ярославского мо-
торного завода: стены кабин—кирпичные толщиной в один кирпич;
входные двери в кабины и из них в боксы испытаний — массивные
с клиновыми затворами; смотровые окна — двойные из толстого
стекла и с резиновыми прокладками по периметру. В боксах и ка-
бинах предусмотрены звукопоглощающие облицовки стен и потол-
ка. Для оценки эффективности осуществленных конструкций каби-
ны были произведены измерения общих уровней и спектров шума
в боксах и кабинах наблюдения. Уровни звукового давления в ка-
бине, даже при максимальном числе оборотов двигателя, во всех
октавных полосах находятся в пределах нормативной кривой (для
кабин наблюдения). Эффективность конструкций составила 14-~
21 дб на низких частотах и 22—35 дб на высоких.
Наиболее радикальный путь снижения шума во второй группе
цехов — звукоизоляция наиболее шумных станков и агрегатов или
их узлов, установка глушителей шума, нанесение вибропоглоща-
ющих покрытий на вибрирующие поверхности оборудования и т. д.
Автоматическое оборудование допускает возможность широкого
применения звукоизолирующих кожухов. Комплекс перечисленных
мероприятий позволит значительно снизить уровни шума в цехе.
Так, например, эффективность кожуха составляет на низких часто-
тах 5—15 дб, а на высоких 20—40 дб; вибропоглощающие покры-
тия снижают уровни шума на низких частотах на 4—6 дб, а на вы-
соких — на 10—20 дб [27].
Из строительно-акустических средств снижения шума целесооб-
разно использовать звукопоглощающие облицовки и штучные зву-
копоглотители. Применение звукопоглощающих облицовок в про-
изводственных помещениях позволяет снизить уровень отраженного
от стен и потолка звука и тем самым уменьшить общий шум в по-
мещении, а акустические условия в цехе приблизить к условиям
открытого пространства (см. гл. IX).
В зарубежной практике часто вместо звукопоглощающих обли-
цовок применяют штучные звукопоглотители, представляющие со-
бой объемные конструкции в виде призм, пирамид и конусов, сде-
ланных из перфорированного металла, фанеры или пластмассы и*
заполненных минеральной ватой или стекловолокном.
Как известно, вредное воздействие шума определяется не толь-
ко его интенсивностью и частотным составом, но и продолжитель-
ностью воздействия. В свете сказанного, в цехах третьей группы,
где рабочий находится у определенного станка в течение всей рабо-
чей смены, особенно важно обеспечить требуемое снижение уров-
ней шума. Однако здесь эта задача наиболее трудноразрешима.
Необходимость свободного доступа к различным рабочим узлам и
органам станка ограничивает возможность звукоизоляции в источ-
нике. В этих цехах следует в первую очередь обращать внимание на
возможность комплексной механизации (допускающей дистанцион-
ное управление) и автоматизации ряда шумных производственных
процессов (например, операций формовки и выбивки в литейных
цехах, резки горячего металла в прокатных цехах, испытания мото-
ров в цехах серийного выпуска моторов и т. д.).
В цехах с равномерно рсположенным однотипном оборудова-
нием разница в уровнях шума на рабочих местах, в проходах и
других более удаленных от станков точках невелика и составляет
2—3 дб. Здесь наиболее целесообрдзно применять звукопоглоща-
ющие облицовки. Особенно эффективно они применяются в цехах
текстильной промышленности, что объясняется высокочастотным
шумом ткацких и прядильных станков, небольшой высотой потол-
ков (4—4,5 м), отсутствием каких-либо конструкций, трубопрово-
дов и т. п., проходящих под перекрытием, и рядом других факто-
ров.
В цехах с разнотипным шумным оборудованием особое внима-
ние следует уделять правильной планировке с точки зрения рас-
пределения шума. Проектировщики и технологи должны заранее
знать шумовые характеристики станков и располагать их таким
образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на мини-
мально возможной площади помещения. Между участками раз-
ной шумности следует устраивать перегородки или размещать под-
собные помещения, склады сырья, инструментов, готовых изделий
и т. п.
Так же, как в цехах второй группы, здесь возможно широкое
использование звукопоглощающих облицовок и штучных звукопо-
глотителей. Сочетание облицовок с рациональной планировкой да-
ет положительные результаты. В качестве примера можно приве-
сти результаты мероприятий по снижению шума, проведенных в
инструментальном цехе одного из заводов западной электроком-
пании (США) [38].
На рис. 26, а представлена схема размещения оборудования в
старом помещении цеха- Наибольший шум производили высадоч-
ные машины. Малошумные станки и станки средней шумности
находились в непосредственной близости к этим машинам. В новом
помещении (рис. 26, б) участок высадочных машин отделен легкими
перегородками от остальной части цеха, между отдельными груп-
пами станков размещены склады сырья и готовых изделий. Пото-
лок, стены и перегородки облицованы звукопоглощающими матери-
алами. Для оценки проведенной работы сделано сравнение общих
уровней шума в отдельных группах станков в старом и новом по-
мещениях. В группе больших высадочных машин уровень снизился
со 102 до 92 дб, в группе средних — со 104 до 94 дб, в группе ма-
лых— со 102 до 95 дб, в группе долбежных станков —с 99 до
86 дб, в группе резьбонарезных станков—с 98 до 90 дб и т. I.
В ряде цехов третьей группы один или несколько интенсивных
высокочастотных источников шума, занимающих небольшую часть
а)
Рис. 26. Схема размещения оборудования
а —в старом помещении инструментального цеха; б —в новом помещении цеха; 7 —
штамповочные прессы; 2 —долбежные станки; 3 — резьбошлифовальные станки; 4 —
высадочные машины; 5 — резьбонарезные станки; 6 — галтовочные барабаны; 7 —
склады; 8 — контора; 9 — участок контроля; 10 — ремонтная мастерская; 11 — звуко-
поглощающие облицовки
цеха, создают неблагоприятные условия труда на соседних мало-
шумных участках (например, дисковые пилы для резки горячего
металла в прокатных цехах, выбивные решетки в литейных цехах
и т. д.). Разместить такое оборудование в отдельном звукоизолиро-
ванном помещении или отделить его перегородками от остальной
части цеха часто не представляется возможным. В подобных слу-
чаях можно устраивать выгородки, представляющие собой ограж-
дения высотой 3—4 м с проемами для возможности транспортиров-
ки сырья и готовых изделий.
Примером удачного решения могут служить ограждения штам-
повочного пресса на одном из заводов Резиновой компании (США)
[40].
Общий вид и план выгородки представлены на рис- 27, а, б.
Несмотря на значительные проемы в ограждении, достигнуто за-
метное снижение уровней щума на соседних участках.
Оборудование, не требующее частого обслуживания (например,
галтовочные и полировочные барабаны), можно помещать в звуко-
Рис. 27. Звукоизолирующая выгородка
а — общий ®ид выгородки; б — план выгородки
изолированные камеры. Расчет требуемой звукоизолирующей спо-
собности ограждающих конструкций камеры аналогичен расчету
кабин наблюдения. На одном из машиностроительных заводов
США [49] в такие камеры установили галтовочные барабаны. В
результате общий уровень звукового давления, измеренный на
расстоянии 1,5 м от барабана, снизился на 23 до. В каждый из
четырех октавных .полос (в диапазоне 600—10000 гц) достигнуто
снижение на 22—24 дб.
Для защиты рабочих, непосредственно обслуживающих шум-
ное оборудование от воздействия интенсивного высокочастотного
шума, следует применять экраны. Действие экрана основано на
явлении дифракции, т. е. огибания преграды звуковой волной и
образования за экраном области звуковой тени. *
Материал и толщину экрана следует подбирать таким образом,
чтобы его звукоизолирующая способность (для экранируемых
частот) была больше его эффективности. Для достижения больше-
го заглушения экраны желательно облицовывать со стороны источ-
ника шума звукопоглощающими материалами. Эффективность эк-
ранирования составляет 3—5 дб на низких частотах и 15—20 дб
на высоких.
2. Шумы в жилых и общественных зданиях
Шумы, возникающие в жилых и общественных зданиях, могут
быть подразделены на бытовые, связанные с жизнедеятельностью
людей, и механические, связанные с работой инженерного и сани-
тарно-технического оборудования (лифты, вентиляторы, насосы
и т. д.).
Бытовые шумы создаются проживающими или находящимися в
доме людьми. Громкий разговор, мение, играна музыкальных инст-
рументах, крики и плач детей и особенно работа телевизоров, ра-
диоприемников, проигрывателей и магнитофонов вызывают воз-
никновение в воздухе и распространение в нем так называемого
воздушного шума. При ходьбе, танцах и передвижении мебели в
ограждениях дома создаются звуковые колебания, которые пере-
даются на конструкции перекрытий, стены и перегородки и рас-
пространяются по зданию на большое расстояние в виде структур-
ного шума. Это происходит из-за очень малого затухания звуковой
энергии в тех материалах, из которых обычно возводятся конструк-
ции зданий.
Вентиляторы, насосы, лебедки лифтов и другое механическое
оборудование зданий являются источниками как воздушного, так
и структурного шума, возникающего в зданиях. Так, вентиляцион-
ные установки создают сильный воздушный шум, который, если не
приняты соответствующие меры, распространяется вместе с пото-
ком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные
решетки проникает в комнаты. Помимо этого, вентиляторы, как и
другое механическое оборудование, вследствие вибрации вызыва-
ют весьма интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и сте-
нах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко рас-
пространяются по конструкциям здания и излучаются в помеще-
ния, даже далеко расположенные от источников шума.
Особенно сильный шум может возникнуть в помещении, над
которым установлены вентиляционные установки. Часто вентиля-
ционные установки и насосы располагаются в подвальных помеще-
ниях, Это оборудование, если оно установлено без соответствую-
щих звукоизоляционных мероприятий, вызывает в фундаментах
колебания звуковой частоты, которые передаются стенам здания и
распространяются по.ним, создавая шум в квартирах.
Лифты, которые всегда устанавливаются в 'многоэтажных зда-
ниях, являются источниками значительного шума, который возни-
кает при работе лебедки лифта, движения кабины от ударов и
толчков башмаков по направляющим, щелканья этажных выклю-
чателей и особенно от ударов дверей шахты и кабины при их за-
крывании. Этот шум распространяется не только по воздуху в
шахте и на лесничной клетке, но главным образом по конструкци-
ям здания вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам
и перекрытиям.
Данные о суммарных уровнях звукового давления различных
бытовых шумов приведены в табл. 8, из которой видно, что уровни
звукового давления различных источников шумов достигают весь-
ма значительных величин. На рис. 28 приводятся средние спектры
Рис. 28. Средние спектры различных источников шума
J — речи людей по радио; 2 — музыки по радио; 3 — музыки через проигрыватель; 4 —
шума пылесоса; 5—шума полотера
•шума от речи людей, музыки по радио и через^проигрыватель и от
работы пылесоса и полотера.
Таблица 8
; Наименование источников внутриквартирных шумов Суммарный уровень звукового давления в дб
минимальный средний максимальный
Речь 2—3 человек 58 73 82
» по радио 63 80 90
Музыка » » 64 85 96
Крики детей — 79 88
Плач » — 80 83
Проигрыватель (музыка) 68 85 95
Пылесос 73 76 80
Электрический полотер 70 80 84
Игра на фортепьяно 66 86 94
Приведенные данные показывают, что практически уровни шу-
ма в жилых комнатах могут достигать значительной величины.
Систематических данных о шумах, возникающих в результате
работы людей и технологического оборудования в общественных и
административных зданиях, в настоящее время еще нет. Что каса-
ется шумов, проникающих в помещения жилых и общественных
76
зданий в результате работы санитарно-технического и инженерно-
го оборудования, то они в основном зависят от эффективности ме-
роприятий по шумоглушению.
В зависимости от вида шума применяются различные меропри-
ятия по его снижению при распространении.
Основными методами, которые могут быть использованы при
ограничении распространения шума, являются: соответствующая
внешняя и внутренняя планировка, устройство надлежащей зву-
коизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных
зданий, звукопоглощение звуковой энергии вдоль путей ее рас-
пространения, надлежащий выбор оборудования, виброизоляция
колебаний технического оборудования от сопрягающихся с ним
ограждений или коммуникаций.
Рассмотрим подробнее средства, которыми могут быть осущест-
влены перечисленные методы шумоглушения.
Рационально решать планировку здания таким образом, чтобы
все помещения, связанные с возникновением того или иного шума,
были сосредоточены в одном месте и удалены от рабочих и жилых
помещений.
Так, в жилых и общественных зданиях котельные, машинные
отделения лифтов, лифтовые шахты и мусоропроводы, насосные,
помещения с вентиляторами, столовые, буфеты и др. не должны
примыкать к жилым и рабочим помещениям.
Кухни, ванные и санузлы рекомендуется объединять в отдель-
ные блоки, граничащие со стенами лестничных клеток или с та-
кими же блоками соседних квартир.
Жилые комнаты многоэтажных жилых домов, общежитий и
гостиниц, рабочие комнаты административных зданий, палаты боль-
ниц и санаториев, классы и аудитории учебных заведений должны
отделяться от лестничных клеток вспомогательными помещениями
(кухнями, ванными, коридорами и т. п.). Гимнастические залы, ма-
стерские и другие шумные помещения в учебных заведениях не
должны располагаться в непосредственной близости от классов,
аудиторий и лабораторий.
Основной для защиты помещений жилых и общественных зда-
ний от шума является надлежащая звукоизоляция ограждающих
конструкций.
Решения звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и
общественных зданий должны обеспечивать соблюдение норма-
тивных требований по звукоизоляции. Вопросы звукоизоляции ог-
раждений подробно изложены в главе X.
Во многих помещениях общественных зданий целесообразно
устройство звукопоглощающих облицовок, например в протяжен-
ных помещениях типа коридоров, в школах, больницах, гостини-
цах, что предотвращает распространение шума вдоль них. Для
снижения шума в машинописных бюро, счетных станциях, вычис-
лительных центрах, административных помещениях, ресторанах,
залах ожидания железнодорожных вокзалов и аэровокзалов, ма-
газинах, столовых и т. д. необходимо предусматривать звукопог-
лощающие покрытия стен и .потолков.
Описание звукопоглощающих облицовок и рекомендации по их
применению даются в главе IX.
В большинстве систем вентиляции общественных зданий необ-
ходимо применение глушителей шума.
Конструкции глушителей могут иметь различные решения: наи-
более простые — в виде канала, облицованного внутри звукопогло-
щающим материалом; пластинчатые, состоящие из ряда парал-
лельных звукопоглощающих пластин, разделенных воздушными
промежутками; сотовые; камерные и др.
Вопросы снижения шума от систем вентиляции, а-дакже инже-
нерного и санитарно-технического оборудования изложены в.
главе VIII.
Вибрации различных машин инженерного и санитарно-техни
ческого оборудования, передающиеся конструкциям, на которых
оно установлено, или подходящим к нему коммуникациям, являют-
ся причиной структурного звука, распространяющегося по конст-
рукциям здания или даже по грунту на большие расстояния, и из-
лучаются в виде воздушного звука ограждениями в удаленных ти-
хих помещениях.
Значительного ослабления этого шума можно добиться, прини-
мая меры по предотвращению распространения структурного зву-
ка путем установки агрегатов на виброзвукоизоляторах, выполня-
емых, например, нз пружинных или резиновых амортизаторов.
Необходимо также принимать меры по исключению жестких кон-
тактов виброзвукоизолированного агрегата с внешними коммуни-
кациями. Для этого следует предусматривать резиновые вставки
в трубопроводах, подходящих к насосным установкам, брезенто-
вые или резиновые вставки в местах присоединения воздуховодов
к вентилятору, компенсационные петли на проводах питания элек-
тродвигателей и другие подобные 'меры.
3. Городские шумы
В условиях селитебной территории города наиболее мощными
источниками шума являются городские транспортные магистрали-
В жилых районах шумовой фон можно, как правило, отождест-
влять с шумом от происходящего вдали движения транспортных
средств. Даже в промышленных районах самым заметным источ-
ником шума является транспорт. Транспортные шумы в городах
растут из года в год, так как мощность грузовых машин и коли-
чество передвигающегося по улицам транспорта все возрастают.
Так, максимальные уровни уличных шумов в Москве с 1959 по
1969 г. выросли в среднем на 12—14 дб А.
При решении вопросов борьбы с шумом городского транспорта
возникают две задачи: первая—оценить шум отдельных тран-
78
спортных средств с целью разработки нормативов и меро-
приятий по его ограничению, вторая — оценить шум транспортных
потоков с целью разработки градостроительных и планировочных
мероприятий по его огра-
ничению.
В настоящее время на
основе рекомендаций Ме-
ждународной организа-
ции по стандартизации и
рекомендации подкомите-
та по автомобильному
транспорту Европейской
экономической комиссии
разработана методика
оценки и измерения шума
автомобилей [62]. Согла-
сно этой методике опре-
деления уровня и спектра
шума, создаваемого авто-
мобилем при движении,
должно проводиться на
расстоянии 7,5 м от дви-
жущегося автомобиля.
Результаты измерений
могут использоваться в
первую очередь для срав-
нения шумов, создавае-
мых различными типами
автомобилей, и уста-
новления соответствия
между измеренными уро-
внями и соответствую-
щими нормативами. По-
лученные результаты из-
мерений шума автотранс-
Рис. 29. Уровни звука
а — на расстоянии 7,5 м от движущихся на пря-
мой передаче автомобилей: / — «Запорожец»; 2 —
«Москвич»; 3— «Фиат-2100» и 4— «Волга» № 21В,
б — на раестоянии 7,5 м от движущихся на пря-
мой передаче автомобилей: 1 — МАЗ-500; 2 —
порта и являются, по су-
ществу, их шумовыми ха-
рактеристиками, подле-
МАЗ-504; 3 — МАЗ-200 с двигателем ЯМЗ-23-4;
4— МАЗ-200 с двигателем ЯМЗ-204- 5— «Шкода»
жащими оценке и нор-
мированию. № 756РТ; 5—ЗИЛ-130
Весьма важными являются приведение измерений отечествен-
ного автомобильного транспорта по стандартной методике и раз-
работка норматива по предельно допустимым уровням шума,
•создаваемым им. Следует отметить, что уровень шума, производи-
мый отдельными транспортными средствами, зависит от очень
многих факторов: режима работы двигателя, технического состоя-
ния экипажа, качества дорожного покрытия и скорости движения
транспортного средства.
На рис. 29,а приведены графики уровня звука в дб А на рас-
стоянии 7,5 м от различных легковых автомобилей, движущихся
на прямой передаче, в зависимости от скорости движения.
На рис. 29, б приведены такие же графики для грузовых авто-
мобилей, показывающие, что при увеличении скорости в два раза
уровни звука повышаются на 8—10 дб.
Как правило, в современных городах эксплуатируются город-
ские железные дороги, являющиеся источниками значительного
шума.
Шум поездов достигает высоких уровней, наибольшие из кото-
рых возникают на частотах в диапазоне 200—2000 гц.
Следует отметить, что шум отдельного транспортного экипажа
в условиях города не имеет существенного практического значе-
ния для оценки в целом шумового режима в городской застройке.
Как правило, уличный транспортный шум является результатом
сложения шумов отдельных транспортных средств и зависит от их
вида, количества и скорости их движения.
Поэтому для разработки необходимых градостроительных ме-
роприятий необходимо знать данные о шумовых характеристиках
транспортных потоков.
Исследования многих улиц Москвы и Волгограда, проведенные
в 1960—1969 гт. ЦНИИП градостроительства, МИСИ им. Куйбы-
шева и НИИ строительной физики, выявили, что, как правило, мак-
Рис. 30. Пример регистрации на ленте самописца транспортного шума в 7 ле
от оси движения экипажей (Ленинградский проспект в Москве)
отличаются на 5—6 дб в дневные и ночные часы. При этом абсо-
лютные величины максимальных суммарных уровней звукового
давления колеблются от 90 до 95 дб; средние уровни — от 62 до
77 дб и минимальные — от 45 до 62 дб. Как правило, диапазон ке
лебаний между максимумом и минимумом уровней может дости-
гать 45—33 дб в течение суток, а также и более коротких отрезков
времени.
Следовательно, транспортные уличные шумы являются шума-
ми непостоянными, изменяющимися во времени.
Уличные транспортные шумы имеют, как правило, низкочастот-
ный характер. Типичный спектр транспортного потока на город-
ской магистральной улице представлен на рис. 30. Спектр запи-
сан на ленте с помощью самописца — регистратора уровней. Мно-
гократная запись уличного шума дает возможность установить,
усредненный характерный спектр уличного шума.
На интенсивность транспортного шума в городах оказывают
влияние многочисленные факторы, связанные с условиями движе-
ния экипажей. К этим факторам следует отнести: количество эки-
пажей на проезжей части, типы экипажей, их техническое
и эксплуатационное состояние, состояние и тип дорож-
ного покрытия (или верхнего строения пути)
и такие условия движения, как торможение или разгон экипажа,
группировка экипажей около светофоров, скорость движения на
перегонах, ширина и этажность застройки улицы и многие другие.
Разбор и оценка этих факторов показали, что в условиях движения
транспорта на грузовых и скоростных дорогах города наиболее
существенное влияние на интенсивность шума оказывают только
определенные факторы. К числу этих факторов относятся интен
сивность, характер (состав) и скорость движения.
Результаты параллельных натурных измерений условий движе-
ния городского транспорта и уровней шума дали возможность по-
дойти к установлению определенных зависимостей, которые можно
использовать для практических целей расчета (см. рис. 91).
В жилых кварталах помимо проникающего уличного шума воз-
никает в результате жизнедеятельности населения свой собствен-
ный, так называемый внутриквартальный шум. Основными источ-
никами этого шума являются разговоры, крики, пение, шум от игр
детей, стук от выбивания мебели, одежды и т. п. Большой шум
производят заезжающие на территорию кварталов автомашины,
разгрузочно-погрузочные операции товаров и тары перед склада-
ми магазинов, уборочные операции внутри кварталов, при сборе
и вывозе мусора, которые зачастую ведутся ночью. Летом шумят
машины, подстригающие газон, из открытых окон квартир доно-
сятся звуки радио, музыкальных инструментов, пение, громкие раз-
говоры.
Как и транспортные шумы, внутриквартальные источники ха-
рактеризуются непостоянностью, имеют широкий диапазон коле-
баний уровней во времени.
Уровни шумов внутриквартальных источников, измеренные на
расстоянии 7—10 м от источника шума, характеризуются следую-
щими величинами (табл. 9).
Из табл. 9 видно, что внутриквартальные источники шума ха-
рактерны весьма высокими уровнями.
Наибольшие уровни шума создаются: ездой грузовых и мусоро-
уборочных машин — до 88—95 дб, спортивными играми и играми
детей — до 92—95 дб, купанием детей в плескательном бассейне —
до 95 дб, погрузкой тары и разгрузкой товаров у магазинов--до
84 дб.
Таблица 9
Источник шума Уровень шума в дб
минимальный средний максимальный
С А С А С А
Шум мусороуборочных машин . . 78 66 82 70 88 77
Разгрузка товаров и погрузка та- ры 60 55 72 67 84 82
Игра и крики детей 68 66 78 76 95 93
Спортивные игры 62 — 74 — 92 —
Шум шагов прохожих 51 40 63 50*“ 65 53
Разговор прохожих или отдыхаю- щих 56 56 66 62 74 73
Проезд легковых автомашин . . 68 68 75 59 88 72
Проезд грузовых автомашин . 73 64 82 67 95 84
Игра в домино — — 68 60 — —
Купанье детей в плескательном бассейне 68 67 72 71 95 93
Спектральные характеристики внутриквартальных источников
.шумов весьма разнообразны. Так, шум от мусороуборочной маши-
ны и грузовых автомобилей, подъезжающих к складам магазинов
в жилых кварталах, имеет спектры, близкие к спектрам соответ-
ствующих марок автомобилей. Другой характер спектра имеет шум
от игровых площадок для детей и от детских плескательных бас-
сейнов. Здесь преимущественное значение имеют среднечастотные
и высокочастотные составляющие шума.
Промежуточное значение по спектрам имеют шумы от погру-
зочно-разгрузочных площадок около магазинов или складов, а
также от участков школ и детских учреждений.
Таким образом, внутриквартальные источники имеют высокие
уровни и требуют серьезного внимания лри решении задач норма-
лизации шумового режима в жилой застройке населенных мест.
По шумам промышленных объектов с точки зрения их харак-
теристик во внешнем окружающем пространстве не имеется
сколько-нибудь систематизированных данных; то же относится к
объектам общественного назначения с массовым пребыванием лю-
дей на открытом воздухе (спортивные сооружения и т. п.). В свя-
зи с этим не представляется возможности сообщить конкретные
данные о характере их шумового режима и его показателях. Вмес-
те с тем такие данные без сомнения нужны как при проектирова-
нии населенных мест, так и в условиях борьбы с шумами в сло-
жившейся застройке городов. Можно заранее предвидеть, что шу-
мы гаражей, промышленно-коммунальных объектов, типографий,
трансформаторных подстанций и других сооружений, соседствую-
щих с жилой застройкой, не могут быть оставлены без внимания
в общей задаче нормализации шумового режима в городе. В связи
с этим необходимо провести их изучение и установить акустические
характеристики.
Борьба с транспортными шумами должна осуществляться в
двух направлениях:
путем снижения шумности самих транспортных средств;
методами рациональной планировки, застройки, благоустройст-
ва улиц, жилых кварталов и микрорайонов.
Вопросы борьбы с транспортными шумами в городах строитель-
но-акустическими и архитектурно-планировочными методами из-
лагаются в главе XI.
Глава VI
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОЖИДАЕМЫХ УРОВНЕЙ ШУМА
И НЕОБХОДИМОГО ЕГО СНИЖЕНИЯ
При решении вопросов борьбы с шумом основным является оп-
ределение требуемого его снижения для последующего выбора и
расчета необходимых для этого мероприятий.
Требуемое снижение шума может быть установлено только на
основе сопоставления ожидаемых уровней шума с допустимыми
для данного помещения или территории.
Шум от источников может распространяться и как воздушный,
и как структурный.
В данной главе рассматриваются принципы акустических расче-
тов, выполняемых при разработке мероприятий по снижению воз-
душного шума [20].
На основании акустического расчета пржде всего выявляется
необходимость мероприятий по снижению шуМа, а затем после оп-
ределения требуемого снижения шума выбираются способы его,
уменьшения до нормативных величин. Так как действующие сани-
тарные нормы определяют допустимые уровни шума в восьми ок-
тавных полосах в диапазоне 50—>10000 гц, то расчет необходимо,
производить в каждой из восьми октавных полос со среднегеомет-
рическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц.
Акустический расчет включает:
а) выявление источников шума и определение их шумовых ха-,
рактеристик (уровней звуковой мощности LP в каждой из октав-
ных полос и, в необходимых случаях, характеристик направлен-
ности) ;
б) выбор точек в помещениях или на территориях застройки,
для которых производится акустический расчет (расчетный
точек);
в) определение допустимых уровней звукового давления в ок-
тавных полосах (для расчетных точек);
г) определение путей распространения шума от источников до
расчетных точек (по генеральному плану промышленного пред-
приятия, городского района застройки, по технологическим плани-
оовкам помещений и строительным чертежам здания);
д) определение снижения уровней звуковой мощности Д£р по
пути распространения звука;
е) определение уровней звукового давления L в октавных по-
лосах в расчетных точках до осуществления мероприятий по ани-
.жению шума и сравнение их с допустимыми уровнями;
ж) определение требуемого снижения уровней звукового дав-
ления в октавных полосах в расчетных точках;
з) выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения
уровней звукового давления;
и) выбор типа конструкций и размеров шумоглушащих уст-
ройств (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, зву-
коизолирующих элементов и т. п.).
Шумовые характеристики источников шума (оборудования,
средств транспорта и т. п.), измеренные в соответствии со стандар-
тами, должны указываться в .паспорте или каталогах оборудова-
ния, а в случае их отсутствия представляться поставщиком обо-
рудования или определяться в соответствии с методами измерения,
приведенными в главе IV.
В некоторых случаях они могут быть приближенно рассчитаны
па основе существующих теорий и экспериментальных данных
(вентиляторы, газодинамические установки и т. п.).
Расчетные точки на территории застройки выбираются по ген-
плану, внутри зданий — по технологическим планировкам и строи-
тельному заданию (планам и разрезам здания). Расчетные точки
выбираются на расстоянии 2 м от плоскости окон ближайших зда-
ний, ориентированных в сторону источников шума. На территории
промышленной площадки обычно выбирается от двух до четырех
расчетных точек: около ближайшего лабораторно-конструкторско-
го или административного здания, около ближайшего жилого зда-
ния, около тихого окна (например, конторского помещения) того
же здания.
Внутри помещений выбираются, как правило, одна или две
точки: на рабочем месте, расположенном в зоне отраженного зву-
ка источника шума, и в зоне действия как отраженного, так и пря-
мого звука.
1. Определение уровней в расчетных точках
Уровни звукового давления в октавных полосах до осуществле-
ния мероприятий по шумоглушению в зависимости от расположе-
ния расчетных точек и источников шума определяются следующим
образом:
а) Расчетные точки находятся в помещении с источником шу-
ма (на рабочих местах)-
Для одного источника небольшого размера (рис. 31)
31. Схема расположения расчетной точки 7
(РГ) и источников шума {ИШ) ;
L =.£,+10 1g (II)
где Lp — уровень звуке-
вой мощности н
источника шума
здб; 'ш
Ф — фактор иаправ- п
ленности источ- Г
ника шума /
(безразмерный);
г — расстояние от
акустического Ц
центра источ-
ника шума до рис
расчетной точки
(акустическим
центром источника шума условно называется проекция
геометрического центра машины на горизонтальную
плоскость) в м\
Вш—постоянная помещения с источниками шума в м2;
k— коэффициент, учитывающий степень неравномерности
звукового поля в помещении (для шумов с широкопо-
лосным спектром k= \ -j-2).
Для большинства источников шума в производственных поме-
Росстояние от источника шума до расчетной точки гд м
Рис. 32. Графическое решение уравнения (11) для определения уровня
звукового давления L по уровню звуковой мощности LP
щениях (различные станки, вибростенды и т. п.) величину фактора
направленности в формуле (11) можно принимать Ф=2. В осталь-
ных случаях Ф рассчитывается из соотношения
0,1 дд
ф=10 напр,
где А£напр — разность между уровнем звукового давления в рас-
сматриваемой точке и уровнем, который создавал бы
в этой точке ненаправленный источник с той же зву-
ковой мощностью при излучении в полйую сферу,
в дб.
Д^напр в расчетной точке берется из характеристики направлен-
ности, определенной экспериментальным путем.
Графическое решение уравнения (111) показано на рис. 32.
По графику рис. 32, зная расстояние от источника шума, его фактор
направленности и постоянную помещения, легко найти величину
LP — L. Например, на расстоянии 5 м при Ф=4 и В = 100 м2
Lp — L=13 дб,
Для ненаправленных источников большого размера, у которых
размер /макс больше расстояния г до расчетной 2 точки (рис. 33):
L = Lp+ 10 1g дб, (12)
\ о ош /
где S—'площадь воображаемого 1параллелепнпеда или 'полуци-
линдра, окружающего машину и проходящего через рас-
четную точку, в м2.
Рис. 33. Схема расположения расчетной точки (РГ) и источ-
ников шума (ИШ) в одном помещении
Для нескольких источников шума, сосредоточенных в одном;
помещении (для помещений, у которых наибольший размер пре-
вышает наименьший не более чем в четыре раза):
I m
L = ioig 12
V=1
ю°лд"
-^7—+
(13)
где Lp, —уровень звуковой мощности, излучаемой каждым ис-
точником шума в данной полосе частот, в дб\
Si —площадь воображаемой поверхности, окружающей ис-
точник шума и проходящей через расчетную точку, в л«2;
(для небольших источников, у которых размер —макс
меньше расстояния до расчетной точки S;~2nr
ц— расстояние от акустического центра машины до расчет-
ной точки в м (см. рис. 31);
т— количество источников шума, ближайших к расчетной
точке, для которых 4г/Мин (Ггмин—расстояние ог
расчетной точки до акустического центра ближайшей
к ней машины в м);
п — общее количество источников шума в помещении;
В — постоянная помещения в м2.
проекции радиусов г3, г4 и г6 на
пол, Л— .высота расчетной точки (ра-
бочего места) от пола
Пример построения полусфер, окружающих ближайшие к рабо-
чему месту источники шума и проходящих через расчетную точку,
з случае, когда в помещении имеется несколько источников шума,
показан на рис. 34.
В случаях, когда в помещении находятся установки, излучаю-
щие одинаковую звуковую мощность Lp,, формула (13) принима-
ет следующий вид:
(т , . \
у2_ + ±1Ьб) (14)
О/ О /
/=1 1 J |
б) Расчетные точки находятся в помещении, изолируемом от
шума.
Случай 1. Шум в помещение проникает через ограждающие
конструкции.
Рис. 35. Схема расположения расчетной точки (РТ) и источ-
ника шума (ИШ)
1—РТ в изолируемом помещении; 2—И III в смежном помещении
Источники шума находятся в смежном помещении (рис. 35):
L = Lp - Д Lp- 10 1g Ви + 10 1g Ли + 6 дб, (15)
Рис. 36. Схема расположения расчетной
точки (РТ) и источников шума (ИШ)\
РТ — в изолируемом помещении; ИШ —
на территории
где Lp — уровень звуковой
мощности источ-
ников шума вдб;
Д£р — снижение уровня
звуковой мощ-
ности по пути
распространения
звука, определя-
ется по формуле
(23) в дб;
Ви — постоянная изоли-
руемого помеще-
ния в mq;
kn — коэффициент, учи-
тывающий степень неравномерности звукового поля в изолируе-
мом помещении (для шумов с широкополосным спектром k = 1 4- 2).
Источники шума находятся снаружи на прилегающей террито-
рии (рис. 36):
£ = £сум+101£5а-Яа- 101gB„4-101g^ + 6 дб, (16)
пъ 0 1 L
где ’g 2 Ю * — суммарный уровень звукового дав-
z=i
ления от всех источников снаружи
изолируемого помещения— (.в т.А)
вдб;
Lk — определяется по формуле (20) в дб;
5а — площадь элемента ограждения, че-
рез которое шум проникает в поме-
щение, в м2;
Ra — звукоизолирующая способность это-
го элемента в дб.
Случай 2. Шум в помещение попадает по вентиляционным
системам.
Шум в помещение проникает через вентиляционные ре-
шетки (рис. 37):
L = Lp — i\LP + 10 1g х
I Фр 4 k \
X- : <17>
где Lp — уровень звуковой
мощности шума,
создаваемого вен-
тилятором, в дб;
&Lp — потери звуковой
мощности по пути
распространения
шума определяются
по формулам (27),
(28) или (29) в за-
висимости от спо-
соба попадания
шума в вентиляци-
онную сеть в дб;
Фр — фактор направлен-
ности излучения шу-
ма от вентиляцион-
ной решетки;
г — расстояние от вен-
тиляционной ре-
шетки до расчетной
точки в м;
, Ви — постоянная изоли-
руемого помещения
в м2.
