Расчет уровней звукового давления

Звуковое давление – меняющееся избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Уровень звукового давления – измеренное значение звукового давления, относительно опорного давления Р_spl = 20 мкПа и соответствующему порогу слышимости звуковой волны частотой 1 кГц. Повышенный уровень звукового давления – причина возникновения шумового загрязнения. Для того, чтобы определить уровень звукового давления и определить мероприятия по его снижению производят специальный расчет:

🔹 выявляют источник (источники) шума и его шумовые характеристики;
🔹 выбирают расчетные точки, определяют допустимый уровень звукового давления в них;
🔹 рассчитывают ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках;
🔹 подсчитывают необходимое снижение шума;
🔹 разрабатывают акустические и архитектурно-строительные меры, обеспечивающие снижение шума.

Уровень звукового давления определяют в расчетных точках, выбираемых или на рабочих местах, или в зонах с постоянным пребыванием людей на высоте 1,5 м от пола. Причем в помещении с одним или несколькими одинаковыми источниками две точки, одну – на рабочем месте в зоне прямого звука, вторую – в зоне отраженного звука и в месте постоянного пребывания людей. Если в помещении имеется несколько источников, уровни звуковой мощности которых отличаются на 10 дБ и более, точки выбирают на рабочих местах у источников с максимальными и минимальными уровнями.

Исходные данные для расчета:

🔹 план и разрез помещения с расположением всех типов производственного оборудования и указанием расчетных точек;
🔹 характеристики ограждающих строительных конструкций (материал, толщина, плотность и другие);
🔹 шумовые характеристики и габариты источников шума.

Шумовые характеристики оборудования приведены заводом-изготовителем в документации. Это могут быть: октавные L_w, корректированные L_wА, эквивалентные L_wАэкв или максимальные L_wАмакс корректированные уровни звуковой мощности. Допускаются характеристики в виде октавных уровней звукового давления L или уровней звука на рабочем месте L_д (на определенном расстоянии).

Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках помещений (с отношением наибольшего к наименьшему размеру не более 5) при работе одного источника шума следует определять по формуле (1) L = L_w +10 lg ((χ Ф)/( Ω r²) + 4/kB), где L_w - октавный уровень звуковой мощности, дБ;

χ - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля в тех случаях, когда расстояние r меньше удвоенного максимального габарита источника (r<2lмакс) (табличные данные);

Ф - фактор направленности источника шума (для источников с равномерным излучением Ф = 1);

Ω - пространственный угол излучения источника, радиан (табличные данные);

r - размер от акустического центра источника шума до расчетной точки, м;

k - коэффициент искажения звукового поля в помещении (табличные данные, в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения α_ср);

B - акустическая константа помещения, м², определяемая по формуле (2) B = A /(1- α_cp),

А - эквивалентная площадь звукопоглощения, м², определяемая по формуле:

Si -площадь i-й поверхности, м²;

Аj - эквивалентная площадь звукопоглощения j-го искуственного поглотителя, м²;

nj - количество j-ых искуственных поглотителей, шт.;

α_cp - средний коэффициент звукопоглощения, определяемый по формуле (4) α_cp = A /Sогр,

S_огр - суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м².

Граничный радиус r_гр, м, в помещении с одним источником шума - расстояние от акустического центра источника, на котором плотность энергии прямого звука равна плотности энергии отраженного звука, определяют по формуле (5) r_гр =√(B /4 Ω )

Если источник расположен на полу помещения, граничный радиус определяют по формуле (6) r_гр=√В/8π =√В/25,12

Расчетные точки на расстоянии до 0,5 r_гр считают находящимися в зоне прямого звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (7) L = Lw +10 lg Ф + 10 lg χ – 20 lg r – 10 lg Ω.

Расчетные точки на расстоянии более 2 r_гр считают находящимися в зоне отраженного звука. В этом случае октавные уровни звукового давления следует определять по формуле (8) L = Lw - 10 lg B – 10 lg k + 6.

Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках помещения с несколькими источниками шума следует определять по формуле:

где L_wi - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;

χi, Фi, ri -то же, что и в формулах (1) и (6), но для i-го источника;

m - число источников шума, ближайших к расчетной точке (находящихся на расстоянии r_i ≤ 5 r_мин, где r_мин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника шума);

n - общее число источников шума в помещении;

k и В - то же, что и в формулах (1) и (8).

Если все n источников имеют одинаковую звуковую мощность L_wi, то

Если источник шума и расчетная точка расположены в одном помещении, расстояние между ними больше удвоенного максимального размера источника шума и между ними нет препятствий, экранирующих или отражающих шум в направлении расчетной точки, то октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках следует определять: при точечном источнике шума (отдельная установка на территории, трансформатор и т.п.) - по формуле (11)

L = Lw – 20 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω;

при протяженном источнике ограниченного размера (стена производственного здания, цепочка шахт вентиляционных систем на крыше производственного здания, трансформаторная подстанция с большим количеством открыто расположенных трансформаторов) - по формуле (12)

L = Lw – 15 lg r + 10 lg Ф - βa r/1000 - 10 lg Ω;

где Lw, r, Ф, Ω - то же, что и в формулах (1) и (7);

βа - затухание звука в атмосфере, дБ/км (табличные данные).

