Технические приемы уменьшения шума технологического оборудования для производства и переработки пластмасс

К наиболее распространенным средствам звукоизоляции относят:  

применение звукоизолирующих кожухов и кабин; увеличение массы  преграды;

разобщение легкой строительной конструкции сплошным воздушным  промежутком на отдельные части;

устранение или уменьшение жестких связей между элементами разобщенной конструкции;

заполнение воздушного пространства в двойных легких перегородках звукопоглощающими  материалами;

повышение воздухонепроницаемости преграды. 

Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и  механизмы, локализуя таким образом источник шума. Внутреннюю поверхность стенок кожуха рекомендуют облицовывать звукопоглощающим материалом.

Для машин, выделяющих теплоту, кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями (рис. б).

Рис. Звукоизолирующий кожух: а - схема кожуха; б - конструкция  кожуха с вентиляционным устройством; 1 - звукопоглощающий материал; 2, 6, 7 - каналы с глушителями для входа и  выхода воздуха; 3, 5 - источник шума; 4 - стенка

Устанавливаемый кожух не должен жестко соединяться с механизмом. В противном случае кожух становится дополнительным источником шума.

Расчет звукоизолирующих свойств кожуха сводится к определению  необходимой толщины его стенок, обеспечивающих нужное снижение шума.

В табл. приведена масса  некоторых строительных конструкций  и материалов.

Материалы и конструкции	Толщина конструкций, мм	Масса 1 м2, кг
Стальной лист	2	16
Технический войлок	25	8
Железобетон	100	240
Пустотные пемзовые блоки	190	190
Стена из шлакобетона	140	140
Стена кирпичная  толщиной:
0,5 кирпича	120	250
1 кирпича	250	470
2 кирпича	520	834
1,5 кирпича	380	690
Перегородка из досок  толщиной 2 см, оштукатуренных с двух сторон	60	70
Перегородка из стоек  толщиной 10 см, обшитых с двух сторон досками толщиной 2,5 см, оштукатуренная с двух сторон	180	95
Перегородка из гипсовых пустотелых камней	110	117
Стекло	3	8

Для облегчения ограждающих  конструкций без уменьшения звукоизолирующей способности применяют ограждения, состоящие из двух конструкций, разделенных  воздушным промежутком. Воздушная  прослойка создает упругое сопротивление  передаче колебаний. Рекомендуемая  ширина воздушной прослойки 3 ... 11 см. Такая конструкция обладает хорошими звукоизолирующими свойствами в  области высоких частот.

При массе 1 м³ строительного материала конструкции до 100 кг вводят в зазор между раздельными панелями звукопоглощающий материал. При этом следует размещать его посередине зазора, где колебательная скорость частиц воздуха, а следовательно звукопоглощения, наибольшая.

Для увеличения массы легкой конструкции промежуток между двойными панелями (из досок, фанеры и т. п.) рекомендуют  засыпать чистым речным песком или  заполнять стекловатой. Конструкция  такого типа может обеспечить звукоизоляцию  до 40 дБ.

Необходимость заполнения воздушного пространства звукоизолирующими материалами  зависит от массы стен. Для стен, выполненных из строительных материалов массой 1 м³ более 200 кг, воздушные пространства шириной 5 ... 10 см целесообразно оставлять незаполненными. В стенах с массой 1 м³ 100 ... 200 кг мягкая прослойка прикрепляется к одной стороне. В перегородках массой 1 м³ до 30 кг вся воздушная прослойка заполняется каким-либо звукопоглотителем.

Звукопередача из одного помещения  в другое происходит не только через  преграду, разделяющую это помещение, но и через примыкающие боковые  стены (продольная звукопередача).

Продольная звукопередача  может быть значительной, когда к  тяжелой ограждающей конструкции  с хорошей звукоизолирующей способностью примыкают боковые стены, выполненные  из легкого строительного материала.

Проникновение шума в помещение  также происходит через щели и  неплотности в дверях и перегородках. Даже небольшое отверстие в стене уменьшает ее звукоизолирующую способность в области высоких частот примерно на 10 дБ. Применение уплотняющих прокладок из резины увеличивает среднюю звукоизоляцию дверей и окон на 5 ... 8 дБ.

Звукопоглощение - это ослабление уровня шума, распространяющегося в помещении вследствие отражения энергии от облицовочных материалов ограждений, конструктивных частей оборудования.

