Учебники Онлайн


Глава 7 ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

71 Защита окружающей среды от шумового и вибрационного загрязнения

711 Общие понятия о шуме и его параметры

Стандарт. ДСТУ 2325-93 рассматривает шум как хаотическую смесь звуков различной частоты и силы. Звук - это волновое колеблющийся движение упругой среды, что воспринимается органом слуха любого живого существа. Звук, п распространяется в воздухе, называют воздушным, в твердых телах - структурнымиим.

Участок воздуха, где происходит колеблющийся процесс, называется звуковым полем. Количество колебаний за единицу времени (1 с) называют частотой колебаний с единицей измерения. Гц

Человек способен воспринимать все звуковые частоты, а только звуки частотой от 20. Гц до 20 кГц. Время, в течение которого происходит одно колебание, называется периодом колебания. Расстояние между двумя соседними ш слоями воздуха, где существует одинаковый звуковое давление, называется длиной звуковой волны. Скорость распространения звуковой волны называют скоростью звукуку.

Скорость распространения звуковой волны определяют по формуле

Где X - длина волны, м,. Т - период колебания, с

Скорость распространения звуковых волн для различных сред отличается, определяется свойствами веществ, их плотностью и упругостью

Скорость распространения звука в воздухе и газах определяется по формуле. Лапласа

где. К - показатель адиабаты, для воздуха = 1,41;. Р - атмосферное давление, дин/см2 (дина - сила, способная придать массе в 1 г ускорение 1 см/с2) р - плотность среды, г/см8

При повышении давления скорость звука меняется незначительно, поскольку при этом увеличивается и плотность среды. При повышении температуры плотность среды уменьшается и скорость звука увеличивается. В этом случае скорость звука можно определить по формулеою

где у = --- коэффициент расширения воздуха; т - температура среды, °. С

При повышении температуры воздуха на 1 °. С скорость звука возрастает на 0,6 м / с

Шум характеризуется следующими параметрами: частотой (Гц), звуковым давлением (Н/м2), силой звука (Вт/м2), мощностью звука (Вт), уровнем силы звука (громкости) (дБ), уровнем звукового давления (дБ) овой мощности (дБ.

Звуковое давление - это разность между атмосферным давлением и давлением звуковой волны в определенной точке звукового поля, где происходит сжатие и разрежение воздуха. Для человека существуют нижняя и верхняя границы чутливос сти звуковых давлений. Нижняя граница называют порогом чувствительности, верхняя - болевым порогомом.

Порог чувствительности - это очень малая (незначительная) изменение группового давления, которую способно воспринять человеческое ухо. Лучшая чувствительность незначительного изменения звукового давления человека наблюдается при частоте / - 10 000. Гц. Давление на пороге чувствительности при частоте / = 1000. Гц принимают. Р0 = 2 х. Ю_6. Н / мм2.

Болевой порог - это максимальное звуковое давление, воспринимаемый человеческим ухом как звук при частоте / = 1000. Гц, составляет. Сб - 20. Н/м2

Сила звука - это поток звуковой энергии, проходящей за 1 с через площадь 1 м2, перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, определяют по формуле

где. Р - звуковое давление, н/м2, р - плотность воздуха, г / сма,. С - скорость звука, м / с

Произведение р х. С называют удельным акустическим сопротивлением среды, через которое распространяется звук. Удельное акустическое сопротивление, как и скорость звука, для разных веществ отличается (табл. 71)

Таблица 71. Значение скорости звука, плотности и акустического сопротивления для некоторых сред (при t = 20 °. С)

.. Значення швидкості звуку, густини та акустичного опору для деяких середовищ (при t = 20 °С)

Сила звука порога чувствительности равен / 0"10"12. Вт/м2, а болевого порога. Ив = 10г. Вт/м2

Особенностью человеческого уха является то, что оно способно регистрировать не абсолютную, а относительную изменение частоты и звукового давления, может воспринимать частоты и звуки ступенчато. Например, изменение частоты с 250 до 500 0. Гц воспринимается слухом так же, как изменение частоты с 1000 до 2000. Гц. Каждый следующую ступень отличается от предыдущего на 12,4%. Учитывая это, ученые предложили специальный интервал частот. В идношення частот двух колебаний звуков называют интервалалом.