Рис. 37. Схема расположения расчетной
точки (РТ) и источников шума (ИШ)
РТ — в изолируемом помещении (Р/—/ —шум
в расчетную точку проникает через вентиля-
ционные решетки; РТ—2 — шум в расчетную
точку проникает через стенки воздуховода);
ИШ — вентиляционные системы
Шум в помещение проникает через стенки воздуховода:
L = Lp-ALp+10 1g + (18)
где — потери звуковой мощности по пути распространения шу-
ма, определяемые по формуле (30), в дб;
Sr—площадь воображаемой цилиндрической поверхности,
проходящей через расчетную точку (см. рис. 37), в" м2-
Если источником шума является шумное технологическое или
инженерное оборудование, сосредоточенное в одном помещении, то
в формулу (15) вместо уровня звуковой мощности LP одного ис-
точника следует подставлять суммарный уровень звуковой мощ-
ности всех источников шума, расположенных в данном помеще-
нии:
« о.» l
LP =10'«210 ‘д6- <19>
Z=1
где L р{ — уровень звуковой мощности каждого источника шума
Рис. 38. Схема расположения расчет-
ной точки и источников шума
РТ — расчетная точка; ИШ — источник
шума; /—5—номера ИШ; ч — расстояние
от источника шума до расчетной точки
в дб;
п — общее количество источ-
ников шума.
в) Расчетные точки находят-
ся на территории.
Случай 1. Источники шума
расположены на той же терри-
тории (рис. 38). Расчет ожидае-
мых уровней звукового давления
L производится по формуле
L = £p-20 lg г +10 lg х
—— дб,
4 л 1000
(20)
где Lp — уровень звуковой мощ-
ности источника шума
в дб;
г—расстояние от источни-
ка шума до расчетной
точники в м;
Ф — фактор направленно-
сти , источника шума
(безразмерный);
ра — затухание звука в атмосфере, принимаемое по табл. 2,
в дб/км.
Случай2. Источники шума находятся в здании. Шум прони-
кает в атмосферу. Ожидаемый уровень звукового давления опреде-
ляется по формуле
L = Lp - A Lp - 20 1g rk + 10 1g дб, (21)
4 Jt 1UUU
где ALp —снижение уровня звуковой мощности воздушного шума
по пути его распространения в дб;
гь — расстояние от элемента (стена,'перекрытие, выходная ре-
шетка и т. п.), через который шум проникает в атмосфе-
ру, до расчетной точки в м;
Фк — фактор направленности элемента, через который шум
проникает в атмосферу (безразмерный).
Постоянная помещения В, входящая в вышеприведенные фор-
мулы, определяется для каждой октавной полосы по формулам:
где А — общая эквивалентная площадь звукопоглощения поме-
щения в м2;
а, и St — соответственно коэффициенты звукопоглощения и пло-
щади отдельных поверхностей помещения в м2;
Ak и «ь — соответственно эквивалентные площади звукопоглоще-
ния в м2 и количество отдельных штучных звукопогло-
тителей;
а — средний коэффициент звукопоглощения помещения;
SS, — общая площадь всех ограждающих поверхностей поме-
щения в м2.
Рис. 39. Частотные характеристики постоянной помещения без звукопогло-
щающей облицовки
1 — небольшие помещения (У<200 м3); 2 —большие помещения (К>500 м3)
Для помещений постоянную В можно определять по графи-
кам на рис. 39 и рис. 40 путем умножения постоянной помеще-
ния на среднегеометрической частоте 1000 гц (Вщоо) на частот-
ный множитель |л(В=Вюоо-р).
Рис. 40. Постоянные помещения В для частоты 1000 гц
а — помещения без мебели с небольшим количеством людей (например, металлооб-
рабатывающие цехи, вентиляционные камеры, испытательные стенды и т. п.); б —
помещения с жесткой мебелью и небольшим количеством людей (например, кабине-
ты, лаборатории, ткацкие и деревообрабатывающие цехи и т. п.); в — помещения с
большим количеством людей и мягкой мебелью или с облицованным звукопоглощаю-
щим материалом потолком (например, рабочие помещения административных зданий,
зала заседаний, аудитории, рестораны, универмаги, конструкторские бюро, залы
ожидания аэропортов и т. п.); г —помещения со звукопоглощающей облицовкой по-
толка и стен
2. Снижение уровней звуковой мощности
Снижение уровней звуковой мощности воздушного шума по пу-
ти его распространения определяется следующим образом:
а) Источники шума расположены в помещении, а расчетные
точки — в граничащем с ним помещении или на примыкающей тер-
ритории (шум в атмосферу проникает через ограждающие конст-
рукции— рис. 41):
Д Lp = 101g Вш - 10 1g 50бщ + /?ср дб, (23)
где Вш — постоянная помещения, в котором находятся источники
шума, в м2;
Зобщ — общая площадь всех ограждений, через которые звук от
рассматриваемого источника шума проникает в изолиру-
емое помещение или на территорию, в м2;
/? = Ю 1g—-------,-д,------средняя звукоизолирующая способ-
2 s'-10’ 1
Z=1
ность всех, ограждений, через которые звук проникает от
рассматриваемого источника в изолируемое от шума 'поме-
щение или на территорию, в дб\
Si — площадь f-го ограждения (дверь, стена, перекрытие, окно и
т. п.) или проема (решетка, отверстие), через которые звук
проникает в изолируемое от шума помещение или на терри-
торию, в м2\
Ri — звукоизолирующая способность ьго ограждения или проема
(для проемов, решеток, фильтров и т. п. Ri =0);
п — общее число ограждений или элементов огпажлений с раз-
личной звукоизолирующей способностью.
Рис. 41. Схема расположения расчет-
ных точек и источника шума
РТ — на территории; ИШ — в «помещении,
шум излучается через ограждения; PT-t и
РТ-2— расчетные точки 1 и 2; 1 и 2 — но-
мера помещений с источником шума; г—
расстояние от центра излучающего шум
ограждения до расчетной точки
Рис. 42. Схема распростране-
ния шума по каналам
f — шумное помещение; 2 — тихое
помещение
б) Расчетные точки расположены в том же помещении, что и
источник шума:
ALP=O. (24>
в) Расчетные точки расположены в данном помещении, а ис-
точники шума — в другом, из которого шум передается по каналу
или системе каналов (рис. 42).
Шум в канал проникает через входное отверстие (решетку)
A Lp = 10 1g Вш - 10 lg So + A Lp^ дб, (25)
,тде So — площадь входного сечения канала (решетки) ®-помещении
с источником шума в л<2;
Alp — суммарное снижение уровней звуковой мощности в кана-
ле или сети (в расчетной ветви) в дб;
Шум в канал проникает
через его стенки:
ALp= 10 1gВш-10 lgS +
+ /?кан + A Lp + 3 06,(26)
кан
где S — площадь поверх-
( ности канала
(воздуховода) в
пределах шум-
ного помещения
в ju2;
/?кан — звукоизолирую-
щая способность
стенок канала в
дб.
г) Источник шума рас-
положен на «входе в канал
или систему каналов, а
шум в атмосферу проникает
через выходное отверстие
воздуховодов, шахт и т. п.
(рис. 43).
Источник шума излучает
шум непосредственно в ка-
нал (рис. 43,а):
п
Рис 43. Схема расположения расчетной — Аорист,
точки и источника шума /=1
РТ — на территории; ИШ~в помещении (2
где ДАр. —снижение уровней звуковой мощности в последова-
тельно расположенных элементах трассы (прямых
участках, поворотах, разветвлениях, выходных отвер-
стиях или решетках и т. п.) в дб;
п — число элементов трассы, в которых учитывается сни
жение уровней звуковой мощности;
— увеличение уровня звуковой мощности источника, обус-
ловленное акустической реакцией канала, в дб (для
источников шума аэродинамического происхождения
А£„ =0).
'ИСТ
Источник шума излучает шум в помещение, а затем шум по-
падает в канал (шахту) через входное сечение (рис. 43,6):
т
Д Lp = 10 1g Вш - 10 1g So + 2 LPKaH дб> (28)
Л=1
где So — площадь входного сечения канала (решетки) в помеще-
нии с источником шума в м2.
Рис. 44. Схема расположения расчет-
ной точки и источника шума
РТ — на территории; ИШ-в помещении,
шум излучается непосредственно в канал
и далее через стенки канала в атмосферу
Шум из помещения в канал проникает через его стенки (с\к
рис. 43,в):
т
&Lp= Ю 1g Вш — 10 lg SKaH + 2?кан 4- у Lp +3d<5, (29>
кан
Л=1
где SKaH— площадь поверхности канала (воздуховода) в преде-
лах шумного помещения в м2\
/?кан— звукоизолирующая способность стенок канала в дб.
Шум излучается в атмосферу через стенки канала (рис. 44):
с —0.1 ДЬ
A Lp = A LPKaH 4-10 1g + /?кан- 101g(l + 10 ) 4-З—AL„,(30)
где А£ркаи — суммарное снижение уровней звуковой мощности • по
пути распространения звука между источнике^
шума и рассматриваемым участком канала, излу-
чающим шум в атмосферу, в дб; определяется по
формулам (27), (28) или (29), в зависимости от
способа попадания шума в вентиляционную сеть;
5Кан — площадь наружной поверхности канала, через ко-
торую шум поступает в атмосферу, в jw2;
S—площадь поперечного сечения канала в л2;
/?кан—звукоизолирующая способность стенок канала в дб;
AL— потери звуковой мощности на рассматриваемом
участке канала в дб;
AL п—«оправка в дб, учитывающая влияние характера
звукового поля в канале (наличие косых волн, от-
ражений и т. п.) (ALn=04-6 дб).
д) Источники шума размещены на территории застройки, а
расчетные точки — в помещениях:
ALP =20 lg г—10 1g -4- —---------Ю lg Sn, J- /? дб, (31)
p S 6 4 л 1000 общ cp 7
тде r—расстояние от источника шума до ограждающей конст-
рукции изолируемого помещения в м;
Ф — фактор направленности источника шума (безразмерный);
ра — затухание звука в атмосфере (принимаемое по табл. 2)
в дб/км.
3. Необходимое снижение шума
В результате расчета нужно определить, на сколько децибел
необходимо снизить уровень звуковой мощности (£р) каждого от-
дельного источника, чтобы при совместном действии всех учитыва-
емых источников шума получить в расчетной точке допустимый '
спектр шума.
При этом для различных источников требуемое снижение шума •
может оказаться различным. Поэтому требуемое заглушение для
каждого рассматриваемого источника в данной расчетной точке
•определяется по формуле
Д t = — + 10 lg n дб. (32)
где Ц — уровень звукового давления, создаваемого рассматри-
ваемым источником в расчетной точке, в дб;
Ljwn — допустимый по санитарным нормам уровень звукового
давления в расчетной точке в дб;
п— общее число учитываемых в расчете источников.
Можно не учитывать источники шума, создающие в расчетной
точке уровни звукового давления на 10 дб ниже нормативных при
*96
числе источников не более трех, и на 15 дб ниже нормативных при
числе источников не более 10.
В случаях, когда имеется один или несколько трудно заглуша-
емых источников шума (источники с очень высокими уровнями шу-
ма по сравнению с другими), сначала определяют требуемое сни-
жение шума отдельно для каждого из этих источников по формуле
Д LT₽e6 I = Li - Лдоп + 10 lg «1 дб, (33)
где п\ — общее количество наиболее трудно заглушаемых источни-
ков шума.
Для остальных источников шума требуемое снижение шума оп-
ределяется по формуле
Д Дтреб k = Lk — £доп + 10 !g (« — + 5 дб. (34)
Увеличение Д£Треб ч па 5 дб для второй группы источников не-
обходимо для того, чтобы уровень шума от обеих групп источников
не превышал £доп более чем на 1 дб. Такой же расчет производит-
ся для всех других расчетных точек, и для дальнейшего проектиро-
вания принимается наибольшая величина ДЛТреб.
Требуемое заглушение, когда расчетные точки находятся в по-
мещении, определяются также, как указывалось выше, с учетом
количества источников шума.
Для помещений, в которые шум проникает от систем вентиля-
ции или кондиционирования, а также из смежных помещений, ис-
точником шума считается каждая вентиляционная решетка, а так-
же каждый элемент ограждения, через которое проникает шум.
Если *в помещении имеются собственные источники шума (техно-
логическое оборудование), то при расчете требуемого заглушения
от проникающих шумов они не учитываются, но требуемое заглу-
шение и для вентиляции, и для ограждающих конструкций увели-
чивается на 5 дб.
Если расчет по формулам (33) или (34) покажет, что Д£Треб^0,
то снижать шум не надо. Если ДЛтреб > 3 хотя бы в одной частот-’
ной полосе, то необходимы мероприятия для обеспечения требуемо-
го снижения уровней звукового давления. Эти мероприятия могут
заключаться в следующем:
а) снижение уровней звуковой мощности источников шума пу-
тем применения более совершенных с акустической точки зрения
машин и механизмов, выбора рациональных режимов их работы,
использования вибродемпфирующих покрытий и звукоизолирую-
щих кожухов;
б) снижение уровня звуковой мощности по пути распростране-
ния звукаД£р, достигаемое рациональной планировкой зданий, ус-
тройством глушителей, применением звукоизолирующих конст-
рукций (ограждения, окна и двери с повышенной звукоизоляцией)
и звукопоглощающих конструкций в помещениях с источниками
шума;
в) изменение акустических качеств помещений, в котором нахо
дится рабочее место (расчетная точка), путем увеличения постоян-
ной В этого помещения (посредством применения звукопоглоща-
ющих облицовок и штучных звукопоглотителей); z
г) снижение уровня прямого звука посредством рациональной
ориентации источника шума (уменьшение фактора направленности
Ф по направлению от источника к расчетной точке), устройств?
акустических экранов, увеличения расстояния г от источника шума
до расчетной точки.
4. Определение требуемой звукоизоляции ограждений
Изложенные выше общие принципы акустического расчета, на
основе которого выбираются мероприятия по снижению шума, по-
зволяют определять требуемую звукоизолирующую способность
ограждающих конструкций в промышленных зданиях, а также в
общественных зданиях для ограждений, граничащих с помещения-
ми, в которых расположено шумное (например, сантехническое)
оборудование.
Расчет требуемой звукоизолирующей способности производится
отдельно для каждого элемента ограждения (перекрытие, окно,
дверь, глухая часть ограждения и др.) по следующим формулам.
а) При проникании шума из помещения с источниками шум;:
в смежное изолируемое помещение:
Ятреб i = LP — 10 1g Вш - 10 1g Ви L (35)
сум
+ 10 lgS. + 6-Lflon+101gnd6,
т
где ^рСум IQ Pi —суммарный уровень звуковой
мощности всех источников шу-
ма в помещении в дб\
Ln—уровень звуковой мощности,
излучаемой каждым отдель-
ным источником шума, в дб\
т — число источников шума;
Вш и Ви— постоянные соответственно
шумного и изолируемого поме-
щений;
Si — площадь рассматриваемого
ограждения или отдельного
элемента ограждения, через
которое шум может проникать
в изолируемое помещение, вл/2;
Лдоп — допустимый по санитарным
нормам уровень звукового дав-
ления в изолируемом помеще-
нии в данной октавной поло-
се частот в дб;
п— общее количество принимае-
мых в расчет отдельных эле-
ментов ограждения.
Элементы ограждений, звукоизолирующая способность которых
по всем диапазонам частот не менее чем на 10 дб выше требуе-
мой, в расчет не принимаются.
б) При проникании шума из помещения с источниками шума в
окружающую атмосферу:
^тре6/ = ^ -10 1gB,u+10 1gS.-
сум
- 201g rft+ Ю lg — L + 10 lg п дб, (36)
4 Л
где а — расстояние от элемента ограждения, через которое про-
никает шум, до расчетной точки, в м;
Адоп—допустимый по санитарным нормам уровень звукового
давления в расчетной точке на прилегающей территории
в дб;
— фактор направленности элемента ограждения;
п — общее количество принимаемых в расчет отдельных
элементов ограждений.
в) При проникании шума из окружающей атмосферы в изоли-
руемое помещение:
*треб i = ^сум + 10 lg - 1° 1g Ви + 6 - £доп + 10 1g П дб, (37)
т
где Lc м = 101g 2 10°’1£/г —суммарный уровень звукового
л=1 давления от всех источников
шума в точке, расположенной
на расстоянии 2 м от ограж-
дающей конструкции снаружи
изолируемого помещения [Lk —
уровень звукового давления
от каждого источника шума в
рассматриваемой точке в дб
(определяется по формуле
(20))];
Si — площадь рассматриваемого ог-
раждения или элемента ог-
раждения, через которое шум
проникает в изолируемое по-
мещение, в м2\
Ви— постоянная изолируемого по-
мещения в jw2;
^доп—допустимый по санитарным
нормам уровень звукового дав-
ления в изолируемом помеще-
нии в дб;
п— общее количество принимае-
мых в расчет отдельных эле-
ментов ограждений, через ко-
торые шум может проникать в
изолируемое помещение.
5. Требуемое снижение шума
в трактах газодинамических установок
На основе предложенных принципов расчета в большинстве слу-
чаев можно получить простые формулы для определения требуе-
мого снижения шума в глушителях шума вентиляционных устано-
вок, компрессорных станций, испытательных станций ТРД, ГТУ и
других газодинамических установок.
При акустическом расчете вентиляционных систем, обслужива-
ющих помещения, необходимое почастотное заглушение аэродина-
мического шума вентилятора ААтреб, которое должен обеспечить глу-
шитель в рассматриваемой системе, можно производить по форму-
лам:
а) без учета воздействия прямого звука от вентиляционной ре-
шетки (расчетные точки расположены в зоне отраженного звука):
АЧ>еб. i = LP~ Д LP~ L«on - 10 1g Ви + 10 1g л + 6 дб, (38)
где Lp — уровень звуковой мощности шума, излучаемого венти-
лятором в вентиляционную сеть, в дб;
ALp — потери звуковой мощности в расчетной ветви вентиля-
ционной сети в дб;
Диоп—допустимый по нормам уровень звукового давления в
расчетной точке в дб;
Ви — постоянная обслуживающего помещения, в м2;
п— общее число принимаемых в расчет элементов, через
которые шум проникает в помещение (например, общее
число решеток приточной и вытяжной механической
вентиляции).
б) С учетом воздействия прямого звука от одной вентиляцион-
ной решетки:
AL х . = LD— A— L _!_
треб. I Р Р дрп ч
+10 + 4”)+1О'в " д6- (39)
где Фр — фактор направленности излучения шума из вентиляцион-
ной решетки (безразмерный);
г — расстояние от центра вентиляционной решетки до расчет-
ной точки в м;
k=\~ 2.
При акустическом расчете установок, излучающих шум в ат-
мосферу (через приточные и вытяжные шахты вентиляционных си-
стем, через приточные и выхлопные отверстия воздуховодов и шахт
различных газодинамических установок, в том числе компрессор-
ных, газотурбинных и т. п.), в случаях, когда расстояния расчет-
ных точек от каждого из источников шума (которыми являются
выходные отверстия воздуховодов или шахт) примерно одинаковы,
необходимое заглушение шума каждого источника можно опреде-
лить по формуле
Д L л = Ld — L — 20 1g г 4-
треб i Р. доп s 1
I ср
+ 101«Й--Т®Г<40>
где —уровень звуковой
мощности шума, излу-
чаемого выходным от-
верстием шахты или
канала, в дб;
Гер —среднее расстояние от
расчетной точки до
каждого из источни-
ков шума в м;
Ф/ — фактор направленно-
сти излучения шума
из выходного сечения
канала;
Ра — затухание звука в ат-
мосфере, определяе-
мое по табл. 2, в
дб!км\
п — общее количество при-
нимаемых в расчет ис-
точников шума.
Рис. 45. Пример 1 (размеры в м)
Примеры расчета ожидаемых уровней звукового давления
в расчетных точках
Пример 1. Источники шума и расчетная точка расположены на открытой
территории.
Дан о: три одинаковых истопника шума расположены на крыше одноэтаж-
ного здания '(рис. 45). Уровни звуковой мощности, излучаемой одним источникам,
приведены в табл. 10.
Источники шума установлены на плоской поверхности, принимаем для них
Ф=2.
Расчетная точка расположена на расстоянии 2 м от стен административного
здания, напротив окон кабинетов 1(13-й этаж), в середине между источниками.
Расстояния 'От центров источников до расчетной точки:
Г1 = г3 = 14 м; г2 == 13,5 м.
Требуется определить уровни звукового давления в расчетной точке при од-
новременной работе всех источников шума.
Решение. Рассчитываем по формуле (20) уровни звукового давления в
расчетной точке от каждого источника отдельно во всех октавных полосах без^
учета затухания шума в воздухе (при расстояниях <50 м затуханием в воз-
духе можно пренебречь).
Затем складываем полученные уровни и получаем суммарные октавные уров-
ни звукового давления в расчетной точке. Расчет сведен в табл. 11.
Таблица 10
Наименование величины Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Уровень звуковой мощности источника шу- ма Lp в дб 83 85 85 90 92 93 98 90
Таблица 11
Источ- ники Обозначение Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ИШ-1 Lp дб (см. табл. 10) —20 1g/1 дб 83 -22,9 85 —22,9 85 —22,9 90 -22,9 92 —22,9 93 —22,9 98 —22,9 90 —22,9
Ф 10 1g — дб 4 л Lx дб —8 52,1 —8 54,1 —8 54,1 -8 54,1 —8 61,1 —8 62,1 —8 67,1 —8 59,1
ИШ-2 Lp2 дб (см. табл. 10) — 201g г2 дб 83 —22,6 85 -22,6 85 —22,6 90 —22,6 92 -22,6 93 -22,6 98 —22,6 90 —22,6
Ф 10 1g— дб 4 л 12 дб —8 52,4 —8 54,4 -8 54,4 —8 59,4 —8 61,4 —8 62,4 -8 67,4 —8 59,4
иш-з LPi дб (ст. табл. 10) — 20 lg г8 дб 83 —22,9 85 -22,9 85 -22,9 90 —22,9 92 —22,9 93 —22,9 98 —22,9 90 —22,9
Ф 10 1g— дб 4 л L3 дб —8 52,1 -8 54,1 —8 54,1 —8 59,1 —8 61,1 —8 62,1 —8 67,1 —8 59,1
£ = 210°’1L дб 1 57 59 59 64 66 67 72 64
Пример 2. Источники шума и расчетная точка расположены в одном закры-
том помещении.
----6,0—*4*—6,0 -•+-—6.0 -*+-—6, о—
Ц-------------------3^0 --------------------ч
Hnovr^" Ьрт= 5м от ур поло
Рис. 46. Пример 2 (размеры в л<)
Дано: в производственном (помещении (рис. 46) объемом 6200 л<3 (катего-
рии б) .размещены равномерно десять станков двух различных типов, обозна-
ченных ИШ 1 и ИШ 2. Спектры уровней звуковой мощности этих источников
приведены в табл. 12.
__________ _______________ Таблица 12
Наименование величины Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Уровень звуковой мощ- ности источника шума типа 1 Lp в дб 95 106 ПО 105 105 103 101 98
То же, типа 2 Lp в дб 94 96 98 100 103 101 97 87
Источники установлены на полу, поэтому принимаем для них Ф =2. Расчет-
ная точка расположена в середине помещения, между станками, на высоте 15 м
от пола. Кратчайшие расстояния от центра источников до (расчетной точки: п =
= 12,35 м\ г2=6,7 м\ г3=2,9 м; г4=12,5 л; /5=6,9 м\ г6=3,4 м.
Максимальный размер любого из рассматриваемых источников не превыша-
ет '1,8 м.
Требуется определить уровни звукового давления в расчетной точке гари од-
новременной работе всех источников шума.
Решение. Так. как минимальное расстояние от расчетной точки до акусти-
ческого центра ближайшего к ней источника Гмин=Гз=2,9 м и 4гМин = Н,6 м,
то общее количество источников шума, расположенных вблизи расчетной точки,
будет равно т=6. Наибольший габаритный размер рассматриваемых источни-
ков— /=1,8 м. Следовательно, условие 72/<Гг или 0,9 ж<2,9 м (взято мини-
мальное расстояние) выполняется.
По графику рис. 39 и 40 определяем постоянную помещения В. По форму-
ле (13) определяем суммарные уровни звукового давления в расчетной точке от
всех источников шума. Расчет сведен в табл. 13.
2
Обозначения Средне геометрическйе частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(п.1, табл. 12) дб Lp* (п.2 табл. 12) > ол 10 0.1 L 10 р* S2 — 2 л г2 м2 S3 = 2 л > S2 = 2 л г| > Se = 2 тс г| > Se = 2 тс г| » S5 = 2 л г| » 0,1 ld 10 1 = “7 5- м~2 2 Л Г2 М 0.1 Ьр п _ _10 р± 2 л г| * 0.1 LP 10 Pi 111 = » 9 » 2тсг| 0.» Ьр 10 Рг IV = — 2~ » 2лг| 95 94 3,2x10» 2,5x10» 283 53 283 299 73 299 1,1X10? 6x10? 1,1X10? 8,4x10® 106 96 4хЮ1° 4X10» 283 53 283 299 73 299 1,4х108 7,6Х108 1,4X10® 1,3x10? ПО 98 1Х1011 6,3X10» 283 53 283 299 73 299 3,5x10® 1,9x10» 3,5x10® 2,1x10? 105 100 3,2хЮЮ 1Х10Ю 283 53 283 299 73 299 1,1X10® 6X10® 1,1X10® 3,3x10? 105 103 3,2Х1ОЮ 2Х10Ю 283 53 283 299 73 299 1,1X108 36Х108 1,1X10® 6,7X10? 103 101 2,0Х10Ю 1,ЗХ1ОЮ 283 53 283 299 73 299 7,1X10? 3,8x10® 7,1X10? 4,4X107 101 97 1,ЗхЮЮ 5X10» 283 53 283 299 73 299 4,6X107 2,5x10s 4,6X10? 1,7X107 98 87 6,3X10» 5x10® 283 53 283 299 73 299 2,2x10? 1,2x108 2,2x10? 1,7X106
Продолжение табл. 13
Обозначения Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
0.1 10 р* V = о 9 *» 2лг| о.1 L 10 р‘ VI = - » 2л (I + II + III + IV + V + VI) = VII ж2 4/Вщ Л О'1 Ln 2 X 10 р' 1 Л 0.1 Т X ю р* 1 5 0,1 L $ 0,1 Ld ( 2 i° + 2 10 * i i 4 5 0.1 LB 6 в. <? 10 ‘ +2 0.1 L X 10 p‘ =VIII VII + VIII L= 10.1g (VII + VIII) дб 3,4X107 8,4x10е 1,3x10* 260 1,5х10-2 1,6X10’0 1,3X10’0 2,9xlO’o 4,4x108 5,7x10s 87,7 5,5x10’ 1,3x10’ 1,1X10® 260 1,5х10~2 2x10” 2x10’° 2,2x10й 3,3X10® 4,4X10® 96,4 8,6X107 2,1X107 2,7X109 286 1,4х 10“2 5x10й 3,2хЮ’о 5,3x10” 7,4X10® IXlO’o 100 1,4X10» 3,3x10» 1X10» 364 1,1Х10~2 1,6x10й 5х1010 2,1x10“ 2,3x10» 3,3x10» 95,2 2,7x108 6,7X10’ 1,2X10® 520 7,7 Х10~3 1,6 x10й 1X10” 2,6x10” 2X10® 3,2x10® 95,1 1,8x10? 4,4x10’ 7,9хЮ8 832 4,8x10-”3 1X10” 6,5X10’» 2,6x10й 8,2x10* 1,6X10» 92 6,9x10’ 1,7x107 4,5x108 1560 2,6X10^ 6,5X101» 2,5хЮ’о 9x10’9 2,3x108 6,8хЮ8 88,3 6,9хЮ6 1,7x10» 1,7X108 3120 1,3х 10~3 3,2X10’0 2,5X10® 3,5X10’0 4,6X10’ 2,2хЮ8 83,3
Глава VII
ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА
В МОДЕЛЯХ ПОМЕЩЕНИИ И ТЕРРИТОРИИ
ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ
1. Основы моделирования
Исследования закономерностей распространения шума в боль-
ших помещениях и на территориях городской застройки могут
проводиться как теоретическим, так и экспериментальным путем.
При этом приходится считаться с тем, что расчетные формулы,
полученные теоретическим путем, зачастую не могут учесть 'всех
особенностей явлений и довести результаты расчетов до достаточ-
ной точности. Поэтому необходима широкая проверка теоретичес-
ких положений экспериментальными исследованиями. Однако
и при проведении их в натурных условиях часто трудно бывает
выделить влияние отдельных факторов, определяющих законо-
мерности распространения шума, и, кроме того, исследования чаще
всего бывают трудоемки и громоздки. Для исследования процессов
распространения шума весьма полезно использовать методы моде-
лирования. Прямое моделирование представляет собой замену изу-
чения явления в натуре изучением аналогичного явления на моде-
ли меньшего масштаба. Два явления могут считаться подобными,
если по заданным характеристикам одного можно получить харак-
теристики другого простым пересчетом, что аналогично переходу от
одной системы единиц измерения к другой системе (28, 3).
Теоретические основы моделирования в настоящее время доста-
точно хорошо разработаны [5, 14, 16, 32]. Найденные соотношения
позволяют сформулировать основные принципы акустического мо-
делирования [4].
1. Необходимо сохранить геометрические характеристики облас-
ти, ® которой исследуется процесс, в модели и натуре путем со-
хранения геометрического подобия тех частей модели и натуры,
в которых существует звуковое поле.
2. В модели и натуре должно быть сохранено отношение раз-
меров к длине звуковой волны. Это означает, что
^иат ^мод
^нат Хмод
Так как
. ___ снат . > _ Смод
^нат "7 , %од £ ’
/ нат * мод
где и смод — скорости звука в натуре и модели,
^нат f нат ^мод fмод
снат Смод
ТО
Таким образом, если в модели и натуре среда одинакова (на-
пример, воздух при комнатной температуре) сНат = сМод=с, то ча-
стота обратно пропорциональна размерам модели. Например, если
модель выполняется в масштабе 1 : 10, то при частоте звука в на-
туре 500 гц модель нужно испытывать при частоте 5000 гц.
3. В модели и натуре на сходственных частотах безразмерные
импедансы всех сходственных граничных поверхностей должны
сохраняться одинаковыми:
Z с
____ у ппы f ______ нат мод f
мод — ^нат ПРИ /мод — f /нат*
^мод снат
Рассмотрим более подробно, как практически можно выполнять
три перечисленных условия при моделировании распространения
шума в помещениях больших объемов и городской застройки.
Выполнение требований геометрического подобия модели и на-
туры обычно не встречает больших затруднений. Масштаб модели
большого 1промышленного цеха или городской застройки наиболее
целесообразно принять 1 : 10. В этих условиях размеры модели це-
ха в плане могут колебаться от 1 до 10 м, а по высоте — от 0,5
до 3 м. модели городской застройки не будут превышать размеры
ЮОХЮО м в плане и 3—4 м по высоте. Такой масштаб моделиро-
вания позволяет проводить модельные исследования на не слиш-
ком высоких частотах /мод, лежащих ниже 5—8 кгц. На более вы-
соких частотах уже нельзя пренебрегать затуханием звука в воз-
духе, которое может полностью нарушить подобие, так как это за-
тухание пропорционально квадрату частоты. При этом как в моде-
ли, так и в натуре воздух может иметь одинаковую температуру и
влажность.
Наиболее трудно выполнить условие равенства импедансов
граничных поверхностей. Однако при упрощенном моделировании
можно ограничиться условием равенства коэффициентов звукопо-
глощения граничных поверхностей.
Не менее важен выбор источников звука для моделирования,
излучающих на частотах 5—8 кгц достаточно большую акустичес-
кую мощность. Эта мощность должна обеспечивать в моделях по-
мещений или моделях городской застройки уровни шума, лежащие
выше шумового фона и в диапазоне измерений аппаратуры для
измерений шума.
2. Исследование распространения шума
в моделях помещений
Используемая в НИИ строительной физики для исследования
распространения шума модель (масштаб 1 : 10), имитирующая
производственные помещения больших объемов (цехи), представ-
няет собой в плане прямоугольник со стороной 4,4X4,36 м при
максимальной высоте модели 1,2 м. Монтаж модели был выполнен
в помещении, микроклимат которого существенно не изменяется
со сменой времен года. Основной несущей конструкцией является
каркас из дюралюминиевых уголков 25X25 мм и дюралюминиевых
голос 50X8 мм. Для обеспечения достаточной жесткости всей кон-
струкции в целом крепление элементов каркаса между собой, а
также к полу помещения выполнено на болтах и шурупах. В каче-
стве ограждающих поверхностей, имитирующих стены, пол и пото-
лок, применены листы из органического стекла толщиной 8—10 мм,
Модель состоит из четырех пролетов, смонтированных парал-
лельно стороне с размером 4,4 м, и, следовательно, ширина и дли-
на каждого пролета составляет соответственно 1,09 и 4,4 м. Высо-
ты пролетов могут изменяться независимо друг от друга и прини-
мать значения, равные 0,6 и 1,2 м. Каждый из пролетов может
быть разделен поперечными вертикальными перегородками из орг-
стекла на отдельные секции, количество которых изменяется в за-
висимости от исследуемых вариантов моделей помещений. На по-
лу модели в каждом из пролетов установлены направляющие угол-
ки, по которым осуществляется продольное перемещение микро-
фонной тележки. Герметичность модели обеспечивается правиль-
ным подбором размеров листов оргстекла, плотно прилегающих к
уголкам или сопряженным местам без образования в местах при-
мыкания щелей, а также промазкой мест стыковки ограждений и
каркаса пластилином.
Для имитации технологического оборудования, являющегося
источником шума, применяются электромеханические шариковые
источники шума. О стенки стального барабана ударяются стальные
шарики диаметром 6 мм. Удары шариков вызываются воздействи-
ем центробежной силы, которая возникает при вращении тарелки,
посаженной на ось вращающегося со скоростью 1680 обIмин элек-
тромотора. Высота источника 30 см, диаметр барабана 20 см. Ис-
точники шума создают звуковую мощность порядка 78 дб на ча-
стотах 5000—8000 гц.
Измерения уровней звукового давления в моделях проводилось
измерительным трактом, состоящим из ‘Д-дюймового конденсатор-
ного микрофона, спектрометра и самописца фирмы «Брюль и
Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась в
течение всего времени измерений специальным контрольным мик-
рофоном. Измерения проводились на частотах 1250, 2500, 5000 и
10 000 гц.
Исследования распространения шума в помещениях методом
моделирования1 проводились на модели-пролете, схема которого
показана на рис. 47. Пролет разделен на четыре секции (/, II, III,
IV); компонуя их, можно исследовать модели помещений с объе-
мами от 0,77 до 5,74 м3. Для точного размещения источников шума
в модели на полу пролета нанесены маркировочные круги по раз-
меру площади основания источника. Пролет (в плане) по длине * Е.
1 Экспериментальные измерения выполнены совместно с В. А. Кузнецовым и
Е. Н. Федосеевой.
делится направляющими уголками микрофонной тележки на две
равные части, на которые устанавливаются по восемь источников
шума.
