Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Тульский государственный университет"
Кафедра "Аэрология, охрана труда и окружающей среды"
Методические указания к практическим занятиям
по дисциплине: "Безопасность жизнедеятельности"
Направление подготовки: 240900 "Биотехнология"
Специальность: 240901 "Биотехнология"
Форма обучения - очная
Автор: доцент Л.В. Котлеревская
Тула 2010 г.
Практическая работа № 1. Оценка уровней шума в производственных помещениях. Расчет средств защиты от шума
Цель работы: выработать знания у студентов по оценке шумового режима в помещениях, выбору и расчету средств защиту от шума.
1. Основные теоретические сведения
Уровни шума в помещениях обусловлены акустическими характеристиками источников шума, их количеством и размещением, акустическими свойствами помещений.
Основными характеристиками, используемыми в практике борьбы с шумами, являются: для источников шума - уровни звуковой мощности, LP, дБ, на среднегеометрических частотах октавных полос 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
где Р - звуковая мощность источника, Вт; Р 0 - пороговая звуковая мощность, равная 10-12 Вт;
для расчетных точек - уровни звукового давления, LP, дБ, на тех же среднегеометрических частотах:
где p - звуковое давление на рабочем месте, Па; p0 - пороговое звуковое давление, равное 2.10-5, Па.
Оценка звукового режима помещения проводится на основе расчетов ожидаемых уровней звукового давления в расчетных точках и сравнения их с допустимыми по нормам значениям. В качестве мер по снижению шума в помещениях могут быть предусмотрены акустические средства, включающие звукопоглощающие облицовки ограждающих конструкций зданий, звукоизолирующие конструкции (звукоизолирующие ограждения, звукоизолирующие кожухи, кабины и др.)
В настоящей работе студентам предлагается выполнить акустический расчет: ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке помещения; звукоизолирующего ограждения, звукопоглощающей облицовки.
2. Задание к работе
Дано. В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м размещены источники шума - ИШ 1, ИШ 2,..., ИШn с уровнями звуковой мощности L1, L2,..., Ln (рис. 1). Источник шума ИШ 1 с заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью Sдв=2,5 м 2. Расчетная точка находится на расстоянии ri от источников шума.
Рис. 1. Схема расположения оборудования - ИШ на участке и расчетной точки - РТ
РАССЧИТАТЬ:
1. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.1.
2. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери. Расчеты производить в соответствии с п. 3.2.
3. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ 1. Источник шума установлен на полу, размеры его в а плане - (a x b) м, высота - h м. Подобрать материал для кожуха. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.3.
4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.4.
Акустические расчеты проводятся в восьми октавных полосах на среднегеометрических частотах 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Однако, в связи с повторяемостью и трудоемкостью, расчеты в практической работе студенты проводят не по всем частотам, а по указанию преподавателя (3-4 частоты).
3. Методика расчетов
Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума. Если в помещении находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц в расчетной точке следует определять по формуле
Здесь:
L - ожидаемые октавные уровни звукового давления в расчетной точке, дБ;
- эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния r от расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника lмакс, рис. 2. Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость;
i - 100,1LPi - определяется по табл. 1;
LРi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
- фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается =1;
S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять S=2r2, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума;
- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику (рис. 3) в зависимости от отношения постоянной помещения B к площади ограждающих поверхностей помещения Sогр.
Sогр=Sпола+Sстен +Sпотолка;
B - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле B=B1000 , где B1000 - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, м 2, определяемая в зависимости от объема и типа помещения на частоте 1000 Гц (табл.2); м - частотный множитель, определяемый по табл.3.;
m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых ri < 5rмин, где rмин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума, м;
n - общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента одновременности их работы.
Рис. 2. График для определения коэффициента
Рис. 3. График для определения коэффициента
Таблица 1. Определение величины i=100,1Lpi
|
Десятки |
Единицы |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
1.103 1.104 1.105 1.106 1.107 1.108 1.109 1.1010 1.1011 1.1012 |
1,3.103 1,3.104 1,3.105 1,3.106 1,3.107 1,3.108 1,3.109 1,3.1010 1,3.1011 1,3.1012 |
1,6.103 1,6.104 1,6.105 1,6.106 1,6.107 1,6.108 1,6.109 1,6.1010 1,6.1011 1,6.1012 |
2.103 2.104 2.105 2.106 2.107 2.108 2.109 2.1010 2.1011 2.1012 |
2,5.103 2,5.104 2,5.105 2,5.106 2,5.107 2,5.108 2,5.109 2,5.1010 2,5.1011 2,5.1012 |
3,2.103 3,2.104 3,2.105 3,2.106 3,2.107 3,2.108 3,2.109 3,2.1010 3,2.1011 3,2.1012 |
4.103 4.104 4.105 4.106 4.107 4.108 4.109 4.1010 4.1011 4.1012 |
5.103 5.104 5.105 5.106 5.107 5.108 5.109 5.1010 5.1011 5.1012 |
6,3.103 6,3.104 6,3.105 6,3.106 6,3.107 6,3.108 6,3.109 6,3.1010 6,3.1011 6,3.1012 |
8.103 8.104 8.105 8.106 8.107 8.108 8.109 8.1010 8.1011 8.1012 |
Примечание: при пользовании таблицей величину LPi следует округлять до целых значений децибел.
