close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Шевченко Антон Евгеньевич. Прогнозирование последствий шумового воздействия на состояние здоровья работников производства

код для вставки
АННОТАЦИЯ
Выпускная квалификационная работа объемом 72 страницы компьютерного
теста, включает 1 таблицу, 6 рисунков 42 литературных источника.
Ключевые слова: шум, шумовое загрязнение, мероприятия, защита,
предприятие, человек.
Выпускная
последствий
квалификационная
шумового
воздействия
работа
на
по
теме:
состояние
«Прогнозирование
здоровья
работников
производства»
Актуальность темы: На большинстве предприятий отмечается повышенный
шумовой фон,
не отвечающий нормативным
требованиям.
Многолетние
наблюдения по литературным источникам за динамикой шумового загрязнения
обнаруживают тенденции увеличения шумового воздействия на работающих.
Целью
работы
является:
изучить
проектирование
инновационных
инженерно-технических систем по снижению уровня шума.
Задачи исследования:
1.
Рассмотреть влияние шума на здоровье работников производства;
2.
Изучить методы и способы борьбы с шумом
при проектировании
инновационных инженерно-технических систем;
3.
Провести анализ существующих материалов использующихся
в
строительстве при борьбе с шумом;
4.
Определить проблемы при решении задач борьбы с шумом.
Теоретической и методологической основой работы явились труды
отечественных и зарубежных ученых в области проектирования инновационных
инженерно-технических систем по снижению уровня шума.
Объект исследования: условия и охрана труда работников инженернотехнических систем.
Предмет исследования: техническое состояние инженерно-технических
систем уменьшающих воздействие шума на работников производства.
2
Результаты исследования: большое значение приобретают вопросы не
допущения шумового загрязнения, которые могут быть по вине персонала, людей,
а
также
заблаговременного
прогноза
износа
оборудования.
Достижения
положительных результатов в области снижения шумового загрязнения во
многом определяются качественной подготовкой обслуживающего персонала и
поступлением современного оборудования.
Методы
исследования:
в
работе
применялись
следующие
методы
исследования: (анализ, сравнение, наблюдение, обработка полученных данных).
Теоретическая значимость работы. Полученные в ходе проведенной работы
данные позволяют установить наиболее важные проблемы, связанные с шумовым
загрязнением, требующих определенного решения. На предприятиях широко
осуществляются мероприятия по охране жизни и здоровья работающих, однако
часть промышленных предприятий не имеет качественного оборудования,
станков и тд., что создает определенные технические проблемы.
Практическая значимость работы заключается в том, что в ходе
проведенного
исследования
установлено,
шумовое
воздействие
–
это
стандартный элемент окружающей среды человека, который помогает ему
ориентироваться в пространстве. Но если этот элемент начинает выходить за
стандартные рамки, он становится опасным. Уже сейчас установлено, что шум
является одной из причин преждевременного старения, каждая третья женщина, и
каждый четвертый мужчина страдает неврозами, вызванными повышенным
уровнем шума,
сильный шум уже через 1 мин может вызывать изменения в
электрической активности мозга.
3
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………...7
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………………………………………11
1.1Виды шума …………. ……………….……….……………………………..….....11
1.2 Методы снижения воздушного шума в технологических процессах….………22
1.3.Методы снижение аэродинамического шума ………….…………………….....27
1.4.Методы снижение структурного шума …………... ……………………………31
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОЦЕССА
ОПАСНОСТЕЙ ШУМА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССАХ………………………………………………………………………...37
2.1Трудности, возникающие при решении задач борьбы с шумом….…………...37
2.2Мероприятия по борьбе с шумом в технологических процессах…. .43
Глава 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТРОЙСТВ
ЗВУКОПОГЛАЩЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ ИННОВАЦИОННЫХ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ……………………………………………………………………………….47
3.1 Применение технологических решений по борьбе с шумом при
проектировании инженерных и производственных систем……………………..…47
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………......68
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………70
4
ВВЕДЕНИЕ
Трудно представить современные административные, общественные, и
жилые
здания
без
кондиционирования
инженерно-технических
воздуха,
систем,
холодоснабжения
и
систем
вентиляции,
воздушного
отопления
(СВКВХВО). Оборудование этих систем, их основные элементы в большинстве
случаев являются источниками негативного воздействия на человека - создают
повышенный шум и вибрацию в местах его работы, проживания и отдыха.
Такими элементами являются, в первую очередь, вентиляторы, вентиляционные
установки, центральные кондиционеры, внутренние и наружные блоки сплитсистем, доводчики, холодильные машины, различные охладители (сухие и
водяные градирни, конденсаторы и др.), а также воздуховоды и трубы,
соединяющие элементы систем охлаждения (холодоснабжения). Эксплуатация
этого оборудования, как правило, невозможна без шумоглушения и защиты от
вибрации. Проблема акустических факторов производственной среды ( и шум)
является одной из острейших проблем развития современной цивилизации,
приоритеты развития которой за последние десятилетия существенно изменились.
Известный германский акустик профессор М. Хекль заметил, что
технологии, основной тенденцией которых было «больше, быстрее, выше»,
сегодня сменились новыми, тенденциями: «лучше, безопаснее, тише».
Неблагоприятное акустическое воздействие в той или иной мере ощущает
почти
каждый
промышленность
второй
житель
новых
нашей
интенсивных
планеты.
Широкое
технологий,
рост
внедрение
в
мощности
и
быстроходности оборудования, широкое использование многочисленных и
быстроходных средств наземного, воздушного и водного транспорта, применение
разнообразного бытового оборудования - все это привело к тому, что человек на
работе, в быту, на отдыхе, при передвижении подвергается многократному
воздействию вредного шума, своего рода акустической экспансии. Повышенный
шум влияет на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывает раздражение,
утомление,
агрессивность.
Профессиональные
заболевания,
связанные
с
5
воздействием шума и вибрации (например, неврит слухового нерва, вибрационная
болезнь), находятся на 1-3 местах среди всех профессиональных заболеваний.
По данным российских ученых, эти заболевания в России достигают более
35% от общего числа профессиональных заболеваний. Под воздействием
повышенного шума во всем мире находятся десятки миллионов работающих и
сотни
миллионов
жителей
городов.
Известно,
что
шум
влияет
и
на
производительность труда. При уровнях шума свыше 80 дБ увеличение его на
каждые 1-2 дБ вызывает снижение производительности труда не менее чем на 1%.
Экономические потери от повышенного шума в развитых странах
достигают десятки миллиардов долларов в год. Сегодня конкурентоспособность
машин в немалой степени определяется их уровнем шума. При этом, чем меньше
шум машины, агрегата, установки, тем, как правило, она дороже. Каждый децибел
снижения шума обеспечивает около 1% повышения стоимости продаваемого
изделия.
Шум и
в производственных помещениях, как правило, вызываются
многими причинами, что создает определенные трудности в борьбе с ними и
обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий как
инженерно-технического,
так
и
медицинского
характера.
Наиболее
перспективным направлением снижения шума является создание малошумных
машин, оборудования и средств транспорта. Поэтому технически обоснованное
ограничение шумовых характеристик машин непосредственно как источников
шума имеет первостепенное значение. Технически обоснованные шумовые
характеристики машин и оборудования являются важным показателем качества,
позволяют прогнозировать уровни шума на рабочих местах и уже на стадии
проектирования
технологических
процессов
принимать меры по снижению шума
до
и
производственных
уровней,
зданий
регламентированных
санитарными нормами. Этот путь достаточно сложный и не всегда приносит
ожидаемый результат. Поэтому, важное место при борьбе с шумом занимают
методы, снижающие эти неблагоприятные факторы производственной среды на
пути их распространения.
6
Снижение шума на пути его распространения осуществляется следующими
методами: организационными; звукоизоляции; звукопоглощения; виброизоляции;
дистанционного
управления
из
звукоизолирующих
кабин.
Основным
эффективным способом снижения шума по пути распространения является
звукоизоляция. С помощью звукоизоляции снижают шум на 30-70 дБ.
Звукопоглощение или так называемая акустическая обработка помещений,
позволяет снизить шум всего лишь на 5-10 дБ. Применение виброизоляции машин
и оборудования позволит снизить вибрацию на 20-25 дБ.
Источниками шума
станочное,
на машиностроительных предприятиях являются
кузнечнопрессовое
оборудование,
энергетические
установки,
компрессорные и насосные станции, вентиляционные установки, стендовые
испытания двигателей внутреннего сгорания и др.
Уровень шума на рабочих местах в производственных помещениях,
возникающих от этих источников, обычно значительно превышает допустимые
значения.
Поэтому
при
проектировании
производственных
процессов
необходимым условием является определение ожидаемых уровней шума на
рабочих местах с помощью акустического расчёта и разработки на его основе
средств и методов защиты от шума.
Актуальность темы данной работы не вызывает сомнений, поэтому
целью является - изучить проектирование инновационных инженернотехнических систем по снижению уровня шума.
Исходя из поставленной цели, необходимо выполнить следующие задачи:
1.
Рассмотреть влияние шума на здоровье работников производства;
2.
Изучить методы и способы борьбы с шумом
при проектировании
инновационных инженерно-технических систем;
3.