Со стороны фасада модели в правой части пролета размещают-
ся источники с нечетными номерами (1, 3,..., 15), а на левой ча-
сти— с четными (2, 4,..., 16). Для подключения источников шума к
электросети на полу пролета между направляющими уголками
Секция I N2 ^N4Ax 1 Секция II \Nb гк N8 ж 1 Секция III l/vzffrTi N,2(b 1 Секция IV \N,4(bN,6^i
Т.1 ^г.2 ' г.з Ф ф 1 т.4 т. 5 ж 1 ф ф Ф ж
N,(\ *4 А х с к 1л7г1 IJV//. N,2(\ у ...
С 7 1 ° ) < ) 1 С 1 У V
.20 , 58 37 Я 58 ,34 24 58 31 , 27 51 20
Рис. 47. Схема расположения .источников шума и точек измерения уровня
звукового давления в пролете модели: О — электромеханический источник
шума; • —точка измерения уровня звукового давления (расчетная точка)
проложен многожильный электрокабель с ответвлениями для пита-
ния каждого из источников. Включение источников осуществляется
с помощью специального пульта, на котором установлены сигналь-
ные лампы, предназначенные для контроля работы источников. На
продольной оси пролета в торцах смонтированы два текстолитовых
блока, соединенных между собой тросиком, концы которого кре-
пятся к микрофонной тележке. Блок, расположенный с фасада про-
лета, имеет ручку, при вращении которой микрофонная тележк?
может перемещаться во взаимно противоположных направлениях
по направляющим уголкам. Микрофон крепится на тележке с по-
мощью металлической обоймы и прокладки из пенополиуретана.
Для фиксирования микрофона в точке проведения измерений на
тросике нанесены восемь отметок по количеству точек измерений
уровня шума.
Для перемещения микрофона, используемого при измерении
времени реверберации в модели, применена система подвески из кап-
роновых нитей. Верхние листы ограждений секции I и II по своим
геометрическим центрам имеют отверстия для прохода микрофон-
ного шланга, что дает возможность изменять длину шланга внут-
ри модели и устанавливать микрофон практически в любой точке
объема модели с помощью капроновых оттяжек.
Поперечные вертикальные перегородки, разделяющие пролет на
секции, в нижней части имеют прорези для прохода тросика мик-
рофонной тележки электрокабеля питания источников, шлангов
подачи сигнала на высокочастотные динамики (для возбуждения
звукового поля в модели при измерении времени реверберации) и
микрофонного шланга, закрепленного на тележке. Герметизация
этих мест после установки микрофона в точке измерения осущест-
влялась с помощью пластилина.
Экспериментальное исследование распространения шума в мо-
дели-пролете 3 проводилось на последовательно скомпонованных
из отдельных секций, различных по геометрическим параметрам и
количеству источников шума вариантах помещений.
Целью проведенных исследований была экспериментальная про-
верка трех существующих формул расчета уровней звукового дав-
ления в какой-либо точке помещения с источниками шума.
а) В предположении, что в расчетной точке звуковое давление
создается как прямыми, так и отраженными от ограждающих по-
верхностей волнами, расчет уровней звукового давления в этой
точке, считая источник шума ненаправленным, производится по
формуле
L = L„ + 10 1g + (41)
где Lp —уровень звуковой мощности, излучаемой на частоте f
источником шума, в дб;
Ф=1 — фактор направленности источника, излучающего шум
равномерно по всем направлениям (безразмерный);
Q = 2ji — пространственный угол излучения для источника, рас-
положенного на отражающей поверхности, в стер;
В — постоянная 'помещения с источником шума в л*2;
В = —^; Л = 0,164 — ; а = —;
1—а Т S
здесь Л_— полное звукопоглощение помещения в м2\
а — средний реверберационный коэффициент звукопоглоще*
ния отражающих поверхностей общей площадью S в м2
(определяется по измеренному в помещении с объемом
V времени реверберации Т в сек).
б) В предположении, что в расчетной точке звуковое поле диф-
фузное, уровень звукового давления L определяется по формуле
L = Lp—10 1g Л + 6 дб, (42) 1
где Lp — уровень звуковой мощности, излучаемый на частоте f
источником шума, в дб;
А — полное звукопоглощение помещения в м2 (определяется)
по измеренному времени реверберации Т в сек).
в) Для приближенного определения уровней звукового давления
на рабочих местах в цехе, где установлено большое число одинако-
вых источников шума, можно пользоваться формулой И. К. Разу-
мова [27]:
£ = ^ + (1 + 7^)^, (43)
где Lp —уровень звуковой мощности, излучаемой на час-
тоте f одним источником шума, в дб;
ab
F= — минимальная площадь в м2 цеха с размерами a
и Ь, технологически необходимая для размещения
единицы оборудования (п — количество единиц
оборудования источников шума);
апр= ~~— приведенный к единице площади F коэффициент
1—а _
звукопоглощения цеха (безразмерный) ( а—
средний реверберационный коэффициент звукопо-
глощения внутренних ограждающих поверхностей
цеха).
г) Для определения уровней звукового давления L на рабочих
местах в цехе с большим количеством одинаковых (или близких по
уровням излучаемой звуковой мощности в пределах ±5 дб) источ-
ников шума можно воспользоваться предлагаемой ниже уточнен-
ной формулой (44).
Исходя из условий, что источники шума ненаправленные (Ф =
— 1), излучение происходит в полусферу (£2 = 2л) и источники из-
лучают примерно одинаковую звуковую мощность, можно записать
формулу (41) в виде
L = Lp-\- 10 1g (—+ —\
р s k2 nr* В J
где п — количество источников шума.
Принимая расстояние от источника до приемника звука на ра-
бочем месте равным г=0.4 4-0,5 м, получим
L = Lp+10 1g(l + ^~)дб.
Если а — ширина цеха; b — длина, ah — высота, то
& _ -4 _ 2 а 6 а 2 Л (а + Ь) а
1—а 1 — а 1—а
Обозначив
а b 2 а h (а-\-Ь)
п i-а пр аЬ
после подстановки значения В и простых преобразований, , полу-
чим формулу
L = Lp+101g [l+ (1+7)f% (44)
где Lp —уровень звуковой мощности в дб, излучаемый на частоте
f одним источником шума, на'рабочем месте которого оп-
ределяется уровень звукового давления;
F— минимальная площадь, технологически необходимая
для размещения единицы оборудования, в м2-,
апР — приведенное к единице площади F звукопоглощение це-
ха (безразмерное);
k— безразмерный параметр, характеризующий геометрию
цеха, определяемый по
графику рис. 48.
В формуле (44) при
отклонениях в уровнях
звуковой мощности от-
дельных источников не
более ±5 дб:
п
2 LP{
Lp ='-=!---дб,
г п
где Lp {— уровень звуко-
вой мощности
i-ro источника;
и—количество ис-
точников шума.
В качестве примера
рассмотрим результаты
исследований распрост-
ранения шума в секции
I при установке в ней
четырех и восьми источ-
ников шума. Высота сек-
ции 1,2 м; объем V=
= 1,52 л3; число точек
Рис. 48. График для определения измерений шума при че-
параметра k тырех источниках 3, а
при восьми источниках 5.
Для рассматриваемой модели помещения величины граничных
радиусов ггР=1/"<Д принимают на частотах измерения уровней
шума (1250, 2500, 5000 и 10 000 гц) соответственно значения 10,2;
11,1; 14,1; 15,6 см.
Минимальное расстояние от источника шума до точки измере-
ния составляет 20 см. Это говорит о том, что все точки измерений
расположены в той области звукового давления, где прео(бладаю-
щим является отраженный звук. В целях определения той доли
звуковой энергии, которая повышает уровень шума в точке измере-
ния в результате прямого излучения источника (хотя преоблада-
ющим является отраженное излучение), расчет уровней звукового
давления производится по формуле (41).
Рис. 49. Уровни звукового
давления в расчетной точ-
ке 1 при работе источников
№ 1, 2, 3, 4 (вариант 1)
-----------расчет;
—А— —А— измерения
Приведенные на графиках
рис. 49 (в качестве примера для
точки 1), рассчитанные по фор-
муле (41) и формуле энергети-
ческого суммирования и изме-
ренные зависимости уровней
шума от частот измерений при
последовательной одновремен-
ной работе источников № 1 п
2, № 1, 2 и 3; № 1, 2, 3, и 4 да-
ют хорошие совпадения на ча-
стотах 2500, 5000, 10 000 гц.
Уровни звукового давления
на «рабочих местах» источни-
ков рассчитывались по форму-
лам (43) и (44). На графиках
рис. 50 в качестве примера да-
ется сравнение расчетных и
измеренных спектров шума при
работе восьми источников шу-
ма. Наиболее удовлетворитель-
ное совпадение с измеренными
величинами дает формула (44).
Как видно из графиков, для большинства точек (для трех то-
чек из четырех) на частоте 1250 гц расчет как по формуле (43),
так и по формуле (44) дает завышенные результаты: в первом слу-
Рис. 50. Уровни звукового давления на «ра-
бочих местах» источников № 1 и 2 при од-
новременной работе источников № 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7 и 8---расчет по формуле Разу-
мова (43)-----расчет по формуле (44):
▲ ▲▲измерения (£Изм — среднее арифме-
тическое значение из пяти измерений)
Рис. 51. Уровни звукового давления на «ра-
бочих местах» источников № 6 и 8 при од-
новременной «работе источников № 1,2. 3, 4,
5, 6, 7, 8 (вариант 1а)
----расчет по формуле Разумова (43);
----расчет по формуле (44);А А Аиз"
мерения
чае до 9 дб, а во втором
до 4 дб.
На рис. 51 для нагляд-
ности показаны два
графика рассчитанных и
измеренных спектров для
моделей помещений (сек-
ция I), имеющих высоту
1,2 м и 0,6 м. Анализ кри-
вых ’показывает, что фор-
мула (44) дает хорошее
совпадение результатов
расчета и измерений, в то
время как формула (43)
дает завышенные резуль-
таты порядка 3—6 дб.
На основании резуль-
татов исследований, про-
веденных на рассмотрен-
ной модели помещения,
можно считать, что в це-
хах аналогичной геомет-
рической формы и соот-
ветствующих отношений
характерных размеров
при наличии в них нена-
правленных источников
шума звуковое поле ха-
рактеризуется статистиче-
ским распределением
уровней. Влияние собст-
венных мод помещений на
величину уровня шума в
точке измерения не обна-
ружено. Расчет уровней
шума по формуле (41) в
какой-либо точке помеще-
ния дает результаты, до-
статочно 'близкие к изме-
ренным величинам. Опре-
деление уровней шума на
рабочем месте расчетным
путем более точно можно
производить по формуле
(44), чем по формуле (43).
3. Исследование распространения шума
в моделях городской застройки1
Моделирование распространения шума в жилой застройке мо-
жет осуществляться в масштабе от 1 : 5 до 1 : 10. Выбор масштаба
определяется конкретными условиями поставленной задачи. При
этом следует принимать во внимание, что слишком крупный мас-
штаб затрудняет изготовление, транспортирование и установку
моделей и увеличивает стоимость работ, а слишком мелкий не поз-
воляет правильно воспроизвести натуру и приводит к большим
погрешностям при измерениях. Исходя из этих соображений и раз-
меров рабочей площадки акустического полигона принят мас-
штаб 1 : 10.
В настоящее время для оценки и нормирования транспортного
шума широко используются уровни звука в дб А. Поэтому иссле-
дования на моделях жилой застройки следует вести на частотах
звука, характерных в спектрах транспортного шума и притом та-
ких, уровни на которых в той или иной степени эквивалентны по
значению и характеру изменения уровням звука, измеряемым п^
кривой коррекции А. Специальные исследования показали, что та-
кими частотами в спектрах шума автотранспортных потоков и же-
лезнодорожных поездов являются соответственно 500 и 800 гц.
что соответствует 5000 и 8000 гц на модели.
В качестве материала для моделей зданий исходя из практи-
ческих соображений была применена фанера. Сравнение коэффи-
циентов звукопоглощения строительных материалов, используемых
для облицовки жилых домов, и фанеры толщиной 4 мм на моде-
лируемых частотах показано, что эти коэффициенты разнятся не-
значительно, и значит фанера вполне пригодна для подобных ис-
следований. Для изготовления моделей зданий ее набивали на
жесткий каркас из деревянных брусков.
Поверхность рабочей площадки полигона, на которой устанав-
ливались модели, на первых этапах исследований не моделирова-
лась и представляла собой уплотненный катком грунт. Однако та-
кая площадка не дает возможности достигнуть полного соответ-
ствия результатов измерений на моделях натурным результатам,
а также вызывает трудности технического характера. Поэтому
позднее были подготовлены асфальтовая и бетонная площадки,
которые достаточно точно моделируют поверхность территории
жилой застройки. На обе площадки размерами 20X30 м каждая
нанесена координатная сетка с ячейками 2X2 м. все точки сетки
пронумерованы и приняты за постоянные точки измерений. Это
позволило увязать между собой все исследуемые варианты за-
стройки.
1 Исследования игроведены совместно НИИ стройфизики, ЦНИИП градостро-
ительства. МИСИ им. Куйбышева и Волгоградским институтом инженеров го-
родского хозяйства в 1966—/1969 >гг.
Источники шума, используемые для имитирования шума тран-
спортных потоков, в процессе исследований на акустическом поли-
гоне неоднократно менялись и совершенствовались. Выбор источ-
ников шума определялся: достаточно высокой звуковой мощностью
на частотах 5000 и 8000 гц. ненаправленностью, соответствием
размеров излучающей поверхности источников шума размерам ав-
томобилей, стабильностью работы во времени. Как показали из-
мерения, использованные на первом этапе, исследований,сфериче-
ские источники шума, составленные из шести громкоговорителей
типа 4ГД-7, не обладают достаточной звуковой мощностью. Кроме
того, чтобы избежать наложения фаз, каждый громкоговоритель
должен излучать свой собственный шумовой сигнал. Последнее ус-
ловие практически не удалось осуществить.
На следующем этапе работ в качестве источников шума приме-
нялись громкие электрические звонки. Однако при всех своих пре-
имуществах они рассчитаны на довольно короткий период рабо-
ты, нестабильны во времени и дают 'большой разброс уровней
звука.
Всем перечисленным требованиям отвечает электромеханиче-
ский шариковый источник шума, разработанный специально для
исследований на моделях и описанный в предыдущем параграфе.
Уровни звуковой мощности такого источника на частотах 5000
и 8000 гц составляют около 76—78 дб. Для имитации линейного
источника шума, т. е. шума автотранспортных потоков и железно-
Расстояние от источника шума, м
Рис. 52. Снижение шума с расстоянием
на частоте 5000 гц...........натура;
---------модель
дорожных поездов, использова-
ли 20 таких источников, уста-
навливая их в -ряд на расстоя-
нии 2 jh друг от друга соответ-
ственно приведенному мини-
мальному разрыву между авто-
мобилями в транспортном по-
токе при многорядном движе-
нии. На рис. 52 представлена
кривая снижения уровня зву-
кового давления, создаваемого
этим источником, на высоте
0,3 ж над рабочей площадкой
полигона. Полученная кривая
близка к теоретической кривой снижения уровня звука от линейно-
го источника шума на открытой территории в натуральных усло-
виях.
Измерения уровней звукового давления на моделях жилой за-
стройки проводили измерительным трактом, состоящим из пол-
дюймовых конденсаторных микрофонов, двухканального микро-
фонного переключателя, спектрометра и самописца фирмы «Брюль
и Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась
в течение всего времени измерений специальным контрольным
микрофоном. Все измерения проводились в безветренную погоду
при температуре воздуха около 15—20°С и относительной влаж-
ности 'воздуха около 50—60%.
Для обоснования разработанной методики моделирования про-
ведены исследования шумового режима жилой застройки ряда
микрорайонов Москвы, Волгограда и Волжского и их моделей.
Источниками шума при измерениях в натурных условиях служили
как точечные источники типа переносной бензиновой электростан-
ции АБ-1, таки автотранспортные потоки и железнодорожные поез-
да. В качестве примера можно привести результаты исследования
распространения шума железнодорожных поездов на территории
жилого квартала, расположенного вблизи линии Ярославской же-
лезной дороги между платформами «Заветы Ильича» и «Правда»,
и на его модели.
Рис. 53. Сравнение относительных уровней звукового давления в натуре
и модели
а — на частотах 400 и 4000 гц; б — на частотах 500 и 5000 гц;---модель, бетонная
поверхность; --------- модель, укатанный грунт;----натура
Сравнение результатов измерений в натуре и на модели удобно
производить по относительным уровням звукового давления, пред-
ставляющим собой разность между уровнями в какой-то постоян-
ной точке (такой точкой обычно является место установки микро-
фона, контролирующего стабильность работы источников шума) и
уровнями в точках на территории застройки. Сравнение представ-
ленных в качестве примера на рис. 53 относительных уровней зву-
кового давления, измеренных в натуре и на бетонной площадке
полигона, показывает правомочность применения метода модели-
рования для решения поставленной задачи.
Для исследования закономерностей распространения шума на
территории жилой застройки выбраны наиболее типичные для сов-
ременного градостроительства приемы застройки. В основу схем
моделируемых вариантов жилой застройки положен пятиэтажный
четырехсекционный дом. Взаиморасположение зданий, разрывы
между ними и блокировка между собой приняты в соответствии со
Строительными нормами и правилами (СНиП). Здания выполне-
ны без угловых секций. Глухие углы образовывались сопряжением
двух зданий торцами под прямым углом и определенным сдвигом
одного торца по отношению к другому. В отдельные схемы за-
стройки включены десятиэтажные жилые дома и двухэтажные бло-
ки магазинов.
’ШМ
1 0123 67В910Н
Л I 1 1 1 I I I ,
Линейный источник шу-
ма устанавливался на рас-
стоянии 5,3 м от линии за-
стройки, что соответствует
расположению транспорт-
ного потока на проезжей
части скоростной автодоро-
ги. Измерения проводились
на высоте 0,3 м, что соот-
ветствует уровню первого
этажа, а в некоторых схе-
мах на высоте 1,35 м — на
уровне пятого этажа.
Результаты измерений
представлены в виде карт
шумового режима жилой
застройки и кривых распре-
деления уровней звукового
давления по периметру за-
стройки. Для построения
между уровнями в точке на
пользовались относительные
уровни звукового давления.
Относительные уровни зву-
Рис. 54. Шумовые карты застройки
0— строчная (схема 3); б — фронтальной (схе-
ма 9)
нового давления пред-
ставляют собой разность
между уровнями в точке на
расстоянии 0,7 м от линейного источника шума, что
соответствует расчетному уровню шума Lai 'в натуре, и уровнями
звукового давления в точках на территории застройки. Кривые
равных уровней звукового давления проведены через 2 дб.
Карты шумового режима могут быть использованы как для
акустической оценки определенных вариантов застройки селитеб-
ной территории, так 'И для сравнения их между собой. Для акусти-
ческой оценки варианта жилой застройки необходимо иметь сле-
дующие данные:
расчетный уровень шума в дб А на магистрали 7 м от оси пер-
вой полосы движения транспорта Lai ;
карту шумового режима данного приема застройки в относи-
тельных уровнях шума;
предельно допустимый уровень шума для данной территории.
Исходя из этих данных, получают карту шумового режима в
абсолютных уровнях шума; определяют долю территории, находя-
щейся в зоне дискомфорта, и относительный уровень шума, на ве-
личину которого необходимо снизить шумность транспортных по-
токов. Величина необходимого снижения шума, ситуация мест-
ности, перспективы развития данного микрорайона и пр. и опре-
деляют необходимые строительно-акустические мероприятия по
борьбе с шумом.
Шумовые карты можно применять также для сравнения вари-
антов застройки примагистральных территорий и выбора наиболее
эффективного решения с точки зрения защиты от шума. На рис.
54 представлены шумовые карты двух простейших ’вариантов за-
стройки: строчной, перпендикулярной магистрали (схема 3), и
фронтальной с разрывом между торцами зданий в одну высоту
(схема 9).
Оба варианта составлены из двух пятиэтажных жилых домов
размещенных на территории 44 800 м2 (в натуре). Для удобства
сравнения вариантов подсчитан процентный состав отдельных
участков территории застройки, расположенных между линией
застройки и кривыми равных уровней шума, во всей территории
застройки. Результаты расчета процентного состава участков тер-
ритории застройки сведены в табл. 14.
Таблица 14
Относительное снижение уровня шума в об № схемы застройки
3 9
Площадь террито- рии в л<2 % площади зас- тройки Площадь терри- тории в м* % площади зас- тройки
Менее 10 43 360 99 43 360 99
» 12 42 360 97 42 310 96
» 14 34120 78 37 880 86
16 23620 54 32 220 73
» 18 13920 32,7 25 020 59
20 2920 8,1 20 000 45
» 22 920 3,7 17 600 39
» 24 — — 14 280 33
» 26 — — 11 680 28
» 28 — —. 7880 19
» 30 — — 5280 13,4
» 32 — — 3880 10,3
Из этой таблицы видно явное преимущество фронтальной за-
стройки. За зданиями образуется звуковая тень, в области которой
уровень шума падает на 20 дб А по сравнению с уровнем шума
на фасаде, обращенном к магистрали. Эта область занимает более
10% территории застройки. Одновременно убеждаемся, что торцо-
вая застройка не пригодна для
защиты территории микрорай-
онов от шума транспортных
потоков.
Рис. 55. Процентное распределение уров-
ней по периметру зданий
1— застройка по схеме 3; 2— застройка по
схеме 9
Для сравнения
шумового
режима территорий, непосред-
ственно примыкающих к зда-
ниям, удобно применять кри-
вые распределения уровней
шума по периметру зданий
В табл. 15 даны результаты
подсчета процентного состава
отдельных участков перимет-
ра зданий, заключенных между
линией застройки и кривыми
равных уровней шума, во всем
периметре застройки.
Сравнение построенных
по данным табл. 15 кривых
распределения шума по пери-
метру торцовой и фронталь-
ной застроек (рис. 55) под-
тверждает сделанный выше
вывод о преимуществе послед-
ней.
Таблица 15
Относительное снижение уровня шума в дб № схемы застройки
3 9
периметр в м % периметра за- стройки периметр в м % периметра за- стройки
Менее 10 288 100 288 100
» 12 264 91 168 58
» 14 164 57 124 43
» 16 24 8,3 108 37,3
» 18 24 8,3 108 37,3
» 20 24 8,3 108 37,3
22 20 7 106 37
24 — — 104 36
» 26 — — 100 34,7
» 28 — 96 33
» 30 — — 92 31,8
» 32 — — 90 31
По картам шумового режима и кривым распределения уровней
шума по периметру застройки можно определять не только преиму-
щество тех или иных типов застройки, но и оптимальные разрывы
между зданиями и взаиморасположение их. На рис. 56 представле-
ны карты шумового режима пяти элементарных вариантов застрой-
Рис. 56. Шумовые карты пяти
вариантов застройки
а — схема 13; б —схема 14; в —
схема 15; г — схема 15а; д — схема
16
ки, составленных из трех пяти-
этажных жилых домов- Рас-
четные величины для сравне-
ния этих вариантов даны в
табл. 16 и 17.
Сравнивая данные табл. 16 и 17 и кривые распределения уров-
ней шума по периметру застройки (рис. 57), предпочтение можно
отдать схеме 16, большая часть территории и периметра которой
находится в относительно благоприятных условиях, а 26% терри-
тории и 30% периметра застройки находятся в зоне акустической
тени, в области которой уровень шума на 20 дб А ниже, чем на
фасаде здания, обращенного к магистрали. Этот пример лишний
раз 'подтверждает, что для застройки территорий, непосредственно
примыкающих к транспортным магистралям, следует применять
фронтальные варианты застройки. Что касается разрыва между
зданиями, то его следует делать в глубину застройки.
При исследовании звуковой тени, образуемой за зданиями при
фронтальном их размещении, обнаружено, что, как правило, ее
Относительное снижение уровня шума в дб А № схемы застройки
13 14 15 15А 16
Площадь тер- ритории в м2 % площади застройки Площадь тер- ритории в м2 % площади застройки Площадь тер- ритории в м2 % площади застройки Площадь тер- ритории в м2 % площади застройки Площадь тер- ритории в м2 % площади застройки
Менее 10 » 12 » 14 » 16 » 18 » 20 » 22 » 24 » 26 » 28 » 30 » 32 42 640 41540 37 700 34 620 29 220 24 200 21 600 17 360 14 800 9800 7600 5600 95 93 84,5 77,5 66,5 54,3 48,5 39 33 22 17 12,5 42 640 41 540 37 500 34 400 28 850 23 700 20 980 16 000 12 000 9600 6400 4400 95 93 84 77 65 53 47 35,7 27 19 14,2 9,8 42640 40 860 37 700 37 700 29 400 26 900 24 400 21 000 16 600 12 300 9800 7800 95 93 84,5 75,5 66,7 60,1 54,5 47 37 27,6 22 17,4 42 640 41 540 37 320 53 200 28 200 25 900 23 000 20 000 15 800 10 200 9000 7000 95 93 83,5 74 64 58 51,5 45 35 22,8 20 15,6 42 640 41 540 37 940 33 600 29 800 27 700 26 000 22 800 19 000 14 000 12 900 11 800 95 93 85 75,4 67 62 58 51 42,5 31,3 29 26,5
Таблица 17
№ схемы застройки
13 14 15 15A 16
Относительное S я * СО * « * я * я
снижение 03 О’ о & « £ « g « g
уровня cl S as О. S CL £ S CL - ® CL 2 я
шума в дб н S * Н 2 М н s « ь s *
А cu s« и х« <L> S« <L> S« S as sss
А S о> ° s о. о S О. o S CL o S CL o
х £ В о» с h & _« С о'' СО S о О. о. к h о « с x £ O. CL О f” Ф о ►z spa G o'' co x £ o. o. c ь <D 1 в& C o'' co
Менее 10 432 100 432 100 432 100 432 100 432 100
» 12 312 72 312 72 252 58 312 72 312 72
» 14 264 61 276 64 220 51 238 55 276 64
» 16 240 55,6 252 58 190 44 204 47 216 50
» 18 220 51 228 53 184 42,5 180 41,8 202 47
» 20 196 45,5 194 45 184 42,5 180 41,8 202 47
» 22 164 38 150 35 180 41,8 176 40,8 172 40
» 24 130 30 130 30 172 40 170 39,5 170 39
» 26 126 27 116 27 162 37,5 160 37 164 38
» 28 102 23,7 102 23,7 152 35,3 150 35 158 36
» 30 92 21,3 92 21,3 132 30,5 128 29,5 140 32
» 32 80 18,6 80 18,6 120 28,8 116 27 130 30
граница начинается на расстоянии 1,2 м (12 м в натуре) от углов
здания. При этом разница между уровнем шума на углу здания и в
области звуковой тени составляет обычно 15 дб. Анализ карт шу-
мового режима ряда вариантов застройки показывает, что длина
звуковой тени /т связана с длиной здания D отношением:
/т = (2 -г 2,5) D.
Рис. 57. Процентное распределение уровней
по периметру зданий
/ — застройка по схеме 13; 2 — застройка по схеме 15,
3 — застройка по схеме 16
ААддо ад △ д & а &
Рис. 58. Предпочтительные типы застройки
и их шумовые карты
а —схема 21: б—схема 25
При протяженной фронтальной застройке без разрывов во вто-
ром ряду предпочтительно располагать строчную торцовую за-
стройку, которая улучшает шумовой режим не только на террито-
рии застройки, но и непосредственно у зданий (рис. 58). Этот вы-
вод говорит о возможности строчной застройки магистральных
улиц при условии обязательного экранирования ее специальными
шумозащитными сооружениями.
Как показали исследования, значительно ухудшение шумового
режима застройки происходит при ее расположении на перекрест-
ке магистральных улиц.
Глава VIII
ЗАЩИТА ОТ ШУМА САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО
И ИНЖЕНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗДАНИЙ
1. Вентиляционные установки и установки
для кондиционирования воздуха1
В современных зданиях все большее применение находят уста-
новки кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отоп-
ления с механическим побуждением. При работе всех этих уста-
новок создается значительный шум, если не разработаны специаль-
ные мероприятия по его ог-
раничению.
Основным источником
как воздушного, так и
- структурного шума в уста-
новках кондиционирования
воздуха, вентиляции и воз-
душного отопления является
вентилятор. Кроме того,
шум может возникать при
движении воздушного пото-
ка в элементах установки
(диафрагмах, дросселях,
шиберах, поворотах возду-
ховодов, тройниках, ре-
ем шетках, плафонах и т. п.).
Шум может передаваться из
Рис. 59. График для определения величины одного помещения в другое
251g Н+ 101g Q также по вентиляционным
каналам.
Шумовые характеристики (октавные уровни звуковой мощ-
ности) вентиляторов, отопительных агрегатов, местных кондицио-
неров и т. п. должны приводиться в паспортах на это оборудование
или каталожных материалах.
1 Параграф написан совместно с Э. А. Лесковым.
При отсутствии их шумовые характеристики должны опреде-
ляться экспериментальным или расчетным путем. Для расчета шу-
мовой характеристики вентилятора [31] необходимо знать по край-
ней мере три его параметра: производительность, полное давле-
ние и число оборотов. Общий уровень звуковой мощности шума
вентилятора определяется по формуле
ЬРобщ = ^ + 25 !g Я + lOlgQ + o, (45)
где — общий уровень звуковой мощности в дб относительно
10-12 вт;
L — критерий шумности, зависящий от типа вентилятора и
принимаемый по табл. 18, в <56;
Н — полное давление в кГ/м2;
Q — производительность <в м31сек\
6 — поправка на режим работы вентилятора в дб (при от-
клонении не болеечемна 10—20% от режима максиму-
ма к. п. д. поправка 6=2 дб, на режиме вблизи мак-
симума к. п. д. 6=0).
Значения L для вентиляторов основных промышленных типов
приведены в табл. 18 [52].
Для облегчения расчетов на рис. 59 приведен график для опре-
деления величины 25 1g Я+ЯО 1g Q.
Таблица 18
Сторона Тип и серия вентиляторов
Ц4-70, Ц4-76 ВРС и Ц13-50 Ц9-55, Ц9-57 ввд МЦ-4 К
Нагнетания 41 44,5 47,5 48 46 43
Всасывания 38 40 43,5 40 46 43
Полученная по формуле (45) величина характеризует звуковую
мощность, излучаемую открытым входным или выходным патруб-
ком вентилятора в одну сторону (в свободные атмосферу или по-
мещение).
Уровни звуковой мощности вентилятора в октавных полосах
определяются по формуле
Lp = Lp -ALj, (46)
окт общ
где ^Робщ — общий уровень звуковой мощности в <56;
ALi—поправка, учитывающая распределение звуковой мощ-
ности по октавным полосам, в дб.
Поправки ALt к общему уровню звуковой мощности для опре-
деления октавных уровней следует принимать в зависимости от
типа вентилятора по табл. 19.
Средние частоты октав- ных полос в гц Поправка Д Lr в дб
Центробежные вентиляторы Осевые вентиляторы
с лопатками, загну- тыми вперед с лопатками загну- тыми, назад
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 6 6 6 9 13 17 21 26 11 7 5 6 9 16 21 26 13 8 9 5 7 10 16 23
Примечания: 1. Приведенные в таблице данные справедливы, когда число обо- ротов вентилятора лежит в пределах 700—1400 об/мин. 2 При числе оборотов 1400—2800 об/мин весь спектр нужно сдвинуть на октаву вниз, а при шсле оборотов 350—700 об/мин на октаву вверх. Например, для вентилятора с лопатками, загнутыми вперед, при п=600 об/мин на частоте 1000 гц поправка буде1 । равна 17, а на частоте 500 гц — 9 дб и т. д. При числе оборотов вентилятора более 2800 об/мин весь спектр следует сдвинуть на две октавы вниз.
Октавные уровни звуковой мощности вентилятора, излучаемой
в вентиляционную сеть, определяются по формуле
Lp = Lp -М^ + М^дб, (47)
в общ
где ДЬг—поправка, учитывающая влияние присоединения венти-
лятора к сети воздуховодов, в дб (определяется по
табл. 20).
Общий уровень звуковой мощности, излучаемой вентилятором
в помещение вентиляционной камеры, определяется по формуле
(45) при условии, что величина критерия шумности L находится
по табл. 18 как его среднее значение для стороны всасывания и
нагнетания [26].
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого венти-
лятором в помещение, определяются по формуле (46) и табл. 19.
Если в вентиляционной камере работает несколько вентилято-
ров, то для каждой октавной полосы определяется суммарный уро-
вень звуковой мощности шума, излучаемого всеми вентиляторами,
по формуле
п
LP = Ю 1g У 10°^,
сум “
где Lp. —октавный уровень звуковой мощности шума, излучаемо-
го одним вентилятором, ib дб;
п — число вентиляторов, установленных в вентиляционной
камере.
Для суммирования уровней можно пользоваться рис. 5 (гл. I).
Корень квад- ратный из площади патрубка вентилятора в мм Поправка Д Lt в дб
Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
100 23,5 18 13 7,5 3 0,5 0 0
125 21,5 16,5 11 6,5 2 0,5 0 0
140 21 15 10,5 5,5 1,5 0 0 0
160 19,5 14,5 9,5 4,5 1 0 0 0
180 19 13,5 8,5 4 1 0 0 0
200 18 13 7,5 3 1 0 0 0
225 17 11,5 7 2,5 0,5 0 0 0
250 16 11 6 2 0,5 0 0 0
280 15,5 10,5 5,5 1,5 0 0 0 0
315 14,5 9,5 4,5 1 0 0 0 0
355 13,5 8,5 4 1 0 0 0 0
400 12,5 7,5 3 0,5 0 0 0 0
450 12 6,5 2,5 0,5 0 0 0 0
500 11 6 2 0,5 0 0 0 0
560 10,5 5,5 1,5 0 0 0 0 0
630 9,5 5 1 0 0 0 0 0
710 8,5 4 1 0 0 0 0 0
800 7,5 3 1 0 0 0 0 0
900 7 3 0,5 0 0 0 0 0
1000 6 2 0,5 0 0 0 0 0
1250 4,5 1 0 0 0 0 0 0
1400 4 1 0 0 0 0 0 0
1600 3 0,5 0 0 0 0 0 0
При выборе центробежных вентиляторов для центральных сис-
тем вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо иметь
в виду следующее:
1) при оценке вентиляторов различных конструкций уровень их
звуковой мощности -следует учитывать наряду с другими обычны-
ми параметрами;
2) принятый вентилятор должен быть оптимальным при задан-
ном расходе воздуха и сопротивлении сети и поэтому должен рабо-
тать в режиме максимального к.п.д.
3) следует стремиться к тому, чтобы сопротивление сети было
как можно меньшим. Установку вентилятора с запасом по давле-
нию, а затем при наладке дросселирование избыточного давления
следует считать недопустимыми, так как при этом создается шум,
который может свести на нет эффект установки центрального глу-
шителя;
4) конструкция входного патрубка вентилятора должна обеспе-
чивать плавный подвод воздуха к рабочему колесу.
Следует обращать особое внимание на тщательную балансиров-
ку рабочего колеса вентилятора. Для осевых вентиляторов в боль-
шинстве случаев достаточно статической балансировки; для центро-
бежных вентиляторов из-за большой ширины рабочего колеса тре-
буется статическая и динамическая балансировка.
Шум, создаваемый автономными агрегатами и приточными уст-
ройствами, излучается непосредственно в обслуживаемое помеще-
ние, и его трудно ослабить по пути распространения. Следовательно,
такие агрегаты и устройства необходимо выбирать достаточно мя-
лошумными.