Соотношение частот может быть различным: 8 (октава), 1,41 (пивоктава), 1,26 (треть октавы). Диапазон звуков делят на 9 октав: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000;

В инженерной практике часто оперируют понятием звуковой мощности. ТУ которую определяют по формуле

где I - сила звука,. Вт/м2 б - площадь, воспринимающая поток звуковой энергии, м2

Доказано, что между порогом чувствительности и болевым порогом существует примерно логарифмическая зависимость. Поэтому в технике для измерения звукового давления, силы звука и звуковой мощности принимают логарифмическую ш шкалу, свойством которой является то, что каждый последующий степень больше предыдущего в 10 раз. По этой же причине условно принимают единицу измерения уровня звука - бел (Б). В технике используется мелкие я единица децибел (ДВ), равный 0,11. Б.

Уровень силы звука (интенсивность звука) определяют по формуле

где / - фактическая сила звука,. Вт/см2;. И0 - сила звука порога чувствительности,. Вт/м2, принимают 10 ~ 12 вт/м2

Уровень звукового давления определяют по формуле

где. Р - фактический звуковое давление,. Н/м2;. Р0 - звуковое давление порога чувствительности, приймаютьР0 = 2хЮ"5Н/м2

Существует разграничение участков применения терминов"уровень звука"и"уровень звукового давления"Для характеристики простых звуков в октавных полосах частот применяется термин"звукового давления", для хара актеристикы сложных звуков (т.е. нерозкладаних за октавными полосами) -"уровень звука"в дБА (децибел по шкале шумомера. Аuot; в дБА (децибел за шкалою шумоміра. А).

Кроме уровней звука и звукового давления, существует понятие уровня звуковой мощности

где IV - фактическая звуковая мощность, вт;. ЦГ0 - звуковая мощность порога чувствительности, IV-= 10 ~ 12. Вт

Характеристиками источников шума определяются межгосударственным стандартом. ГОСТ 121003-86, являются: спектр звуковой мощности, отсортирован уровень звуковой мощности и фактор направленности излучения шума

Фактор направленности можно определить по формуле

где. Р - среднее значение звукового давления в заданий1 точке,. Н/м2;. Р - среднее значение звукового давления в заданной точке при равномерном излучении той же звуковой мощности в сферу,. Н / м.

При расположении источника шума на одной плоскости (на полу, стене, у экрана, который отражает звуковые волны) принимают. Ф = 2; рядом с двугранными углом -. Ф = 4; рядом с трехгранным-Ф = 8

Эквивалентный уровень (по энергии) звукового давления. Ь, дБ, или звука. Ьр дБА, позволяет определить средний уровень в течение периода усреднения. Т с учетом временного интервала с, в течение которого этот ре вены находится в заданных предел

где i - номер интервала уровней i = 1, 2, 3,, п)

В инженерной практике важны принципы суммирования уровней шума. Рассматривают два варианта суммирования: суммирование уровней шума одинаковых его источников и суммирования уровней шума разных его источников

Суммарный уровень шума одинаковых источников определяют по формуле

где. Ь1 - уровень шума одного источника, дБ; иио - количество одинаковых источников шума

Суммарный уровень шума различных источников определяют по формуле

где - ^ тах ~ наибольший уровень шума одного из его источников, дБ; у большего источника, дБ;. Ьм - уровень шума менее источники,. ДБДБ).

Таблица 72. Значение для различных источников шума

Значення для різних джерел шуму

При проектировании производственных, вспомогательных и социально-бытовых зданий весьма важным является определение допустимых расстояний от них до источников шума. Установлено [13], что с увеличением расстояний от источников а шума его уровень уменьшается на величину коэффициента затуханияя

где. Иг4 - уровень шума на расстоянии /, дБ, и - необходимое расстояние от здания, проектируемого к источнику шума, м г - стандартное расстояние источника шума до микрофона прибора, на которой замеряют шум (г = 0 ,5-1, 0 м.

Выражение 20х1

Шум как звук классифицируют по двум характеристикам: частотой и происхождению. По частоте различают низкочастотный (/"300. Гц), средней частоты (^ = 300-800. Гц), высокочастотный (и 800. Гц) шум

По происхождению шум делится на: механический, ударный, аэродинамический, гидравлический и смешанный