Пример. Найти величину i для Li=89,5 дБ.
Решение: в столбце "Десятки" находим число 8, в строке "Единицы" находим число 9. Искомая величина i=8.108
Таблица 2. Значение постоянной помещения B1000
|
Характеристика помещения |
B1000, м 2 |
|
|
С небольшим числом людей (металлообрабатывающие цехи, вентиляционные камеры, генераторные, машинные залы, испытательные стенды и т.п.). С жесткой мебелью и большим количеством людей или с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, деревообрабатывающие цехи, кабинеты и т.п.). С большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения зданий управления, залы конструкторских бюро, аудитории и т.п.) ПРИМЕЧАНИЕ. V - объем помещения |
V/20 V/10 V/6 |
|
Объем помещения, м 3 |
Значение на среднегеометрических частотах октавных полос |
||||||||
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||
|
V < 200 V = 200-1000 V > 1000 |
0,8 0,65 0,5 |
0,75 0,62 0,5 |
0,8 0,64 0,55 |
0,8 0,75 0,7 |
1,0 1,0 1,0 |
1,4 1,5 1,6 |
1,8 2,4 3,0 |
2,5 4,2 6,0 |
Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке для восьми октавных полос следует определять по формуле
где:
Lтреб - требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
Lрасч - полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
Lдоп - допустимые по нормам октавные уровни звукового давления, дБ.
Допустимые уровни шума на рабочих местах принимаются в соответствии с ГОСТ 12.1.003. -83. "Шум. Общие требования безопасности." (табл. 4).
Таблица 4. Допустимые уровни шума на рабочих местах
|
Вид трудовой деятельности |
Условия звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
||||||||
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||
|
Предприятия, учреждения и организации |
|||||||||
|
1. Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность. |
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
|
|
2. Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории. |
79 |
70 |
63 |
58 |
55 |
52 |
50 |
49 |
|
|
3. Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами, требующая постоянного слухового контроля, операторская работа по точному графику с инструкцией, диспетчерская работа. |
83 |
74 |
68 |
63 |
60 |
57 |
55 |
54 |
|
|
4. Работа, требующая сосредоточенности, работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. |
91 |
83 |
77 |
73 |
70 |
68 |
66 |
64 |
|
|
5. Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производстве и на территории предприятия. |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок. Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отдаления "тихих" помещений от смежных "шумных" помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкций производится по требуемой звукоизолирующей способности Rтреб, дБ, величина которой определяется по формуле:
- суммарный октавный уровень звуковой мощности излучаемой всеми источниками и определяемый с помощью табл. 1;
Lдоп - допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемой от шума помещении, дБ, табл. 4;
Bи - постоянная изолируемого помещения, м 2;
m - количество элементов в ограждении (сплошная перегородка - m=1, перегородка с окном или дверью - m=3).
Если звукоизолирующее ограждение включает окно, дверь, то требуемая звукоизолирующая способность Rтреб рассчитывается для каждого элемента. Материал конструкций выбирается по табл. 5 и 6.
Таблица 5. Звукоизолирующая способность стен, перегородок, дБ
|
Материал конструкции |
Толщина |
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц |
||||||||
|
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
|
Кирпичная кладка с двух сторон |
1 кирпич 2 кирпича |
36 45 |
41 45 |
44 52 |
51 59 |
58 65 |
64 70 |
65 70 |
65 70 |
|
|
Железобетонная стена |
50 мм 100 мм 200 мм |
28 34 40 |
34 40 42 |
35 40 44 |
35 44 51 |
41 50 59 |
48 55 65 |
55 60 55 |
55 60 55 |
|
|
Гипсобетонная плита |
80 мм |
- |
28 |
33 |
37 |
36 |
44 |
44 |
42 |
|
|
Керамзитобетонная плита |
80 мм |
- |
33 |
34 |
39 |
47 |
52 |
54 |
- |
|
|
Шлакобетонная панель |
250 мм |
- |
30 |
45 |
52 |
56 |
64 |
64 |
- |
|
|
Древ. стружечная плита |
20 мм |
- |
23 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
23 |
|
|
Фанера |
3 мм 5 мм 10 мм |
7 9 13 |
11 13 17 |
14 17 21 |
19 21 25 |
23 25 28 |
26 28 25 |
27 26 29 |
26 29 23 |
|
|
Стеклопластик |
3 мм 5 мм 10 мм |
9 12 17 |
13 16 21 |
17 20 25 |
21 24 28 |
25 28 31 |
29 31 31 |
31 31 34 |
32 34 38 |
|
|
Стальн. панели с ребрами жесткости |
1 мм 3 мм 5 мм 10 мм |
13 19 22 26 |
17 23 26 30 |
21 27 30 34 |
25 31 34 36 |
28 35 37 32 |
32 37 32 36 |
35 30 36 42 |
35 39 42 46 |