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого в поме-
щение автономными кондиционерами, отопительно-вентиляционны-
ми агрегатами, агрегатами воздушного душирования (без сетей
воздуховодов) с осевыми вентиляторами, следует определять по
формуле (46) и табл. 19 с повышающей поправкой 3 дб [52].
Для автономных агрегатов с центробежными вентиляторами ок-
тавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого всасываю-
щим и нагнетающим патрубками вентилятора, следует определять
по формуле (46) и табл. 19, а суммарный уровень шума — по рис. 5.
Если в агрегате воздух забирается снаружи, то сложение уровней
делать не следует.
Шум приточного устройства (решетки, плафонов) тем меньше,
чем меньше скорость проходящего через него воздушного потока.
Уровень шума, создаваемого приточным устройством определенно-
го типа при заданной постоянной производительности, возрастает
приблизительно на 2 дб при каждом увеличении на 10% максималь-
ной скорости между направляющими лопатками. При удвоении ско-
рости уровень шума в решетке возрастает приблизительно на 18 дб
[34,41].
При выборе приточных устройств следует исходить из шумовых
характеристик оборудования данного конкретного типа. Сравнивая
шумовые характеристики различных устройств, необходимо учиты-
вать акустические условия, при которых они получены.
Максимальная скорость потока, а следовательно, и уровень шу-
ма зависят не только от расхода, размеров и конструкции приточно-
го устройства, но также и от конфигурации воздушного потока, на-
бегающего на приточное устройство.
Если дроссель для регулирования расхода воздуха установлен
вблизи приточного устройства, то скорость воздушного потока на
Таблица 21
Степень открытия дросселя в % Сопротивле- ние дросселя вместе с приточным устройством в % Повышение уровня шума в дб
100 100 0
82 150 4,5
70 200 8
50 400 16
некоторых участках приточного
устройства будет возрастать при
закрывании дросселя. Данные,
приведенные в табл. 21, позволя-
ют оценить возрастание уровня
шума, если известно суммарное
сопротивление приточного уст-
ройства и дросселя, поскольку
обе величины зависят от степени
раскрытия дросселя [35].
Для предотвращения повы-
шения уровня шума дроссели
следует располагать на расстоянии нескольких размеров ширины
воздуховода от приточных устройств; при этом условии воздуш-
ные струи, создаваемые дросселем, не будут бить непосредственно
в направляющие лопатки или конусы приточных устройств.
Рис. 60. Зависимость коэффициента сопротивления решетки
от ее живого сечения
-------------приточная решетка;--------вытяжная решетка
При отсутствии шумовых характеристик вентиляционных реше-
ток, дросселей, шиберов, плафонов и т. п. общий уровень звуковой
мощности шума, создаваемого в них, можно приблизительно рас-
считать по формуле [32]:
Lp = 60 lg v + 30 Igg + 10 lg F + Л, (48)
общ
где L — общий уровень звуковой мощности шумоообразования
в дб относительно 10-12 вт;
v — скорость набегающего потока в м!сек\
F—площадь поперечного сечения подводящего воздухо-
вода в м2;
| — аэродинамический коэффициент сопротивления: для
дисковых плафонов ВНИИГС g=4; для анемостатов
и плафонов ВНИИГС |=2; для приточных и вытяж-
ных решеток g определяется по графику на рис. 60
5(0,5) Зак. 297
129
A — поправка, зависящая от типа обтекаемого элемента,
в дб: для дросселирующих устройств, анемостатов и
дисковых плафонов Л=6 дб; для плафонов конструк-
ции ВНИИГС Л =13 дб; для решеток Л = 0.
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого в воз-
духовод дросселирующими устройствами, подсчитываются по фор-
муле (47); при этом Гробщ подсчитывается по формуле (48), по-
правка ALs принимается по табл. 20 (за характерную площадь сле-
дует принимать площадь поперечного сечения воздуховода, в кото-
ром установлены рассматриваемый элемент или устройство), а по-
правка Д£]—по данным табл.'22 в зависимости от 'величины
частотного параметра f, который определяется уравнением
f=-^,
V
где f —частота в гц;
D — средний поперечный размер воздуховода (эквивалентный
диаметр) в м;
v— средняя скорость на входе в рассматриваемый элемент
в м/сек.
Частотный пара* метр f 0,4 0,6 0,8 1 10 20 60 80 100 200 400 600 800
Д Lt в дб 10 8 6 5 5 6 8 9 10 13 18 21 24
Октавные уровни звуковой мощности шума, создаваемого в пла-
фонах и решетках, следует рассчитывать по формуле (46), прини-
мая Lp^ по формуле (48), а поправку АЬг по данным табл 23.
Таблица 23
Тип устройства Поправка △ в дб
Среднегеометрическая частота октавных полос в гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Анемостат Плафон ВНИИГС (от- 6 7 8 10 11 12 22 28
рывная струя) .... Плафон ВНИИГС 8 7 5 9 15 20 26 30
(настильная струя) . . 7 7 5 7 15 23 26 30
Дисковый плафон . . 7 7 8 7 10 16 22 28
Решетка 13 8 8 8 8 8 13 18
Если скорость движения воздуха перед воздухораспределитель-
ным или воздухозаборным устройством (плафон, решетка и т. п.)
не превышает допускаемой величины удоп, то создаваемый в них шум
при расчете требуемого снижения уровней звукового давления мож-
но не учитывать.
Допускаемая скорость движения воздуха перед воздухораспре-
делительным или воздухозаборным устройством установок опреде-
ляется по формуле
\оп + 10 --30 1g £ + Л £1 - (А + Д + 6)
д°п_____F п____________________
Рдоп = 0,7-Ю 60 м/сек,
где £Доп — допустимый по нормам октавный уровень звукового дав-
ления в дб;
п — число плафонов или решеток в рассматриваемом поме-
щении;
В — постоянная помещения в рассматриваемой октавной по-
лосе в м2;
— поправка, учитывающая распределение уровней звуко-
вой мощности плафонов и решеток по октавным полосам,
принимается по табл. 23, в дб;
А— поправка на расположение источника шума. При распо-
ложении источника в рабочей зоне (не выше 2 м от по-
ла) Д=3 дб, если источник выше этой зоны Д=0;
0,7 — коэффициент запаса;
F, А — обозначения те же, что в формуле (48).
Определение допускаемой скорости движения воздуха произво-
дится только для одной частоты, которая равна: для плафонов
ВНИИГС 250 гц, для дисковых плафонов 500 гц, для анемостатов
и решеток 2000 гц.
Для снижения уровня звуковой мощности шума, генерируемого
поворотами и тройниками воздуховодов, участков резкого измене-
ния площади поперечного сечения и т. п., следует ограничивать ско-
рости движения воздуха в магистральных воздуховодах обществен-
ных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий
до 5—6 м/сек, а на ответвлениях до 2—4 м/сек. Для производст-
венных зданий эти скорости можно увеличивать в два раза, если по
технологическим и другим требованиям это допустимо.
Допустимый уровень вентиляционного шума, проникающего в
помещение через решетки, можно определить из условия, что сум-
марный уровень звукового давления, создаваемого в помещении
вентиляционным шумом и шумообразованием в решетках, не дол-
жен превышать допускаемый уровень звукового давления для дан-
ного помещения в любой октавной полосе.
Если уровень шума, создаваемого в результате шумообразова-
ния в решетке, более чем на 10 дб ниже допускаемого, то в пос-
ледующих расчетах его можно не учитывать.
В различных элементах воздуховодов происходит снижение
уровней звуковой мощности, обусловливаемое самой вентиляцион-
ной системой. Для их учета из определенных октавных уровней зву-
ковой мощности, излучаемой вентилятором в систему воздухово-
дов, следует последовательно вычитать потери звуковой мощности,
обусловленные отдельными
элементами системы.
В результате этого мо-
гут быть определены уров-
ни звуковой мощности шу-
ма, поступающего в поме-
щение или открытую атмос-
феру через концевые уст-
ройства (решетки, плафо-
ны и т. п.).
На рис. 61 показаны схе-
ма вентиляционной системы
и элементы сети, в которых
происходит снижение уров-
ня звуковой мощности шу-
ма в результате его затуха-
ния или отражения на пути
от вентилятора до вентили-
руемого помещения. Сум-
марное снижение уровней
(потери) звуковой мощнос-
ти по пути распространения
шума в вентиляционной се-
ти Д£р следует опреде-
в
лять по формуле
п
л Ч “ 1 л Чдб'
Z=1
Рис. 61. Различные случаи расположения
источников шума относительно .расчетных
точек
а — источники шума (автономный кондиционер и
плафон) и расчетная точка находятся в одном
помещении; б — источники шума (вентилятор и
элементы установки) и расчетная точка находят-
ся в различных помещениях; в —источник шу-
ма — (вентилятор находится в помещении, расчет-
ная точка на прилегающей территории; 1 — авто-
номный кондиционер; 2 — расчетная точка; 3 —
плафон, генерирующий шум; 4 — виброизолиро-
ванный вентилятор; 5 —гибкая вставка; 5 — цент-
ральный глушитель; 7 — внезапное сужение се-
чения воздуховода; 8 — разветвление воздухово-
да; 9 — прямоугольный поворот с направляющими
лопатками; 10— плавный поворот воздуховода;
//—прямоугольный поворот воздуховода; 12—
решетка; 13 — вспомогательный глушитель
где ALp.
— снижение уров-
ней (потери)
звуковой мощ-
ности в после-
довательно ра-
сположенных
элементах вен-
тиляционной
сети (прямых
участках, по-
воротах, трой-
никах, решет-
ках, и т. п.)
в дб;
п — число элементов сети, в которых учитывается сниже-
ние уровней звуковой мощности.
Существует несколько причин снижения уровня звуковой мощ-
ности в системе воздуховодов; основные из них следующие:
1) перераспределение звуковой мощности пропорционально пло-
щади воздуховодов, что происходит при разветвлении сети;
2) отражение звука от фасонных элементов воздуховодов (ко-
лен, тройников, решеток и др.);
3) поглощение звуковой энергии в результате вязкого трения
вблизи стенок и вибрации воздуховодов.
В настоящее время снижение уровня звуковой мощности в эле-
ментах воздуховодов можно определить только ориентировочно на
основе экспериментальных и литературных данных, достаточных
Таблица 24
Попереч- ное сечение в еле2 Затухание в дб/лс
Частота в гц
63 125 250 >500
15X15 50x50 100x100 0,4 0,4 0,3 о,4 0,4 0,2 о,3 0,2 0,1 0,2 0,1 0,03
формы и размеров поперечного
нок и частоты.
для инженерных расчетов.
Прямые участки воздухово-
дов, выполненных из листовой
стали, дают небольшое снижение
уровней звуковой (Мощности, обу-
словленное в основном вибраци-
ями их стенок. Однако при про-
тяженных воздуховодах сниже-
нием уровня на низких частотах
пренебречь нельзя.
Величина потерь зависит от
учения воздуховода, толщины сте-
Праизбедение частоты на ширину поборота, гц лл
Рис. 62. Снижение уровней (потери) звуковой мощности шума в
прямоугольных необлицованных поворотах воздуховодов
Для металлических воздуховодов прямоугольного сечения за-
тухание ориентировочно можно принимать по табл. 24 [42].
Покрытие из теплоизолирующего материала демпфирует
вибрации стенок воздуховода. Такое покрытие не только уменьша-
ет излучение звука стенками воздуховода, но также увеличивает
затухание в воздуховодах приблизительно в два раза по сравне-
нению со значениями, указанными в табл. 24 [37].
Стенки 'воздуховодов круглого сечения, применяемых в высо-
коскоростных системах, менее податливы к возбуждению вибра-
ций, чем стенки воздуховодов прямоугольного сечения. Собствен-
ное затухание звука в круглых воздуховодах диаметром 10—30 см
с внешней теплоизоляцией или без таковой составляет около
0,1 дб!м на частотах менее 1000 гц и возрастает нерегулярно до
0,33 дб/м на высоких частотах [36].
Затухание в бетонных и кирпичных каналах ввиду его неболь-
шой величины можно не Таблица 25
учитывать.
Снижение уровня звуко-
вой мощности в прямо-
угольных необлицованных
поворотах воздуховодов оп-
ределяют по кривой рис. 62,
на которой по оси абсцисс
отложено произведение ча-
стоты (в гц) на ширину
воздуховода в плоскости
поворота.
Для плавных поворотов
снижение уровней звуковой
мощности значительно меньше (см. табл. 25) [36], чем для пово-
ротов под прямым углом, поскольку большая часть звуковой энер-
гии проходит вперед, а не отражается обратно в сторону венти-
лятора.
При резком изменении поперечного сечения воздуховода или
канала снижение уровней звуковой мощности как для расширения,
так и для сужения определяется по формуле
Д£„= 10 1g (ffi+1)8 ,
4 m
Л
где т = —~ ,
*2
Fi и F %— площади поперечного сечения до <и после изменения се-
чения IB м2.
Значения \Ьрл при внезапных изменениях сечения воздуховода
можно определить по рис. 63. При наличии плавного перехода эти-
ми потерями можно пренебречь.
Снижение уровней звуковой мощности в разветвлении воздухо-
вода для всех октавных полос определяется как
ДЛР = 10 1g ^22 • <от' + 1)2 , (49)
Fотв 4 т'
, F маг
где т = ;
отв
Рым — площадь поперечного сечения магистрального воздухо-
вода перед разветвлением в ж2;
Foib — то же, рассматриваемого ответвления в ж2;
SFotb — суммарная площадь поперечных сечений всех ответвле-
ний в ж2.
Для тройников на ответвлении с прямоугольным поворотом на
90° к величине ДДр, подсчитанной по формуле (49), следует при-
бавлять снижение звуковой
мощности в повороте воздухо-
вода, определяемое по графи-
ку (см. рис. 62). Для тройни-
ков на проходе следует учиты-
вать только снижение уровня
звуковой мощности по форму-
ле (49).
Снижение уровней звуко-
вой мощности в результате от-
ражений от концевой части ка-
нала (решетки) в зависимости
8
Рис. 63. Снижение уровня звуковой мощ-
ности в месте изменения поперечного
сечения с площади Ft на площадь fy:
от частоты звука, площади
поперечного сечения решетки
или выпускного отверстия и их
расположения в помещении
следует определять по рис. 64.
Изложенные выше матери-
алы позволяют определить уровни звуковой мощности, излучаемые
вентиляционной установкой или устамовкой кондиционирования
воздуха в помещение или открытую атмосферу, которые определя-
ются по формуле
Lp = Lp -bLp ,
п В в
где Lp^ — излучаемые уровни звуковой мощности в дб;
Lp* — октавные уровни звуковой мощности вентилятора, из-
лучаемые в (вентиляционную сеть (или октавные уровни
звуковой мощности дросселей, шиберов и т. п.), в дб\
kLp*—суммарное снижение уровней звуковой мощности по
пути распространения шума в вентиляционной сети
в дб.
Выше приведены сведения об уровнях звуковой мощности, из-
лучаемой в помещения (или атмосферу) автономными кондицио-
нерами, отопительно-вентиляционными агрегатами, агрегатами воз-
душного душирования (без сетей воздуховодов) с осевыми вентиля •
торами, решетками и плафонами. Зная излучаемую звуковую мощ-
ность, можно, пользуясь приведенными в главе VI формулами, рас-
Частота размер/
Рис. 64. Потери отражения для двух случа-
ев размещения выпуска в функции произ-
ведения частоты на квадратный корень из
площади выходного канала
считать уровни звукового
давления в расчетных точ-
ках, расположенных в поме-
щениях или на территориях
застройки.
Снижение уровней звуко-
вого давления, создаваемо-
го установками вентиляции,
кондиционирования воздуха
и воздушного отопления,
следует предусматривать в
тех случаях, когда в резуль-
тате их работы октавные
уровни звукового давления
на постоянных (рабочих ме-
стах или в расчетных точках
помещения превышают ок-
тавные уровни звукового
/ — конец канала заподлицо со стеной; 2 — ко-
нец канала выступает в помещение; FR— пло-
щадь поперечного сечения канала в м3; /—час-
тота в гц
давления, допустимые по
нормам.
Мероприятия по сниже-
нию шума необходимо пре-
дусматривать для всех ис-
точников, если превышение
составляет >3 дб хотя бы
в одной октавной полосе.
Если в расчетную точку проникает шум только от одного ис-
точника, то требуемое снижение уровней звукового давления для
всех октавных полос частот определяется по формуле
ALTP = L —L+5 дб,
где L — октавный уровень звукового давления в расчетной точке;
Ьдоп — октавный уровень звукового давления, допустимый по
нормам.
Если в расчетную точку одновременно попадает шум от не-
скольких источников, то расчет производится для каждого источ-
ника в отдельности. Требуемое снижение уровня шума в этом слу-
чае определяется для каждого источника в отдельности по формуле
где Li — октавный уровень звукового давления, создаваемый рас-
сматриваемым источником шума в расчетной точке, -в дб:
п — общее количество источников шума (например, общее
число решеток приточной и вытяжной механической ‘вен-
тиляции, дросселирующих устройств и т. д.).
При этом в общем количестве источников шума не следует
учитывать источники, создающие в расчетной точке октавные уров-
ни звукового давления на 10 дб ниже нормативных при их числе
не более 3 и на 15 дб ниже нормативных при их числе не более 10.
При учете числа дросселирующих устройств следует учитывать
только те, которые устанав-
ливаются на ответвлениях
воздуховодов.
Мероприятия для обес-
печения требуемого сниже-
ния уровней звукового дав-
ления ALTp в общем случае
могут заключаться в следу-
ющем.
1. Снижение уровней
звуковой мощности источ-
ников Lp. Это достигается
применением более совер-
шенных с акустической точ-
ки зрения вентиляторов и
концевых устройств, выбо-
ром рациональных режимов
их работы, применением
вибродемпфирующих пок-
рытий и звукоизолирующих
кожухов;
2. Снижение уровня зву-
ковой мощности по пути ра-
спространения звука ALp,
которое достигается устрой-
ством глушителей, рацио-
нальной планировкой зда-
ний, применением звукоизо-
лирующих конструкций с
повышенной звукоизоляцией
(ограждения, окна, двери)
и звукопоглощающих конст-
рукций в помещениях с ис-
Рис. 65. Схема активных глушителей шума
а — трубчатый; б — сотовый; в — пластинчатый;
г—камерный; / — наружный кожух; 2 — перфо-
рированный воздуховод; 3 — звукопоглощающий
материал; 4 — звукопоглощающие ячейки; 5 —зву-
копоглощающие пластины; 6—т^анал для возду-
ховода; 7 — обтекатели; 8— поперечные перего-
родки; 9—облицовка
точниками шума.
3. Изменение акустических качеств помещения, в котором на-
ходится рабочее место (расчетная точка), путем увеличения по-
стоянной В этого помещения (посредством применения звукопо-
глощающих облицовок и штучных з'вукопоглотителей).
4. Снижение прямого звука посредством рациональной ориен-
тации источника шума (уменьшение фактора направленности ср по
направлению от решетки на рабочее место), устройства акусти-
ческих экранов, удаления рабочего места от источника шума.
Для снижения шума, распространяющегося по каналам систем
вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления,
следует применять диссипативные глушители (трубчатые, сотовые,
пластинчатые и камерные глушители со звукопоглощающим ма-
териалом, а также облицованные изнутри такими материалами
воздуховоды и повороты). Тип и размер глушителя определяется
допустимой скоростью движения и расходом воздуха, требуемым
снижением шума и местными условиями. Схема ряда конструкций
глушителей приведена .на рис. 65.
В настоящее время имеется разработанный НИИ стройфизики
и ГПИ Сантехпроект альбом типовых чертежей глушителей шума
ГЗО].
Необходимое свободное сечение глушителя может быть опреде-
лено по формуле
где Q — расход воздуха через глушитель в м^сек;
»доп—допустимая скорость движения воздуха в глушителе
в м!сек.
Для общественных и административных зданий допускаемая
скорость движения воздуха может быть ориентировочно определе-
на по табл. 26 в зависимости от
Таблица 26
Индекс предельного' спектра Ns 25 № 35 № 45 № 50
Допускаемая ско- рость воздуха в м/сек в , . . 4 6 8 10
^тр --
индекса предельного спектра, до-
пустимого для данного помеще-
ния.
В производственных зданиях
промышленных предприятий ско-
рость движения воздуха в глуши-
телях не должна превышать
12 м]сек.
Необходимая длина глушите-
ля может быть определена по
формуле
^"ТР м
--т— М9
L ’
где Д£Тр — требуемое заглушение шума;
Д£— заглушение шума в глушителе на 1 м его длины.
Данные о заглушении шума ДЬ приводятся в [30].
При выборе звукопоглощающих материалов для глушителей
кроме их акустических качеств необходимо учитывать их огнестой-
кость, безвредность, отсутствие запаха как в сухом, так и во влаж-
ном состоянии и невыдуваемость частичек материала при высоких
скоростях воздушного потока (в конструкциях глушителей).
Выбор звукопоглощающего материала зависит от того, в какой
системе (приточной или вытяжной) его применяют.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения
категорий А, Б и В (пожароопасные), рекомендуется применять
мягкие маты ультрасупертонкого стекловолокна (СТВ) с объем-
ной плотностью 15 кГ/м3, выпускаемые стеклозаводами Брянской
и Московской областей, или базальтовые звукопоглощающие маты
(БЗМ) по ТУ-505.247—71 плотностью 17 кг!м?, выпускаемые
ирпеньским комбинатом стеновых материалов и пластмасс.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения
категории Г и Д (пожаробезопасные), можно применять отходы
капронового волокна объемным весом 120—150 кг/м3, изготовляе-
мые по СТУ И68—62, СТУ1-202—62 или ТУ 340—55.
Для глушителей вытяжных систем рекомендуется применять
полужесткие плиты из стекловолокна ЦФД с объемной плотностью
30—40 кГ/м3, выпускаемые саратовским заводом «Техстекло» по
СТУ—47, а при их отсутствии — менераловатныеваты ма/ркиППМ-
80 воскресенского завода «Красный строитель».
Для предупреждения выдувания звукопоглощающего материа-
ла при скоростях до 15 м!сек рекомендуется применять защитные
покрытия в виде перфорированных стальных листов толщиной
0,5—0,8 мм (диаметр перфорации 5 мм, шаг 10 мм) поверх стекло-
ткани марки Э-01 или Э-0,08 (ГОСТ 8481—61), выпускаемых оте-
чественными стеклозаводами. Такое покрытие акустически проз-
рачно и не уменьшает эффективности работы глушителей.
Подобные перфорированные листы не обладают никакими аку-
стическими преимуществами по сравнению со стальной сеткой, но
в конструктивном и гигиеническом отношении являются более пред-
почтительными. Кроме того, потери на трение в глушителях с пер-
форированными листами меньше, чем в глушителях с металличе-
ской сеткой, и, следовательно, меньше уровень шума, генерируе-
мого воздушным потоком.
Пленочные покрытия даже толщиной 50 мк снижают эффектив-
ность глушителей на частотах выше 500 гц примерно на 30% и со
временем теряют свою эластичность и ухудшают звукопоглощение
еще больше.
Существует несколько способов применения звукопоглощающих
материалов в системе воздуховодов:
1) облицовка расширительных камер на всасывающей и нагне-
тательной сторонах вентилятора — экономически выгодный спо-
соб достижения значительного затухания в системах, содержащих
такие элементы;
2) облицовка воздуховода изнутри звукопоглощающим мате-
риалом, который одновременно служит для целей теплоизоляции.
Размеры воздуховодов при этом необходимо увеличить, чтобы ком-
пенсировать потери площади свободного сечения, обусловленные
наличием облицовки;
3) размещение облицованных секций воздуховодов вблизи от
поворотов, что позволяет использовать преимущества взаимодей-
ствия звукопоглощения и отражения звука;
4) использование специальных вентиляционных глушителей, ког-
да длина воздуховода ограничена.
Для достижения требуемого затухания на практике часто при-
бегают к комбинации нескольких описанных выше способов.
Глушитель занимает место, которое необходимо предусмотреть
при компоновке вентиляционной системы. Глушителей рекоменду-
ется устанавливать по возможности ближе к вентилятору в начале
вентиляционной сети, что позволяет ограничить до минимума шум,
проникающий через стенки воздуховода в помещения, через кото-
рые он проходит. Если источники шума в вентиляционной системе
неизбежны, то соответствующие глушители необходимо распола-
гать в ответвлениях от магистрального участка. Глушители необ-
ходимо также предусматривать в каналах, соединяющих вентили-
руемые помещения.
Уровень шума потока может свести на нет эффект затухания в
глушителе, поэтому скорость потока в глушителе, устанавливаемом
вблизи от вентилируемого помещения, должна быть ограниченной.
Это требование обусловливает сравнительно большие свобод-
ные поперечные сечения в глушителях, что удорожает их стои-
мость. Размеры глушителей, устанавливаемых у приточных уст-
ройств, следует выбирать только 1на основе требуемой звукоизоля-
ции между соседними помещениями. Требуемое сверх этого заглу-
шение может быть достигнуто более экономически выгодно пос-
редством центрального глушителя, в котором допускаются более
высокие скорости потока.
2. Системы водопровода, канализации и отопления
При работе систем водопровода, канализации и отопления в зда-
ниях возникают шумы — серьезная помеха для проживающих или
работающих людей. Источниками шума в этих системах являются
насосные установки, различная арматура, включая санитарно-тех-
нические приборы и сами трубопроводы.
При этом создается как воздушный шум, излучаемый непо-
средственно в помещение, где установлен источник шума, так и
структурный, распространяющийся от источника шума по трубо-
проводам, несущим и ограждающим конструкциям.
Насосные установки находят все большее применение для раз-
личных целей в современных многоэтажных зданиях. Они служат
для ускорения циркуляции воды в системах центрального отопле-
ния и теплоснабжения и в сетях горячего водоснабжения. В здани-
ях повышенной этажности они (используются для повышения напо-
ра и обеспечения водоснабжения верхних этажей.
Источниками шума в насосных установках являются механиз-
мы привода, редуктор и сам насос.
Шум и вибрации насоса без привода в основном вызываются
[22] образованием вихрей на лопатках, дисках и стенках корпуса,
неоднородностью потока, кавитационными процессами и т. д., а
также механическими источниками — шарикоподшипниками, сту-
ками в зазорах, неуравновешенностью вращающихся масс и т. п.
Снизить воздушный шум, создаваемый насосной установкой,
возможно путем выбора наиболее совершенных конструкций насо-
сов, имеющих низкий уровень шума, статической и динамической
балансировки установки или же путем заключения насосной уста-
новки в кожух соответствующей конструкции. Снижение структур-
ного шума достигается уста-
новкой между бетонным ос-
нованием или стальной
рамой насосной установки
и фундаментом — упругих
виброизоляторов, изоляцией
подходящих к насосной ус-
тановке трубопроводов пу-
тем устройства в них гибких
вставок.
Схема виброизоляции
насосной установки показа-
на на рис. 66.
В соответствии с парамет-
рами насосной установки, ха-
рактеризующими ее колеба-
тельные свойства, в качестве
виброизоляторов можно ис-
пользовать стальные пружи-
ны, резино - металлические
виброизоляторы и другие
упругие материалы.
На рис. 67 показаны типы различных виброизоляторов, приме-
няемых в практике для виброизоляции насосных установок. Гибкие
вставки в трубопроводах выполняются обычно из резиновых ар-
мированных патрубков (ГОСТ 8496—67), рассчитанных на требуе-
мое давление и имеющих длину не менее 70—90 см. На рис. 68 по-
казан пример устройства гибкой резиновой вставки.
Особое внимание должно уделяться вопросу виброизоляции
трубопроводов при их прохождении через ограждающие конструк-
ции, а также изоляции шума, распространяющегося по воде.
Основные источники шума в системах водоснабжения и кана-
лизации [14]—водоразборные краны, санитарные приборы, за-
порная и регулирующая арматура.
Шум арматуры, который связан с работой водопроводных кра-
нов и смывных бачков, появляется при внезапном открытии и за-
крытии вентилей вследствие возникновения «гидравлического
удара».
Рис. 66. Схема виброизоляции насосной ус-
тановки
1 — железобетонная плита основания: 2— гибкие
вставки; 3 — виброизоляция трубопровода; 4 —
кронштейн с упругой прокладкой; 5 — стойка с
упругой прокладкой
Рис. 67. Виброизоляторы
для насосных установок
а — пружинный; 1 — стальная
пружина; 2 — верхний стакан;
3 — рама верхнего пояса; 4 —
металлическая шайба; 5 —рези-
на; 6 — нижний стакан; 7 — пер-
форированная резина; 8 — рама
нижнего пояса; б — схема виб-
роизоляторов, применяемых в
зарубежной практике
I
Рис. 68. Крепление гибкой
резиновой вставки
1 — прокладки под хомутик из
резиновой полосы сечением 50Х
ХЮ мм; 2 —хомут из двух
секторов из полосы 50X5 мм,
3—болт не менее М12Х60 мм;
4 — металлическая полоса сече-
нием 50X2,5 мм; 5 — патрубок;
6 — гибкая вставка; 7 — фланец
При равномерном движении воды он создается в результате
кавитации и образования вихрей. Этот шум возникает главным
образом вблизи мест крепления вентилей, и его интенсивность за-
висит от давления перед арматурой и скорости потока.
При низком давлении интенсивность меньше, чем при высоком.
Зависимость интенсивности шума от скорости потока нельзя вы-
разить однозначно. Причиной возникновения собственных шумов
трубопроводов являются вихревые потоки и кавитация. Они появ-
ляются при больших скоростях потока, главным образом вблизи
пересечения труб (крестовин, тройников) и мест изменения нап-
равления течения и поперечного сечения трубопроводов, соедини-
тельных деталей (муфт, резьбовых соединений колен). Собствен-
ные шумы трубопроводов усиливаются при возрастании скорости
потока.
В качестве мероприятий, обеспечивающих уменьшение шума в
трубопроводах, рекомендуется принимать меньшие скорости пото-
ка. Строительными нормами и правилами (СНиП) установлено,
что скорость движения воды не должна превышать в магистралях
и стояках 1,5 м]сек, а в подводках к водоразборным точкам —
2,5 м!сек. В то же время необходимо отметить, что в трубах ма-
лых диаметров опасность шумообразования гораздо больше.
Шумы наполнения возникают при попадании струи на стенки
жестко укрепленных резервуаров (ванны, раковины, смывные
бачки) и часто усиливаются в результате резонансных явлений.
Шумы санитарно-технической арматуры излучаются непосред-
ственно как воздушный шум, а также распространяются в стенках
труб и в воде как структурный шум.
Для предотвращения распространения структурного шума по
строительным конструкциям во всех местах соприкосновения труб
с ними (крепление труб и арматуры, места пересечения стен и пе-
регородок) должна быть предусмотрена соответствующая вибро-
изоляция.
Распространению шума от водозаборных кранов по трубопро-
водам можно воспрепятствовать путем присоединения водозабор-
ной арматуры посредством звукоизолирующих муфт.
Самое эффективное средство для защиты от шумов санитар-
но-технического оборудования состоит в борьбе с возникновением
шумов непосредственно в источнике. Для этого в первую очередь
следует применять правильно сконструированную с точки зрения
гидравлики бесшумную арматуру с улучшенными гидравлически-
ми трактами и дросселирующими устройствами.
Весьма целесообразно снижать рабочее давление на подвод-
ках водозаборной арматуры либо путем стабилизации его в систе-
ме водоснабжения в целом, либо путем применения местных рас-
средоточенных сопротивлений.
В водозаборных вентилях у выпускного отверстия необходимо
принимать специальные меры для сглаживания потока и умень-
шения образования вихрей (например, использование сетки, рас-
пределителя потока). Достигаемое при этом снижение шума мо-
жет составлять от 6 до 12 дб (в зависимости от давления в сети).
В жилых зданиях недопустимо устройство смывных кранов, а
следует устанавливать унитазы с низко расположенными смывны-
ми бачками. Насадки (например, душевые сетки), наиболее спо-
собствующие возникновению шума, должны соединяться с венти-
лем через гибкий шланг. В зданиях повышенной этажности целе-
сообразно предусматривать последовательно работающие насос-
ные уста|новки (например, напор в городской сети—для этажей с
1 по 6, первая насосная установка—для этажей с 6 по 10, вторая
насосная установка — для этажей с 11 по 15).
Для уменьшения шумов, возникающих при спуске воды, сле-
дует использовать спускные клапаны и водопропускные затворы
специальной конструкции. Прежде всего следует учитывать, что
воздух, выделяющийся из потока при спуске, должен всасываться
равномерно без перерывов и перемещаться вместе с водой.
Трубопроводы должны иметь как можно более гладкие внут-
ренние стенки без острых кромок. Рекомендуется применять тру-
бопроводы большого сечения, чтобы получить небольшую ско-
рость потока. Надо стремиться, чтобы скорость движения воды
не превышала 1,5 м/сек. С помощью фасонных частей, имеющих
большой радиус кривизны, следует избегать резких изменений на-
правления трубопровода и использовать переходные и соедини-
тельные фасонные части, правильно сконструированные с точки
зрения гидравлики. При этом изменения поперечного сечения не
должны быть резкими.
Путем тщательной проработки проекта сети трубопроводов
можно свести к минимуму количество переходных и соединитель-
ных фасонных частей.
Все эти мероприятия, позволяющие уменьшить образование
шума, должны быть дополнены конструктивными мероприятиями
по звукоизоляции при монтаже санитарно-технического оборудо-
вания, обеспечивающими предотвращение распространения струк-
турного шума по несущим и ограждающим элементам здания.
Для этого при пропуске трубопроводов через ограждающие
конструкции (стенки, перекрытия) необходимо устройство звуко-
изоляционных прокладок типа манжет из волокнистых звукоизо-
ляционных или иных упругих материалов.
При скрытой проводке трубопроводы должны быть обернуты
звукоизоляционным материалом (войлок с пропиткой и без про-
питки битумом, волокнистые звукоизоляционные материалы и
т. п.).
При открытой проводке трубопроводов между элементом креп-
ления и трубой должны быть предусмотрены звукоизоляционные
прокладки (например, из войлока, профилированной резины и
других упругих материалов) (рис. 69, а). Значительно более высо-
кими качествами обладают зажимные скобы со стальными пру-
жинными изоляторами (рис. 69,6). Достигаемая звукоизоляция
от структурного звука составляет при низких частотах приблизи-
тельно 10 дб, а при высоких частотах более 2 дб.
Для крепления нескольких параллельных труб рекомендуется
использовать общие шины, которые прикрепляются к стене через
резино-металлические элементы (рис. 69,в).
В случае расположения трубопроводов в шахтах последние не
должны примыкать к (помещениям, требующим защиты от шума
Если этого нельзя избежать, то по крайней мере трубопроводы
не должны крепиться на стенах шахты, обращенных к этим поме-
щениям.