Звукопоглощение характеризуют  коэффициентом звукопоглощения, который  представляет собой отношение энергии, поглощенной 1 м² поверхности, к падающей на эту поверхность энергии.

Использовать звукопоглощение  целесообразно, если коэффициент звукопоглощения  материала не менее 0,2.

По эффективности метод  звукопоглощения намного уступает звукоизоляции.

Звукопоглощение даже с весьма высоким коэффициентом поглощения может снизить уровень шума не более чем на 8 ... 10 дБ. Эффективная шумозащита требует совместного использования методов звукоизоляции и звукопоглощения.

В производственных цехах  предприятий в качестве акустической обработки можно использовать плиты  «Акмигран» различного типа с коэффициентом звукопоглощения 0,6. Этим достигается высокая эффективность в поглощении звуков высокой частоты.

Плитами «Акмигран» осуществляют облицовку потолка и верхней части стен с учетом того, чтобы общая площадь ее занимала не менее 60% всей площади стен и потолка помещения.

Кроме того, можно использовать звукопоглотители, представляющие собой  объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (рис.). Звукопоглотители располагают  по периметру верхней части стен или развешивают равномерно к  потолку на определенной высоте так, чтобы не влиять на освещение рабочих  мест.

Рис. Штучные звукопоглотители

Снизить уровень шума от работы производственного оборудования можно  с помощью локальных экранов. Экран представляет собой мягкую звукопоглощающую ленту, подвешенную  к горизонтальной прокладке, которую  крепят к вертикальным стойкам. Стойки делают стационарными или переносными. Звукопоглощающая лента состоит  из брезентового материала, прикрепленной  к нему простеганной ленты из стекловолокна, закрытого слоем стеклоткани, общей  толщиной 40 ... 50 мм или супертонкого стекловолокна, оклеенного полиамидной пленкой марки АТМ-1. Размеры звукопоглощающей ленты выбирают по размерам оборудования.

На предприятиях, когда  это возможно по условиям производства, а также для облицовки защитных камер применяют разработанную  Ленинградским институтом охраны труда (ЛИОТ) конструкцию перфорированных  облицовок с тканью. Эффективность звукопоглощения таких облицовок составляет около 10 дБ, что соответствует уменьшению громкости звука на 30 ... 50%.

Физическая сущность приведенных  способов звукопоглощения заключается  в том, что волокнистые пористые материалы плохо отражают звук. При  падении на такой материал звуковой волны воздух, находящийся в порах, приводится в колебательное движение, которое резко тормозится большим  сопротивлением, образующимся вследствие трения при его движении в мелких порах и каналах. На преодоление  этого сопротивления и расходуется  энергия звуковых волн. В результате отраженная волна сильно ослабевает.

Для ослабления распространения  шума в обеденных залах ресторанов, кафе, столовых используют звукопоглощающие материалы современного дизайна.

Источником аэродинамического  шума предприятий общественного  питания является оборудование, обеспечивающее кондиционирование воздуха обеденных  залов, вентиляционные системы производственных помещений, холодильное хозяйство  и воздушное отопление (тепловая завеса входных дверей).

Уменьшения шума вентиляционных установок достигают хорошей  балансировкой вентилятора, установкой его на одной оси с электродвигателем  или на соответствующем амортизаторе в изолированные помещения. Распространение  звука по воздуховодам предотвращают  соединением эластичными вставками  трубопровода с вентилятором.

Воздуховоды следует делать без крутых поворотов и резких изменений сечения, которые способствуют образованию завихрения и возникновению  аэродинамического шума.

Для снижения шума различных  аэродинамических установок и устройств применяют активные и реактивные глушители. Действие активных глушителей основано на принципе поглощения звуковой энергии звукопоглощающим материалом, а реактивные - отражают ее обратно к источнику.

Наиболее простым глушителем активного типа является трубчатый  глушитель (рис. а), представляющий собой  перфорированный стальной воздухопровод, поверхность которого покрывают  слоем звукопоглощающего материала  и защитным покрытием. Ослабление шума таким глушителем пропорционально  коэффициенту поглощения пористого  материала, длине облицованной им части  и обратно пропорционально сечению  канала. Так как затухание шума возрастает с уменьшением сечения  канала, для сокращения длины глушителя  на практике широко используют пластинчатые глушители (рис. б), которые собирают из отдельных секций, заполненных  волокнистыми материалами.