Провести анализ существующих материалов использующихся
строительстве при борьбе с шумом;
4.
Определить проблемы при решении задач борьбы с шумом.
в
7
Теоретической и методологической основой работы явились труды
отечественных и зарубежных ученых в области проектирования инновационных
инженерно-технических систем по снижению уровня шума.
Объект исследования. Условия и охрана труда работников инженернотехнических систем.
Предмет исследования. Техническое состояние инженерно-технических
систем уменьшающих воздействие шума на работников производства.
8
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Виды шума
Одной из важнейших проблем современной промышленности и транспорта
является необходимость постоянного снижения вибрации и шума. Современные
инженерно-технические
системы
представляют
собой
сложный
комплекс
технических решений.
Проектирование инновационных инженерно-технических систем - это
задача, требующая профессионализма от специалистов самого различного
профиля.
Шум и вибрацию, создаваемый элементами СВКВХВО, можно разделить на
три:
-воздушный шум, распространяющийся от поверхности источника в
окружающее пространство;
-аэродинамический
шум,
распространяющийся
по
воздуховодам
в
обслуживаемые системами помещения и окружающее пространство;
-структурный шум, излучаемый в помещения их ограждениями, его
причиной является остаточная
оборудования, передаваемая на строительные
конструкции здания и далее на эти ограждения.
Задачи защиты от шума и вибрации СВКВХВО успешно решаются за счет
правильно
выбираемых
акустических
или
мероприятий.
разрабатываемых
Необходимое
комплексов
снижение
строительно-
воздушного
шума
достигается за счет мер и средств, основанных на методах звукоизоляции,
звукопоглощения, экранирования, структурного – на методах виброизоляции,
звукоизоляции, для снижения аэродинамического шума используются различные
типы шумоглушителей. При этом учитываются объемно-планировочные решения
и конструктивные особенности зданий, которые изменяются в строительной
отрасли в соответствии с требованиями времени. Вектор этих изменений в
9
современных условиях направлен на сокращение площадей для размещения и
вентиляционного оборудования и средств снижения шума и вибрации.
Шумом называют всякий неблагоприятно действующий на человека звук.
Обычно шум является сочетанием звуков различной частоты и интенсивности. С
физической точки зрения звук представляет собой механические колебания
упругой среды. Звуковая волна характеризуется звуковым давлением р, Па,
колебательной скоростью V, м/с, интенсивностью I, Вт/м2, и частотой - числом
колебаний в секунду f, Гц.
Звуковые колебания какой-либо среды (например, воздуха) возникают при
нарушении ее стационарного состояния под воздействием возмущающей силы.
Частицы среды начинают колебаться относительно положения равновесия,
причем скорость этих колебаний (колебательная скорость) значительно меньше
скорости распространения звуковых волн (скорости звука), которая зависит от
упругих свойств, температуры и плотности среды.
Во время звуковых колебаний в воздухе образуются области пониженного и
повышенного давления, которые определяют звуковое давление.
Звуковым давлением называется разность между мгновенным значением
полного давления и средним давлением в невозмущенной среде.
Характеристикой источника шума служит звуковая мощность Р, которая
определяется общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником
шума в окружающее пространство за единицу времени.
При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос
энергии. Количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука.
Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный
к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения
волны, называется интенсивностью звука в данной точке.
Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания
упругой среды, имеющие частоту примерно от 20 до 20 000 Гц, но наиболее
важный для слухового восприятия интервал от 45 до 10000 Гц.
10
Источниками шума на машиностроительных предприятиях являются:
производственное
оборудование
энергетическое
оборудование,
вентиляторные
установки,
(станочное,
кузнечно-прессовое
компрессорные
и
трансформаторные
насосные
подстанции;
и
т.п.);
станции,
продукция
предприятия - при ее испытаниях на стендах (двигатели внутреннего сгорания,
авиационные двигатели, компрессоры и т. п.).
В
зависимости
подразделяются
от
на
физической
источники
природы
возникающего
механического,
шума
они
аэродинамического,
электромагнитного и гидродинамического шума. Снижение шума на рабочих
местах
должно
достигаться,
прежде
всего,
за
счет
акустического
совершенствования машин - улучшения их шумовых характеристик.
Шумовые характеристики (ШХ) источников шума - активные уровни
звуковой мощности (УЗМ) Lp, дБ, и показатели направленности излучения шума
G, дБ, или предельно допустимые шумовые характеристики (ПДШХ) должны
быть указаны в паспорте на них, руководстве (инструкции) по эксплуатации или
другой сопроводительной документации. При отсутствии таких сведений
необходимо пользоваться справочными данными по шумовым характеристикам
применяемой машины или ее аналога.
В
соответствии
с
ГОСТ
12.1.003-83*
шум
классифицируется
по
спектральным и временным характеристикам.
Спектры
шума
подразделяются
на
широкополосные
и
тональные.
Широкополосные характеризуются спектром шума шириной более одной октавы,
тональные имеют в своем составе выраженные дискретные тона с превышением
уровня звукового давления над соседними не менее чем на 10 дБ.
Для оценки и сравнения шумов, изменяющихся по времени, применяют
уровни звука. Уровень звука - это суммарный уровень звукового давления,
определенного во всем частотном диапазоне.
Измеряют уровень звука шумомером
в децибеллах
[дБ] по шкале,
имеющей корректирующий контур по низкочастотной составляющей.
11
По временным характеристикам шумы подразделяются: на постоянные и
непостоянные, а последние, в свою очередь, делятся на колеблющиеся
прерывистые и импульсные. Шум относится к постоянному, если уровень звука,
характеризующий его, изменяется за восьмичасовой рабочий день (рабочую
смену) не более чем на 5 дБ (А); для непостоянных шумов характерно изменение
уровня звука в течение рабочего дня более чем на 5 дБ (А).
Колеблющиеся
шумы
характеризуются
уровнем
звука,
непрерывно
изменяющегося во времени, например шум транспортного потока. Для
прерывистых шумов уровень звука изменяется ступенчато [на 5 дБ (А) и более],
при этом длительность интервалов, в течение которых уровень остается
постоянным, составляет 1 с и более, например шум, возникающий при
периодическом выпуске газа из-под поршня. Импульсные шумы - это один или
несколько
звуковых сигналов
каждый
продолжительностью
менее
1 с,
воспринимаемый человеком как удары, следующие один за другим, уровни звука
при этом отличаются не менее чем на 7 дБ. Для машин ударного действия
характерен импульсный шум.
Исследованиями последних лет установлено, что под влиянием шума
наступают изменения в органе зрения человека (снижается устойчивость ясного
видения и острота зрения, изменяется чувствительность к различным цветам и
др.) и вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного
тракта;
повышается
внутричерепное
давление;
происходят
нарушения
в
обменных процессах организма и т. п.
Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность выполнения
рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В документах
Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отмечается, что наиболее
чувствительными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор
информации и мышление.
Шум с уровнем звукового давления 30-35 дБ является привычным для
человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40-70 дБ
создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение
12
самочувствия,
длительном
снижение
действии
производительности
может
явиться
умственного
причиной
труда,
невроза,
а
язвенной
при
и
гипертонической болезни.
Длительное воздействие шума свыше 75 дБ может привести к резкой потере
слуха - тугоухости или профессиональной глухоте. Однако более ранние
нарушения наблюдаются в нервной и сердечно-сосудистой системе, других
внутренних органах.
Зоны с уровнем звука свыше 85 дБ должны быть обозначены знаками
безопасности. Станочников, постоянно находящихся в этих зонах, администрация
цеха обязана снабжать средствами индивидуальной защиты органов слуха.
Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями
звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.
С точки зрения санитарно-гигиенических условий шум и вибрации влияют
на сердечно-сосудистую и двигательную систему, вызывают рассеивание и
утомляемость человека, снижают его функциональные возможности.
Влияние шума на человека и его организм в последние десятилетия стало
одной из актуальнейших проблем не только России, но и во всех странах мира.
Шум воздействует на человека на производстве (имеются в виду промышленные
предприятия и некоторые шумовые объекты), улице и в доме. Внутри жилого
дома во многих случаях этому способствует обильная радиотехническая
начинка», неисправность санитарно-технической системы, конструкции стен,
например бетонные дома и его перекрытия.
Бурный рост промышленности в Западной Европе и России способствовал
развитию науки о шуме и последствиях его воздействия на людей. В 1868 г.
немецкий физик Г. Гельмгольц (1821-1894) впервые обосновал физиологию слуха
и зрения. С этого времени начались исследования по различным направлениям,
связанным с тугоухостью у людей, занятых на вредных для здоровья
производствах (кузнецов, клепальщиков, котельщиков и др.). В первые годы
Советской власти был издан Декрет о санитарных органах республик. На его
13
основе функционирует профилактическая служба, которая призвана защищать
человека от шума.
Нормирование шума.
Нормирование шума - одна из важнейших задач охраны окружающей
среды. Нормы шума устанавливаются исходя из технических требований и
гигиенических условий труда, например на рабочих местах и на селитебных
территориях, в помещениях жилых домов и общественных зданий.