Р'ис 69. Схема крепления трубопро-
водов
а—с помощью звукоизоляционного мате-
риала: /—зажимная скоба; 2 — труба;
3 — звукоизоляционный материал, 4 — шту-
катурка; 5 — каменная кладка; б —с по-
мощью стальной пружины: / — зажимная
скоба; 2—труба; 3—стальная пружина, 4—
штукатурка; 5 —каменная кладка; в — на
общей шине: / — несущая стена; 2 — рези-
но-металлические виброизоляторы; 3 — об-
щая шина; 4 — изоляторы; 5 — трубопровод
Приборы санитарно-технического оборудования (например,
ванны, раковины, унитазы, сливные бачки), которые сами создают
шумы или у которых сильные шумы возникают при их наполнении
и опорожнении, должны сообщаться с корпусом здания только
через прокладки из материала, обеспечивающего звукоизоляцию
от структурного звука.
Перечисленные выше способы позволяют значительно снизить
шум систем водопровода, канализации и отопления, однако основ-
ным мероприятием, которое сможет обеспечить снижение шума
от этих систем, должна являться разработка нормативных требо-
ваний по акустическим характеристикам санитарно-технических
приборов, оборудования и арматуры в части акустической оценки
смонтированных санитарно-технических систем.
Первый этап этой работы — выработка стандартных методов
испытаний шумовых характеристик санитарно-технических прибо-
ров, оборудования и арматуры, получение акустических характе-
ристик выпускаемых отечественной промышленностью и эксплуа-
тируемых в зданиях приборов, оборудования и арматуры, разра-
ботка мероприятий по снижению их шума и на ©той основе разра-
ботка нормативных шумовых характеристик и включение в
ГОСТы на приборы, оборудование и арматуру соответствующих
требований.
Только на этой основе можно добиться существенного сниже-
ния шума водопроводного, канализационного и отопительного обо-
рудования.
3. Снижение шума лифтовых установок
Шум лифтовой установки, возникающий при пуске и движении
кабины в шахте лифта и машинном помещении, распространяется
по воздуху и конструкциям здания. В практике строительства
жилых многоэтажных домов наибольшее применение получили
лифтовые шахты: 1) с сетчатым ограждением в лестничных клет-
ках между маршами; 2) связанные с лестничной клеткой и выхо-
дящие на поэтажные лестничные площадки; 3) расположенные у
наружной стены лестничной клетки с выходом на промежуточную
площадку лестницы.
Размещение луфтов первого вида, как показала практика экс-
плуатации многоэтажных жилых домов, создает наиболее благо-
приятные условия для звукоизоляции квартир.
Рис. 70. Рекомендуемое расположение машинного отделения по высоте здания
а — машинное отделение в уровне технического этажа; б —то же, в уровне крыши; 1 —
машинное отделение; 2 — жилые помещения; 3 — технический этаж
Снижение шума лифтовых установок достигается комплексом
мероприятий: планировочных, строительных, монтажных, а также
правильной эксплуатацией лифтовых устройств.
Машинное отделение лифто-в всех типов обычно располагается
вверху над шахтой. Рекомендуются две схемы расположения ма-
шинного отделения то вертикали дома: 1) машинное отделение
расположено в уровне перекрытия технического этажа (рис. 70,а);
2) машинное отделение расположено в уровне крыши дома (рис.
70,6). Не должно допускаться расположение машинного отделе-
ния в уровне жилого этажа дома, а также над жилыми помеще-
ниями или под ними.
На рис. 71 показаны возможные планировочные решения рас-
положения лифтовой шахты в секции здания. Оптимальными с
акустической точки зрения решениями являются устройство вы-
носной шахты и расположение шахты в лестничной клетке между
маршами, так как оба решения позволяют осуществить конструк-
тивное отделение шахты от конструкций здания. Во всех случаях
рекомендуется смежными с шахтой делать кухни, ванные комнаты
и холлы. При устройстве встроенной шахты это условие обяза-
тельно.
Лифтовые шахты, независимо от планировочного решения,
должны иметь самостоятельный фундамент, не связанный с кон-
струкцией здания. Фундамент шахты должен состоять из слоя под-
готовки из гравия или щебня толщиной 50 см, бетонного блока
толщиной 25 см, слоя гидроизоляции и опорного блока шахты
(рис .72).
Рис. 72. Схема конструкции фун-
дамента лифтовой шахты
/ —стена лифтовой шахты; 2 —стена
здания; 3 — фундамент лифтовой шах-
ты; 4 — фундамент здания; 5 — желе-
зобетонный блок; 6 — слой пробки; 7 —
подсыпка из дробленого кирпича
Выносная самостоятельная шахта может быть соединена с
конструкциями здания только монтажными гибкими соединения-
ми.
При расположении шахты между маршами лестничной клетки
следует устраивать ограждение шахты из бетонных блоков тол-
щиной 5—7 см. Для зданий массового строительства можно допу-
стить устройство металлических шахт с сеткой при условии обес-
печения повышенной звуко-и вибро-
изоляции машинного помещения.
Встроенные шахты должны
иметь двойное ограждение, состоя-
щее из оболочки собственно шахты,
на которой крепятся направляющие
кабины, и несущих стен здания.
Можно рекомендовать следую-
щие типы конструкции: для встроен-
ных шахт — двойное ограждение из
железобетонных плит по 7 см с воз-
душным промежутком 2—3 см; рав-
ноценная ей по звукоизоляции двой-
ная перегородка из железобетонных
плит толщиной 4 и 7 см с воздуш-
ным промежутком 5 см; стена из
керамзитобетона весом не менее
200 кг/м2, не связанная со второй
стеной (например, из гипсоцемента
весом 60 кг/м2).
При прохождении встроенной
шахты вблизи нежилых помещении
можно допустить устройство кирпичной стены (в один кир-
пич), оштукатуренной с обеих сторон, или двухслойной перегород-
ки из гипсобетонных (гипсоцементных оштукатуренных) плит
толщиной 8 см каждая.
Для исключения передачи вибраций и структурного звука из
машинного отделения на конструкции зданий необходимо осуще-
ствлять виброизоляцию лебедки с мотором.
Вибрация лебедки в самонесущих шахтах может предотвра-
щаться установкой подлебедочной плиты (рамы) как на пружин-
но-резиновые виброизоляторы, так и на прокладки из резины,
пробки, асбокартона и других прокладочных материалов.
Подбор числа и параметров виброизоляторов должен прово-
диться на основе специального расчета.
Для снижения шума, проникающего из машинного отделения
в лестничную клетку, необходимо, чтобы дверь в машинное отде-
ление имела повышенную звукоизоляцию. Рекомендуемая конст-
рукция двери состоит из деревянной рамы толщиной 50 мм с об-
шивкой с обеих сторон древесноволокнистой жесткой плитой, по-
крытой стальным листом; заполнение рамы делается из минераль-
ной ваты у = 60 кг!м\ вес такой двери составляет ~ 45 кг/л«2. Уп-
лотнение притворов двери по периметру осуществляется полосами
из технического фетра или резины.
Для снижения шума при закрывании шахтных дверей реко-
мендуется делать двери с гидравлическим, пружинным или воз-
душным тормозом без защелки. Щель в притворе раздвижной
двери по периметру должна быть закрыта резиновой трубкой. Су-
ществующие распашные двери шахты с металлическим замком
могут быть в значительной мере «обесшумлены» устройством бу-
ферных амортизаторов.
В настоящее время в большинстве случаев применяется элек-
тромагнитный тормоз, принцип действия которого не позволяет
снизить уровень шума при включении и выключении лебедки.
Уровень шума при включении и выключении электромагнитного
тормоза превышает уровень шума лебедки во время хода лиф га
на 30—40 дб. Рекомендуется применять тормоз с червячной пере-
дачей. Двигатель, изменяющий направление движения червячной
передачи, может быть одно- или трехфазным.
Для снижения шума в лебедке должны применяться подшип-
ники скольжения. Для зданий высотой до 8—И этажей могут
применяться двухскоростные лебедки с мотором переменного то-
ка; для зданий выше 11 этажей — лебедки с мотором постоянно-
го тока и плавным подъемом и остановкой.
Рекомендуется крепить раму контактной панели на пружинах
или резиновых прокладках и закрывать его звукоизолирующим
кожухом.
Для бесшумного движения кабины в шахте и строго верти-
кального и плавного ее перемещения необходимо применять направ-
ляющие с башмаками, снабженными стабилизирующими движение
кабины роликами и соблюдать высокий класс обработки направ-
ляющих и их соединения в местах стыков.
Все оборудование шахты, поэтажные переключатели и замки
дверей должны быть безударными и бесшумными. Рекомендуется
замена механических поэтажных переключателей фотоэлементами.
После окончания монтажных работ все щели и отверстия в пе-
рекрытиях и стенах шахт и машинных помещениях (кроме отвер-
стий для пропусков канатов) необходимо тщательно заделать.
Целесообразно, чтобы отверстия для подъемных канатов, ка-
натов ограничителя скорости и т. п. в перекрытиях шахты имели
минимальные размеры и были снабжены специальными глушите-
лями с заглушением не менее 20 дб на наиболее интенсивных ча-
стотах спектра шума, возникающего в машинном помещении
(300—1200 гц).
Однако шумы, возникающие в лифтовых шахтах (хлопанье
дверей, щелканье замковых переключателей, скрежет и шум ог
движения башмаков по направляющим и др.), могут быть ради-
кально устранены только путем конструктивного усовершенство-
вания лифтовых устройств.
Г л а в a IX
СНИЖЕНИЕ ШУМА ПРИМЕНЕНИЕМ
ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ
1. Звукопоглощающие материалы и конструкции,
их назначение и требования, предъявляемые к ним
Звукопоглощающие материалы и конструкции служат для сни-
жения энергии отраженных звуковых волн.
При отражении звуковых волн, падающих на какую-либо по-
верхность, в той или иной мере происходит поглощение звуковой
энергии.
Отношение отраженной энергии £0Тр к падающей Епал назы-
вается коэффициентом отражения:
р
о _ ^отр .
Е ’
спад
отношение поглощенной энергии к падающей
р ______________________________ р
а — пад 0ТР
р
пад
называется коэффициентом звукопоглощения данной поверхности.
Из приведенных формул следует, что эти коэффициенты связа-
ны между собой соотношением а = 1—0 .
Под звукопоглощающими конструкциями следует понимать
устройства, которые служат для поглощения звука.
Основное назначение звукопоглощающих конструкций заклю-
чается в снижении энергии отраженных звуковых волн при их па-
дении на поверхность.
В соответствии со своим основным назначением звукопогло-
щающие конструкции могут служить для обеспечения:
надлежащего времени реверберации в помещениях различного
назначения;
надлежащего распределения уровней полезного сигнала по
площади помещения зрелищного назначения;
снижения уровней шума в данном помещении;
предотвращения распространения звука вдоль протяженных
помещений, шахт и каналов.
Звукопоглощающими следует называть те конструкции, у кото-
рых коэффициент звукопоглощения а больше 0,2.
Звукопоглощающие конструкции могут находить применение в
виде четырех конструктивных оформлений:
а) как звукопоглощающие облицовки поверхностей поме-
щения;
б) как отдельные штучные поглотители;
в) как отделка экранов и кожухов;
г) как отделка каналов, шахт и труб.
Звукопоглощающие облицовки могут применяться:
1) в учебных, спортивных, зрелищных и иных зданиях для соз-
дания наилучших акустических условий восприятия речи и му-
зыки;
2) в производственных цехах, конторских и других помещени-
ях общественного назначения (машинописные бюро, машиносчет-
ные станции, административные помещения, рестораны, залы ожи
дания вокзалов и аэровокзалов, магазины, столовые, банки, отде-
ления связи и т. д.) для уменьшения шума;
3) в протяженных помещениях типа коридоров (в школах,
больницах, гостиницах и т. д.) для предотвращения распростране-
ния шума вдоль них;
4) в каналах, воздуховодах и шахтах для снижения шума, рас-
пространяющегося по ним;
5) в специальных конструкциях глушителей шума;
6) для облицовки выгородок, экранов и кожухов около источ-
ников шума для улучшения звукоизоляционных свойств кожухов
и др.;
7) в специальных звукомерных заглушенных камерах для соз-
дания условий, близких к условиям свободного поля.
Звукопоглощающие конструкции должны удовлетворять об-
щим строительным требованиям, к которым относятся: долговеч-
ность, огнестойкость, достаточная механическая прочность, лег-
кость и сборность, гигиеничность, легкость очистки, экономич-
ность, достаточная декоративность.
Наиболее целесообразно классифицировать звукопоглощаю-
щие конструкции по принципу механизма поглощения ими звуко-
вой энергии.
С этой точки зрения звукопоглощающие конструкции могут
быть разделены на три большие группы: 1-я группа — пористые
звукопоглощающие материалы и конструкции; 2-я группа — ре-
зонансные конструкции; 3-я группа — штучные звукопоглотители.
Наиболее ’простым в (изготовлении и распространенным в прак-
тике строительства видом звукопоглощающей облицовки помеще-
ния являются конструкции в виде слоя однородного пористого ма-
териала конечной толщины, укрепленного непосредственно на ог-
раждении либо с относом от него на некоторое расстояние.
К пористым звукопоглощающим материалам относятся пори-
стые материалы с жестким скелетом: плитки из пенопер литокера-
мики и пемзолита, штукатурные плиты с заполнителем из перли-
тового песка, гипсовый и цементный фибролит и т. п.; пористые
материалы с полужестким скелетом: древесноволокнистые, мине-
раловатные плиты на различных связках с окрашенной и профи-
лированной поверхностью и т. п.; пористые материалы с упругим
скелетом: полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид,
прошитые и обернутые в ткань маты из капронового волокна
и т. п.
Эти материалы можно крепить вплотную к облицовываемой
поверхности, а также подвешивать или устанавливать с воздуш-
ным зазором. Величина воздушного зазора изменяет частотную
характеристику звукопоглощения материала, увеличивая его в об-
ласти низких частот.
Хорошие звукопоглощающие свойства таких материалов свя-
заны с их пористостью и сильно развитой поверхностью и обуслов-
ливаются потерями энергии звуковых волн в основном благодаря
вязкому трению в порах.
Звуковая волна, падая на поверхность пористого материала,
приводит воздух внутри пор в колебательное движение. Малень-
кие поры создают большое сопротивление потоку воздуха, в силу
чего движение воздуха в порах тормозится и в результате вязкого
трения часть механической энергии превращается в тепловую. В
пористых материалах с полугибким скелетом потери звуковой
энергии происходят также благодаря деформациям скелета мате-
риала и его активному сопротивлению вынужденным колебаниям,
возникающим под действием падающих звуковых волн.
При очень рыхлом материале поглотителя (больших порах)
трение в порах незначительно и поэтому невелико звукопоглоще-
ние, а при плотном материале (Колебательная скорость движения
частиц воздуха в порах невелика, что снижает поглощение на
всех частотах.
Для получения высокого звукопоглощения необходимо, чтобы
сопротивление материала для падающей звуковой волны было
возможно ближе к удельному сопротивлению воздуха, а затуха-
ние при распространении волны в материале было как можно
больше. Эти требования несколько противоречат друг другу.
Максимальная эффективность пористого звукопоглотителя мо-
жет быть достигнута при определенной его толщине, достаточной
для того, чтобы звуковая волна при распространении в толще ма-
териала (в прямом и обратном направлении) отдала бы максимум
энергии на трение и вязкость.
Для того чтобы амплитуда звукового давления в отраженной
волне при выходе ее из слоя не превышала 6% амплитуды прони-
кающей волны на входе в слой (при расположении слоя пористо-
го поглотителя на полностью отражающей поверхности), 'толщина
пористого слоя должна быть не менее следующих двух значений
(для частоты 100 гц и пористости 0,8):
260
г
где h — толщина слоя в см\
г — сопротивление продуванию в рэл/см.
Если г >10 рэл1см, наибольшее из двух значений определяется
по первой формуле; если г < 10 рэл/см — по второй формуле.
Для получения высокого поглощения в области низких частот
необходима большая толщина пористого материала. Чем более
низкие звуковые частоты нужно поглотить, тем более рыхлым и
более толстым должен быть слой материала.
Эффективность звукопоглощения пористым материалом зави-
сит как от его физических свойств, так и от способа его размеще-
ния на ограждающей конструкции.
Ввиду того что потери на трение тем больше, чем выше коле-
бательная скорость частиц воздуха в порах материала, звукопог-
лощающий материал выгодно располагать в пучности колебатель-
ной скорости на расстоянии"^" звуковой волны X от стенки.
Рассмотрим ряд изделий из пористых однородных материалов.
Одним из таких изделий следует считать плиты акустические
из фильерно-дутьевой минеральной ваты на фенольной связке.
Эти плиты выпускаются комбинатом стройматериалов «Красный
строитель» (Воскресенск, Московской обл.). Плиты изготовляются
размером 500X500X20+0,5 мм и окрашены с лицевой стороны бе-
лой краской на основе поливинилацетатной эмульсии ПВА. Они
могут применяться в помещениях общественного назначения, в
коридорах, при облицовке выгородок, экранов и кожухов. В про-
мышленных цехах применение их ограничено из-за плохо защи-
щенной лицевой поверхности и невозможности частой очистки ее
при загрязнении. Плотность этих плит (порядка 140—150 кГ/м3.
Наиболее применимы два типа: ПА/С — отделка с «набрызгом»;
ПА/О — перфорированные (диаметр перфорации 4,2 мм, шаг пер-
форации 15 мм).
Плиты из древесной стружки на цементном или магнезиаль-
ном вяжущем — акустический фибролит — выпускаются деревооб-
рабатывающим комбинатом № 5 в Кунцеве (Москва), заводом су-
хой штукатурки и гипсовых изделий в Таллине и таким же заво-
дом в Красногорске, Московской обл. Размеры плит 3000X1150Х
Х'35 мм. Плиты выпускаются серого цвета и могут при помощи
пульверизатора окрашиваться анилиновыми красками любого цве-
та. Плотность плит 350—400 кГ/м3.
В отдельных случаях, когда не требуется применения высоко-
эффективной звукопоглощающей облицовки, но предъявляются
специальные требования к огне- и кислотостойкости облицовки ли-
бо требования к внешнему виду и фактуре материала (зернистая
фактура), можно применять штукатурные плиты на основе крош-
ки вспученного перлита или каолиновой, кирпичной, керамической
и другой крошки.
В настоящее время налажен промышленный выпуск плит
«Акмигран» размером 300X300X20 мм (Павшипский ГИТИ,
Красногорск). Эти плиты состоят из минеральной ваты на крах-
мальном связующем с добавками полимерных эмульсий. Лицевая
поверхность плитокрашена поливинилацетатной эмульсией белого
цвета.
В конструкциях из пористых материалов с перфорированным
покрытием слой пористого материала покрывается жестким экра-
ном с отверстиями. Этот экран защищает пористый материал от
механических повреждений и придает звукопоглощающей конст-
рукции удовлетворительный в декоративном отношении вид. Од-
нако в некоторых случаях наличие такого экрана существенно ме-
няет характер звукопоглощения пористого материала.
Наиболее часто употребляются перфорированные экраны в ви-
де плит из металла, пластмассы, фанеры, асбестоцемента и тому
подобных материалов, имеющих сквозные отверстия. Обычно ко-
эффициент перфорации (процент площади отверстий) экрана ко-
леблется от 15 до 20.
Диаметр отверстий чаще всего принимается от 3 до 10 мм. В
некоторых случаях перфорированные экраны выполняются с от-
верстиями некруглого очертания, например в виде параллельных
щелей. Иногда экран устраивается из тонкой пленки, которая в аку-
стическом отношении аналогична перфорированному экрану
Обычно применяются пленки из поливиниловых или полиамидных
смол (не толще 40—50 (х).
Конструкции из пористого материала с перфорированным эк-
раном удобны тем, что, меняя некоторые параметры экрана и по-
ристого заполнителя, можно получить разнообразные, наперед
заданные частотные характеристики звукопоглощения конструк-
ции. Кроме того, эти конструкции удобны в эксплуатации, легко
моются, предохраняют пористый заполнитель от высыпания и ме-
ханических повреждений, лучше противостоят коррозии.
Перфорированные покрытия толщиной до 6—8 мм с коэффици-
ентом перфорации более 20% не изменяют звукопоглощения пори-
стого материала, расположенного за ним. При меньшем проценте
перфорации покрытия уменьшается звукопоглощение в области
высоких и увеличивается в области низких и средних частот.
Для предохранения от высыпания мелких частиц и волокон эти
материалы необходимо обертывать в ткань или тонкую пленку
(стеклоткани, стеклорогожи, хлопчатобумажные и тому подобные
ткани).
Конструкции с перфорированным экраном получили в практи-
ке строительства наиболее широкое распространение.
В качестве пористого поглотителя в конструкциях с перфори-
рованным экраном можно использовать следующие материалы:
1) минераловатные плиты ПП-80, выпускаемые комбинатов
строительных материалов «Красный строитель» (Воскресенск,
Московской обл.), размером 1000Х500Х(50—100) мм при плот-
ности 80 к.Г/м3-,
2) полужесткие минераловатные плиты типа «стилит» на крах-
мальной связке, выпускаемые Московским заводом изделий из
минеральной ваты (ст. Железнодорожная, Московской обл.), раз-
мером 1000Х (ЮО, 450, 600 и 900) X (40, 50, 60 и 70) мм. Маркиру-
154
ются плиты соответственно их плотности—125 и 150 (125 и
150 кГ/jw3);
3) прошивные минераловатные маты на металлической сетке
(без связки), выпускаемые комбинатом строительных материалов
«Красный строитель» (Воскресенск, Московской обл.), размером
(1000—2500) ±50 лм4Х (500—1000)±20 л<л«Х(50—100) ±5 мм (под
нагрузкой 10 кГ/м2);
4) . холсты из ультратонкого стекловолокна, представляющие
собой слой перепутанных штапельных стеклянных волокон, полу-
ченных способом раздува горячими газами и скрепленных между
собой за счет естественного сцепления (диаметр волокна
до 1—2 р. и до 3 р.). Плотность холстов 8—10 кГ/м2 (при нагрузке
10 кГ/м2). Выпускаются холсты стеклозаводами Дороховскпм
(Московская обл.) и Ивотским (Брянская обл.). Дороховскос
стекловолокно дороже ивотского и делается из более дорогостоя-
щего стекла (с добавками циркония) при диаметре волокна до 1—
2 р. (а не до 3 р, как у ивотского).
Перфорированным покрытием могут служить:
1) гипсовые акустические 'плиты АГШ, выпускаемые Московс-
ким' заводом термоизделий (Красногорск, Московской обл.), раз-
мером 400X400 (6 или 10) мм с подклейкой бязи черного цвета
с сопротивлением продуванию 29 рэл. Объемный вес плит
100 кг/м2. Плиты имеют квадратную перфорацию диаметром
10 мм и с шагом 24 мм, процент перфорации 13. У плит с рисунча-
той перфорацией (толщина 6 мм) диаметр перфорации от 7 до
9 мм, процент перфорации также 13;
2) перфорированные фанерные листы (с глубокой огнезащит-
ной пропиткой);
3) перфорированные алюминиевые листы толщиной 1 мм;
4) перфорированные листы слоистого мебельного пластика
толщиной 2 мм с подклейкой стеклоткани типа Т;
5) перфорированные листы кровельной стали, окрашенные .ма-
сляной краской.
В качестве защитного покрытия пористого слоя можно упот-
реблять следующие ткани, стеклорогожки и пленки: стеклоткани
Э-0,08, Э-0,1 и др.; стеклорогожки — стекловолокнистый холст
ВВ Ивотского стеклозавода (ширина 350 мм, толщина 3,5 мм) и
стекловолокнистая рогожка саратовского завода «Техстекло»
(толщина 0,36 мм); хлопчатобумажные ткани (требующие пропит-
ки противопожарным составом)—паковочная сорочка (артикул
44) в 1 или 2 слоя, мешковина, марля в 1, 2, 4 и 6 слоев, бязь
(артикул 69), миткаль технический, пленки (толщиной до 40—
50 р), полихлорвиниловая В-118 и полиамидная пленка.
Необходимо также остановиться еще на двух конструкциях
звукопоглощающих облицовок, находящих применение в практике
строительства. Гипсовые акустические плиты, выпускаемые комби-
натом строительных материалов в г. Величи (УССР), представля-
ют собой перфорированные ребристые гипсовые плиты толщиной
6 мм с расстоянием между ребрами 200 мм. Перфорация плитг
диаметр 4 мм, шаг 10 мм, процент ‘перфорации 12Д /Размер «плит
810X810X26 мм.
Пористым заполнителем служат минераловатные плиты тол-
щиной 20 мм и плотностью 130 кГ)м3 на синтетической связке, вы-
пускаемые воскресенским комбинатом «Красный строитель».
В качестве защитного покрытия пористого заполнителя исполь-
зуется со стороны гипсовых плит перфорированная бумага, с тыль-
ной стороны алюминиевая фольга.
Недостатками этих плит являются относительно невысокая
эффективность в области высоких частот, а также низкая механи-
ческая прочность и большая хрупкость.
Довольно широкое применение нашли конструкции с перфори-
рованным экраном и натянутой на расстоянии 10—20 мм от экра-
на тканью типа фланели или бязи в 2—3 слоя. В данном случае
имеется некое подобие резонаторной конструкции с невыгодным
использованием фрикционного слоя, помещенного не в отверстии
перфорированного экрана (в месте максимальных колебательных
скоростей), а в месте, где эти скорости значительно ниже. Кроме
того, звукопоглощающие свойства такой конструкции сильно зави-
сят от степени натяжения ткани. В условиях строительства осу-
ществить определенную, оптимальную степень натяжения этой
ткани невозможно.
Необходимо отметить, что звукопоглощающие свойства таких
конструкций были определены только расчетным путем, а не по
стандартному методу в реверберационной камере.
Резонаторные конструкции представляют собой перфорирован-
ные экраны, оклеенные с обратной стороны тканью и расположен-
ные на определенном расстоянии от жесткой поверхности. Они
обычно имеют резонансную частотную характеристику звукопог-
лощения с максимальным звукопоглощением в полосе частот.
Область максимального поглощения зависит от целого ряда пара-
метров конструкции (толщина экрана, размер и форма отверстий
перфорации, процент перфорации, плотность наклеенной ткани,
толщина воздушного слоя за экраном) и может быть предвари-
тельно рассчитана. Резонаторные конструкции требуют особо тща-
тельного изготовления, точного соблюдения рассчитанных пара-
метров и применяются чаще всего для целей архитектурной аку-
стики.
Резонаторные конструкции могут быть также в виде щитов и
пластин из фанеры, пластика, древесностружечных или древесно-
волокнистых плит или рамок с натянутой на них плотной непро-
дуваемой тканью или клеенкой. Воздушный зазор между щитом
и стенкой может быть частично заполнен пористым звукопоглоща-
ющим материалом. Эти конструкции имеют сравнительно невысо-
кий (до 0,6) коэффициент звукопоглощения в области низких ча-
стот и обычно используются в залах, студиях, кинотеатрах.
Штучные звукопоглотители представляют собой объемные зву-
копоглощающие тела, свободно подвешиваемые в помещениях.
Они крепятся к потолку или строительным конструкциям либо к
подвесной системе (например, натянутой проволоке). Штучные
звукопоглотители могут изготовляться (различных геометрических
форм: щиты, конусы, призмы, параллелепипеды и т. д. Основными
«неакустическими» преимуществами этих изделий являются про-
стота их монтажа, возможность повторного использования и не-
сложность текущего ремонта. Штучные звукопоглотители могут
быть применены для исправления акустических характеристик
помещений промышленных предприятий, торговых и зрелищных
помещений, гимнастических залов <и т. д., где их можно подвесить
так, чтобы они не мешали системам освещения или распределения
воздуха.
Обычный метод оценки эффективности звукопоглощения аку-
стических материалов не применим к этим изделиям, так как эф-
фективность звукопоглощения меняется в зависимости от рассто-
яния между отдельными поглотителями. При увеличении расстоя-
ния повышается эффективность звукопоглощения штучного погло-
тителя. Звукопоглощающие свойства штучных звукопоглотителей
должны выражаться в единицах общего звукопоглощения на
один поглотитель для данного расстояния между поглотителями
при определенном их геометрическом расположении.
Хотя эффективность звукопоглощения отдельного поглотителя
повышается с увеличением расстояния между поглотителями, но,
к сожалению, возрастает не по линейному закону. Следовательно,
общее звукопоглощение во всем объеме помещения при увеличе-
нии расстояния между поглотителями будет меньше (поскольку
при этом можно разместить ограниченное число объектов), чем
оно было бы при их более близком расположении (что позволяет
разместить большее число поглотителей). Таким образом, опти-
мальным вариантом для борьбы с шумом следует считать тот, ко-
торый при удобном расположении штучных поглотителей обеспе-
чивает требуемое или максимальное общее звукопоглощение при
минимальном числе подвешенных поглотителей. Сравнение эф-
фективности звукопоглощения подвешиваемых поглотителей и
сплошного акустически обработанного потолка, площадь которого
равна сумме площадей этих поглотителей, можно сделать, разде-
лив величину их общего звукопоглощения (эквивалентная пло-
щаь звукопоглощения штучного поглотителя, умноженная на чис-
ло поглотителей) на площадь потолка. Полученный результат
сравнивается с коэффициентом звукопоглощения единицы площа-
ди сплошного акустически обработанного потолка.
В табл. 27 приведены сведения о различных видах звукопогло-
щающих облицовок и штучных звукопоглотителей, рекомендуемых
для применения в общественных и промышленных зданиях с це-
лью снижения в них шума.
Таблица 27
I. Звукопоглощающие облицовки
Изделия или конструкция ГОСТ или ТУ Плотность зву- копоглощающего материала в кГ/м* Толщина слоя звукопоглощаю- щего материала Воздушный зазор Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц Примечание
125 250 500 1000 2000 4000 3000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 18
Звукопоглощающие облицовки без перфорированного покрытия
* Р IIIHIKI Jlllllll Я ; 20 1 1 ;i!nTnjiriii!iHiiiiiliTiirmr\
Плиты ПА/О минера- ловатные, акустические размер 500x500 мм л яс ГОСТ 9573—66 1емент плени 150 Збун ; о опоглои imzpuQ. 0,03 l&tOai,UU Л 0,17 1 0,68 0,98 0,86 0,45 0,20 Рекомен- дуется при- менять для обществен- ных зданий
То же То же 150 20 50 0,05 0,42 0,98 0,90 0,79 0,45 0,19 То же
Плиты ПА/О минира- ловатные, акустические- перфорация несквазная 13 %, диаметр 4 мм, от- делка набрызгом размер 500x500 мм » 150 20 0 0,05 0,21 0,66 0,91 0,95 0,89 0,70 »
| Тб же 1 150 20 50 | 0,12 0,36 0,88 0,94 | 0,84 | 0,80 0,65 »
Плита «акмигран» ми- нераловатные, размер зоохзоо ТУ 366-67 300 20 0 0,04 0,80 0,59 1 0,93 0,81 0,70 »
То же То же 300 20 50 0,25 0,66 0,91 0,93 1 0,90 0,79 »
> 1 Звукопоглои hzzzzz. 300 | 20 | 200 | 0,75_| 0,87 | 0,70 | 0,87 | 1 хающие облицовки с перфорированным покрытием ^zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzJ 1 1 0,95 »
Г |
IIIIIIIIIIIIIIIIHIIIIIIIHIIIIIIIIIIimilll 1 ШНИ
1 — минераловатная плита ПП-80 2 — стеклоткань Э-0,1 3 — гипсовая плита, перфорация квадратная 13%, диаметр 10 мм, толщина 6 мм, размер 500X500 Пераюр покрыт ГОСТ 9673—63 ГОСТ 8481—61 ТУ 283-64 80 'ое 60 Защит ^балочхс 0 i (3) 0,31 ЗЗикоп мат 0,70 оглоща ери ал / 0,95 мощи 0,69 0,59 0,50 0,30 »
/ — минераловатная плита ПП-80 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист перфорация в «шахмат» 46%, диаметр 6, размер 500X1000 мм ГОСТ 9673—63 ГОСТ 8481—61 80 60 0 0,18; 0,63 0,90 0,94 1 1 0,95
Продолжение
Изделия или конструкция ГОСТ или ТУ Плотность зву- копоглощающего материала в кГ/м* Толщина слоя звукопоглощаю- щего материала Воздушный зазор Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц Примечание
125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13
1 — минераловатная плита «стилит» 3 — гипсовая плита, подклеенная бязью, пер- форация квадратная 13%, диаметр 10 мм, толщина 6 мм, размер 500X500 мм ТУ 283-64 150 70 0 0,42 0,95 1 0,75 0,60 0,51 0,35 ——
1 — минераловатная плита на крахмальной связке 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной il,2 мм, перфо- рация квадратная 33%, диаметр 3 мм ТУ 81-63 ГОСТ 8481—61 120 50 0 0,18 0,39 0,60 0,73 0,80 0,85 0,85 —
То же » 120 50 100 0,27 0,53 0,69 0,76 0,92 0,87 0,87 —
1 — прошивные мине- ' раловатные маты 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной 1,2 мм, перфо- рация в «шахмат» 46%, диаметр 6 мм, размер 500X500 мм ГОСТ283-64 ГОСТ 8481-61 100 100 0 0,32 0,76 1 0,95 0,90 0,98 0,95
1 — прошивные мине- раловатные маты 3 — гипсовая плита, подклеенная бязью, пер- форация по рисунку 13%, диаметр 7—9 мм, толщина 6 мм, размер 500X500 мм ГОСТ 9573-60 ТУ 283-64 100 100 0 0,40 0,89 0,97 0,76 0,70 0,71 0,68 Рекомен- дуется при- менять ДЛЯ обществен- ных зданий
1 — супертонкое стек- ловолокно 2—стеклоткань Э-0,1 3 — гипсовая плита, перфорация по рисунку 13%, диаметр 7—9 мм, толщина 7 мм ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61 ТУ 28-64 15 100 0 0,66 1 1 1 0,96 0,7 0,55 —
То же То же 15 100 250 0,73 1 1 1 1 0,92 0,80 —
1 — супертонкое стек- ловолокно 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной -1,2 м перфо- рация квадратная 24%, диаметр 5,5 мм ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61 15 100 0 0,47 1 1 1 1 1 0,95
То же То же 15 100 250 0,93 1 1 1 1 1 1 —
Продолжение табл. 27
Изделия или конструкция ГОСТ или ТУ * Плотность зву- копоглощающего материала в кГ/м* Толщина слоя звукопоглощаю- щего материала» Воздушный зазор Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц Примечание
125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1—супертонкое^стекло- волокно _ 2—стеклоткань j Э-0,1 3—асбестоцементная; плита толщиной 4 у.. мм, перфорацияА25> %, .диа- метр 6 лм< ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61;. 15£ 100 0 0,30 0,63 0,86 0,72 0,54 0,46 0,32 Рекомен- дуется при- менять для обществен- ных зданий
То же | > 15 II. 100 ШтуЧН! 250 ые звуь 0,98 (ОПОГЛО 2 тители 1 1 1 11 1 0,86 —
Конструкции .ГОСТ илиТУ Звукопогло- щающий (у слой Расстояние в лслс Эквивалентная площадь звукопоглощения в мг при среднегеометрических частотах в гц Примеча- ние
плотность в кг[м* толщина слоя в ИМ между центрами от потол- ка до пог- лотителя
125 250 500 1000 2000 4000 8000
‘1 2 3 4 б 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Поверхность (1)
Збунопоглотитель
Оболочка (3)
Сх ема размещения
1—металлический лист толщиной 2 мм, перфо- рация квадратная 30 %, диаметр 10 мм, размер 400x400 мм 2—супертонкое стекло- волокно Э-01 3—стеклоткань Э-0,1 ТУ 21-01-224 -69 ГОСТ 8481—57 15 60 1500 1250 0,40 0,75 1,23 1,14 1,05 0,82 0,67 —
То же То же 15 60 1500 1250 0,23 0,55 1,03 0,97 0,86 0,75 0,60 —
То же, но с размером 320x320 мм » 15 60 200 1000 0,16 0,37 0,68 0,84 0,66 0,52 0,37 —
То же > 15 60 1000 1000 о,н 0,34 0,51 0,60 t 0,46 0,40 0,35 —
То же, но’ с размером 240x240 мм » 15 60 1500 750 0,09 0,15 0,29 0,35 0,37 0,30 0,20 —
1—плиты ПА/С, ми- нераловатные, отделка набрызгом, размер 500 х Х500 мм 4—каркас из .фанеры толщиной 3 мм ГОСТ [ 9573—66 — 20 [2500 1250 0,97 1,85 1,50 1,72 1,72 1,57 — Куб пустоте- лый
То же То же 20 1500 1250 0,75 1,40 1,26 1,37 1,53 1,47 — —
1 — листы перфориро- ванные павинола (авиапо- ла) размером 600 X 300 х X300 мм 2 — супертонкое стек- ловолокно ТУ 3-65 ТУ 21-01-224 -69 16 150 2000 500 0,18 0,45 0,65 0,56 0,52 .0,48 0,60 Разрабо- таны и испытаны Гипро- НИИави- апром
Продолжение табл. 27
Конструкции ГОСТ или ТУ Звукопогло- щающий слой Расстояние в мм Эквивалентная площадь звукопоглощения в м2 при среднегеометрических частотах в гц Примеча- ние
плотность в кг}м3 толщина слоя в мм между центрами от потол- ка до пог- лотителя
125 250 500 1000 2000 4000 8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14
/—четырехгранная пи- рамида из металла тол- щиной 1,2 мм, перфора- ция квадратная 25%, диаметр 4 мм, размер основания 500X500 мм, высота 500 мм 2 — маты из стеклово- локна 3 — бязь, пропитанная огннестойким составом ГОСТ 10490—64 ГОСТ 11680—65 Арт. 208 40 100 2250 0,16 0,39 0,64 0,72 0,60 0,50 0,38 Разрабо- таны и испытаны МНИИ- ТЭП
То же То же 40 100 1500 0,25 0,41 0,60 0,69 0,57 0,51 0,33 То же
» > 40 100 750 0,2 0,40 0,54 0,67 0,49 0,48 0,30 »
2. Эффективность применения звукопоглощающих облицовок
и штучных звукопоглотителей
для снижения шума в помещениях1
Как отмечалось выше, звукопоглощающие облицовки и штуч-
ные поглотители предназначены для акустической обработки по-
мещений производственного и общественного назначения. Акусти-
ческая обработка проводится в производственных помещениях
для снижения уровней шума за счет уменьшения интенсивности
отраженных звуковых волн от ограничивающих эти помещения
плоскостей, а в помещениях зданий общественного назначения —
для снижения уровня шума, уменьшения гулкости, улучшения раз-
борчивости речи и создания акустического комфорта.
