<<
>>

§ 7. Приемы и технические средства шумозащиты

  Замена шумных источников на малошумные. Эта мера считается наиболее эффективной. Ослабление шума достигается либо уменьшением силового воздействия в источнике, либо снижением звукоизлучающей способности элементов источника шума.
Так, электромобиль, оснащенный электродвигателем, на 15-20 дБА менее шумен, нежели автомобиль с ДВС, а солнечный автомобиль — практически бесшумен (только шорох шин по асфальту). При замене асфальтового покрытия на специальное, содержащее мелкую резиновую крошку (например, продукт переработки изношенных шин), удается снизить шум на 3-4 и более дБА. Применение шумопоглощающего асфальта, имеющего высокую пористость из-за большого объема пустот (25 % вместо 6 % в обычном асфальте), позволило снизить уровень шума на дорогах Германии на 4—6 дБ.

Изменение направленности излучения. Этот метод снижения шума основан на том, что некоторые источники шума, например реактивные самолеты, располагают так, чтобы реактивная струя была направлена в сторону, противоположную защищаемому объекту. Таким образом удается снизить шум на 10-15 дБ.

Средства шумовиброзащиты. Шум, как уже отмечалось, в основном возникает в результате совершения работы или движения, т. е. это звуковые волны механического (автомобиль, пневмоинструмент) или аэродинамического (реактивная струя, выхлоп) происхождения. Практически все средства шумозащиты от работы этих источников шума основаны на следующих принципах действия: отражение, поглощение звука (вибрации) или комбинированные.

Звукоизоляция. В зависимости от предназначения звукоизолирующие конструкции подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие конструкции используются для ограждения транспортных средств, строительных машин и механизмов, шумных установок и узлов; они изготавливаются из стали, дерева, пластмасс и т. п. (табл. 11.6).

Звукопоглощение. Оно применяется в замкнутых помещениях с целью снижения уровня отраженной звуковой энергии, на-

Таблица 11.6

Эффективность звукоизоляции одностенных конструкций, дБ

(М.

В. Буторина, П. В. Воробьев, А. П. Дмитриева и др., 2002 г.)

Материал

Тол-

щина,

мм

Октавные полосы частот, Гц |

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Алюминиевый лист

1

8

11

10

10

18

23

25

30

Стальной лист

1,5

9

14

21

27

32

37

43

42

Древесно-стружечная плита (ДСП)

20

14

17

18

25

30

26

32

38

Кирпичная кладка, оштукатуренная с двух сторон

125

30

36

37

40

46

54

57

59

Стекло

6

17

11

24

28

32

27

35

39

Плита

железобетонная

100

32

37

36

45

52

59

62

63

Таблица 11.

Коэффициенты звукопоглощения некоторых материалов

Материал

Тол-

щина,

мм

Октавные полосы частот, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Сталь, лист

20

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

Плиты минералват- ные, акустические

20

0,02

0,03

0,17

0,68

0,98

0,86

0,45

0,20

Маты из супертонкого базальтового полотна

50

0,1

0,25

0,7

0,98

1,0

1,0

1,0

0,95

Маты из отходов капронового волокна

50

0,02

0,15

0,46

0,82

0,92

0,93

0,93

0,93


Рис.

11.6. Элемент звукопоглощающей облицовки:

1 — потолок (стенка); 2 — звукопоглощающий материал;

3 - тонкая пленка; 4 — перфорированный лист

пример, излучаемой ограждающими конструкциями. В качестве звукопоглощаемого материала используют различные волокнистые вещества, например поролон. На рис. 11.6 показан элемент звукопоглощающей облицовки потолка или стены помещения, а в табл. 11.7 приведены данные об эффективности звукопоглощения (в долях единицы) некоторых из применяемых материалов.

Установлено, что эффективность звукопоглощения зависит в основном от площади применяемых конструкций и эффективности звукопоглощающего материала.

Акустические экраны представляют собой плоскость — преграду той или иной формы между источником шума и защищаемым объектом (люди, жилой массив), который попадает в так называемую звуковую тень или зону ослабления звука (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Схеме образования зоны ослабления звука за акустическим экраном

Как правило, для увеличения эффективности экрана 2 его со стороны источника шума 1 облицовывают звукопоглощающим материалом. С этой же целью стремятся по возможности увеличить размеры экрана, изменить его форму (Г- или П-образные), а также расположить его как можно ближе к источнику шума. Экран, не допускающий прямолинейного распространения звука, всегда должен возвышаться над ограничительной линией, что позволяет снижать шум не менее чем на 6—8 дБА. При установке вдоль автомагистралей противошумные экраны не должны отвлекать внимания водителей, незаметно вписываясь в ландшафт.