К техническим требованиям нормирования шума относится установление
допустимых уровней шума для нормальной эксплуатации звукочувствительных
устройств, например, радио, концертных и театральных залов. Оценка шумовых
характеристик и их сравнение с нормативами позволяет еще на стадии
проектирования разрабатывать мероприятия по снижению этих уровней.
Допустимые шумовые характеристики регламентируются:
для рабочих мест - ГОСТ 12.1.003-83;
жилых помещений - ГОСТ 12.1.036-81;
территорий различного хозяйственного назначения и помещения жилых и
общественных зданий - ГОСТ 23337-78;
Допустимые характеристики ультразвука регламентируются
ГОСТ 12.1.001-89.
Нормируемыми
параметрами
(характеристикой)
постоянного
шума
считаются уровни звукового давления L в октавных частотных полосах со
среднегеометрическими частотами, в дБ, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000
Гц.
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового
давления) в октавных частотных полосах, уровни звука и эквивалентные уровни
звука для жилых и общественных зданий и их территорий принимаются в
соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума» и ГН 2.2.4/2.1.8.562-96.
Для
оценки
звукоизоляции
ограждающих
конструкций
жилых
и
общественных зданий и помещений промышленных предприятий применяется
индекс изоляции воздушного шума Jb и индекс приведенного уровня ударного
14
шума под перекрытием Jy. Нормируемые индексы и расчет звукоизоляции
ограждающих конструкций принимаются в соответствии со СНиП II-12-77
«Защита от шума».
Уровень звука в расчетных точках, в том числе при наличии нескольких
источников шума, снижение (требуемое) уровней звука на территории или в
помещениях защищаемого от шума объекта следует определять по п. 10 СНиП II12-77.
Для снижения уровня звука на территории промышленного предприятия
следует применять экраны, размещаемые между источниками шума и объектом,
который подлежит защите. В качестве экранов можно использовать естественные
элементы рельефа местности - выемки, кавальеры, насыпи, холмы, а также
искусственные сооружения, в помещениях которых допускается уровень звука
более 50 дБ. Это могут быть жилые здания с усиленной звукоизоляцией
наружных ограждающих конструкций.
Здания и сооружения необходимо размещать вдоль источников шума в виде
сплошной застройки и полос зеленых насаждений. Ширина полосы принимается,
например, при однорядной (шахматной) посадке деревьев 10-15м, снижение
уровня звука составляет 4-5 дБ, а при ширине 16-20 м соответственно 5-8 дБ.
Рекомендуется делать полосы зеленых насаждений в два ряда при
расстоянии между ними 3-5 м; в три ряда при расстоянии между рядами 3 м, при
этом уровень звука (при двух и трехрядной посадке) снижается на 10-12 дБ. Еще
одна особенность применения зеленых насаждений в качестве снижения звука
(шума). При посадке полос должно быть обеспечено плотное примыкание крон
деревьев между собой с заполнением пространства под кронами до поверхности
земли кустарником. Полоса зеленых насаждений должна быть из пород
быстрорастущих деревьев и кустарников, устойчивых к условиям воздушной
среды
в
городах,
поселениях
и
произрастающих
в
соответствующей
климатической зоне.
Измерение шума относится к числу главных вопросов защиты населения от
его воздействия. Измерение шума на селитебной территории проводится на
15
площадках отдыха, детских дошкольных учреждений и школ в трех точках,
расположенных на ближайшей к источнику шума границе на высоте 1,2., 1,5 м от
уровня поверхности площадок. На территориях, прилегающих к зданиям больниц,
санаториев, жилых домов измерение производится с соблюдением таких же
условий, как и у школ.
Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума
требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских
мер на этапах проектирования, строительства и эксплуатации производственных
предприятий, машин и оборудования. В целях повышения эффективности борьбы
с шумом введен обязательный гигиенический контроль объектов, генерирующих
шум, регистрация физических факторов, оказывающих вредное воздействие на
окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей.
Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является
снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и
конструкции машин.
К мерам этого типа относятся замена шумных процессов бесшумными,
ударных - безударными, например замена клепки - пайкой, ковки и штамповки
обработкой давлением; замена металла в некоторых деталях незвучными
материалами,
применение
виброизоляции,
глушителей,
демпфирования,
звукоизолирующих кожухов и др. При невозможности снижения шума
оборудование, являющееся источником повышенного шума, устанавливают в
специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в
малошумном помещении. В некоторых случаях снижение уровня шума
достигается применением звукопоглощающих пористых материалов, покрытых
перфорированными
повышения
листами
коэффициента
алюминия,
пластмасс.
звукопоглощения
в
При
области
необходимости
высоких
частот
звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой
перфорацией, применяют также штучные звукопоглотители в виде конусов,
кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником повышенного
шума.
16
В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения
требований действующих нормативов, необходимо ограничение длительности
воздействия шума и применение противошумов.
Противошумы - средства индивидуальной защиты органа слуха и
предупреждения различных расстройств организма, вызываемых чрезмерным
шумом. Их используют в основном тогда, когда технические средства борьбы с
шумом не обеспечивают снижение его до безопасных пределов. Противошумы
подразделяют на три типа: вкладыши, наушники и шлемы.
Противошумные
вкладыши
вводят
в
наружный
слуховой
проход.
Вкладыши бывают многократного и однократного пользования. Такие вкладыши
называют беруши. Одноразовые беруши следует использовать только один раз,
беруши и наушники многоразового использования требуют тщательного ухода,
содержания в чистоте и своевременного выявления дефектов.
Противошумные шлемы - самые громоздкие и дорогостоящие из
индивидуальных средств противошумной защиты. Они используются при
высоких уровнях шумов, часто применяются в комбинации с наушниками и
берушами. Правильное и постоянное применение средств защиты слуха снижает
шумовую нагрузку для берушей на 10-20дБ, для наушников на 20-30дБ, для
шлемов на 30-50дБ с учетом комплексного использования берушей.
Для
снижения
шума
в
источнике
возникновения
могут
успешно
применяться следующие мероприятия: замена ударных механизмов и процессов
безударными, например замена ударной кленки сваркой, рихтовки -- вальцовкой,
использование гидропривода вместо кривошипно-шатунных и эксцентриковых
приводов;
скольжения,
применение
косозубых,
малошумных
шевронных
соединений,
и
других
например
специальных
подшипников
зацеплений;
применение в качестве конструкционных материалов с высоким внутренним
трением, например замена металлических деталей пластмассовыми и другими
«незвучащими» материалами; повышение требований к балансировке роторов;
изменение режимов и условий работы механизмов и машин; применение
принудительной смазки в сочленениях для предотвращения их износа и шума от
17
трения. Важное значение имеет своевременное техническое обслуживание
оборудования, при котором обеспечивается надежность крепления и правильное
регулирование
сочленений.
Комплекс
мероприятий,
направленных
на
уменьшение шума в источнике, может обеспечить снижение уровня звука на 1020 дБ (А) и более.
Изменение
направленности
излучения
шума.
При
проектировании
установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация
этих установок по отношению к рабочим местам, поскольку величина показателя
направленности может достигать 10-15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной
шахты вентиляционной установки необходимо располагать так, чтобы максимум
излучаемого шума был направлен в противошумную сторону от рабочего места
или жилого дома.
Рациональная планировка предприятий и цехов. Шум на рабочем месте
может быть уменьшен за счет увеличения расстояния от источника шума до
расчетной точки. Внутри здания такие помещения должны располагаться вдали от
шумных помещений так, чтобы их разделяло несколько других помещений. На
территории предприятия более шумные цехи необходимо концентрировать в
одном-двух местах. Расстояние между тихими помещениями (конструкторское
бюро, заводоуправление) и шумными цехами должно обеспечивать необходимое
снижение шума.
Акустическая обработка помещений. Интенсивность шума в помещениях
зависит не только от прямого, но и от отраженного звука, поэтому для
уменьшения последнего применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей
помещения
и штучные (объемные) поглотители различных конструкций,
подвешиваемые к потолку помещений. Процесс поглощения звука происходит
путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь
на трение в пористом материале. Для большей эффективности звукопоглощения
пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и
незамкнутые поры.
18
Наиболее шумные машины и механизмы закрывают кожухами, которые
обычно изготовляют из конструкционных материалов стали, сплавов алюминия,
пластмасс и др. и облицовывают изнутри звукопоглощающим материалом
толщиной 30-50 мм.
19
1.2 Снижение воздушного шума в технологических процессах
Оборудование СВКВХВО излучает воздушный шум в окружающее
пространство. Пространство может быть замкнутым, когда источники находятся в
техническом, вспомогательном или обслуживаемом помещении, или свободным,
когда источники установлены снаружи здания (на фасадах, балконах, кровле).
Меры по снижению воздушного шума и вибрации зависят от места расположения
оборудования (источника), условий его эксплуатации и от величины требуемого
снижения шума. Рассмотрим три простых примера:
1. Один или несколько вентиляторов установлены в вент камере, а в
смежных с ней помещениях по горизонтали и вертикали уровень шума ограничен.
Воздушный шум и излучается корпусами вентиляторов и стенками воздуховодов
сначала в вент камеру, затем через ее ограждения проникает в смежные,
защищаемые от него помещения. Уровень шумового воздействия в них можно
снизить за счет: подбора ограждений с достаточно высокой звукоизолирующей
способностью (кирпичных, бетонных, легких многослойных и др.), установки
кожухов, покрытий на вентиляторы и воздуховоды, а также посредством
акустической обработки помещения вент камеры (облицовки стен и потолка
слоем звукопоглощающего материала, как правило, волокнистого с защитным
покрытием).