Звукопоглощающие облицовки и штучные поглотители, как
правило, применяются в сочетании с другими известными меро-
приятиями по ограничению производственного шума. Необходи-
мость и требуемый объем акустической обработки помещений сле-
дует определять с учетом ранее запроектированных способов
борьбы с шумом (звукоизолирующие кожухи, выгородки, экраны).
Эффективность применения акустической облицовки в шумных
помещениях определяется звукопоглощающими свойствами вы-
бранных конструкций, способами их размещения, геометрическими
размерами помещений и местом расположения источников шума.
Максимально достигаемая величина снижения уровня шума в
зоне отраженного звукового поля (на достаточном удалении от
источника шума) при акустической обработке помещения практи-
чески не может превышать 8 дб по общему уровню, а в отдельных
октавных полосах частот—12—15 дб.
В помещениях вытянутой формы, длина которых более чем в
пять раз превосходит высоту, эффективность применения акусти-
ческой облицовки будет больше, чем в аналогичных помещениях
кубической формы.
При размещении акустической облицовки только на потолке
высота помещения для эффективной работы облицовки не должна
Превышать 6 м.
Необходимость и целесообразность применения акустической
облицовки помещений для снижения уровня шума выявляются
акустическим расчетом. При этом наиболее целесообразно приме-
рять акустическую облицовку_ помещений там, где средний коэф-
фициент звукопоглощения а0 в октавной полосе с частотой
1000 гц не превышает величины 0,25.
Сведения об акустических характеристиках помещений позво-
ляют установить необходимость и целесообразность акустической
обработки помещений. Для выявления акустических характеристик
Помещений следует определить средний коэффициент звукопогло-
щения ао и эквивалентную площадь поглощения Ао.
1 Параграф написан совместно с Л. А. Борисовым.
Расчет характеристик следует производить для каждой из
восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами 63,
125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц.
В каждой октавной полосе для вновь проектируемого помеще-
ния вычисляется величина эквивалентной площади звукопоглоще-
ния Ао и ао по формулам
В
B4-S’
где В — постоянная помещения, определяемая по рис. 39 и 40
гл. VI (В=Вюоо н) (только для прямых а, б и в рис.
40);
S — общая суммарная площадь ограждающих поверхностей
помещения в м2.
Если проектирование ведется для существующих или уже воз-
веденных помещений, то величину Ло и ао следует определять экс-
периментально путем измерения времени реверберации То и пос-
ледующего вычисления Ло и ао по формулам:
Ло = О,16-^-;
1 о
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки следует
(Производить в соответствии с результатами предварительного
расчета. При этом возможны два способа расчета в зависимости
от функционального назначения акустической обработки поме-
щения.
Для помещений общественного и производственного назначе-
ния с распределенными или перемещающимися источниками шу-
ма (машинописные бюро, лаборатории, предприятия торговли и
общественного питания и др.), где применение акустической об-
лицовки вызвано необходимостью создания акустического ком-
форта, а эффективность ее применения определяется не только
снижением уровня шума, но и фактором субъективного воздейст-
вия, расчет следует производить по известному (заданному) ус-
редненному спектру шума в проектируемом или существующем
помещении.
В помещениях с локализованными источниками шума (глав-
ным образом промышленного назначения) и известным техноло-
гическим оборудованием с заданными шумовыми характеристика-
ми, где акустическая обработка поверхностей является одним из
целого комплекса мероприятий по снижению шума, расчет сле-
дует производить по заданной величине требуемого снижения
уровня шума А£Треб за счет звукопоглощающей облицовки, оп-
ределяемого полным акустическим расчетом (см. гл. VI).
При известном (заданном) распределении уровней шума по
спектру (с максимумом шума в низкочастотной, среднечастотной
или высокочастотной полосе частот) расчет и последующий выбор
звукопоглотителя ведется так, чтобы получить максимально воз-
можное снижение уровня шума. С этой целью по графику L(f)
распределения уровней шума в нормируемом диапазоне частот
выявляется полоса частот, в которой наблюдается максимум шу-
ма. Если такового не обнаружено, то шум считается широкопо-
лосным.
Сравнивая график L(f) с ходом изменения частотной харак-
теристики реверберационного коэффициента звукопоглощения
a (f) по табл. 27, выбирают конструкцию звукопоглотителя такой,
чтобы максимум функций L(f) совпадал по частоте с максиму-
мом функции a (f). В случае широкополосного шума величина
« (f) должна выбираться по возможности одинаково высокой во
всем диапазоне частот.
Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на
потолке помещения, а в некоторых случаях и на верхних частях
стен. Для достижения максимального поглощения рекомендуется
облицовывать не менее 60% общей площади ограничивающих по-
мещение поверхностей. При высоте помещения больше 6 м целесо-
образно предусматривать устройство подвесного потолка так,
чтобы звукопоглощающая облицовка находилась на возможно ми-
нимальном удалении от источника шума.
Если стены помещения или перекрытие запроектированы све-
топрозрачными и площадь свободных поверхностей недостаточна
для размещения плоской звукопоглощающей облицовки, рекомен-
дуется применять штучные поглотители различных конструкций,
как самостоятельные, так и для акустической отделки помеще-
ний. Параметры штучных поглотителей и расстояния между их
центрами определяются по табл. 27.
Величина суммарного добавочного поглощения, вносимого кон-
струкцией звукопоглощающей облицовки и штучными поглотите-
лями, определяется по формуле
Д А = а 5обл-|-
п
где а — реверберационный коэффициент звукопоглощения
конструкции;
S обл — площадь этой конструкции в мг;
А шт — эквивалентная площадь поглощения штучного погло-
тителя.
После внесения дополнительного поглощения А А общая экви-
валентная площадь поглощения в акустически обработанном по-
мещении определяется так:
А -|- S ~ Ад -(• А А,
где си — средний коэффициент звукопоглощения акустически об-
работанного помещения;
S — общая площадьвсех ограничивающих помещение поверх-
ностей.
Величина снижения уровня шума в результате акустической
обработки помещения в общественных зданиях и зоне отраженно-
го поля в производственных помещениях определяется по форму-
ле
AL = 101g (1 + (50)
\ ^0 /
На рабочих местах производственных помещений, где вместе
с отраженным звуком наблюдается и прямой, приходящий $ эти
точки непосредственно от различных источников шума, величина
снижения уровня шума ДА только за счет акустической облицов-
ки оказывается существенно меньшей, чем это следует из расче-
тов по формуле (50). В этом случае расчет величины снижения
уровня шума ДА следует проводить по формуле
Д£= 101g
/=1
0,1 LP(
10
si~
0,1 L
Si
т
л 0,1 L
4 2 10 '•
Z=1
Bo
n 0,1 L
« 2 10 '
Z=1
Bj
где Lp —уровень звуковой мощности, излучаемой источни-
ком шума, в дб;
— площадь воображаемой поверхности в м2, окружа-
ющей источник шума и проходящей через расчет-
ную точку (для небольших источников, у которых
максимальный размер /макс удовлетворяет соот-
ношению — /Макс<Г/ , Sz = 2кГ1 ;
г/ — расстояние от акустического центра источника до
расчетной точки, в м;
т — количество источников шума, расположенных
вблизи от расчетной точки (источников, для кото-
рых
'мин, гДе гмин—расстояние от расчетной
точки до акустического центра ближайшего источ-
ника);
п — общее количество источников шума в помещении;
Bq и В — постоянные помещения соответственно до и после
его акустической обработки, определяемые соот-
ношениями
° 1—а0 1—а
В тех случаях, когда акустическая облицовка помещений три
меняется в сочетании с другими способами борьбы с шумом (кожу-
хи, экраны, выгородки), на рабочих местах производственных по-
мещений достигаются величины снижения уровня шума Л£, опре-
деляемые формулой (50).
Для расчета дополнительного поглощения ДАтреб и выбора
конструкции звукопоглотители по заданному
шума ДАтреб необходимые
мероприятия выбираются да*1 I 111 ЦП.....
снижению уровня
по результатам акустиче-
ского расчета, проведен-
ного методами, изложен-
ными в главе VI. В ре-
зультате проведенного
расчета определяется ве-
личина Д£тРеб — величина
требуемого снижения шу-
ма за счет акустической
обработки помещения.
Для каждой из восьми
октавных полос рассчиты-
вается величина требуе-
мого дополнительного по-
глощения ДАтреб по за-
данной функции ДАтреб
(/); величина ДАтРеб
вычисляется по формуле
AL
15
ю
== д(10°’1Л£треб-1).
Величина Ао—эквива-
лентная площадь погло-
щения акустически необ-
работанного помещения.
Дополнительное по-
глощение ДАтреб можно
определять и по графику
рис. 73. С этой целью пос-
ле вычисления величины
Ао из точки на оси абсцисс,
'0,0
юг
IO7
1<Г
Ао,м1’
Рис. 73. График для определения дополни-
тельного поглощения А по заданной вели-
чине требуемого снижения уровня шума
Д4треб
7F
соответствующей определенному Ао,
восстанавливается перпендикуляр до пересечения с наклонной
прямой с параметром, равным величине требуемого снижения уров-
ня шума Д£Треб. Координата точки пересечения на оси ординат
соответствует ДАтреб.
Строится график функции А(/)треб • По виду графика подби-
раются вид характеристики a(f) и соответствующая ей конструк-
ция облицовки по табл. 27 так, чтобы максимум функций A4(f) треб
и a(f) находился приблизительно в области одних и тех же час-
тот.
Площадь звукопоглощающей облицовки So6jI определяется
но формуле
е —
обл «окт ’
'где «окт—реверберационный коэффициент звукопоглощения выб-
ранной конструкции облицовки в данной октавной по-
лосе частот.
Для каждой октавной полосы частот площади 50бл могут ока-
заться различными, и площадь облицовки 50бл следует при-
нимать равной максимальной вычисленной величине площади.
Если полученная в результате расчета 50бл окажется боль-
ше той, которую возможно осуществить в данном помещении, то
.Зобл принимается максимально возможной и дополнительно ис-
пользуются штучные поглотители, количество которых определя-
ется по формуле
_А 4Треб «окт ^обл.макс
Аит.окт
где 4Шт.окт — эквивалентная площадь поглощения выбранного
штучного звукопоглотителя в данной октавной поло-
се частот в м2.
Величина п выбирается наибольшей из полученных для каж-
дой октавной полосы.
3. Зарубежный опыт применения
звукопоглощающих облицовок и их крепление
О широком распространении за рубежом звукопоглощающих
облицовок в промышленных и общественных зданиях свидетельст-
вует тот факт, что специальным производством звукопоглощающих
материалов и конструкций за рубежом занимается большое число
фирм. Так, в США производством звукопоглощающих материалов
и конструкций, узлов и деталей крепления к ним занято более
25 фирм. Столь же широко развита промышленность звукопогло-
щающих материалов и конструкций в Англии, Швеции, Голландии.
Франции, ФРГ, ГДР, Польше, Чехословакии и др.
Учитывая, что в нашей стране еще не налажен широкий про-
мышленный выпуск звукопоглощающих материалов и конструкций,
целесообразно рассмотреть зарубежный опыт в этой области.
В 1967 г. в ФРГ во время работы конгресса «Борьба с шумом»
была организована выставка «Практика борьбы с шумом». Были
представлены стенды 37 фирм, выпускающих оборудование, мате-
170
риалы и конструкции, используемые при решении вопросов борь-
бы с шумом. Наиболее широко были представлены звукопоглоща-
ющие материалы и конструкции двумя фирмами.
Так, среди экспонатов фирмы «Грюнцвейг и Хартман» имелись
различные звукопоглощающие влиты для облицовок помещений
общественных и промышленных зданий. Наиболее широко выпу-
скаются этой фирмой минераловатные силановые плиты размером
500X500 или 625X625 мм и толщиной 20 мм. Вес плит 3,4 кг/м2.
Плиты отличаются между собой внешней отделкой и пористостью.
Крепление плит может осуществляться с помощью подвесок непо-
средственно на потолках с воздушным зазором.
Фирмой выпускаются также гипсовые перфорированные плиты
с заполнением матами из силана.
Рис. 74. Способы крепления звукопоглощающих потолков
а —первый способ: / — несущий элемент; 2 — металлическая плита; 3— сила-
новая звукопоглощающая плита; 4 — поокладка из стекловолокна; 5 — запор-
ный элемент; б —второй способ: / — несущая балка; 2 —несущая пластина;
3 —видимая пластина; 4 — силановая звукопоглощающая плита; 5 — пластина
распределителя; б —запорный элемент; в —крепление металлических планок;
г — крепление элементов сот
В промышленных зданиях преимущественно применяются зву-
копоглощающие металлические кассеты с заполнением силановы-
ми матами. Кассеты имеют процент перфорации 13. Коэффици-
ент звукопоглощения таких плит на средних и высоких частотах
равен 0,8. Размер кассет принимается 500X500 или 625X625 мм, а
вес составляет 5 кг/м2.
Для .поглощения шума низких и средних частот фирмой выпус-
каются детали щелевых звукопоглотителей, представляющих собой
металлические легкие планки шириной 50 мм с помещаемыми за
ними силановыми плитами толщиной 30 мм и более. Планки могут
•быть сплошные и перфорированные. Коэффициент звукопоглоще-
ния на средних частотах достигает 0,8, вес планок 5 кг!м2.
Выпускаются также гипсовые перфорированные плиты ~~ {типа
•отечественной сухой штукатурки) с различным (видом перфорации
в сочетании с силановыми
Рис. 75. Схема крепления алюминиевых
планок
1 — алюминиевая планка; 2 — несущий элемент;
.3 — регулятор; 4 — вертикальная подвеска; 5 —
брусок
плитами.
Для очень большого по-
глощения звука в помеще-
ниях фирмой «Грюнцвейг и
Хартман» выпускаются кон-
струкции сотовых потолков.
Эти конструкции наиболее
эффективны в помещениях,
имеющих большую пло-
щадь. Соты выполняются из
силановых пластин или гип-
совых плит с заполнителем
из силана. Размеры пла-
стин: высота 200 лслс, длина
от 480 до 1230 мм, толщина
18 мм. Коэффициент звуко-
поглощения таких плит вы-
сок в широкой области час-
тот. Заслуживают внимания способы крепежа звукопоглощающих
потолков, разработанные этой фирмой (рис 74).
Многочисленные звукопоглощающие конструкции были пред-
ставлены фирмой «Рейнхолд и Мала». Большая часть продукции
аналогична выпускаемой фирмой «Грюнцвейг и Хартман», за иск-
лючением того, что в качестве звукопоглощающего материала час-
то применяются вместо минераловатных матов стекловолокнистые
плиты и маты. Заслуживают внимания выпускаемые фирмой алю-
миниевые перфорированные планки с 22% перфорации. Без волок-
нистых заполнителей они применяются в вентилируемых потолках.
Там, где этой необходимости нет, планки заполняются минерало-
ватными плитами. В зависимости от толщины заполнителя и рас-
стояния планок от потолка коэффициент звукопоглощения таких
конструкций колеблется от 0,4 до 0,8 на низких частотах и от 0,6 до
1 на высоких. На рис. 75 приводится схема устройства звукопогло-
щающих потолков из таких плит.
Главах
ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДЕНИЙ1
1. Основные закономерности звукоизоляции ограждений
от воздушного звука
Снижение шума, распространяющегося по воздуху (воздушный
звук), может быть осуществлено наиболее радикально путем усг-
ройства на пути его распространения звукоизолирующих преград в
виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирую-
щих кожухов, кабин, выгородок, и т. д. Сущность звукоизоляции
ограждения состоит в том, что 'большая часть падающей '.на нее
1
звуковой энергии отражается и лишь незначительная часть ее
и менее) (проникает через ограждение.
Звукоизоляционные качества какого-либо ограждения от воз-
душного звука определяются коэффициентом звукопроницаемо-
сти— отношением звуковой мощности, прошедшей через огражде-
ние, к величине звуковой мощности, падающей на него:
Т = Р"Р — рпр
Р п2 ’
паД Рпад
где т— коэффициент звукопроницаемости;
Рпр и Рпад—соответственно прошедшая и падающая звуко-
вая мощность;
Рпр и Рпад—соответственно звуковые давления в прошедшей
и падающей звуковых волнах.
Величина P=101g~ называется звукоизолирующей способ-
ностью ограждения от воздушного звука.
Предполагается, что все перечисленные величины справедли-
вы при диффузном звуковом поле (падении звуковых волн под
любыми углами на данное ограждение) и отсутствии косвенных пу-
тей распространения звука.
Практически звукоизолирующая способность от воздушного
шума данного ограждения R или R' (штрих означает, что, кроме
непосредственной передачи звука через ограждение, разделяющее
два «помещения, (происходит еще косвенная передача звука через
прилегающие ограждения) определяется по формуле.
/? = £х —£24-10 1g 4 дб,
А
1 В главе не рассматриваются вопросы звукоизоляции междуэтажных пере-
крытий от ударного шума, так как они имеют частное значение только для жч-
лых и общественных зданий и, кроме того, подробно изложены в работах [7, 14,
17, 43].
где Lx—средний уровень звукового давления в помещении с ис-
точником звука в дб\
L2 — то же, в изолируемом помещении в дб-
S — площадь ограждения, разделяющего помещение с источ-
ником звука и изолируемое помещение, в л2;
А — общее звукопоглощение изолируемого помещения, в м2.
С точки зрения строительной акустики ограждающие конструк-
ции могут быть подразделены на однослойные, колебающиеся как
одно целое, и многослойные, способные колебаться с разными для
каждого слоя амплитудами.
Акустически однородные однослойные ограждения могут со-
Диапазон 1 Диапазон И Диапазон Ш.
частота 6 гц
Рис. 76. Частотные диапазоны звукоизоляции
от воздушного звука однослойных ограждений
.......малое затухание;----среднее затухание;
--------------- большее затухание
стоять из однородного
<стр оител ь'ного м атери а л а
или нескольких слоев раз-
личных, но по своим тех-
нике - акустически м сво й-
ствам родственных строи-
тельных материалов, пол-
ностью связанных между
собой по всей поверхно-
сти (например, слой ка-
менной кладки и слой
штукатурки), а также
имеющие небольшие пу-
стоты.
Многослойные ограж-
дения состоят из слоев, не
имеющих друг с другом
жесткой связи; между
слоями могут располагаться воздушный промежуток или мягкие
изоляционные слои.
У однослойных ограждений колебательные скорости на обеих
поверхностях равны. Это условие обычно удовлетворяется, если их
толщина меньше 1/в длины волны изгиба Лв в ограждении при рас-
сматриваемой частоте. В частотной характеристике звукоизоляции
однослойных ограждений можно выделить три различных диапазо-
на (рис. 76).
Звукоизоляция в первом частотном диапазоне определяется
жесткостью ограждения и резонансными явлениями. В этом частот-
ном диапазоне звукоизоляция не поддается расчету. Однако у боль-
шинства однослойных ограждений собственная частота колебаний
лежит ниже интересующего нас частотного диапазона (ниже
50 гц). Выше дву-трехкратной величины низшей резонансной ча-
стоты (второй диапазон) звукоизоляция обычно определяется мас-
сой панели, и ограждение можно рассматривать состоящим из
большого количества отдельных масс, колеблющихся независимо
одна от другой. В этом частотном диапазоне звукоизолирующая
способность ограждения определяется с учетом беспорядочного па-
дения звуковых волн по так называемому закону массы [36]:
Г / (0 Mq \"|2
/? = 101g|l + ) —5 = 20 lg/nf —47,5 дб, (51)
L \ * Р с U
vjifi (о — круговая частота звука;
Ms—масса единицы площади панели;
т — вес панели в ке/л«2;
рс — произведение плотности воздуха на скорость звука в
воздухе;
f—частота звука, в гц.
График зависимости
звукоизолирующей спо-
собности в функции про-
изведения веса огражде-
ния на частоту звука при-
веден на рис. 77.
Из уравнения (51) и
рис. 77 следует два очень
важных вывода. Во-пер-
вых, звукоизолирующая
способность ограждений
тем лучше, чем они тяже-
лее. За исключением
крайних случаев очень
легких ограждений и низ-
ких частот, увеличе-
ние веса в два раза при-
водит к повышению зву-
коизоляции да 6 дб. Во-
вторых, звукоизолирую-
щая способность ограж-
дений всегда возрастает
т£кг/мг гц
Рис. 77. Звукоизоляция однослойного огражде-
ния по закону массы. Справедливо при часто-
тах f<-f кр
с увеличением частоты —
звукоизоляция возрастает на 6 дб на каждую октаву, т. е. при каж-
дом удвоении частоты.
В следующем, третьем частотном диапазоне на частотах f>
>0,5 Др звукоизолирующая способность зависит не только от
массы, но и от жесткости конструкции.
При наклонном падении плоских звуковых волн падающая под
углом волна передает свою энергию ограждению и вызывает в
нем бегущую волну изгиба ограждения. При определенных услови-
ях длина изгибной волны в преграде Л может оказаться равной
X
проекции длины падающей звуковой волны ’1пд-. В результате та-
кого совпадения амплитуда волн изгиба значительно возрастает, и
при отсутствии потерь на трение наступает полная передача звуко-
вой энергии по другую сторону ограждения. Это явление получило
название эффекта 1вол'нового совпадения. Схема возбуждения из-
гибных колебаний и условие возникновения волнового совпадения
показаны на рис. 78. Явление совпадения может возникнуть лишь
4
5
Рис. 78. Схема возникновения
эффекта волнового совпадения
/ — падающая волна; 2 — отражен-
ная волна: 3 — прошедшая волна;
4 — направление изгибной волны;
5 — колеблющаяся панель
в случаях, когда длина звуковой 'вол-
ны в воздухе меньше или равна длине
волны изгиба в пластине.
Ухудшение звукоизоляции ограж-
дения из-за эффекта волнового совпа-
дения происходит в определенной (для
данного ограждения) области частот,
начиная с некоторого значения часто-
ты, называемой критической. Выраже-
ние для критической частоты при диф-
фузном падении звуковых волн
имеет вид
20 000
^р = ~г
где Е — динамический модуль упругости в кГ/см2',
h — толщина преграды в см;
р—плотность материала в кГ]м3.
В области эффекта совпадения снижение звукоизоляции состав-
ляет 10—20 дб, а сама область пониженной звукоизоляции, распо-
лагаясь выше критической частоты /кр , занимает интервал час-
тот примерно в одну октаву.
Номограмма для определения критической частоты ограждений
из различных материалов толщиной h в мм показана на рис. 79.
Рассмотрение номограммы позволяет сделать важмый вывод
для правильного акустического проектирования ограждений. Для
повышения звукоизоляции преграды следует передвигать крити-
ческую частоту за пределы нормируемой области частот. Это озна-
чает, что при тонких плитах (/кр >1000 гц) целесообразно повы-
шать граничную частоту, например, путем уменьшения жесткости
ПЛ'ИТЫ.
В случаях толстых ограждений ( /кр<200 гц) в некоторых слу-
чаях следует увеличивать их жесткость. Этого можно достигнуть
либо увеличением жесткости пластины при постоянной массе, либо
увеличением массы при (постоянной жесткости, как впервые это
было предложено Кремером [39].
Уменьшение жесткости достигается, например, путем создания
прорезей в ограждении в двух взаимно перпендикулярных направ-
лениях, а увеличение массы достигается путем прикрепления к
ограждению отдельных масс (рис. 80).
Можно в некоторых случаях добиться, чтобы такие ограждения
,в нормируемом диапазоне частот подчинялись закону массы.
Рис. 79. Номограмма для определения крити-
ческой частоты
/ — 'резина; 2—пробка; 3 —свинец; 4— гипс; 5 —
плексиглас; 6 — бетон; 7 — чугун, дуб; 8—алюми-
ний, сталь
Рис. 80. Пластины, обладающие небольшой же-
сткостью на изгиб, но большим несом единицы
площади. Уменьшение жесткости достигается
а — вырезанием канавок; б — прикреплением маос
Для частот f> fKp звукоизоляция однослойного ограждения
может быть рассчитана по формуле [39]
R = 20 1g + 30 1g _L -I- 10 1g 7] —з,
Pc /кр
где /кр— критическая частота волнового совпадения в гц;
f— текущая частота, в гц;
Ms=ph — масса единицы площади ограждения;
ц— коэффициент потерь.
При частотах выше критической существенное значение имеет
величина внутреннего трения в материале ограждения. При повы-
шении величины коэффициента внутреннего трения в два раза зву-
коизоляция увеличивается на 3 дб.
Все большее применение находят слоистые и многослойные кон-
струкции ограждений. Во многих случаях их звукоизоляция бывает
значительно более высокой, чем звукоизоляция однослойных ог-
раждений того же веса.
В настоящее время достаточно хорошо изучено лишь качест-
венное влияние различных факторов на звукоизоляцию двойного
ограждения, количественная же оценка звукоизоляционных качеств
двойных ограждений может быть осуществлена весьма ориентиро-
вочно.
Установлено, что звукоизоляционные качества двойного ограж-
дения зависят от массы панелей, составляющих двойное ограж-
дение, соотношения их жесткостей, толщины воздушного проме-
жутка или слоя материала с малым динамическим модулем упру-
гости, критической частоты волнового совпадения каждой панели,
составляющей двойное ограждение, резонанса всей конструкции
«масса первой плиты — упругая связь — масса второй плиты», ха-
рактера связи панелей между собой по контуру.
Рассмотрим влияние некоторых из этих факторов на звукоизо-
ляцию двойных ограждений.
Двойная стена на низких частотах представляет собой колеба-
тельную систему «масса первой плиты — упругая связь (воздух
или материал с малым динамическим модулем упругости) — мас-
са второй плиты».
Частота собственных колебаний fo такой системы равна:
fo = — 1/ .$( —+ —) гц,
2 У \ mi /
где S— динамическая жесткость среднего слоя в кГ1м\
т.\ и т2 — поверхностные веса первой и второй плит в кг/м2.
При этой частоте возникает значительное прохождение звука.
Поэтому двойные ограждения необходимо проектировать так, что-
бы частота собственных колебаний лежала ниже интересующего
частотного диапазона (для жилых зданий ниже 100 гц).
Отсюда для двойных ограждений в жилых зданиях, состоящих
из примерно одинаковых плит, необходимо, чтобы выполнялось
условие
та > 100 кг-см/м2,
т2— поверхностный вес более легкого слоя.
а — толщина среднего слоя в см (воздушного промежутка).
Для двойных ограждений, состоящих из плит с сильно отлича-
ющимся весом, необходимо
//is а >50 кг-см/м2,
где т2— поверхностный вес более легкого слоя.
При прохождении звуковых волн через двойное ограждение с
воздушным промежутком образуются стоячие звуковые волны, ко-
торые являются жесткими связями между двумя панелями. Уст-
ранить (вернее, ослабить) это явление возможно путем заполнения
воздушного промежутка звукопоглощающими материалами, на-
пример матами из волокнистых материалов. Они наиболее эффек-
тивны для тонких перегородок и больших воздушных промежутков.
Во избежание сильного снижения звукоизоляции в результате
эффекта волнового совпадения целесообразно применять двойные
ограждения, которые состоят из панелей, имеющих одинаковый
•вес, по различную жесткость при изгибе (отличающуюся в 6—
7 раз).
Если предположить, что панели двойного ограждения не связа-
ны между собой по контуру, то на частотах ниже частоты собст-
венных колебаний fi первой плиты (с меньшей цилиндрической
жесткостью при изгибе), лежащей на упругом слое с динамичес-
кой жесткостью S, звукоизоляция двойного ограждения определяет-
ся его массой и его звукоизоляция равна звукоизоляции однослой-
ного ограждения того же веса.
Собственная частота Л определяется по формуле
Л = 500 /т,
где S — динамическая жесткость среднего слоя в кГ/м2-,
т — поверхностный вес плиты с меньшей жесткостью в кг/лг2.
На частотах выше fi наблюдается быстрый рост дополнительной
звукоизоляции (12 дб на октаву), который, однако, замедляется до
6 дб на октаву, когда длина продольной волны X в промежуточном
слое становится меньше шестикратной толщины промежутка.
Однако в практических условиях большинство конструкций
двойных ограждений (за исключением перекрытий с плавающими
полами) имеет жесткую связь между составляющими панелями по
контуру.
При наличии жесткой связи по контуру на частотах f>f кр воз-
никает значительная передача звука за счет перехода продольных
и изгибных волн из одной панели в другую и на этих частотахпро-
исходит значительное снижение звукоизоляции.
Казалось бы, что в принципе для двойных ограждений можно
было бы получить очень высокую звукоизоляцию ограждений (до
70—80 дб). Однако за счет косвенных путей распространения зву-
ка в многоэтажных зданиях (через примыкающие к данному ог-
раждению другие ограждения) бывает трудно получить среднюю
звукоизоляцию, превышающую 50—60 дб.
Уменьшение косвенной передачи звука достигается путем огра-
ничения распространения изгибных волн по конструкциям, для че-
го применяется устройство упругих прокладок или в случае воз-
можности полное нарушение контакта между конструкциями.
Малая жесткость однослойного ограждения, желательная по
соображениям акустики, противоречит требованиям достаточно
большой прочности ограждения и его статической жесткости. В
то же время для статики не важно, какой жесткостью обладает
ограждение на частотах выше 100 гц (на частотах нормируемого
диапазона частот). В принципе можно запроектировать слоистое
ограждение, обладающее достаточной статической жесткостью при
малой динамической жесткости [44].
Таким ограждением является трехслойная панель, состоящая из
Рис. 81. Кривизна двойной пластины с промежуточным слоем,
вызванная
а —изгибом; б —сдвигам материала среднего слоя
двух внешних слоев с высоким модулем упругости (например, ме-
таллических тонких листов), и внутреннего слоя, состоящего из
материала малосжимаемого, но податливого на сдвиг.
Изгиб такой пластины может происходить двумя способами
[43]. Панель (рис. 81) можно согнуть обычным образом так, что-
бы внешний .слой растягивался, а внутренний сжимался, или так,
чтобы оба внешних слоя сохранили свою первоначальную длину,
а материал среднего слоя имел деформацию сдвига. Во втором слу-
чае плоскости сечения, которые до изгиба были параллельны, ос-
таются параллельными друг другу и после изгиба, а в первом слу-
чае они наклонены друг к другу под определенным углом.
Достаточно очевидно, что изгиб по схеме (рис. 81,а) происхо-
дит в том случае, когда пластина (изгибается на большой длине к
одну и ту же сторону.
Тогда сдвигающие усилия, передаваемые средним слоем, до-
статочны для того, чтобы обеспечить растяжение или сжатие внеш-
них слоев. Если же пластину изгибать только на небольшом отрез-
ке в одном направлении, то произойдет деформация сдвига (рис.
Таким образом, можно ожидать, что при низких частотах и
больших длинах волн будет происходить изгиб пластин, а при вы-
соких частотах и малых длинах волн — деформация сдвига. Пос-
кольку скорость распространения волн сдвига не возрастает про-
порционально корню квадратному из частоты, как в случае изгиб-
пых волн, а остается постоянной, можно ожидать, что с возраста-
нием частоты скорость изгибных волн в такой пластине сначала
увеличивается, а затем, начиная с определенного предела, остается
постоянной.
Следовательно, если подобрать средний слой с такими свойст-
вами, при которых скорость волн сдвига значительно меньше ско-
рости звука в воздухе, то можно избежать снижения звукоизоляции
за счет эффекта волнового совпадения, не снижая при этом стати-
ческую жесткость ограждения.
При проектировании таких ограждений достаточно трудно вы-
полнить условие несминаемости среднего слоя. Правда, в настоя-
щее время имеются некоторые виды пластмасс и материалов типа
резины, удовлетворяющих необходимым требованиям.
При применении в качестве среднего слоя пористых материалов*,
типа волокнистых плит или пенопластов во многих случаях в ре-
зультате большой сминаемости среднего слоя возникает значи-
тельное ухудшение звукоизоляции за счет поперечных колебаний.
В таких конструкциях частота собственных поперечных колебаний
чаще всего лежит в нормируемом диапазоне частот. Однако для
уменьшения сжимаемости волокнистых материалов можно исполь-
зовать их анизотропность. Если волокна расположить перпендику-
лярно поверхности внешних пластин, то сжимаемость уменьшится,
а жесткость при сдвиге не изменится.