Эффективным мероприятием по снижению транспортного шума является расположение дороги в выемке. Если полученный при сооружении выемки грунт использовать для отсыпки по бровкам ее откосов шумозащитных земляных валов, то снижение уровня шума может достигнуть 15 дБА.

Эффективность экранирующих сооружений ориентировочно составляет (в зависимости от размеров и других особенностей): акустического экрана (АЭ) и насыпи — 5-15 дБА; зеленых насаждений (ЗН) — 3-8 дБА; зданий — экрана — 15—20 дБА (рис.

11.8).

Акустические экраны используются для установки вдоль автодорог, железнодорожных магистралей, вблизи аэропортов. Их высота в зависимости от назначения и места установки может быть различной: 2-4 м (автодороги), 20-25 м (аэропорты).

Рис. 11.8. Экранирующие сооружения для защиты от шума на пути его распространения:

1 - источник шума; 2 — экран; 3 - защищаемое здание; 4 - зеленые насаждения; 5 — насыпь; 6 — выемка; 7 — комбинация: вспомогательное здание - экран

В качестве материалов применяют бетон, стекло, дерево, металл, пластмассы, старые автопокрышки. Для защиты от шума оказались наиболее пригодными плиты толщиной 5 см из минерального волокна объемной массы 100 кг/м3.

Глушители шума основаны или на отражении звуковой энергии {реактивные), или на ее поглощении (абсорбционные), или

на их комбинации (комбинированные). Конструкции некоторых реактивных глушителей показаны на рис. 11.9.

Рис. 11.9. Схемы реактивных глушителей

Понятно, что эффективность реактивных глушителей возрастает с увеличением числа камер, объема, числа поворотов газового потока.

Абсорбционные глушители (рис. 11.10) заполнены тем или иным звукопоглощающим материалом. При этом эффективность глушителя возрастает с увеличением его длины и коэффициента звукопоглощения материала. Важно, чтобы гидравлическое сопротивление глушителя автомобиля было как можно меньше, иначе существенно снижается мощность двигателя.

Рис. 11.10. Трубчатые глушители абсорбционного типа:

1 — каналы круглого, квадратного или прямоугольного сечений; 2 — слой звукопоглощающего материала

Звукоизолирующие кожухи.

Указанные устройства предназначены для снижения шума от отдельных источников; их конструкция представляет собой оболочку той или иной формы, со всех сторон закрывающую источник шума (рис. 11.11, по Н. И. Иванову и И. М. Фадину, 2002 г.).

Поскольку эффективность звукоизолирующего кожуха снижается от вибрации источника, последний устанавливается на виброизоляторы. Недопустимо также наличие в кожухе щелей, отверстий, проемов.

Рис. 11.11. Звукоизолирующий кожух для радиального вентилятора:

1 — корпус; 2 — звукопоглощающий материал; 3 - уплотнения из резины; 4 — гибкие вставки; 5 — виброизоляторы

Активная шумозащита. В принципе все технологии снижения шума можно разделить на две группы; пассивные и активные. Первые — это те, в которых не применяется дополнительный источник энергии (например, кожух, экран и т. п.). Напротив, в активных средствах шумозащиты используется дополнительный источник энергии, который специально «глушит» энергию звуковых волн основного источника шума.

Активная шумозащита основана на явлении интерференции — наложении звуковых волн с одинаковой частотой и амплитудой в противофазе. Это приводит к ослаблению результирующей волны (вспомните известное выражение «Клин клином вышибают»). Схема активного шумоглушения приведена на рис. 11.12.

Вторичный источник звука (в данном случае динамик 6) излучает звуковую волну в противофазе к первичному источнику звука (шума) 1. Происходит наложение звуковых волн от обоих источников и, как следствие, между ними возникает зона с пониженным уровнем шума.

Активная шумозащита особенно эффективна при низких и средних частотах (до 500 Гц), что весьма важно, так как именно

Рис. 11.12. Схема устройства для активной шумозащиты:

1 — источник шума; 2 — микрофон; 3 - усилитель; 4 — анализатор;

5 — фазоинвертор; 6 — динамик

при этих частотах обычные средства звукоизоляции и звукопоглощения «работают» плохо.

В настоящее время средства активной шумозащиты широко применяются для снижения уровня звукового давления в салонах автомобилей (на 8-15 дБ), кабинах самолетов и вертолетов (на 10-14 дБ), работающих вентиляторов (на 16 дБ) и др. 

<< | >>
Источник: Под ред. проф. В. В. Денисова. Экология города: Учебное пособие. 2008

Еще по теме § 7. Приемы и технические средства шумозащиты:

  1. § 7. Приемы и технические средства шумозащиты