2. Транзитный воздуховод проходит через помещение и излучает в него
повышенный воздушный шум. Для его снижения существуют несколько
однослойных или многослойных звукоизолирующих покрытий из вспененных,
волокнистых и других материалов. Эффективность таких покрытий существенно
отличаются (рис.1), как видно, минимальная у вспененных материалов с
небольшой плотностью. Для обеспечения требуемого снижения шума выбирается
оптимальное покрытие, подходящее как по акустическим качествам, так и по
стоимости. В экстремальных ситуациях используется эффективное многослойное
покрытие (1), несмотря на относительно высокую стоимость, в других - Изовер
(4), кашированный фольгой, толщиной 30, 100 мм или эластичный (эластомерый)
20
комбинированный материал К-фоник 072 ST GK (7) толщиной 12 мм. Последний
имеет некоторое преимущество по акустическим показателям (в диапазоне низких
частот) и, вместе с тем, занимает существенно меньший объем (фактор, имеющий
важное практическое значение).
Требуемого снижения шума выбирается
оптимальное покрытие, подходящее как по акустическим качествам, так и по
стоимости. В экстремальных ситуациях используется эффективное многослойное
покрытие (1), несмотря на относительно высокую стоимость, в других - Изовер
(4), кашированный фольгой, толщиной 30, 100 мм или эластичный (эластомерый)
комбинированный материал К-фоник 072 ST GK (7) толщиной 12 мм. Последний
имеет некоторое преимущество по акустическим показателям (в диапазоне низких
частот) и, вместе с тем, занимает существенно меньший объем (фактор, имеющий
важное практическое значение).
Рисунок 1 - Эффективность звукоизолирующих покрытий на круглые воздуховоды
1 – Пеностекло типа FOAMGLAS Т4 (толщина 50 мм, плотность 120 кг/м3 ),
базальтовый мат (толщина 80 мм, плотность 100 кг/м3 ), антивибрационный слой
(толщина 3 мм), оцинкованный лист (толщина 0,55 мм);
2 – Пенофол толщиной 10 мм;
3 – ISOVER типа KIM-AL (толщина 30 мм, плотность 30 кг,м3 ),
4 - ISOVER типа KIM-AL (толщиной 100 мм, плотность 22 кг/м 3 );
5 – ПЕНОПЛЕКС (толщина 50 мм, плотность 35 кг/м 3 );
21
6 - Энергофлекс Блэк Стар ДАКТ-Ал (толщина 20 мм, плотность 25 кг/м 3 );
7 – K-FONIK ST GK 072 (толщина 12 мм.)
3. Наружная холодильная машина находится на кровле здания и излучает
воздушный шум в прилегающую жилую застройку. Из-за конструктивных
особенностей таких машин спектр средств и методов, пригодных для снижения их
шума, весьма ограничен. Экранирование шума – практически единственный путь.
Защита
от
шума
наружных
холодильных
машин
обеспечивается
посредством установки так называемых акустических экранов – это достаточно
прочные преграды для звука из листовых материалов на опорах с необходимыми
размерами, определяемые расчетом, и облицованные со стороны источника звука
слоем волокнистого звукопоглощающего материала с защитным покрытием
(толщина слоя 80-100 мм).
Экранирующая способность или эффективность устанавливаемого у
холодильной машины и других наружных блоков систем холодоснабжения
акустического экрана определяется по формуле:
(1)
где N = 2δ/λ – число Френеля;
δ = (a + b – d); (a + b) – длина кратчайшего пути от источника шума в расчетную
точку, проходящую через каждую из трех кромок экрана;
d – расстояние между источником шума и расчетной точкой по прямой
(визирной) линии (значение δ отрицательно, когда визирная линия проходит над
экраном).
Эффективность экрана зависит от его размеров, расстояния между экраном
и источником, от высоты расположения расчетной точки и расстояния от нее до
экрана. По поводу первого примера можно добавить следующее.
На
действующих или сдающихся в эксплуатацию объектах, возникают ситуации,
когда шумовой режим в вент камере выше ожидаемого (определенного
расчетным путем). Требуется оперативная оценка фактической звуковой
мощности вентиляционного оборудования и сравнение ее с паспортными
данными.
22
Решение такой задачи позволяет не только определить возможную причину
повышенных октавных уровней звукового давления в вент камере, скажем, в
результате более высоких реальных октавных уровней звуковой мощности по
сравнению с теми, что представлены фирмой-поставщиком оборудования, но и
найти приемлемые и экономичные пути защиты смежных помещений от
воздушного шума этого оборудования.
Решение получено с помощью инженерного метода с использованием
статистической энергетической теории, позволяющего по некоторым легко
определяемым
исходным
данным
оценивать уровни звуковой мощности
оборудования непосредственно в вент камерах. Такими данными являются: время
реверберации и вычисленные по стандартной методике средние коэффициенты
звукопоглощения ограждений вент камеры, а также уровни звукового давления
(УЗД), измеренные на заданных в помещении участках при работающем
оборудовании.
Метод заключается в определении уровней звуковой мощности путем
расчетов уровней звукового давления методами, объективно оценивающими
распределение отраженной звуковой энергии в помещениях при известных
характеристиках звукопоглощения помещения.
При использовании этого метода весь объем помещения разбивается на
элементарные параллелепипеды, в пределах которых характер изменения
плотности отраженной звуковой энергии с достаточной точностью можно считать
линейным. Для каждого элементарного объема составляется уравнение баланса
отраженной
звуковой
энергии
для
i-го
элементарного
объема,
которое
записывается как:
(2)
где qji и qij– потоки энергии, проходящие из j го объема в i й и обратно через
поверхность Sij;
q(w)ik и q(α)ik– потоки энергии, соответственно вводимые в i й объем после
первых отражений прямого звука и поглощаемые на k й поверхности i го объема,
являющейся поверхностью ограждения с площадью Sik;
23
N– количество j х объемов, контактирующих с i м объемом;
6 – N– количество граней i го объема, являющихся поверхностями ограждения
помещения;
Vi = ∆x•∆y•∆z – объем i го параллелепипеда;
εi – плотность отраженной энергии в i м объеме;
mв – показатель затухания звука в воздухе.
Численный статистический энергетический метод пригоден не только для
решения прямой задачи - определения УЗД в венткамере при известных уровнях
звуковой мощности оборудования, но и обратной – оценки звуковой мощности
источников по известным уровням звукового давления.
24
1.3 Снижение аэродинамического шума
Требуемое
вентиляторами,
снижение
аэродинамического
дросселирующими
устройствами
шума,
и
создаваемого
другими
элементами
СВКВХВО в помещениях зданий и в городской застройке обеспечивают
абсорбционные глушители (трубчатые, пластинчатые, канальные). Они имеют
достаточно простую конструкцию, технологию изготовления, создают при
правильном проектировании приемлемые гидравлические потери и обеспечивают
существенное снижение звуковой мощности, распространяющейся внутри
воздуховода. Затухание звука в этих глушителях зависит от длины активной
части, периметра проходного сечения, толщины слоя, плотности, а также
коэффициента
звукопоглощения
звукопоглощающего
материала
(ЗПМ),
зависящего от его физико-механических свойств. Недостатком глушителей, как
впрочем и других средств снижения шума, является их невысокая эффективность
(Lгл, дБ) на частотах менее 250-300 Гц .
Трубчатые
глушители
(круглые
и
прямоугольные)
эффективны
в
воздуховодах с поперечными размерами до 500 мм. Увеличить затухание в
воздуховодах с большими поперечными размерами можно путем равномерного
распределения ЗПМ по их сечению. Этот принцип использован в пластинчатом
глушителе.
В
прямоугольных
воздуховодах
(в
воздушных
каналах)
с
поперечными размерами до 800х500 мм часто применяют канальные глушители.
По сути это пластинчатый глушитель с одной пластиной. Толщина такой
пластины равна половине меньшего размера поперечного сечения воздуховода, в
котором она устанавливается.
Акустические
возможности
пластинчатых
глушителей
длиной
1
м,
изготовленных отечественными фирмами, иллюстрирует рис. 2. На нем
представлены их эффективности – октавные значения снижения звуковой
мощности распространяющегося аэродинамического шума при их установке в
прямоугольном воздуховоде сечением 400х400 мм. Это средние значения для
каждого типа глушителей, в которых использованы разные ЗПМ. Видно, что в
25
диапазоне низких частот (в октавных полосах со среднегеометрическими
частотами 63 и 125 Гц) эффективности трубчатого и канального глушителей
практически не различаются и не превышают 7-8 дБ. На частоте 250 Гц
эффективность пластинчатого глушителя (толщина пластин 200 мм расстояние
между пластинами 200 мм) выше, чем у двух других, и достигает 12-13 дБ.
Эффективность всех глушителей достигает максимума на частоте 1000 Гц, а
при повышении частоты снижается.
Рисунок 2 - Эффективность шумоглушителя длиной 1 м
1 - трубчатого; 2 - канального; 3 - пластинчатого.