2. Приближенные методы расчета звукоизоляции
от воздушного шума
Расчет звукоизоляции от воздушного шума однослойных ограж-
дающих конструкций, выполненных из бетона, железобетона, кир-
пича и дерева, проводится в следующем порядке [7, 36] (без учета
косвенных путей распространения звука, имеющих место в зда-
ниях) :
а) определяется вес 1 м2 ограждения т в кг;
б) проводятся две взаимно перпендикулярные оси координат.
По оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются час-
тоты f в гц. Каждое удвоение частоты (октава) наносится через
равные отрезки. При делении отрезка на три равные части полу-
чаются средние значения частот в третьоктавных полосах. По оси
ординат откладываются величины звукоизолирующей способности
ограждения 7? в дб;
Рис. 82. Построение графика частотной ха-
рактеристики звукоизоляции однослойного
ограждения
в) строится частотная характеристика звукоизолирующей спо-
собности R ограждения, состоящая из четырех прямолинейных
участков АВ, ВС, CD, DE (рис. 82). Для этого по данным табл. 28
в зависимости от материала и веса 1 м2 ограждения т находятся
значения Rb и Rc и также соответствующие им частоты /в fc, по
.которым определяются положения точек В и С. Через точки В и С
проводится горизонтальный отрезок ВС;
г) из точки В влево вниз откладывается прямая ВА с накло-
ном 6 дб на октаву;
Таблица 28
Материал ограждения Звукоизолиру- ющая способность в дб Частоты в гц
fB fc
Бетон, железобетон 38 19 000 т 85 000 т
Гипсобетон . 37 17 000 т 95 000 т
Кирпич 37 17 000 т 77 000 т
Дерево (сосна) 25 4200 т 20 0Q0 т
д) из точки С вправо вверх проводится прямая CD с наклоном»
10 дб на одну октаву до точки Д;
е) из точки D «право вверх проводится прямая DE с наклоном
6 дб на каждую оставшуюся октаву.
Расчет звукоизоляции от воздушного шума стального ограж-
дения производится в зависимости от его толщины h в см в следу-
ющем порядке:
а) проводятся две взаимно перпендикулярные оси координат.
По оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются ча-
стоты, по оси ординат — значения звукоизолирующей способнос-
ти /?;
Рис. 83. График определения Rb, Rc, Rd, fa,
fcи fo для построения частотной характе-
ристики звукоизолирующей способности сталь-
ного ограждения
б) строится частотная характеристика звукоизоляции огражде-
ния, состоящая из четырех прямолинейных участков АБ, ВС, CD,
DE. Для этого по данным графика рис. 83 находятся значения /?в т
800 1300
Rc и Rd и соответствующие им частоты /в >с = “я”» iD
2600
= -у-.Точки В, С и D соединяются прямыми;
в) из точки В влево вниз откладывается прямая АВ с наклоном
4 дб на октаву;
г) из точки D вправо вверх проводится прямая DE с наклоном
6 дб на каждую октаву.
3. Практические рекомендации
по звукоизоляции ограждений
Как было показано выше, звукоизоляция однослойных ограж-
дений зависит от их веса, вида материала, жесткости ограждения*
краевых условий и наличия косвенных путей распространения шу-
ма.
На рис. 84 показана кривая средней звукоизолирующей спо-
собности ограждений от воздушного шума в зависимости от веса
ограждений. Можно видеть большой разброс величины звукоизо-
ляции, зависящей от перечисленных факторов.
Аналогичный график для
средних показателей звуко-
изоляции приведен на рис.
Рис. 84. Средняя звукоизолирующая спо-
собность однослойных стен от воздушного
звука в зависимости от веса стены
Рис. 85. Показатель звукоизоляции од-
нослойных стен и перекрытий от воздуш-
ного звука, измеренный при наличии
обычно существующих в строительных
конструкциях косвенных путей распро-
странения звука в зависимости от веса
единицы их площади
85 [53]. ,
Для повышения звуко-
изоляции легких огражде-
ний целесообразно умень-
шить их жесткость на изгиб
и тем самым повысить кри-
тическую частоту волнового
совпадения. В тяжелых ог-
раждениях, наоборот, вы-
годно увеличить их жест-
кость на изгиб и тем самым
снизить критическую часто-
ту волнового совпадения.
Важным для звукоизоля-
ции однослойных огражде-
ний является способ задел-
ки ограждений по контуру.
Жесткая заделка при при-
мыкании к тяжелым элемен-
там конструкций зданий,
как правило, повышает зву-
коизоляцию ограждения.
На рис. 86 показаны из-
мерения (проведенные Гезе-
ле) частотных характери-
стик звукоизоляции кирпич-
ной стены при двух различ-
ных условиях примыкания
стены по контуру.
В то же время необходи-
мо отметить, что в натур-
ных условиях большое зна-
чение имеет косвенная пере-
дача звука через элементы
примыкающих ограждений. Если эти элементы имеют малый вес,
то ухудшение звукоизоляции за счет косвенной передачи звука до-
стигает 5—10 дб и более.
Существенное влияние на звукоизоляцию ограждений оказыв?-
еи передача звука через различные сквозные поры, неплотности и
•отверстия. Ухудшение звукоизоляции за их счет может составлять
до 10—20 дб, в особенности на высоких частотах. Поэтому бетон-
ные, гипсобетонные, керамзитобетонные и другие перегородки
должны устанавливаться на несущую конструкцию по слою раство-
ра.
При проектировании мест сопряжений перегородок друг с дру-
гом, со стенами и каркасом здания необходимо предусматривать
возможность плотной заделки мест сопряжений. В стыках должен
оставляться вертикальный зазор ши-
риной 15—20 мм, заполняемый раство-
ром на всю глубину конструкции.
Заделка стыков возможна специаль-
ными герметиками (мастичные, тио-
коловые, гернит и др.) или конопат-
кой с последующими заполнением
стыка раствором на глубину 20—
30 мм. Когда представляется возмож-
ным, целесообразно перегородки
заводить в толщу примыкающих стен,
для чего в последних устраиваются
штрабы.
Места сопряжений панелей пере-
крытий друг с другом, а также со
стенами и перегородками должны
плотно заделываться цементным ра-
створом. При укладке панелей пере-
крытий на ригели и балки рекоменду-
ется между гранями панелей остав-
лять зазор шириной не менее 20 мм,
заполняемый на всю высоту раство-
ром. Панели перекрытий рекомендует-
ся заводить в толщу стен, к которым
они примыкают.
Для повышения звукоизоляции
Рис. 86. Звукоизоляция от воз-
душного звука оштукатуренной
с двух сторон стены из сплош-
ного кирпича толщиной 25 см.
Измерено на испытательном
стенде, не имеющем косвенных
путей распространения звука,
при различных условиях за-
крепления по контуру
1 — перегородка жестко закрепле-
на; 2 — перегородка упруго оперта
стен и перегородок (при заданном их весе) или уменьшения их ве-
са без ухудшения звукоизолирующих свойств рекомендуется, ког-
да это технически целесообразно, применять слоистые конструкции
с прокладкой из упругих материалов или раздельные — двойные с
воздушным (Промежутком без жесткой связи между элементами
ограждения.
Стенки двойных перегородок с воздушным промежутком выпол-
няются из несгораемых материалов (из тонкостенных железобетон-
ных панелей, гипсобетонных плит и т. п.). Толщина воздушного
промежутка при этом должна быть не меньше 5—6 см.
Наилучшими звукоизолирующими качествами обладают ограж-
дения, составляющие элементы (стенки) которых при одинаковых
весах имеют различные жесткости при изгибе. Наиболее целесооб-
разно, чтобы жесткость при изгибе одной стенки отличалась от
жесткости при изгибе другой стенки в 6—7 раз.
В двухслойных стенах со сплошным воздушным промежутком
толщиной не менее 6 см, применяемых в качестве межквартирных
в жилых зданиях, для обеспечения показателя звукоизоляции
£в = 0 дб общий вес 1 jm2 стены должен быть: из тяжелого бе-
Рис. 87. Облегченные конструкции пере-
городок, обеспечивающие показатель
звукоизоляции от воздушного звука
Ев> 0 дб
1 — стена весом 100 к,г!м.2\ 2 — древесностру-
жечная плита; 3— мат или плита из эффек-
тивного звукоизоляционного материала с ди-
намической жесткостью £'<3 кГ!см\ 4— гип-
совая сухая штукатурка или древесноволок-
нистая плита; 5 — стена весом >• 60 кг/л*.2;
6— воздушный промежуток; 7 —легкие стро-
ительные плиты (например, древесностружеч-
ные) весом 10 кг1м2\ 8 — деревянные бруски;
9— мокрая штукатурка
тона — не менее 270 кг, из
гипсобетона с легким за-
полнителем — не менее
220 кг.
Значительное снижение
веса ограждений достигает-
ся также при применении
двухслойных стен, состоя-
щих из тяжелой стенки и
гибкой обшивки с малой
жесткостью при изгибе.
На рис. 87, а, б, в пока-
заны схемы ряда конструк-
ций, обеспечивающих при
малом весе показатель зву-
коизоляции от воздушного
звука Ев^ 0 дб.
Двойные стены из ма-
териалов с малой жестко-
стью при изгибе также мо-
гут иметь высокий показа-
тель звукоизоляции Е
0 дб при весьма малом
весе (рис. 87, г, д, е).
Все сказанное выше о
звукоизоляции однослой-
ных и слоистых перегоро-
док от воздушного шума
также относится и к конст-
рукциям междуэтажных пе-
рекрытий. Однако в боль-
шинстве случаев перекры-
тия (особенно в жилых и
общественных зданиях)
должны одновременно обес-
печивать необходимую зву-
коизоляцию и от ударного
звука.
4. Звукоизоляция окон
и дверей
от воздушного звука
Окна и двери имеют значительно меньшую звукоизоляцию, чем
стены, в которые они встроены. В первую очередь это объясняется
тем, что они обладают «меньшим весом по сравнению с (примыкаю-
щими к ним стенами. Другая причина заключается в том, что окна
и двери являются подвижными элементами, в притворах которых
чаще всего не обеспечивается достаточная герметичность. Как
правило, окно или дверь является составной частью перегородки
или стены, в которых они установлены. Звукоизоляция составной
конструкции, например стены с окном, может быть вычислена по
известным значениям звукоизоляции отдельных частей. Если —
звукоизолирующая способность окна площадью Fi, а R2— стены
площадью F2, в которой установлено окно, то общая звукоизоли-
рующая способность Ro всей площади Fo = F2-f-Fi вычисляется по
формуле
R2-R1
flo = /?a-10 1g 10 -1
Л, \
Для упрощения расчетов служит изображенная на рис. 88 ди-
аграмма, позволяющая по заданным значениям /?2, F2, оп-
Рис. 88. Диаграмма для определения звукоизоляции от
воздушного звука составной стены
R2 —звукоизолирующая способность ограждения с площадью
/г! Rt — то же, Fx; Яо—общая звукоизолирующая способ-
ность всего ограждения с площадью Fo
ределить величину/?2 — /?0, которая представляет собой уменьше-
ние звукоизоляции при наличии окна. Однако с помощью рис. 88
может быть решена и обратная задача, когда по измеренной общей
звукоизоляции стены с окном Ro при известной звукоизолирующей
способности стены J?2 определяют звукоизолирующую способность
окна
Эти расчеты необходимо проводить для каждой частоты. Одна-
ко для ориентировочной оценки достаточно вычислить среднее
значение звукоизолирующей способности.
При необходимости получения высокой звукоизоляции приме-
няются окна с двойными переплетами (аналогично использованию
двойных стен). С точки зрения акустики целесообразно иметь мак-
симально большой воздушный промежуток между переплетами и
тщательное уплотнение оконных переплетов.
Однако использующиеся в настоящее время окна со спаренны-
ми переплетами, состоящих из двух стекол, закрепленных в общем
переплете и связанных по контуру, с акустической точки зрения
нерациональны, так как основной резонанс такой системы насту-
пает при чрезмерно высокой частоте.
Так, звукоизоляция для двойного остекления окна, у которого
стекла толщиной по 4 мм находятся на расстоянии 8 мм друг от
друга, значительно ослаблена в районе резонансной частоты, рав-
ной 300 гц; при более высоких частотах она также ни разу не до-
стигает значений, соответствующих одинарному остеклению равно-
го веса. Если два оконных стекла находятся на большем расстоя-
нии друг от друга, то можно получить значительно лучшую звукои-
золяцию и снизить частоту основного резонанса до 50—70 гц. Для
демпфирования собственных колебаний воздушного промежутка,
которые при высоких частотах могут вызвать ухудшение звукоизо-
ляции на несколько децибел, вдоль всего контура между стеклами
целесообразно устройство звукопоглощающих облицовок.
При особенно высоких требованиях к звукоизоляции, которые
предъявляются, например, к окнам между аппаратными и студия-
ми, или в испытательных стендах, расстояние между стеклами де-
лают как можно большим и обеспечивают высокое поглощение в
пространстве между переплетами. Стекла в отдельных переплетах
встраиваются в различные слои стены, что предотвращает образова-
ние мостиков для распространения структурного звука. Для ослаб-
ления влияния эффекта волнового совпадения толщины стекол выби-
раются различными. В этом случае между двумя соседними поме-
щениями можно получить среднюю разность уровней звука до 50—
55 дб в диапазоне частот 100—3200 гц.
Хорошее уплотнение окон является предпосылкой получения
небольшой звукопроницаемости. Для глухих окон это требование
не является проблемой, так как в них стекла тщательно заделаны
или предусмотрен оконный притвор с хорошими уплотнениями, со-
храняющими свои свойства в течение продолжительного времени.
Однако для обычного жилищного строительства, где применяются
окна с открывающимися переплетами, необходимо принимать спе-
циальные меры, обеспечивающие хорошую герметизацию притво-
ров, например, путем применения специальных уплотняющих про-
кладок.
В последнее время для использования в специальных целях бы-
ли разработаны «звукоизолирующие вентиляционные окна», кото-
рые обеспечивают высокую звукоизоляцию и одновременно позво-
ляют проветривать помещение. У таких конструкций два оконных
стекла, расположенных одно от другого на расстоянии приблизи-
тельно 10 см, вставлены в общий переплет со звукопоглощающей
облицовкой по контуру и имеют хорошее уплотнение; выше и ниже
этого переплета находятся прорези для отводимого и свежего воз-
духа. Эти прорези выполнены в виде глушителей шума и могут за-
крываться откидными крышками или задвижками.
При рассмотрении звукоизолирующей способности дверей также
необходимо отметить два фактора, которые имеют решающее зна-
чение для звукопроницаемости: собственная звукоизоляция полот-
на двери и наличие неплотностей в притворах. Связанные с этим
проблемы в принципе решаются просто, однако требование удобст-
ва пользования дверями, к сожалению, находится в известном про-
тиворечии с акустическими требованиями. Для удобства пользо-
вания дверью полотно ее должно быть легким, а притворы долж-
жны быть такими, чтобы для открывания и закрывания не нужно
было прикладывать значительные усилия. Но высокая звукоизо-
ляция требует, чтобы дверь была как можно тяжелее и имела в
притворах профилиро(ван1ную
уплотняющую прокладку из
упругого материала, которая
неизбежно оказывает опреде-
ленное сопротивление при за-
крывании двери. Точно так же
наличие дверного порога, кото-
рый позволяет наиболее про-
стым способом обеспечить на-
дежное уплотнение нижнего
края двери, во многих случаях
противоречит эксплуатацион-
ным требованиям.
Вследствие противоречиво-
сти этих требований создание
звукоизолирующих дверей в
действительности все же явля-
ется непростой задачей. По
Рис. 89. Звукоизоляция от воздушного
звука одинарной деревянной двери
1 — дверь с обычными притворами; 2 — дверь
с дополнительным уплотнением по контуру
этой же причине звукоизоля-
ция большинства дверей также оставляет желать много лучшего.
Пример звукоизоляции обычной комнатной двери из дерева
без специального уплотнения и порога приведен на рис. 89. При
весе единицы площади полотна двери толщиной 4 см, равном
10 кг/л/2, средняя звукоизолирующая способность от воздушного
звука составляет 16 дб. Дополнительное уплотнение по контуру
дает увеличение звукоизоляции на 4 дб.
Для конструкций дверных полотен, обладающих высокой зву-
коизоляцией, справедливы те же самые принципы, какие были из-
ложены для однослойных ограждений. Поэтому однослойные по-
лотна дверей следует делать как можно более тяжелыми, а их
жесткость при изгибе должна быть возможно меньшей. Особенно
неблагоприятны в этом отношении деревянные двери, которые со-
стоят из нескольких склеенных между собой слоев (причем средний
слой в большинстве случаев представляет собой полое пространст-
во). Звукоизоляция таких дверей может быть улучшена, например,
путем заполнения воздушного промежутка песком. Засыпка песком
увеличивает вес, не повышая жесткость при изгибе; одновременно
она обеспечивает эффективное демпфирование колебаний.
Достигнутые на практике значения средней звукоизолирующей
способности окон и дверей обычных конструкций приведены в
табл. 29.
Таблица 29
Конструкция Средняя звукоизолирующая способность
без дополнительного уплотнения с дополнительным уплотнением
Одинарное окно До 20 До 25
Окно со спаренным переплетом . . . в 25 в 30
Окно с двойным переплетом .... в 30 в 40
Обычная деревянная дверь .... » 20 » 25
Простая двойная дверь в 30 в 40
5. Звукоизолирующие кожухи и кабины
Одним из возможных способов борьбы с шумом различных ма^
шин и механизмов является устройство специальных звукоизоли-
рующих кожухов.. С помощью кожухов ослабляется шум не толь-
ко в соседних помещениях, но и в помещении с источником шума.
Звукоизолирующие кожухи должны изготовляться из плотных
материалов: металла, пластмассы, дерева и др. Звукоизолирую-
щие кожухи могут выполняться неразборными и разборными. Не-
разборные кожухи предназначаются обычно для небольших по га-
баритам машин. Кожухи могут -конструироваться с каркасом и без
каркаса. 'Внутренняя поверхность стенок кожуха облицовывается
слоем звукопоглощающего материала. Ослабление шума, обеспе-
чиваемое кожухом, может быть определено по формуле
= /?кож A £п,
где Ином — звукоизолирующая способность стенок кожуха;
,Д£П—поправка, учитывающая расстояние данной расчет-
ной точки до источника и величину постоянной по-
мещения В.
Величина звукоизолирующей способности кожуха определяется по
формуле
= ₽ - Ю 1g
^ср.кож
где 7? — звукоизолирующая способность кожуха;
аСр — средний коэффициент звукопоглощения внутренних
поверхностей кожуха.
Отсюда видно, что звукоизоляция кожуха 7? кож тем более,
чем эффективнее нанесенный на них звукопоглотитель.
Величина поправки ALn определяется но формуле
AL = 10 lg М-Н-—W5 дб,
п 6 В)
где г — расстояние от источника шума до расчетной точки в м.
При конструировании кожухов самое серьезное внимание дол-
жно уделяться устранению неплотностей, щелей и отверстий, кото-
рые резко снижают звукоизоляцию кожуха.
Для предотвращения передачи вибрации от фундамента меха-
низма в местах опирания кожуха и в местах прохода через него
вибрирующих валопроводов и трубопроводов должны устраивать-
ся виброизолирующие прокладки и эластичные соединения —
муфты.
Для изготовления кожухов чаще всего применяют сталь, алю-
миниевые сплавы, а также ряд других материалов (стеклопластик,
фанеру ит. д.).
В зависимости от конструкции кожуха и характера шума ко-
жух может обеспечить снижение суммарного уровня шума на 15—
20 дб, а в отдельных полосах частот снижение может составлять
25—30 дб.
В производственных зданиях и в шумных общественных поме-
щениях в ряде случаев необходимо устройство специальных звуко-
изолирующих кабин, в которых осуществляется дистанционное уп-
равление оборудованием или проводятся работы, требующие
умственного напряжения. Кабины изготовляют из обычных строи-
тельных конструкций, металла или дерева. Приведенная звукоизо-
лирующая способность всех ограждений кабин определяется сле-
дующим образом. Реальные ограждения кабины часто включаю г
в себя различные элементы с звукоизолирующей способностью, от-
личающейся от звукоизолирующей способности основных огражде-
ний кабин (например, двери, смотровые окна, участки с толщиной
большей или меньшей толщины основного ограждения).
Если звукоизолирующая способность этих участков 7?z превы-
шает звукоизолирующую способность основных ограждений R, то
они не оказывают ^влияния на звукоизоляцию преграды в целом
при условии, если их суммарная площадь SS/ в 2—3 раза мень-
ше площади основных конструкций R.
Если Ri меньше R, то приведенная звукоизолирующая способ-
ность ограждений кабины будет меньше R на некоторую величину
А/?:
Поправка А/? определяется по формуле *
AR = 10 1g [^ + 2— IO’4*'’'’')].
- S i=l S
где i=2, 3, 4, ..n — число элементов с пониженной звукоизоли-
рующей способностью;
S —суммарная площадь ограждений кабины;
S, — площадь ограждения с i-й звукоизолиру-
ющей способностью.
Наиболее сложным вопросом обеспечения звукоизоляции кабин
надо считать выбор конструкции смотровых окон и входных две-
рей, звукоизоляционные качества которых невелики. Весьма целе-
сообразно устраивать звукопоглощающие облицовки внутренних
поверхностей ограждений кабины.
6. Звукоизоляционные качества ограждающих конструкций
Приведенные в данной главе методы расчета звукоизоляции
ограждений ориентировочны. Надежная оценка звукоизоляцион-
ных качеств ограждений может быть проведена только в натурных
условиях с учетом всех особенностей их эксплуатации.
В табл. 30 и 31 приведены частотные характеристики звукоизо-
ляции и показатели звукоизоляции с^ен, перегородок, (перекрытий,
окон и дверей, наиболее часто используемых в практике проекти-
рования и строительства. \
Звукоизоляционные характеристики получены в результате из-
мерений в натурных условиях при наличии обычных косвенных пу-
тей распространения шума.
Нормативные требования к звукоизоляции ограждений в жи-
лых зданиях приведены в главах СНиП П-Л.2-70; требуемая зву
коизоляция ограждений в промышленных зданиях определяется
по методу, изложенному в главе VI.
Г л а в а XI
ЗАЩИТА ОТ ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ ШУМОВ
1. Общие положения
В современном градостроительстве все большее значение при-
обретает учет физических факторов внешней среды, среди кото-
рых шум — один из наиболее отрицательных.
Конструкция ограждения Толщина кон- струкции в мм Вес 1 м* кон- струкции в кг Показатели звукоизоля- ции Е в дб в Звукоизолирующая способность на частотах в дб
125 250 500 1000 2000 4000 8000
Железобетонная па- нель 60 150 —9
То же 100 250 —5’ 38 41 44 50 57 54 —
» 120 300 —3 34 38 46 53 56 58 —
» 140 350 —1 35 41 46 54 59 56
» 160 400 0 38 42 46 55 58 55
Шлакобетонная панель 250 400 +1 30 45 52 59 64 64
Две гипсошлакобетон- ные панели толщиной 80 мм с воздушным про- межутком 40 мм . . . 200 200 —2 38 43 44 52 58 50 —
То же, толщиной 100 мм с воздушным про- межутком 40 мм . . . Древесностружечная плита 240 260 0 43 46 44 55 67 66
20 23 26 26 26 26 26
Дюралюминевый лист 2 — 15 19 23 26 31 35
Дюралюминевый лист толщиной 2 мм, минера- ловатные плиты толщи- ной 160 мм (у= = 100 кг/м3) и дюралю- миниевьш лист толщиной 3 мм 165 28 41 51 55 56 52 55
Стальной лист . . . 5 — — 25 32 35 36 32 34 —
Оргстекло 18 — — 30 32 35 35 33 38 —
Стеклоблоки .... 98 — — 37 40 42 45 48 50 —
Стекло 4 — — 19 24 28 30 33 31 —
» 7 — — 22 28 29 34 28 39 —
Остекленный витраж с открывающимися створ- ками 7 22 27 29 31 25 36
Двойной остекленный витраж со стеклами тол- щиной 4 мм с воздуш- ным промежутком: а=100 мм . . . . 108 21 33 39 47 50 51
а=200 » 208 — — 28 36 41 48 54 56
а=400 » 408 — 34 40 44 50 52 54
а==650 » 658 — — 33 40 44 49 53 55
Двойной остекленный витраж со стеклами тол- щиной 4 и 7 мм, с воз- душным промежутком: а =100 мм 111 28 35 39 47 46 52
а=200 » 211 — — 30 37 43 48 49 58 —
а=300 » 311 — — 34 40 45 48 52 58 —
а=400 » 411 — — 38 41 45 49 50 55 —
а=650 » 661 — — 37 41 45 51 52 58 —
Конструкция ограждения на кон- ин К8 КОН- ИИ в кг тели золя- в дб 1 Звукоизолирующая способность на частотах в дб
ТОЛЩИ1 струкц в мм Вес 1 j струкц Показа звукои ции Е 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Двойной остекленный витраж со стеклами тол- щиной 7 мм, с воздуш- ным промежутком: а=100 мм ... . 114 29 37 41 50 45 54
а=200 » 214 — — 32 39 43 48 46 60 —
а=400 » 414 — — 38 42 45 51 48 58 —
а=650 » 664 — — 38 42 46 50 50 59 —
Тройной остекленный витраж со стеклами тол- щиной 7+7+4 мм с воз- душным промежутком 100 мм между перепле- тами 218 32 39 43 50 50 53
Оконный блок с двой- ными переплетами, тол- щина стекол 3 мм, тол- щина воздушного зазо- ра — 170 мм: а) без уплотняющих прокладок . . . 176 27 26 28 30 28 -27
б) с уплотняющими прокладками из пористой резины 176 * 33 33 36 38 38 38
Глухая щитовая дверь толщиной 40 мм, обли- цованная с обеих сторон фанерой толщиной 4 мм: а) без уплотняющих прокладок . . . 48 —28 22 23 24 24 24 23
б) с уплотняющими прокладками из резины . . . . 48 — —18 27 27 32 35 34 35 —
Снижение городских шумов может быть достигнуто в первую
очередь уменьшением шума городского транспорта. Однако при
тенденции увеличения мощности двигателей, повышения скорости
движения и росте численности транспорта даже относительное сни-
жение шума отдельного агрегата едва ли принесет заметное умень-
шение шумности транспортных потоков. Наравне с разработкой
мероприятий по снижению шума транспортных источников возни-
кает проблема борьбы с шумом, распространяемым этими источ-
никами в окружающее пространство.
Решение этой проблемы должно проводиться как по линии об-
щих градостроительных мероприятий, выполняемых при проекти-
ровании генеральных планов городов, детальных планировок жи-
лых районов и застройки микрорайонов, так и путем разработки
419
Конструкция перекрытия Толщина пере- крытия в мм Вес 1 м2 пере- крытия в кг Показатели звукоизоля- ции в дб Звукоизолирующая способ- ность от воздушного шума на частотах
Е в Е У 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Железобетонная па- нель 100 250 —5 —16
Железобетонная па- нель толщиной 100 м с полом: а) доски вшпунт толщиной 37 мм, лаги 40 мм, лен- точные проклад- ки из мягких дре- весно - волокнис- тых плит 25 мм 202 280 +1 +3 35 43 50 56 60 61
б) плитки ПХВ тол- щиной 3 мм, гип- соцементно - бе- тонная панель 60 мм, ленточные прокладки из мягких древесно- волокнистых плит 25 мм .... 188 337 +2 +5 37 43 50 58 61 57
Железобетонная па- нель 120 300 —3 —15
Железобетонная па- нель толщиной 120 мм с полом: а) плитки ПХВ тол- щиной 3 мм, дре- весностружечная плита 20 мм, сплошная про- кладка из мягких древесно волок- н истых плит 25 м w . . . 168 323 +1 +4 37 42 51 58 58 58
Железобетонная па- нель 140 350 —1 —14
Железобетонная па- нель толщиной 120 мм с полом: а) линолеум на вой- лочной основе 5 мм 143 355 —2 0 35 38 47 55 65 62
б) паркетная клепка 14 мм, твердая др евесноволокнис- тая плита 4 мм, мягкая древесно- волокнистая пли- та 12,5 мм 170 353 + 1 +5 40 42 51 58 59 53
Конструкция перекрытия
Показатели
звукоизоля-
ции в дб
Звукоизолирующая способ-
ность от воздушного шума
на частотах
125 250 500 1000 2000 4000 8000
Железобетонный много-
пустотный настил с
крупными пустотами .
Железобетонный мно-
гопустотный настил тол-
щиной 220 мм — доща-
тый пол 37 мм, лаги
40 мм, ленточные про-
кладки из мягких древес-
новолокнистых плит 25 м
220 300
322 350
специальных шумозащитных устройств, изолирующих, поглощаю-
щих и отражающих шум.
В условиях сложившейся застройки могут быть использованы
различные административные мероприятия: перераспределение
движения по улицам и проездам города, ограничение движения в
разное время суток по тем или и^ым направлениям, изменение со-
става эксплуатируемых транспортных экипажей (например, за-
прещение использования в городе дизельных грузовиков и автобу-
сов) и т. п.
При проектировании планировки и застройки городов могут
использоваться как природные условия, в частности рельеф мест-
ности и зеленые насаждения, так и специальные сооружения в ви-
де экранов, размещаемых вблизи транспортных потоков. Могут
применяться также приемы зонирования территории по условиям
шумового режима для тех или иных видов зданий, участков и пло-
щадок для отдыха, спорта, хозяйственно-бытовых нужд и др.
При реконструкции существующей застройки в сохраняемых
зданиях могут предусматриваться изменения назначения помеще-
ний, учитывающие условия шумового режима в них, который вы-
зывается внешними источниками шума, в частности уличным тран
спортом. Кроме того, могут использоваться приемы звукоизоляции
и герметизации оконных проемов с устройством при этом конди-
ционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляции.
Многообразные способы снижения шума на территориях жи-
лой застройки и в зданиях должны быть проверены или определе-
ны расчетом. Исходными условиями для этих расчетов являются
санитарные нормы допустимых уровней шума в различных поме-
щениях и на территории жилых микрорайонов.
Таким образом, используя рекомендуемые приемы планировки
застройки и благоустройства или пгумозащитные устройства и
проверяя их расчетом шумового режима в жилой застройке, мож-
но выбрать наиболее целесообразный вариант для конкретного
решения и обосновать его применение в проекте нового или рекон-
струируемого жилого района, микрорайона или квартала.
2. Архитектурно-планировочные мероприятия по борьбе
с транспортным шумом
Сеть магистральных улиц и городских дорог в городе должна
проектироваться с учетом шумового режима на прилегающих к
ним селитебных территориях. Исходя из этого, следует транспорт-
ные потоки автомобильного транспорта и железнодорожные ма-
гистрали направлять, минуя селитебную зону города. Так, магист-
ральные улицы и городские дороги, в том числе скоростные дороги
с преимущественно грузовым движением, проходящие в селитеб-
ной зоне, должны изолироваться от жилой застройки применением
достаточных разрывов, озеленением или экранированием тран-
спортного потока. В качестве экранов наиболее целесообразно при-
менять откосы выемок, причем следует использовать местные ус-
ловия рельефа (например, овраги, складки местности, террасы на
склонах холмов и гор и т. п.). Вдоль магистральных улиц с преи-
мущественно общественным и легковым транспортом следует раз-
мещать зоны торговых, коммунально-бытовых и общественных зда-
ний, в которых шумовой режим допускает их расположение вблизи
от трэкспортных потоков.
Железнодорожные вводы, примыкающие к селитебным терри-
ториям, необходимо изолировать соответствующими разрывами
или экранирующими сооружениями. Складские и промышленные
зоны, требующие больших грузопотоков по автодорогам и железно-
дорожным вводам, не должны расчленять селитебную зону на ча-
сти и не должны в нее вклиниваться.
Основным приемом защиты застройки в жилом районе долж-
но быть зонирование территории, предусматривающее размещение
около магистральных улиц зданий, в которых шумовой режим
не нормируется или ограничивается сравнительно высокими уров-
нями звука (магазины, мастерские хозяйственно-бытового обслу-
живания, гаражи, конторы, столовые, кафе и т. д.). Жилая заст-
ройка, размещаемая вблизи магистральных улиц и городских до-
рог, должна иметь меньшую этажность, чем размещаемая дальше
от транспортных потоков. Торговые центры жилых районов из со-
ображений улучшения шумового режима целесообразно разме-
щать вдоль магистральных улиц и городских дорог, создавая их
по типу торговых рядов в 2—3 этажа. Такой прием решения обес-
печивает наряду с удобством пользования торговыми учреждения-
ми возможность экранировать шум от транспортных потоков зда-
ниями этих учреждений.
Жилая застройка вдоль магистральных улиц должна осуществ-
ляться приемами, при которых обеспечивается допустимый норма-
ми шумовой режим в большинстве жилых помещений и «а боль-
шей части площади прилетающих к ним территорий. Объекты
коммунально-хозяйственного назначения, требующие подъездов к
ним значительного количества грузового транспорта, необходимо
размещать в непосредственной близости к магистральным улицам
с целью сокращения протяженности подъездов к ним по селитеб-
ной территории (районным магистралям и местным проездам).
Жилые дома следует размещать в зонах с обеспеченным допу-
стимым по санитарным нормам шумом или ориентировать одним
протяженным фасадом в сторону территории с допустимым по
нормам шумом. Таким образом, одна сторона дома всегда должна
быть направлена в сторону с нормативным шумовым режимом.
При ориентации жилых зданий одним протяженным фасадом в
сторону транспортного потока квартиры, выходящие на этот фа-
сад, должны иметь сквозное проветривание и часть жилых комнат
в них должна иметь окна в сторону тихой зоны.
В первых этажах жилых домов не должны размещаться торго-
вые и другие учреждения, требующие обслуживания грузовым
транспортом и связанные с шумным режимом грузовых операций.
3. Специальные шумозащитные сооружения и устройства
В тех случаях, когда архитектурно-планировочные мероприя-
тия (разрывы, приемы застройки и т. п.) не обеспечивают необхо-
димого шумового режима в зданиях и на территории жилого ми-
крорайона, а также с целью экономии территории, требующейся
для соблюдения разрыва от транспортного потока, целесообразно
применять шумозащитные сооружения и устройства: экраны, шу-
мозащитные полосы озеленения (рис. 90), а для помещений зда-
ний также конструкции оконных проемов с повышенной звукоизо-
ляцией.
Применение экранирующих сооружений в виде стенок, откосов
выемок, земляных кавальеров, экранов-зданий может обеспечить
минимальный разрыв от проезжей части магистральной улицы или
городской дороги, установленный СНиП в 50 м. Таким образом,
будет достигнуто наиболее экономическое решение использования
селитебной территории при выполнении нормативного шумового
режима в прилегающей к проезду жилой застройке.
Как 'наиболее удобное решение экранирующего сооружения
следует рекомендовать выемку для проезжей части магистральной
улицы или городской дороги. Применение выемки обеспечивает
наиболее удобное использование прилегающей территории между
застройкой и границей откоса. При этом удобно решаются раз-
вязки пересекающихся проездов и пешеходных трасс, а также
обеспечивается хорошая изоляция проезжей части от пешеходов
(исключается непосредственный переход по проезжей части). Раз-
рыв от проезжей части до линий застройки при пятиэтажных зда-
Размеры б м
Рис. 90. Шумозащитные сооружения и устройства
ниях и глубине выемки 6—7 м окажется в пределах минимального
расстояния по СНиП и составит 50—60 м.