Рис. Глушители аэродинамического  шума: а - трубчатый; б - пластинчатый; 1 - перфорированный стальной воздуховод; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - защитный кожух; 4 - звукопоглощающая пластина; 5 - каркас пластины; 6 - волокнистый материал; 7 - стальная сетка

Глушители реактивного типа применяют для снижения шума с  резко выраженными составляющими.

Простейшие реактивные глушители - это глушители типа расширительных камер.

Организационно-технические  мероприятия по борьбе с производственным шумом заключаются:

в правильной планировке цехов  на территории предприятия; 

рациональном размещении оборудования по степени шумности;

озеленении помещений широколиственными растениями, так как они способны хорошо поглощать звуки. 

Хороший эффект по снижению шума достигается насаждением деревьев и кустарников на территории предприятия. Многорядовая посадка деревьев с разрывами интенсивнее поглощает звуковую энергию, чем плотная полоса без разрывов.

Если инженерно-техническими средствами не удается снизить уровень  звукового давления до допустимого  значения, используют индивидуальные средства защиты (наушники, антифоны и  т. п.), при выборе которых необходимо учитывать такие факторы, как  частотный спектр шума, требования санитарных норм по ограничению шума, удобство ношения при выполнении конкретной работы.

 

 

 

 

3 Ориентировочные расчеты и проектировка звукоизоляционных конструкций

Расчет звукоизоляции  проводится при проектировании ограждающих  конструкций. Окончательная оценка звукоизоляции ограждающих конструкций  зданий, выстроенных по новым типовым  проектам, должна производиться на основе натурных испытаний ограждающих  конструкций экспериментальных  зданий.

Индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией следует  определять первоначально по формулам:

для вертикальных ограждений

R´_w = 32 lg m + 2 lg d - 17 дБ;                                            (1)

для горизонтальных ограждений

R´_w = 32 lg m + 2 lg d - 18 дБ,                                            (2)

где m - поверхностная плотность одной стенки блока, кг/м²; d - толщина воздушной прослойки, см.

Примечание. Если стенки смежных блоков имеют неодинаковую толщину, то при различии поверхностных плотностей не более чем на 20 % за расчетную величину поверхностной плотности принимают их среднеарифметическое значение. При большем различии поверхностных плотностей выражения (1) и (2) применяться не могут. 

После ориентировочного выбора толщины стенки блока и воздушной  прослойки строится частотная характеристика изоляции воздушного шума, и по ней  окончательно определяется индекс изоляции воздушного шума.

Расчет индексов изоляции выполняется в соответствии c прил. 1 и 2.

Частотную характеристику изоляции воздушного шума стенами без дверей (с воздушной прослойкой в пределах 4 - 10 см) следует определять графическим  способом, изображая ее в виде ломаной  линии, аналогичной ABCDEFK на рис. 1. Координаты точки B (R_B и f_B) частотной характеристики определяют по формулам:

                                                            (3)

где h - толщина стенки блока, см; r - объемная плотность бетона, кг/м³; Е - модуль упругости бетона, кгc/см²;

R_B = 10 lg  - 5 дB.                                                          (4)

Частота резонанса воздушной  прослойки f_Iрез определяется по формуле:

f_Iрез =                                                                             (5)

где c - скорость звука в воздухе 340 м/с; d - толщина воздушной прослойки, м.

Рис. 1. Частотная характеристика изоляции воздушного шума ограждением  объемно-блочного здания

Полученная частота округляется  до ближайшей среднегеометрической частоты третьоктавной полосы (табл. 2). Горизонтальный участок линии EFстроится от частоты резонанса до предшествующей третьоктавной полосы.

Таблица 2

Среднегеометрическая частота, Гц	Границы, Гц
50	45 - 56
63	57 - 70
80	71 - 88
100	89 - 111
125	112 - 140
160	141 - 176
200	177 - 222
250	223 - 280
320	281 - 353
400	354 - 445
500	446 - 561
630	562 - 707
800	708 - 890
1000	891 - 1122
1250	1123 - 1414
1600	1415 - 1782
2000	1783 - 2244
2500	2245 - 2828
3200	2829 - 3563
4000	3564 - 4489
5000	4490 - 5657