Эффективность трубчатого глушителя может быть увеличена за счет
увеличения его длины, а также толщины слоя ЗПМ (в диапазоне низких и средних
частот). Повысить акустические возможности канального глушителя можно,
только увеличивая его длину. Пластинчатый глушитель имеет преимущество, его
эффективность можно повысить в широком диапазоне частот, увеличивая длину
(l) и толщину пластин (b) или уменьшая расстояние между пластинами (s).
Характерно, что эффективность пластинчатых глушителей не зависит от высоты и
количества пластин.
Оптимальный вариант повышения эффективности пластинчатого глушителя в
диапазоне низких частот (в октавной полосе со среднегеометрической частотой
250 Гц) можно найти, пользуясь рис. 3. Видно, как изменяется эффективность
26
глушителя и при увеличении его длины (при фиксированном расстоянии между
звукопоглощающими пластинами толщиной 200 мм), и при изменении расстояния
между пластинами (при фиксированной длине). Максимальная эффективность
глушителя на частоте 250 Гц может достигать немногим более 50 дБ при длине
пластин 2,5 м и расстоянии между пластинами 80 мм.
Рисунок 3 - Эффективность пластинчатого глушителя (толщина пластин 200 мм) в
зависимости от длины пластин и расстояния между ними в октавной полосе со
среднегеометрической частотой 250Гц
1 – l1 = 0,5 м; 2 – l2 = 1,0 м; 3 – l3 = 1,5 м; 4 – l4 = 2,0 м; 5 – l5 = 2,5 м
За счет уменьшения расстояния между пластинами можно добиться весьма
высокого эффекта установки глушителя, но при условии, что площадь сечения
воздушного канала, в котором устанавливается глушитель, не сокращается, иначе,
площадь сечения этого канала должна быть равной или больше сечения всех
каналов глушителя. Данное условие выполняется, если звукопоглощающие
пластины установлены в расширенный канал (воздуховод).
В противном случае, по сравнению со скоростью набегающего потока (перед
глушителем) скорости потоков в каналах между пластинами возрастут и при
определенных условиях достигнут недопустимых пределов. Есть примеры, когда
при скорости набегающего потока около 2,5 м/с, скорости в каналах глушителей,
установленных в воздуховодах вент систем, обслуживающих офисные помещения
27
категории
достигали
6-8
м/с.
В
результате
в
глушителях
возникал
аэродинамический шум, уровни которого превышали допустимые значения. В
последнее время нашли широкое применение в практике проектирования
шумоглушения
СВКВХВО
круглые
гибкие
каркасные
и
бескаркасные
(эластичные) воздуховоды из синтетических материалов. С одной стороны,
некоторые их таких воздуховодов, действительно, имеют высокие акустические
качества – уровень шума, распространяющегося по ним, существенно снижается
(на длине гибкого воздуховода 3 м снижение уровня звукового давления в
октавных полосах частот достигает 25-30 дБ). С другой стороны, это снижение
кроме всего прочего связано с распространением значительной части звуковой
энергии через стенки воздуховодов в окружающее пространство (часто
подпотолочное пространство между подвесным потолком и перекрытием), где
они установлены. Звукоизоляция гибких стенок ниже, чем звукоизоляция стенок
металлических воздуховодов, в результате в помещение по воздуховоду не
распространяется повышенный аэродинамический, но проникает воздушный шум
из подпотолочного пространства, через подвесной потолок, например, через
отверстия для светильников.
28
1.4 Снижение структурного шума
Необходимое
снижение
структурного
шума
и
вибрации
достигается
посредством виброизоляции – снижения колебаний, передаваемых от источников
на строительные конструкции здания посредством разнообразных упругих
систем, размещаемых между строительными конструкциями и оборудованием
(машинами). Конструкции этих систем зависят от сложности решаемых задач.
Поскольку элементы СВКВХВО – источники широкополосной вибрации,
рассчитывается и проектируется виброизоляция для широкого диапазона частот.
Применяются в основном одно-, двухзвенные, а в некоторых случаях и
трехзвенные системы (схемы) виброизоляции.
Снижение
шума
вентиляторов в составе
вентиляционных
установок,
кондиционеров, различных воздушных охладителей, компрессоров в составе
холодильных машин и машин в целом достигается с помощью пружинных,
резиновых и комбинированных амортизаторов или виброизоляторов. Подбор и
расчёт виброизоляторов выполняют изготовители указанного оборудования:
определяют статический и динамический модули упругости виброизолирующего
материала, расчётное статическое напряжение в нем, собственные частоты,
рабочую высоту, жёсткость, количество виброизоляторов и допустимую нагрузку
на каждый из них. Несмотря на принимаемые изготовителями меры, по разным
причинам оборудование имеет остаточную вибрацию. Одна из них связана с тем,
что на объектах количество СВКВХВО, как правило, большое и оно различается
по габаритам, массе, собственным частотам и другим характеристикам и
устанавливается группами в одном или нескольких помещениях на технических
этажах. Взаимодействие каждого агрегата с перекрытием усложняется и его
виброизоляторы не обеспечивают требуемую виброизоляцию. В таких случаях
целесообразно использование более простого способа виброизоляции – установка
пола на упругом основании так называемого «плавающего пола». За счет него
усредняется акустическое взаимодействие разнообразных источников вибрации с
29
перекрытием. Схема такого пола, включающая необходимые с точки зрения
акустики элементы, представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Схема пола на упругом основании
1 – плита перекрытия; 2 – цементно-песчаная стяжка; 3 – упругий слой; 4 –
гидроизоляция по фанере; 5 - железобетонная плита (армированная стяжка); 6 –
чистый пол; 7 – разделительный шов с уплотнителем, покрытым сверху
нетвердеющей мастикой; 8 – конструкция здания (стена, колонна и т. п.).
Наиболее важной характеристикой «плавающего пола», как и рассмотренных
систем с использованием виброизоляторов, является частота собственных
колебаний
(3)
где Eд – динамический модуль упругости основания «плавающего пола»;
d – толщина упругого основания в обжатом состоянии;
mп – поверхностная плотность плиты пола.
На частотах f ниже 2f0 такой пол мало снижает или вовсе не снижает
колебания перекрытия. Необходимо добиваться того, чтобы собственная частота
«плавающего пола», определяемая по формуле (3), была достаточно низкой, т.е.
чтобы в области частот, в которой необходимо снижение колебаний перекрытия,
выполнялось соотношение 2f0 ≤ f.
Путь к увеличению эффективности «плавающего пола» – уменьшение
динамического модуля упругости (посредством подбора соответствующего
виброизолирующего материала), увеличение толщины слоя этого материала и
массы плиты пола. Разумеется, изменение этих параметров имеет пределы.
30
Максимальный эффект достигается, если найдено их оптимальное соотношение и
учтено влияние на частоту f0 массы устанавливаемого оборудования.
Распространенной ошибкой проектировщиков является использование одного
варианта (одной конструкции) «плавающего пола» для всех или нескольких
технических помещений здания с разным набором оборудования. Акустическая
схема (вибрационная система) может быть одна, но конструктивные параметры
виброизолирующего пола всегда различаются в зависимости от конкретных
исходных данных (условий). Другими словами, плита пола, толщина упругого
основания и виброизолирующие материалы такого пола будут разными. Иногда
даже при равных условиях или одинаковых динамических модулях упругости
требуются разные виброизолирующие материалы.
Еще одна ошибка проектировщиков – использование в полах на технических
этажах зданий в качестве упругого основания экструдированного полистирола.
Вибрационные характеристики этого материала не отвечают требованиям и
практически исключают возможность его применения для виброизоляции.
Ошибочность решения о его применении проявляется при введении в
эксплуатацию оборудования и сдаче объекта. Выясняется, что вибрационные
колебания перекрытий не только не снижены, но и усилились.
Оптимальные показатели с точки зрения обеспечения необходимой или
требуемого шумопоглащения
в «плавающих полах» имеют волокнистые и
эластомерные материалы. Плотность пригодных для использования волокнистых
материалов, изготавливаемых на основе стекловолокна («Урса», «Изовер») и
базальтовых пород («Роквул», «Изотек»), составляет 90–150 кг/м3.
По данным института, динамический модуль упругости (Eд) этих материалов
при нагрузке 2 КПа находится в пределах от 0,27 до 0,50 МПа, а при нагрузке 5
КПа Eд = 0,30–0,65 МПа. Они характеризуются высокой относительной
деформацией или сжатием (ε), зависящим от плотности материала и от нагрузки
на него. При первой указанной выше нагрузке ε = 0,4–0,5, а при второй ε = 0,47–
0,70. Необходимая (требуемая) толщина виброизолирующего слоя из этих
31
материалов может достигать 150–200 мм (в необжатом состоянии), что может
служить некоторым ограничением при их использовании.
