Страница 163

Требуемая эффективность звукопоглощения определяется по формуле (6.43), исходя из условия безопасности:  .Однако следует учитывать, что практическая реализация звукопоглощения позволяет снижать шум обычно не более чем на 6...8 дБ (в зоне отраженного звука —на 10...12 дБ).

Звукоизоляция. Звукоизоляция — уменьшение уровня шума с помощью защитного устройства, которое устанавливается между источником и приемником и имеет большую отражающую и (или) поглощающую способность. Обычно роль защитных устройств выполняют глушители шума, экраны или стенки изолированных объемов. Например, защитным устройством является кожух, которым закрывают машины и механизмы, или кабина, в которой находится оператор, управляющий рабочим процессом. Стенки кожухов и кабин изготовляют из листового проката и покрывают изнутри звукопоглощающим материалом. Эффективность звукоизоляции с помощью стенки толщиной h можно определить по формуле (6.39). Если пренебречь затуханием звука в материале, т.е. положить в формуле (6.39) коэффициент распространения k̂* равным jk2, где

K2 = w/c0 — волновое число, то эффективность

(6.46)

где z1 = r1c1 —импеданс воздуха; z2 = r2c2 —импеданс материала защитного устройства.

Из выражения (6.46) следует, что эффективность звукоизоляции равна нулю при толщине стенки h = nl2/2, т. е. кратной половине длины волны (п = 0, 1, 2 ...), а максимальная эффективность будет иметь место, если толщина стенки h = (2n + 1)l2/4.

Так как для защитного устройства, находящегося в воздухе, всегда выполняется неравенство r1c1 << r2c2 , то для тонкой стенки (h2 << l2/2p) из выражения (6.46) находим

(6.47)

где т = r2h — поверхностная плотность (масса защитного устройства отнесенная к единице площади).

При достаточно больших частотах единицей в правой части формулы (6.47) можно пренебречь:

(6.48)

Как видно из формулы (6.48), единственным свойством защитного устройства, определяющим эффективность звукоизоляции при принятых допущениях, является поверхностная плотность т. Эффективность звукоизоляции растет с увеличением плотности т и частоты f. Константу, входящую в выражение (6.48), определяют, осредняя коэффициент передачи t по углам падения. Если т и f выражены соответственно в кг/м2 и Гц, то константа равна 47,5 дБ.

Найдем требуемую эффективность звукоизоляции. По определению

(6.49)

Будем обозначать параметры, относящиеся к изолированному объему, в котором установлен источник шума мощностью W, индексом 1, а параметры, относящиеся к изолированному объему, где расположен приемник, индексом 2. Суммарная плотность потока энергии I+ звука, падающего на ограждающие стенки изолированного объема 1, в общем случае складывается из интенсивности W/[S1(r)] прямого звука и плотности потока энеpгии Iд = W/B1 диффузного поля

(6.50)

Обозначая через S+ площадь поверхности тех стенок изолированного объема 1, через которые звук излучается в изолированный объем 2, находим падающий поток энергии W+ = I+S+ и с учетом выражения (6.50) имеем:

(6.51)

Допустимый уровень LW — потока энергии, переданного в изолированный объем, находим из выражения (6.43), полагая (r, B) £ Lн (еd =0)

(6.52)

Подставив соотношения (6.49) и (6.51) в формулу (6.52), получим значение требуемой эффективности звукоизоляции:

(6.53)

Для точечного источника шума, находящегося в изолированном объеме 7, образованным стенками кожуха (рис. 6.43, а), и излучающего шум в изолированный объем 2 (например помещение), можно в первом приближении принять S+ = S1(r) = S1. Тогда из выражения (6.53) требуемая эффективность

На рис. 6.43, б показано помещение 1, в котором установлен источник шума, отделенное от помещения 2 где расположены рабочие места, стенкой, площадь которой равна S+. Принимая, что в помещении 2 уровень шума во всех точках примерно одинаков (т. е. B2/(4S2(r)) << 1), из выражения (6.53) находим

где радиус r равен минимальному расстоянию от акустического центра источника шума до стенки площадью S+. На рис. 6.43, в показана кабина, защищающая оператора от шума, создаваемого источником в помещении 1. Если кабина расположена на большом расстоянии от источника, то она находится в зоне отраженного звука. Для этого источника из выражения (6.53) находим, что требуемая эффективность