Необходимо отметить, что при расположении проезжей части в
выемке имеется опасность выхода .грунтовых вод, а также возни-
кают трудности с прокладкой канализационных сетей и других
коммуникаций.
В ряде случаев при поперечном профиле магистральной улицы
в одном уровне и гори ширине в линиях застройки, порядка 100 м
целесообразно применять экранирование в виде земляных каваль-
еров или комбинации кавальера со стеной. В случае применения
кавальера со стеной откос, обращенный к проезжей части, следует
делать с предельно допустимой крутизной, а обратный окат преду-
сматривать пологим и использовать для .бульвара. Стенка гори
этом может маскироваться зелеными насаждениями. Пешеходные
переходы через проезжую часть следует выполнять в виде мостов.
При поперечных профилях магистральных улиц, выполненных
в одном уровне, можно использовать также в качестве экранирую-
щего сооружения нежилые здания (магазины, гаражи, столовые,
мастерские и т. п.), расположенные вблизи проезжей части в виде
непрерывной застройки. При этом входы в эти здания целесообраз-
но делать со стороны микрорайона, а подвозку товаров и продук-
тов осуществлять со стороны проезжей части, оставляя для этого
специальный подъезд вдоль основной проезжей части. Применение
двухэтажных зданий в качестве экранов вполне обеспечит услови-
ями допустимого по нормам шумового режима пятиэтажные жи-
лые дома, расположенные в 50 м от шестиполосной проезжей ча-
сти магистральной улицы.
Все экранирующие сооружения, откосы выемок, барьеры-стен-
ки, кавальеры, здания и др. следует размещать на возможно близ-
ком расстоянии от источников шума, сосредоточенных в проезжей
части, что обеспечивает наибольшую эффективность шумозащиты.
В качестве шумозащитных устройств могут применяться также
зеленые насаждения в виде специальных полос из деревьев и кус-
тарников. Для того чтобы такие полосы обладали заметным эф-
фектом поглощения шума, необходимо обеспечить плотное примы-
кание крон деревьев между собой на всю высоту и заполнение про-
странства под кронами до поверхности земли зеленой массой кус-
тарников. При этом полоса зеленых насаждений не должна про-
сматриваться: ширина таких полос должна быть не менее 10 м.
Полоса может быть сплошной или состоять из нескольких частей
в продольном направлении с просветами между частями в 3—4 м.
Такая расчлененная полоса дает некоторое 1повышение шумоза-
щитного эффекта в результате дополнительного отражения звуко-
вой энергии от большого числа плоскостей зеленых насаждений, на-
правленных в сторону источника шума.
Поскольку шумозащитные полосы из зеленых насаждений име-
ют сезонность эффективного действия, а также сравнительно не-
большой предельный показатель снижения шума (5—10 дб Д),
они могут применяться самостоятельно в ограниченном числе
случаев. Однако в дополнение к экранирующим сооружениям типа
барьеров и земляных насыпей их следует применять широко.
Для обеспечения снижения шума в жилых зданиях, располо-
женных вблизи от проезжих частей магистральных улиц и город-
ских дорог, где экранирующие сооружения не могут быть примене-
ны, следует прибегать к звукоизоляционным устройствам оконных
проемов. С этой ‘целью следует рекомендовать увеличение проме-
жутков между переплетами до 20 см, толстые стекла, герметичные
стыки между стеклами и обвязками переплетов, плотные сопряже-
ния переплетов с коробками и между собой, что позволяет свести к
минимуму зазоры между створными и неподвижными частями пе-
реплетов.
4. Расчет шумового режима в жилой застройке
от транспортных источников шума
Для расчета шумового режима в городской застройке в качест-
ве исходных данных следует использовать санитарные нормы до-
пустимых шумов в жилых и других зданиях и на территории жи-
лых микрорайонов и кварталов (см. гл. III), а также закономерно-
сти распространения шума в приземном пространстве в условиях
города (см. гл. II). Необходимо тщательно проанализировать шу-
мовые характеристики источников шума, в основном транспортных
потоков.
На основе этих данных возможно произвести необходимые рас-
четы удаления от источников шума жилых домов, общественных
зданий и территорий, требующих защиты от шума.
Учитывая, что источники транспортного шума имеют более или
менее однотипные спектры, а также, что в международном мас-
штабе принято характеризовать шум транспортных экипажей в
уровнях звука, целесообразно все расчеты, связанные с разработкой
шумозащитных мероприятий, проводить в уровнях звука в дб А,
При проведении расчетов необходимо учитывать как характе-
ристики источников шума (условно рассматриваемые как точеч
ные или линейные)1, так и условия распространения от них шума
(распространение над поверхностью земли, через зеленые насажде-
ния, через экранирующие шум сооружения).
Порядок расчета заключается в определении уровней звука на
защищаемой от шума территории или в помещении здания данно-
го назначения и сопоставлении их с допустимыми уровнями звука.
Расчетные уровни звука для транспортных потоков устанавли-
1 К точечным источникам условно могут быть отнесены все отдельные источ-
ники шума (отдельные автомашины, гаражи, площадки (разгрузки товаров и
т. п.); к линейным следует относить источники шума типа железнодорожного со-
става или сплошного потока автомобильного транспорта при расстоянии между
транспортными единицами S <20 м.
ваются в 7 м, от полосы движения. Расчетные уровни звука для
транспортных потоков, на городских магистралях или дорогах
принимаются в зависимости от их интенсивности согласно графику
(рис. 91).
График уровней звука построен из условия, что средняя ско-
рость движения составляет 40 /си/ч и поток включает 60% грузо-
вых автомашин, автобусов и троллейбусов; для других показателей
скорости и состава движения вносятся соответствующие поправки,
указанные ниже [24].
Интенсивность движения зк/ч ttdfyx напраблениях)
Рис. 91. График для определения расчетных уровней звука тран-.
спортных потоков в зависимости от интенсивности, скорости и ха-
рактера транспортного потока
Определение ожидаемого уровня звука транспортного шума с
помощью графика проводится в следующей последовательности:
а) на основании статистических данных, натурных замеров
или транспортных расчетов, а также планов развития движения
определяются исходные ожидаемые максимальные величины ин-
тенсивности У, скорости и характера движения транспорта;
б) по заданной величине интенсивности движения определяют
на графике промежуточную величину Ь’А,, которая показывает
уровень звука транспортного шума только для условий движения
транспорта, принятых для построения графика;
в) к полученной величине L 'л прибавляются поправки Dlt D2,
D3, которые учитывают влияние отклонений заданных исход-
ных условий движения от условий движения, принятых для пост-
роения графика. При этом поправки учитывают:
Dj — изменение характера движения (доля общественного и
грузового транспорта в потоке движения) от условий, принятых
по графику (от 60%), — на каждые 10%±1 дб:
D2— изменение скорости от принятого «по графику — на каж-
дые 10% гЫ дб;
Ds — изменение продольного уклона дороги от нулевого — на
каждые 2%±1 дб;
D4 — наличие трамвая сто оси улицы +3 дб.
Ожидаемый уровень звука транспортного шума с учетом этих
поправок La, — LA, 4- S D, является окончательным.
Для определения ожидаемой величины транспортного шума
можно использовать также формулу
La, = 46 + 11,8 IgAH-SD,
где N — 'интенсивность движения транспорта в двух направлени-
ях в экип!ч;
2D—сумма поправок.
Предлагаемый график и формула могут быть использованы
цля определения величины LA, только на участках с непрерывным
движением транспорта, когда заданные условия движения транс-
порта не отличаются от условий движения, принятых для построе-
ния графика, а именно:
а) при характере (составе) движения грузового и обществен-
ного транспорта 10—90% и скорости движения основного пото-
ка 20—60 км/ч;
б) стри разделительных полосах сто оси проезжей части с ши-
риной менее 5 ж;
в) при проезжей части с покрытием из асфальтобетона или це-
ментобетона;
г) при расстоянии между
линиями непрерывной застрой-
ки более 40—50 м.
При необходимости прове-
дения ориентировочных расче-
тов снижения шума от отдель-
ных источников городского
транспорта можно пользовать-
ся данными табл. 32 (для гара-
жей индивидуальных автомо-
билей, хозяйственных дворов,
Таблица 32
Средства транспорта Расчетный уровень звука в дб А •
Велосипед с мотором 70
Легковая автомашина 75
Мотоцикл, мотороллер Грузовая автомашина с 73
бензиновым двигателем 80
разгрузочных площадок у магазинов и т. п.).
Для расчета распространения шума над открытой поверх-
ностью земли следует использовать расчетную схему (рис. 92).
В зависимости от характера источника расчет ожидаемых уров-
ней звука может производиться по следующим формулам:
для линейного источника
£. = £, — 10 k
Ап Л, п
(52)
где Ьап — уровень звука в расчетной точке в дб А на расстоянии
гп от источника шума;
L — уровень звука на расстоянии г (7 м) от источника
шума;
kn — коэффициент, учитывающий снижение шума за счет
характера поверхности земли и определяемый по
табл. 33.
Значение членов уравнения указаны также на рис. 92;
Б
.в
7777
Гп
Рис. 92. Расчетная схема распространения шума в свободном пространства
над ровной местностью
и — уровни звука
п
для точечного источника
la = la- 20 ig —; <53>
п 1 Г1
для источников, расположенных в ряд на расстоянии s между
собой:
S
при гп < —
Г — Л _Ь (24 lg s-30,2) (24 1g г-20,3) . (54)
АП ' л’ п 24 lg s—27,5 ’ v * * * * S * 7
при г„ > у
LA = LA,~kn sr-33,3). (55)
п
Расстояние s для транспортного потока определяется из следу-
ющего уравнения: .
$ = 1000 — ,
N
где v — скорость движения в км/ч\
N — интенсивность движения в экип!ч.
Формулы (54) и (55) получены для однородных источников шу-
ма, чем предусматриваются при расчете наиболее неблагоприят-
ные условия движения транспорта.
Величина снижения уровня звука транспортного шума ДМ
в зависимости от расстояния до источника шума может быть полу-
чена с помощью графика
рис. 93, который показывает
зависимость этой величины от:
а) расстояния г между
пунктом наблюдения и источ-
ником шума;
б) интервала s между от-
дельными источниками шума в
потоке движения экипажей;
в) количества транспорт-
ных единиц в потоке движения с заданным интервалом.
Кривые даны для случая kn =1.
Таблица 33
Характер поверхности земли
Коэффици-
ент k
п
Асфальт.............
Грунт (взрыхленная
земля).................
Газон ...............
0,9
1
1,1
Расстояние от источника шума-оси пердой полисы
дбижения зкипажей(1 м)
Рис. 93. Кривые распространения шума транспортного потока в
дб А
Для расчета уровней звука при распространении шума через
защитную полосу зеленых насаждений следует принимать расчет-
ные схемы, приведенные на рис. 94 и 95.
Расчет распространения шума для случая с одной сплошной по-
лосой (рис. 94) проиводится по формулам (52) — (55), в которые,
кроме коэффициента поверхности (£п) подставляется также коэф-
фициент зеленых насаждений (#з). Значение коэффициента k3 ре-
комендуется следующее:
Рис. 94. Расчетная схема распространения шума за защитной поло-
сой зеленых насаждений
Рис. 95. Расчетная схема зеленых насаждений, состоящих из нескольких
частей
1) для защитных полос из деревьев шахматной посадки с гус-
тыми сомкнутыми кронами, подлеском и кустарником по пери-
метру k3 =1,5;
2) для зеленых насаждений лесопаркового характера средней
густоты с кустарником &3=1,2;
Расчет уровней звука при распространении шума через зеле-
ную защитную полосу по расчетной схеме (рис. 96) следует произ-
водить, применяя следующие формулы:
для точечного источника
т
La =Ч-Ап-20Ш-----------1,52-₽УВт;
П Г1 ***
S
для ряда источников при гп <
(24 lg s — 30,2) (24 lg г — 20,3) *
LAn e LAt ~ kn 241g $ — 27,5 — 1,5 Z — P V Bm;
1
. s
для ряда источников при rn > —
LAn = LAt - kn (15 lgsn - 33,3) - 1,5 Z - ₽ V Bm;
» 1
для линейного источника
Характер зеленых насажде- ний Снижение уровней звука в дб А[м,
Смешанные густые на- саждения с кустарником (типа защитных полос) Редкие зеленые насаж- дения 0,2 0,1
Рис. 96. Экранирование шума транспортных
потоков с помощью
а — зданий; б — насыпей; в — откосов выемок
Все значения членов, входя- с„„е ур0,„я 3,yJ'»“
щих в формулы, указаны на ПрИ распространении через зеленые на-
рис. 95; р — снижение уровней саждения в дб А/м
звука зелеными насаждениями
в дб А — указано в табл. 34.
В случаях, когда рассчитан-
ные по приведенным выше
формулам уровни звука пре-
вышают допустимые санитар-
ные нормы на защищаемой от
шума территории, а дальней-
шее увеличение разрыва до ис-
точника шума недопустимо,
возможно применять специальные экранирующие шум защитные
сооружения.
Дополнительное снижение шума за экраном-барьером, помимо
снижения шума за счет определенного расстояния от источника
шума, происходит в резуль-
тате возникновения так на-
зываемой звуковой тени.
Профили улице экранирую-
щими'сооружениями показа-
ны нарис. 96.Расчетная схе-
ма распространения шума
за экраном показана на
рис. 97.
Дополнительное сниже-
ние уровня звука за экра-
ном может быть получена
по графику (рис. 98).
При этом расчете дополни-
тельного снижения уровня
звука за экраном в дб Л сле-
дует принимать эквивалент-
ную длину волн %=0,6. соот-
ветствующую частоте 700 гц.
При расчете снижения транспортного шума за экранирующими
сооружениями расчетный источник шума следует принимать* рас-
положенным по оси проезжей части или по оси, наиболее удален-
ной от сооружений проезжей части, при наличии разделительной
полосы.
Рис. 97. Расчетная схема распространения шума за барьером
А — источник шума; Б — барьер; В — точка наблюдения
Рис. 98. График для расчета дополнительного снижения уровня звукового
давления за барьером
Рассчитанное дополнительное снижение вычитается из уровней
звука, рассчитанных предварительно по одной из приведенных
выше формул.
Необходимо отметить, что экранирующее сооружение для доста-
точной эффективности должно иметь длину не менее двух длин
защищаемого сооружения или территории,
5. Ориентировочные методы определения разрывов
Для ориентировочного определения расстояний от источников
транспортного шума на городских магистралях до жилых домов
или между источниками шума в жилых кварталах и участками
для отдыха (или жилыми домами) можно воспользоваться табл. 35
и 36.
Таблица 35
Источник шума Количество экипажей в час в двух направлениях Минимальное расстояние до жилого дома или участка для отдыха на территории микрорайона или квартала в м
с защитными зелеными на- саждениями без защит- ных зеленых насаждений
Транспортный поток проезжей части улицы 100 200 300 400 500 1000 2000 15 30 ' 35 40 50 100 200 25 50 60 70 100 200 400
Электропоезда и железнодорож- ные составы До 10 проездов Более 10 проез- дов 100 200 200 400
Примечания: 1. Защитные зеленые насаждения представляют собой посадки деревьев с сомкнутыми кронами (-высотой 7—8 лс) и кустарниками по -периметру поло- сы, закрывающих просвет от земли до низа крон; ширина полосы защитных насаж- дений не менее 10 м. 2. Защитная зеленая полоса должна размещаться не далее 5—6 м от края проез- жей части или (рельсового шути.
Таблица 36
Минимальное Количество экипажей в транспортном потоке в час,
расстояние от проезжей в том числе грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов, в %
части до ли- нии застрой- ки в м 10 20 30 40 50 60
30 40 50 100 П р и м е ч а нэго времени и 450—500 550 650 900 н и е Данные при составе по' 400 500 600 850 таблицы пред гока современн! 350 450 550 800 усматриваю э!х автомобк 300 400 500 700 т режим а [лей и автос 250 350 450 650 движения д >УСО1В 200 300 400 600 хля днев-
В табл. 35 даются минимальные расстояния в зависимости от
количества экипажей .в час в двух направлениях транспортного по-
тока на городской улице. Таблица построена из расчета допусти-
мого шума для дневного времени. Если расчет производится для
движения транспорта в ночное время, то минимальные расстояния
должны быть соответственно повышены в четыре раза.
В табл. 36 приведены величины транспортных потоков при за-
данных расстояниях от проездов до жилой застройки. Таблица да-
ет также основу для регулирования потока автомашин с целью со-
блюдения нормативного шумового режима в жилой застройке.
Для определения дополнительного снижения шума, обеспечива-
емого экранирующими шум сооружениями (в уровнях звука в
дб А), можно пользоваться данными табл. 37.
Схема экранирования шума показана на рис. 99.
Рис. 99. Расчетная схема экрана
1 — источник; 2 — барьер-экран; 3— объект
расчета; 4 — эффективная высота барьера
Таблица 37
Расстояние еж ду источ- ником шума и препятстви- ем в м Снижение шума экранирующими шум сооружениями в дб А при расстоя- нии между экранирующими шум сооружениями и защищаемыми от шума зданием или территорией, в ж
5 1 10 | 20 | 200
50 | 100 |
при эффективной высоте препятствия в м
1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3
2 19 29 18 28 18 28 18 37 18 27 18 27
5 17 16 16 25 15 24 15 23 15 23 15 23
10 16 25 15 23 14 23 13 21 13 21 13 21
20 15 24 14 23 13 20 12 18 11 18 11 18
50 15 23 13 21 12 19 10 17 10 15 10 15
100 15 23 13 21 11 18 10 17 9 14 9 14
200 15 23 13 21 11 18 10 17 9 14 8 12
Высота шумозащитных экранирующих сооружений при наибо-
лее типичном профиле автодороги или магистральной улицы с ше-
стиполосным движением, разделительной полосой и дополнитель-
ной шумозащитной стенкой на разделительной полосе может быть
принята из табл. 38 (для верхних этажей жилых зданий) и 39 (для
площадок отдыха и территорий микрорайонов для условия роста
человека —1,5 м).
При составлении табл. 38 и 39 принято, что сооружение (экран-
барьер) расположено в 1—3 м. от проезжей части. Если сооруже-
210
ние расположено с большим удалением от дороги, его полную вы-
соту следует определить по формуле
и, Ь ^набл с Н ^набл
где Ь' — расстояние от оси сооружения до источников шума;
#набл — высота точки наблюдения в соответствии с приве-
денной в табл. 38 и 39 этажностью—17,5; 27; 35,5;
48 м\
с — расстояние от источника до наблюдателя соответст-
венно принятому расстоянию до застройки или мест
отдыха (50 и 70 м) — 68,7 или 88,7
b — расстояние от оси сооружения до источника шума,
принятое в табл. 38 и 39 равным 20 м\
Н — полная высота экрана, приведенная в табл. 38 и 39.
Таблица 38
Необходимая эффективность ALa экранирующего А экр шумозащитного сооружения в дб А на расстоянии от источника Эффективная и полная высота шумозащитного экранирующе- го сооружения ^эфф/^ в м» которая обеспечивает норматив- ный шумовой режим в застройке на уровне 5, 8, 10 и 14 эта- жей, удаленной от дороги на расстояние
50 м 70 м
50 м 70 м 5 эт. 8 эт. 10 эт. 14 эт, 5 эт. 8 эт. 10 эт. 14 эт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
18 15 3 5,3 3 6,5 3,2 7,9 3,5 11,2 1,6 3,4 1,6 4,3 1,7 4,9 1,8 6,7
15 13 . 1,8 4,1 1,8 5,5 2 6,1 2 8,6 1,2 3 1,3 3,9 1,3 4,5 1,3 6
15 13 4,8 4,1 1,8 5,5 2 6,1 2 8,9 1,2 3 1,3 3,9 1,3 4,5 1,3 6
1 А 12 1,5 1,5 1,7 1,7 1,1 1,2 1,2 1,2
4,1 5,1 8,1 8,1 2,8 3,8 4,4 5.9
8 А 0,5 0,5 0,6 1,15 0,2 0,3 0,3 0,3
о 2,8 3,4 4,7 6,7 1,9 2,7 3,4 4,8
Примечания: 1. Расчетные величины, приведенные в каждой графе, учиты- вают эффект применения дополнительной шумозащитной стенки высотой 2—3 м, распо- ложенной на разделительной полосе автодорог. 2. В графах 1 и 2 величины необходимой эффективности AL определяют по яэкр формуле. AL = L. — L — L. лэкр лдоп красот где AL —допустимый суммарный уровень зв\ка у наружной стены здания, окна лдоп которых обращены на городскую магистраль; LA7 — расчетный суммарный уровень звука в дб А от потока транспорта, про-
AL лрасст ходящего в одном направлении по автодороге или магистральной улице. - рассчитывается по графику рис. 93
Необходимая эффективность AL л лэкр экранирующего сооружения в дб А на расстоянии от источника Эффективная и полная высота шумозащит- ного экранирующего сооружения в м, которая обеспечивает нормальный шумовой режим на открытой территории на уровне роста человека (1,5 м) на расстоянии
50 м 70 м 50 м 70 м
1 2 3 4
24 18 22 15 7,5 8,7 2,9 4,1 6 7 1,6 2,6
22 15 20 13 6 7,2 1,8 3 5,3 6,3 1,2 2,2
22 15 19 13 5,3 6,5 1,8 3 4,2 5,2 1,2 2,2
20 14 18 12 4,5 5,7 1,5 2,7 3,6 4,6 1,1 2,8
18 8 13 6 3 4,2 0,5 1,7 2 3,2 0,2 1,4
Примечания- 1. Расчетные величины, /приведенные в «правой половине каждой графы, учитывают эффект применения дополнительной шумозащитной стенки высотой 2—3 м, расположенной на разделительной полосе каждой части скоростной автодороги 2. В графах 1 и 2 величины необходимой эффективности AL. определяют по л экр формуле AL — h — L ~\L лэкр лдоп Лрасст где L —допустимый суммарный уровень звука в дб А у наружной стены здания, Лдоп окна которого обращены на городскую магистраль или площадку на территории микрорайона или квартала; Ъд — расчетный суммарный уровень звука в дб А от потока транспорта, п.рохо-
дьл дящего по проезжей части: для левой половины граф 1 и 2 подсчитывает- ся для двух направлений движения, для правой половины граф 1 и 2 подсчитывается для одного направления; — рассчитывается по графику рис. 93.
ЛИТЕРАТУРА
'1 . Андреева-Галанкина Е. Ц. Некоторые данные о влиянии шума на
организм. «Гигиена и санитария», 1959, № 4, стр. 52—58.
2. А;рка д ь евски й А. А. Физиологические основы нормирования произ-
водственного шума. «Гигиена и санитария», 1961, № 9, стр. 211—26.
ИЛ Р г г 0'Ф Гидродинамика, постановка задач, результаты и подобия.
4. Борьба с шумом. Об. под ред. Е. Я. Юдина. М., Стройиздат, 1964.
5. Гарда.шьян В. М. Условия тождественности акустических свойств
помещения и модели. Труды НИКОИ, № 28,11959.
6. Дрейзен И. Г. Электроакустика и «звуковое вещание. М., Связьиздат,
7. Заборов IB. И. Тео|рия1 звукоизоляции ограждающих конструкций. М.,
Стройиздат, 1969.
8. Иляшук Ю. М. Измерение и нормирование производственного шума.
М., Профиздат, 11964.
9. Карагодина И. Л. К вопросу о допустимых величинах шума в жи-
лых домах. «Гигиена и санитария», .1961, № 2, стр. 8—113.
10. К а |р а г о д и н а И. Л., О с и п о в Г. Л., Ш и ш к и н, И. А. Городские, ком-
мун а льножилищные шумы и борьба с ними. М., .«Медицина», >1964.
11. К и с е н и ш с к а я Р. Д., Осипов Г. Л. Рекомендуемые звукопоглощаю-
щие облицовки. Об. трудов НИИСФ, выл. 1 ‘(XIII). М., НИИСФ, 19170.
12. Клюкин И. И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л.,
Судпромгиз, 1961.
13. К л я ч к о Л. Н. О расчете звукоизоляции однослойных стальных, и де-
ревянных ограждений. В сб.: «Борьба с шумами и вибрациями». Стройиздат,
1966.
14. Ковригин С. Д. и др. Борьба с шумом в гражданских зданиях. М.,
Стройиздат, 1964.
46. Ковригин С. Д., М и х е е в А. П. Технико-экономическое значение борь-
бы с производственным шумом на .предприятиях связи. Сб. «Борьба с шумом и
вибрациями». М., Стройиздат, 1966.
16. Л е й з е р И. /Г. /Исследование звукоизоляции ограждений на моделях.
Сб. «Вопросы звукоизоляции и архитектурной акустики». М., Госстрой изд ат, 4959.
17. Никольский В. Н., Заборов В. И. Звукоизоляция крупнопанель-
ных зданий. М., Стройиздат, 49164.
18. Осипов Г. Л. Шумы и звукоизоляция. М., -Стройиздат, 1967.
19. Осипов Г. 41., Л о паше в Д. 3. и д-р. Измерение шума машин и обо-
рудования. М., Стандартгиз, 1968.
20. Осипов Г. Л., Рассадина И. Д., Юдин Е. Я. Методы расчетов
при проектировании- шумоглушения строительно-акустическими средствами.
Об. трудов НИИСФ, выл. 2 (XIV). М., НИИСФ, 4970.
21. Осипов Г. Л., Шишкин И. А., Прутков Б. Г. Защита жилой за-
стройки от городского шума. «Известия АС и А СССР», 1962, № 3.
22. Покровский Б. В., Юдин Е. Я. Исследование шума и вибрации
центробежных насосов. Сб. «Борьба с шумом и вибрациями». М., Стройиздат,
1966.
23. Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Осипов Г. Л., Карагоди-
на И. Л. Шумозащита в градостроительстве. М., Стройиздат, 1966.
24. Прутков Б. Г. Определение интенсивности транспортного шума в го-
родах. «Проблемы советского градостроительства», № 40. М., Госстрой изд ат,
1963.
25. Руководство по решению звукоизоляции перегородок и перекрытий жилых
зданий. М., НИИСФ, 4965.
26. Рассадина И. Д. Акустический расчет вентиляционных систем. Тру-
ды Гипронииавиапрома, выП. 4,11967.
27. Разумов И. К. Способы и организация борьбы ю шумами и вибрация-
ми на производствах. М., Профиздат, 1964.
28. Седов Л. И. Методы размерности и подобия в механике. М., Гостехтеп-
лоиздат, 4967.
29. Фурдуев В. В. Акустические основы вещания. М., Связьиздат, 1960.
30. Шумоглушители вентиляционных установок. Рабочие чертежи, серия
№ : 490448. М., ЦИТП, 1967..
31. Юдин Е. Я. Глушение шума вентиляционных установок. М., Госстрой-
издат, 1968.
32. Юдин Е. Я. Исследование шума вентиляторных установок и методы
борьбы с ним. М., Оборонгиз, 1958.
33. Юдин Е. Я., Осипов Г. Л. и др. Звукопоглощение и звукоизоляцион-
ные материалы. М., Стройиздат, '1966.
34. Юдин Е. Я. Звуковые мощности шума, создаваемого элементами воз-
духоводов. «Акустический журнал», 11955, № 4.
35. A S Н R А Е. Guide and Date Book. New York, 1965.
36. Beranek >L. L. Noise reduction, Me Grow-Hill Book Comp. Inc. New
York, 1960.
37. Chaddock J. Sound attenuation in straight ventilation ducting.
«Refrigerating Engineering», 1959, № 1, 37.
38. Coyne С., L. Absorption as a noise control measure in an industrial plant.
«Noise Control», 1958, 4, № 2, 47.
39. Cremer L. Theonie der Schalldammung duner Wande bei schragem Ein-
fall. «Akustiche Zeitschrift», 4942, № 7.
40. H u g h e s J. I. Acoustical performance of a dicer enclosure. «Noise Control»,
1958, 4, № 1, /14—418.
41. Hubert M. Gerausche durch stromter Gitter. IVth Conference on Acou-
stics. Budapest, 1967.
42. Kurtze G. Schalldampfer fur Liiftungs-und-Klimaanlage. «Gesundheits-
Ingenieur-Heft», 1967, 15, 135.
43. Kurtze G. Physik und Technik der Larmbekampfung. G. Braun, Karl-
sruhe, 1964.
44. Kurtze G. and Watters. New wall design of high transmission loss of
High damping. J ASA, 1959, v. 31, № 6, 739.
45. Meister E. I. Ruhrberg W. Der Einfluss von Griinanlagen auf den
Verkehrgerausch-Pegel, VDI-Z, 97, 1955, 1063.
46. S a b i n e W. C. Collected paper on acoustics. Cambridge, 1922.
47. Schmidt H. Moglichkeit der Abwehre von Betreibslarm. «Industrie-Anzei-
ger», 1961, 83, № 103—11014, 2023.
48. W i n e r E and К e a s t D. Experimental study of the propagation of sound
over ground. JAS A, 31, № 6, 1959, (7124..
49. Y о u n g R. L. Practical examples of industrial noise control. «Noise Control»,
1958, 4, № 2,1111.
50. Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и обществен-
ных зданий и на территориях жилой застройки. Министерство здравоохранения
СССР. М., 1970.
51. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий
(СН 245-63). Стройиздат, 1964.
52. Указания по акустическому расчету вентиляционных установок (СН 369-
69). М. Стройиздат, .1970.
53. DIN 4109, Schallschutz im Hochbau, Blatt 5. Deutcher NormenausschuB,
Berlin, 1962.
54. Draft ISO Recommendation, № PR 1680. A test code for the measurement
of noise emitted by rotating electrical machinery.
55. Draft ISO Recommendation № PR 1970. Noise assessment with respect to
community response.
56. Draft ISO Recommendation № 1999. Assessment of noise-exposure during
work for hearing conservation purposes.
57. IEC Publication 123. Recommendations for sound level meters. Geneva, 1961.
58. LEC Publication 179, Precision sound level meters. Geneva, 1965.
59. IEC Publication 225, Oktave, half-octave and third octave band filters inten-
ded for the analysis of sounds and vibrations. Geneva.
60. ISO Recommendation NR 31, Part VII. Quantities and units of acoustics.
Geneva, 1965. t . .. ..
61. ISO Recommendation NR 495, General requirements for the preparation of
test codes for measuring the noise emitted by machines. Geneva, 1966.
62. ISO Recommendation R 362, Measurement of noise emitted by vehicles.
Geneva, 1964. f t
63. ISO Recommendation R 507, Procedures for describing aircraft noise
around an airport. (Geneva 1966. . „ , , .
64. ISO Recommendation N 532, Method for calculating loudness level.
Geneva 1966. ± . ..
65 Proposal for a guide to the measurement of acoustical noise and evaluation
of its effect on man, ISO (TK.43), SC-7 (Secr/Stresa) 10, 1969.
66. V. D. I Richlinien 2081, Larmabwehr bei Luftungsanlagen, VDI Verlag.
Dusseldorf, 1963.
ОПЕЧАТКИ
Стра- ница Строка Напечатано Следует читать
'6* •1-я сверху Л) £0
65 486 11 , 1-я снизу 17-я сверху СН 245 /макс больше расстояния г до СН 245-63 /макс
_ оольше расстояния г цо
[ расчетной 2 точки 2
расчетной точки
11-я сверху ’ ri Г1 мин ri ^*4 Г/ мин
13b 1-я таблица Частотный параметр f Частотный параметр /
168 сверху
17-я снизу — площадь — площадь
212 213 9-я строка сни- зу hA, la,
2-я сверху Андреева-Галанкина Андреева-Галанина
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...................................................................... 3
Глава I. Основные понятия и закономерности возникновения и распространения ко-
лебаний и звука ................................................................... 5
1. Колебательная система и колебательное движение.......................... —
2. Понятие о природе звука, физические свойства звука и звуковых волн . . 11
Глава II. Распространенние шума в открытом пространстве и закрытых помеще-
ниях ........................................................................... 20
1. Распространение шума в окрытом пространстве............................. —
2. Распространение шума в закрытых помещениях............................. 31
Глава III. Действие шума на человека и нормирование предельно допустимых шу-
мов ............................................................................ 36
I. Действие шума на человека............................................... —
2. Нормирование шума................................................ . . 43
Глава IV. Методы оценки и измерений шума и шумовых характеристик источников
шума..........................................................................
1. Методы оценки шума...................................................... —
2. Измерительная аппаратура............................................... 55
3. Методы измерения шума в помещения и на территориях................ 58
4. Методика измерения шумовых характеристик машин....................... 59
Г л а в а V. Шумовые режимы в промышленных жилых и общественных зданиях и на
территориях городов и методы защиты от шума..................................... 64
I. Производственные шумы.................................................. 65
2. Шумы в жилых и общественных зданиях.............................. . 75
3. Городские шумы......................................................• 78
Глава VI. Методы расчета ожидаемых уровней шума и необходимого его сниже-
ния ............................................................................. 83
1. Определение уровней ib расчетных точках................................. 84
2. Снижение уровней звуковой мощности.....................................92
3. Необходимое снижение шума..............................................96
4. Определение требуемой звукоизоляции ограждений .........................98
5 Требуемое снижение шума в трактах газодинамических установок . 100
Глава VII. Исследование распространения шума в моделях помещений и терри-
торий городской застройки........................................................106
I. Основы моделирования.........................................* . : Юб
2 Исследование распространения шума в моделях помещений .... 107
3. Исследование распространения шума в моделях городской застройки . . П5
Гл а в а VIII. Защита от шума санитарно-технического и инженерного оборудования
зданий.............................................................................. 124
1. Вентиляционные установки и установки для кондиционирования воздуха . —4
2. Системы водопровода, канализации и отопления.......................
3. Снижение шума лифтовых установок................................... 146,
'|
Глава IX. Снижение шума применением звукопоглощающих конструкций ... 1501
1. Звукопоглощающие материалы и конструкции, их назначение и требования,
предъявляемые к ним..................................................
2. Эффективность применения звукопоглощающих облицовок н штучных зву-
копоглотителей для снижения шума в помещениях...........................165
3. Зарубежный опыт применения звукопоглощающих облицовок и их крепле-
ние ................................................................... *70
Глава X. Звукоизоляция ограждений ........................................... 173
I. Основные закономерности звукоизоляции ограждений воздушного звука 173
2. Приближенные методы расчета звукоизоляции от воздушного шума . . . * 181
3. Практические рекомендации по звукоизоляции ограждений ...... 183
'4 Звукоизоляция окон и дверей от воздушного звука.................... ,186
5. Звукоизолирующие кожухи и кабины......................................190
6 Звукоизоляционные качества ограждающих конотрукций .... 192
Глава XI. Защита от городских транспортных шумов............................... 192
1. Общие положения...................................................... 192
2. Архитектурно-планировочные мероприятия по борьбе с транспортным шумом 197
3. Специальные шумозащитные сооружения и устройства ... .198
4. Расчет шумового режима в жилой застройке от транспортных источников
шума.....................................................................201
5. Ориентировочные методы определения разрывов.........................
Литература....................................................................