Эластомерные материалы – это материалы на основе пенополиэтилена,
пенополипропилена, полиуретана. К первым двум относятся, например, хорошо
известные отечественные материалы этафом, изолон, вилатерм, термофлекс, а к
третьим – импортный эластомер типа Silomer. Динамические модули упругости
отечественных эластомеров находятся в пределах от 0,20 до 0,66 МПа при
нагрузке 2 КПа и 0,34–0,85 МПа при нагрузке 5 КПа. Относительное сжатие этих
материалов существенно ниже, чем у волокнистых, и при указанных нагрузках
составляет ε = 0,05–0,15 и ε = 0,1–0,2 соответственно. Полиуретановый эластомер
типа Silomer – это группа из девяти материалов с разными динамическими
модулями упругости от 0,15 до 10,80 МПа, различающихся по цвету. В их
паспортах содержится полный набор вибрационных характеристик (твердость,
рабочий диапазон нагрузок, предельная статическая нагрузка, статический и
динамический модули сдвига и др.).
Ожидаемый эффект от установки «плавающего пола» достигается только при
выполнении определенных условий. Плита пола (рис. 5, поз. 5) должна быть
тщательно изолирована от стен, несущей плиты перекрытия и других
конструкций здания, а также от различных коробов, включая короба для
электрических кабелей. Образование даже небольших жестких мостиков между
плитой
и
строительными
конструкциями
может
существенно
ухудшить
виброизолирующие качества. Уплотнитель (7) может быть изготовлен как из
волокнистого, так и из эластомерного (эластичного) материала. Разделительный
шов перед укладкой уплотнителя тщательно зачищается. Поверхность стяжки на
перекрытии (2) должна быть ровной и гладкой. Гидроизоляция (4) над
виброизолирующим материалом (3) исключает протечку бетона и образование
жестких мостиков между ним и плитой пола (5) или армированной стяжкой при
ее изготовлении.
В зданиях с жесткими акустическими требованиями (в жилых, офисных с
апартаментами, а также в учебных и лечебных зданиях) без устройства полов на
32
упругом основании во всех технических помещениях практически невозможно
добиться требуемого снижения структурного шума. На них устанавливается все
оборудование
СВКВХВО.
Еще
одной
обязательной
мерой
является
виброизоляция указанных труб и воздуховодов в местах их проходов через
ограждения, как показано на рисунке 5.
Рисунок 5 - Способы виброизоляции труб
1 - труба; 2 – вибродемпфирующая вставка (прокладка); 3 – уплотнитель; 4 – металлическая
или пластмассовая гильза; 5 – ограждающая конструкция; 6 – хомут
Для прокладок в конструкциях крепления тонких труб (диаметром до 30–60
мм) может быть использована пористая резина, пенофол необходимой толщины
(рис. 6а, б). В местах прохода труб диаметром более 60–80 мм через ограждения
для заполнения пространства между гильзой и трубой (рис. 6в) могут быть
использованы пористая резина толщиной 10–20 мм, К FONIK OPEN CELLIS
толщиной 20 мм. Желательно, чтобы виброизолирующие прокладки были больше
толщины ограждающих конструкций (стены, потолка) на 5–7 мм. В противном
случае их торцы следует покрыть нетвердеющей мастикой (любая штукатурка
исключена).
Оптимальные затраты, направленные на устранение негативного воздействия
СВКВХВО (вибрации и сопровождающего ее структурного шума), и ожидаемый
результат на любом по назначению объекте достигаются при условии разработки
мер
на
стадии
проектирования;
на
действующем
объекте
затраты
на
33
шумоглушение увеличиваются во много раз. Важен также комплексный подход,
обеспечивающий устранение всех путей передачи вибрации на строительные
конструкции. Если хотя бы один агрегат, соединительная труба, воздуховод и т.п.
остались не виброизолированными, осуществление других мер и связанные с ним
затраты могут оказаться напрасными, во всяком случае, не приведут к
ожидаемому
результату.
Набор
и
количество
определяются прогнозируемой или реальной ситуацией.
средств
шумоглушения
34
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНОСТЕЙ ШУМА
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
2.1 Трудности, возникающие при решении задач
борьбы с шумом
В процессе проектирования шумоглушения на разных его этапах
возникают, скажем, трудности. В первую очередь на начальном его этапе – при
выполнении акустических расчетов
(их необходимость и обязательность их
выполнения требуются основополагающими документами в области защиты от
шума, в том числе последним). Трудности имеют место также при решении
вопросов, связанных с нормированием шума, составом шумовых характеристик
оборудования, непосредственно с осуществлением шумоглушения на основе
требуемого снижения шума (на действующих объектах оно определяется
посредством натурных акустических измерений, а на проектируемых – путем
расчета).
По поводу акустических расчетов, думаю, уместно обратить внимание на
следующее.
Во первых, проектировщики нередко в целях кажущейся экономии средств
отказываются от таких расчетов, а они не только позволяют прогнозировать
степень шумового воздействия СВКВХВО на стадии проектирования объекта, но
и служат обоснованием для определения объема и состава средств снижения
шума. Правда, только в том случае, если обеспечивается требуемая точность
результатов, которая зависит от квалификации специалиста, выполняющего
расчет, от достоверности исходных данных и от эффективности закладываемых в
проект мероприятий. К сожалению, квалификация в данном деле отошла на
второй план. Считается достаточным приобрести компьютер, программное
обеспечение, ввести исходные данные из каталогов – и необходимая информация
об акустической ситуации получена.
35
Во вторых, против компьютерных расчетов, безусловно, нет возражений,
но где гарантия необходимой точности получаемых результатов? Судить о
точности
компьютерных
расчетов
можно
только
после
необходимых
аналитических исследований, включающих сравнение достаточного количества
расчетных данных, ожидаемых уровней шума в зданиях и на территориях
застройки с результатами измерений в тех же местах. Поскольку такие
исследования не проводились или сведения об их проведении отсутствуют, нет
гарантии, что могут быть получены достоверные расчетные данные. Подготовка
и проведение таких исследований – первоочередная задача, как разработчиков
программного обеспечения, так и организаций, пытающихся сертифицировать
программы.
В
третьих,
даже
при
наличии
точной
программы
для
расчетов
прогнозируемые акустические ситуации будут искажены, если в расчете
использованы неточные исходные данные. Это также приведет к ошибочным
проектным решениям на пути к обеспечению нормативных требований по
фактору шума и, как следствие, к необоснованным и весьма существенным
дополнительным материальным затратам на осуществление проектов или на ввод
в
эксплуатацию
объектов.
К
сожалению,
неточные
исходные
данные,
приводимые в каталогах,– явление далеко не редкое. Эти данные появляются как
с
целью
создания
привлекательности
продаваемого
фирмами
продукта
(вентилятора, кондиционера, глушителя и др.), так и ошибочно, думается, по
причине отсутствия специальных знаний.
Теперь по поводу шумовых характеристик оборудования. Как известно,
основной шумовой характеристикой оборудования вообще и СВКВХВО в
частности являются октавные уровни звуковой мощности (Lwi, дБ), исходя из
того, что нормируемыми параметрами постоянного шума в местах обитания
человека являются уровни звукового давления (Li, дБ) в октавных полосах
частот. Дополнительной характеристикой может быть корректированный
уровень звуковой мощности (LwА, дБА). Именно эти шумовые характеристики,
предварительно определяемые стандартными методами, заводы – производители
36
оборудования обязаны вносить в технические паспорта. В действительности в
паспорте может быть указан суммарный уровень звуковой мощности или уровень
звука в дБА (при этом часто не приводится расстояние от источника, на котором
он измерен). В последнее время часто вместо основной шумовой характеристики
приводятся октавные уровни звуковой мощности, корректированные по шкале А.
В связи с этим возникает как минимум два негативных следствия. Во первых,
потребитель, подбирая оборудование по шумности, не всегда обращает внимание
на корректировку приведенных в паспорте октавных уровней звуковой мощности
(но его удовлетворяет тот факт, что они относительно невысокие в
низкочастотном диапазоне) и принимает ошибочное решение
– отдает
предпочтение именно этому оборудованию. Во вторых, для получения
достоверных исходных данных квалифицированный специалист-акустик всегда
вынужден выполнять обратную коррекцию представленной производителем или
поставщиком характеристики, а неквалифицированный использует приведенные
данные и получает изрядно заниженные значения требуемого снижения шума на
низких и средних частотах.
Нередко
оборудования,
в
качестве
например
шумовой
холодильных
характеристики
машин,
крупногабаритного
воздушных
охладителей,
конденсаторов, предлагаются октавные уровни звукового давления, измеренные
на расстоянии 1, 5 или 10 м от излучающей шум поверхности, как правило, в
прямом поле, где уровень звука снижается на 6 дБ при удвоении расстояния от
источника шума. Реальные уровни звукового давления на тех же опорных
расстояниях будут выше измеренных, а уровень требуемого снижения шума
оборудования будет занижен.
По вопросу определения (измерения) шумовых характеристик, вообще
говоря, сложилась весьма непонятная ситуация. Дело в том, что по стандартам,
введенным в действие Межгосударственным советом по стандартизации,
метрологии и сертификации (ГОСТ 31353.1–2007 (ИСО 13347–1:2004), ГОСТ
31353.2–2007 (ИСО 13347–2:2004), ГОСТ 31353.3–2007 (ИСО 13347–3:2004),
ГОСТ 31353.4–2007 (ИСО 13347–4:2004), ГОСТ 31352–2007 (ИСО 5136:2003),
37
ГОСТ
28100–2007
(ИСО
7235:2003)
и
касающимся
измерения
шума
оборудования СВКВХВО, есть много вопросов. В связи с этим использовать их
по назначению крайне сложно.