При расстоянии r ≤ 50 м затухание звука в атмосфере не учитывают.

Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках в изолируемом помещении, проникающие через ограждающую конструкцию из соседнего помещения с источником (источниками) шума или с территории, следует определять по формуле (13)

L = L_ш – R + 10 lg S – 10 lg B_и – 10 lg k,

где L_ш - октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума на расстоянии 2 м от разделяющего помещения ограждения, дБ, определяют по формулам (1), (8) или (9); при шуме, проникающем в изолируемое помещение с территории, октавный уровень звукового давления L_ш снаружи на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции определяют по формулам (11) или (12);

R - изоляция воздушного шума ограждающей конструкцией, через которую проникает шум, дБ;

S - площадь ограждающей конструкции, м²;

В_и - акустическая постоянная изолируемого помещения, м²;

k - то же, что и в формуле (1).

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких частей с различной звукоизоляцией (например, стена с окном и дверью), R определяют по формуле:

где Si - площадь i-й части, м²;

Ri - изоляция воздушного шума i-й частью, дБ.

Если ограждающая конструкция состоит из двух частей с различной звукоизоляцией (R1>R2), R определяют по формуле:

При R1>>R2 и определенном соотношении S1/S2 допускается вместо звукоизоляции ограждающей конструкции R при расчетах по формуле (13) вводить звукоизоляцию слабой части составного ограждения R2 и ее площадь S2.

Эквивалентный и максимальный уровни звука L_A, дБ, создаваемого внешним транспортом и проникающего в помещения через наружную стену с окном (окнами), следует определять по формуле (16) L = L_A2м – R_{Атран.о} + 10 lg So – 10 lg B_и – 10 lg k,

Где L_A2м - эквивалентный (максимальный) уровень звука снаружи на расстоянии 2 м от ограждения, дБ;

R_{Атран.о} - изоляция внешнего транспортного шума окном, дБ;

S_o - площадь окна (окон), м²;

B_и - акустическая постоянная помещения, м² (в октавной полосе 500 Гц);

k - то же, что и в формуле (1).

Для жилых и административных помещений, гостиниц, общежитий площадью до 25 м² L_A, дБ, определяют по формуле (17) L_A = L_A2м – R_{Атран.о} – 5.

Октавные уровни звукового давления в защищаемом от шума помещении в тех случаях, когда источники шума находятся в другом здании, следует определять в несколько этапов:

1) определяют октавные уровни звуковой мощности шума L_wпр, дБ, прошедшего через наружное ограждение (или несколько ограждений) на территорию, по формуле:

где L_wi - октавный уровень звуковой мощности i-го источника, дБ;

B_ш - акустическая константа помещения с источниками шума, м2;

S - площадь ограждения, м²;

R - изоляция воздушного шума ограждением, дБ;

2) определяют октавные уровни звукового давления для вспомогательной расчетной точки на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения по формулам (10) или (11) от каждого из источников шума. При расчете надо учесть, что для расчетных точек в пределах 10° от плоскости стены здания вводится поправка на направленность излучения 10 lg Ф = - 5 дБ;

3) определяют суммарные октавные уровни звукового давления L_сум, дБ, во вспомогательной расчетной точке (на расстоянии 2 м от наружного ограждения защищаемого от шума помещения) от всех источников шума по формуле:

где L_i - уровень звукового давления от i-го источника, дБ;

4) определяют октавные уровни звукового давления L, дБ, в защищаемом от шума помещении по формуле (13), заменив в ней L_ш на L_сум.

При непостоянном шуме октавные уровни звукового давления Lj, дБ, в расчетной точке следует определять по формулам (1), (7), (8), (9), (11), (12) или (13) для каждого отрезка времени τJ, мин., в течение которого уровень остается постоянным, заменяя в указанных формулах L на L_j.

Эквивалентные октавные уровни звукового давления L_экв, дБ, за общее время воздействия T, мин., следует определять по формуле:

где τ_J - время воздействия уровня L_j, мин.;

L_j - октавный уровень за время τ_J, дБ.

За общее время воздействия шума T принимают: в производственных и служебных помещениях - продолжительность рабочей смены; в жилых и других помещениях, а также на территориях, где нормы установлены отдельно для дня и ночи, - продолжительность дня 7.00 - 23.00, ночи 23.00 - 7.00 ч.

Допускается в последнем случае принимать за время воздействия T днем - четырехчасовой период с наибольшими уровнями, ночью - одночасовой период с наибольшими уровнями.

Эквивалентные уровни звука непостоянного шума L_Aэкв, дБ, следует определять по формуле (20), заменяя L_экв на L_Aэкв и L_j на L_Aj.

Также рекомендуем Вам следующий материал:

Нужна консультация ?

Популярные статьи

Расчет уровней звукового давления

Исходные данные для расчета:

Фанкойлы со скидкой 44%