Никогда не возникало сомнений в том, что ГОСТ по своей сути – это
руководство к действию для достижения конечной цели (определения каких-либо
параметров, характеристик). В нем должно быть четко определено, на какие
объекты он распространяется, ясно и понятно (на государственном языке)
описана последовательность шагов, приводящих к искомому результату.
Открываем любой стандарт из названной серии и обнаруживаем, что он написан
(изложен) далеко не на русском языке. Поэтому даже специалист может только
догадываться о заложенном смысле, а потребитель просто не поймет, о чем идет
речь. Понятия, термины и определения, содержащиеся в так называемых
стандартах, в основном не соответствуют таковым в действующих нормативных
документах Российской Федерации. Вопросы возникают и по названиям
стандартов.
Достаточно рассмотреть ГОСТ 28100–2007 (ИСО 7235:2003) «Акустика.
Измерения лабораторные для заглушающих устройств, устанавливаемых в
воздуховодах, и воздухораспределительного оборудования. Вносимые потери,
потоковый шум и падение полного давления». Приходилось проводить разные
измерения с целью определения каких-либо величин, но измерения для
заглушающих устройств – никогда. Под заглушающими устройствами, видимо,
следует понимать глушители шума. Воздухораспределительное оборудование –
это,
вероятно,
вентиляционные
решетки,
анемостаты,
сопла,
и
они
устанавливаются не в воздуховодах, а непосредственно в помещениях (на выходе
из воздуховодов). Требуются пояснения по поводу определений в тексте
стандарта, например таких как «потери в частотных полосах для заглушающих
устройств», «уровень звуковой мощности в частотных полосах потокового
шума», «потери полного давления глушителей», «потери при прохождении в
частотных полосах для воздухораспределительного оборудования». Одним
словом, сложно понять, зачем переводы стандартов ИСО без необходимой и
38
достаточной
технической
редакции
внедрены
в
практику
вместо
соответствующих национальных стандартов, в которых методика испытаний и
оформления результатов ясно и точно изложена. Достаточно было их
гармонизировать.
Мероприятия по борьбе с производственными шумами должны намечаться
при проектировании зданий, конструировании машин и агрегатов, при
строительстве промышленных зданий, изготовлении станков и оборудования, а
также при их эксплуатации.
Выявление источников и причин возникновения шума
должно быть
совмещено с регистрацией и изучением их спектров. Только опираясь на
исследования амплитудно-частотных характеристик, можно наметить и провести
в жизнь технические мероприятия, направленные на устранение причин
возникновения шума.
Немаловажное значение имеют правильная эксплуатация оборудования,
его профилактическое обслуживание и своевременный ремонт.
Общие мероприятия по борьбе с вредным воздействием шума могут
проводиться
по
трем
направлениям:
инженерно-техническому,
организационному и лечебно-профилактическому.
Инженерно-технические
мероприятия
включают:
внедрение
средств
автоматизации и прогрессивной технологии, исключающих контакт работающих
с вибрацией; изменение конструктивных параметров машин, технологического
оборудования и механизированного инструмента.
Организационные
мероприятия
включают
контроль
за
монтажом
оборудования на производственных площадках; своевременным и качественным
проведением
планово-предупредительного
обслуживания
и
ремонта;
выполнением правил технической эксплуатации машин и агрегатов.
Важное
значение
имеет
разработка
и
внедрение
физиологически
обоснованных режимов труда и отдыха лиц, подвергающихся воздействию шума,
а также обеспечение их средствами индивидуальной защиты.
39
Лечебно-профилактические
мероприятия
обеспечивают
необходимый
микроклиматический режим и комплекс физиотерапевтических процедур
(водные ванны, массаж, гимнастика и ультрафиолетовое облучение).
40
2.2 Мероприятия по борьбе с шумом в технологических процессах
Как уже указывалось, источниками шума и вибрации являются различные
процессы, оборудование, явления, что создает определенные трудности в борьбе
с ними и обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий
как инженерно-технического, так и санитарно-гигиенического характера.
В общем случае средства защиты человека от шума делятся на
коллективные (рис. 2.8) и индивидуальные.
В соответствии с ГОСТ 12.1.029 снижения шума и вибрации в
производственных условиях можно добиться следующими методами:
♦устранение или уменьшение шума и вибрации непосредственно в
источнике их возникновения;
♦локализация
источников
шума
и
вибрации
средствами
звуко
и
виброизоляции; звуко и вибропоглощения;
♦рациональное
размещение
технологического
оборудования,
машин,
механизмов;
♦акустическая обработка помещений (снижение плотности звуковой
энергии в помещении, отражений от стен, перекрытий, оборудования и т.п.);
♦внедрение малошумных технологических процессов и оборудования,
оснащение машин и механизмов дистанционным управлением, создание
рационального режима труда и отдыха работающим и т.д.;
♦ применение средств индивидуальной защиты;
♦ использование лечебно-профилактических мероприятий.
Как показывает практика, наиболее эффективным является борьба с шумом
в источнике его возникновения. Как правило, шум машин и механизмов
возникает в результате упругих колебаний, как всего механизма, так и его частей,
отдельных деталей.
Для уменьшения механического шума следует своевременно проводить
ремонт оборудования, шире применять принудительное смазывание трущихся
поверхностей и балансировку вращающихся частей.
41
Значительное снижение шума (на 10-15 дБ) достигается при замене
ударных
процессов
безударными,
подшипников
качения
подшипниками
скольжения, зубчатых и цепных передач клиноременными зубчатоременными
передачами,
прямозубых
шестерен
косозубыми
металлическими
или
пластмассовыми, металлических деталей деталями из пластмасс и т. д.
Таблица 1. Классификация средств коллективной, защиты работающих от шума
Снижения аэродинамического шума
можно добиться уменьшением
скорости газового потока, совершенствованием аэродинамических свойств
механизмов,
позволяющим
снизить
интенсивность
вихреобразования,
применением звукоизоляции и установкой глушителей и т.д.
Электромагнитные шумы снижаются конструктивными изменениями в
электрических машинах.
Действенным методом снижения уровня шума является установка
звукоизолирующих и звукопоглощающих преград на пути его распространения.
Под звукоизоляцией понимают создание специальных строительных
устройств - преград (в виде стен, перегородок, кожухов, выгородок и т. п.),
препятствующих распространению шума из одного помещения в другое или в
одном и том же помещении.
42
Принцип звукоизоляции заключается в том, что большая часть звуковой
энергии отражается от преграды и только незначительная часть ее проникает
сквозь звукоизолирующую преграду и попадает в окружающую среду.
Звукопоглощение - это способность материала или конструкции поглощать
энергию звуковых волн, которая в узких каналах и порах материала
трансформируется в другие виды энергии, в основном в тепловую. Иными
словами уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено
переходом колебательной энергии в тепловую вследствие внутреннего трения в
звукопоглощающих материалах.
Хорошие
звукопоглощающие
свойства
имеют
легкие
и
пористые
материалы, такие, как минеральный войлок, стекловата, поролон и т. п.
В качестве звукопоглощающих материалов чаще всего используют
минераловатные плиты типа «Дкмигран», «Акминит», гипсовые плиты АГП с
минераловатным заполнением, ваты из супертонкого базальтового волокна с а в
пределах 0,8-0,95 на разных среднегеометрических частотах.
Выбор типа поглотителя, его толщины и конструктивного исполнения
определяется в первую очередь интенсивностью и частотной характеристикой
шума, технологическими и противопожарными требованиями.
Для звукопоглощения в производственных помещениях используются
звукопоглощающие балки, штучные звукопоглотители в виде различных
геометрических форм (кубов, шаров, конусов и др.), перфорированные экраны и
т. д.
Для снижения аэродинамического шума, возникающего при работе
вентиляторов, дымососов, компрессоров, кондиционеров на воздуховодах,
всасывающих трактах, магистралях выброса и перепуска воздуха устанавливают
различные глушители, которые могут быть активными и реактивными.
Активные глушители представляют устройства, содержащие в себе
материал, поглощающий энергию аэродинамического шума.
Реактивные глушители устроены таким образом, что способны отражать
входящую звуковую энергию обратно к источнику ее образования.
43
Большое значение для снижения шума и вибрации имеет правильная
планировка территории и производственных помещений, а также использование
естественных и искусственных преград, препятствующих распространению
звука. При проведении планировочных мероприятий учитывают расположение
помещений и объектов относительно друг друга. Цехи с большим количеством
шумящего оборудования должны быть сконцентрированы в глубине заводской
территории или в одном месте, удалены от тихих помещений, ограждены зоной
зеленых насаждений, частично поглощающих шум.
При невозможности или неэкономичности реализации противошумных
мероприятий, а также для работы в аварийных условиях работающие должны
быть
обеспечены
противошумными
средствами
вкладышами
индивидуальной
(Беруши),
защиты
наушниками
и
от
шума:
шлемофонами.
Эффективность этих средств зависит от их конструкции, качества используемых
материалов, силы прижатия, выполнения правил эксплуатации.
Противошумные вкладыши, вставляют непосредственно в слуховой канал
наружного уха. Их изготавливают из легкого каучука, эластичных пластмасс,
резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень
звукового давления на 10-15 дБ.
В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники,
которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Например, наушники
ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7-38 дБ в диапазоне частот
125-8000 Гц. В настоящее время промышленностью выпускаются современные
наушники типов Ария, Наутилус, Биг, Тракстон и др.
Шлемофоны рекомендуется применять для защиты от воздействия шума с
общим уровнем 120 дБ и выше. Они герметично закрывают всю околоушную
область и снижают уровень звукового давления на 30-40 дБ в диапазоне частот
125-8000 ГЦ.
44
Глава 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ВИБРО И ЗВУКОПОГЛАЩЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССХ ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ ИННОВАЦИОННЫХ ИНЖЕНЕРНОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
3.1 Применение технологических решений по борьбе с шумом при
проектировании инженерных и производственных систем
Ни для кого не секрет, что качественная звукоизоляция помещений играет
немаловажную роль в нашей жизни. Для кого-то важно не слышать шум от
работающей в доме техники, кому-то надоели соседи, а кто-то мечтает
сосредоточиться и поработать в тишине. Это же касается не только квартир, но и
офисных помещений. Таким образом, мы видим, что звукоизоляция помещений
чрезвычайно необходима для нашего комфортного самочувствия. Исследования,
которые проводились в Англии на предмет необходимости изоляции от шума,
своими результатами шокировали многих ученых. Выяснилось, что более трех
тысяч людей погибает в Англии в течение года только в связи с тем, что у них
оказалась низкая звукоизоляция помещений. Эти люди погибли из-за заболеваний
сердечно-сосудистой системы, вызванных повышенными шумами. Тяжелые
проблемы со здоровьем из-за воздействия шумов получают гораздо больше
людей. Задумайтесь: постоянные звуки трассы за окном являются причиной
сердечной недостаточности, гипертонии и стенокардии; обычный офисный шум
на
работе
способствует
развитию
бессонницы;
шум
системного
блока
компьютера, вентилятора либо работающего старого холодильника заставляет вас
постоянно находиться в состоянии, близком к стрессу. Так что, звукоизоляция
помещений - это не праздная прихоть, а острая жизненная необходимость.
Проблема звукоизоляции жилых, производственных и офисных помещений с
каждым годом становится всё более актуальной, что связано, прежде всего, с
ростом числа источников шума, особенно в крупных городах. Спрос рождает
предложение, и на рынке появляются новые звукоизоляционные материалы,
технологии и решения. Какие же их виды наиболее распространены в
45
современном строительстве, и насколько они позволяют решить проблему
звукоизоляции различных зданий и конструкций? Попробуем разобраться.
Специалисты раскрывают понятие звукоизоляции как снижение уровня
звукового давления при прохождении волны сквозь преграду: стены, пол или
перекрытие. Звуковая волна в данном случае - это шум, порождённый десятками
источников, начиная от сигнализации автомобиля или работающего станка и
заканчивая водой, капающей из неплотно закрытого крана.
Различают два основных вида шума: воздушный и структурный. Средой
распространения первого служит воздух, второго твердое тело. К воздушному
шуму относится, например, разговор людей в соседней комнате или работающий
телевизор. Структурный шум может вызвать передвигаемая по полу мебель или
стук молотка. Последний, кстати, относится к наиболее неприятному его виду ударному, который можно услышать, находясь даже на значительном расстоянии
от источника (удары по батарее центрального отопления на первом этаже дома
наверняка услышат жильцы на седьмом).
Если воздушный шум преобладает в офисах, то в производственных
помещениях гораздо большей проблемой является структурный и ударный виды.
Для жилых помещений, учитывая наиболее высокие требования к уровню
звукоизоляции со стороны законодательства, актуальна защита от всех видов
шума: и громкой музыки у соседей, и стука закрывающихся дверей лифта. В
Советском Союзе внимания звукоизоляции уделяли немного: достаточно
вспомнить акустику в “хрущёвках”, где для того, чтобы соседи не слышали
разговоров в квартире, на стену вешали ковёр. Примерно такое же отношение к
этой проблеме преобладало в нашей стране вплоть до самого последнего времени.
А зря, ведь повышенный уровень шума дома и на работе вызывает усталость,
раздражение, а со временем и вовсе может привести к серьёзным нервным
расстройствам.
Технологии шумоизоляции (звукоизоляции) используют четыре принципа
контроля как воздушного, так и структурного шума:
46
Поглощение - преобразование звуковой волны в другую форму энергии
(такую как тепловая) с помощью изоляционных панелей.
Блокирование - создание барьера для остановки воздушных колебаний для
уменьшения прохождения воздушного шума.
Преломление / разрушение - снижение уровня звуковой энергии за счет
прохождения через разнородные структуры стены.
Изоляция - ограничение шума в области, где он распространяется.
Применение тех или иных звукоизоляционных материалов и технологий
всецело зависит от предназначения помещения. Условно здесь можно выделить
следующие категории: офисные, производственные и жилые помещения.
Согласно нормам действующего законодательства, при звукоизоляции
необходимо следовать определённым стандартам. Так, СН 2.2.4/2.1.8.562-96
“Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на
территории жилой застройки" устанавливает допустимый уровень шума для
производственных помещений - не более 85 дБ, для офисных - не более 60 дБ, для
жилых - не более 55 дБ днём и 45 дБ ночью. В Москве разработаны собственные
городские строительные нормы 2.04-97 “Допустимые уровни шума, вибрации и
требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях”, которые
предъявляют ещё более жёсткие требования к уровню звукоизоляции.
Лучше предусмотреть меры по звукоизоляции помещений ещё на стадии
проектирования здания. Например, в многоквартирных домах, как правило,
группируют комнаты с повышенным уровнем шума (кухня, ванная комната) и
располагают их ближе к лестничным пролётам и дальше от жилых помещений.
В практике жилищного строительства существует четыре основных
направления звукоизоляции: изоляция стен и межкомнатных перегородок, защита
полов, перекрытий и мест стыков со стенами, дверей (в том числе,
межкомнатных) и окон, звукоизоляция инженерных коммуникаций, которые
могут служить проводниками шума. При этом звукоизоляционные материалы
должны выполнять две главные функции - предотвращать колебания звуковой
47
волной
преграды
(например,
межкомнатной
перегородки),
а
также,
по
возможности, поглощать и рассеивать звуковую волну.
Как уже было сказано выше, в офисных помещениях основной проблемой
является воздушный шум. Виной тому единое пространство, разделённое на
кабинеты
перегородками
из
гипсокартона
именно
-
такая
конструкция
преобладает сейчас в деловых центрах. Различные виды перегородок могут иметь
свой индекс звукоизоляции. Применение эффективных звукопоглощающих плит
позволяет заметно повысить звукоизолирующие свойства конструкции. Таким
образом, основным направлением звукоизоляции в офисных помещениях
является работа над межкомнатными перегородками и дверями. Другое
направление - это борьба с внешними источниками шума. Материалы и
технология
звукоизоляции
в
данном
случае
мало
чем
отличается
от
звукоизоляции жилых помещений.
Для изоляции промышленных объектов, где уровень шума может
превышать безопасные для здоровья человека 85 дБ, наиболее актуальна
звукоизоляция оборудования, которое является источником структурных и
ударных шумов. Для этого следует избегать его непосредственного контакта с
полом. На практике этого можно добиться путём установки оборудования на
амортизирующие
и
виброгасящие
подушки
или
создание
акустического
плавающего пола, обладающего высокими характеристиками звукопоглощения.
Кроме
того,
необходима
звукоизоляция
стен
и
потолков
помещений
шумопоглощающими материалами. Это позволяет снизить общий уровень шума
до безопасной отметки. Оборудование, производящее шум свыше 100 дБ, лучше
всего размещать в обособленных помещениях с высоким уровнем звукоизоляции.
В соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 "ССБТ. Средства и методы защиты от
шума.
Классификация"
средства
защиты
от
негативного
воздействия
производственного шума подразделяются на средства коллективной защиты и
средства индивидуальной защиты. Для коллективной защиты работающих
используются следующие методы:
снижение шума в источнике его возникновения;
48
размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергий'
(изменение направленности излучения шума);
архитектурно-планировочные мероприятия, предусматривающие рациональное
взаиморасположение помещений в объекте с учетом их шумности;
акустическая обработка помещений;
снижение шума на пути его распространения от источника к рабочим местам.
Снижение
шума
за
счёт
архитектурно-планировочных мероприятий
предусматривает рациональную планировку предприятия и цехов с учетом их
шумности.
При планировке предприятия наиболее шумные производства и цехи
должны быть сконцентрированы в одном-двух местах и располагаться на
производственной территорий с подветренной стороны. Расстояние между
шумными цехами и тихими объектами (заводоуправление, конструкторское бюро
и
т.п.)
должно
обеспечивать
необходимое
снижение
шума,
при
этом
предусматриваются зоны зеленых насаждений, поглощающие шум. Если
предприятие расположено в черте города, то шумные, цехи должны находиться в
глубине предприятия, по возможности дальше от жилых домов.
Внутри здания тихие помещения необходимо располагать вдали от шумных
так, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждение с хорошей
звукоизоляцией.
Снижение шума в помещениях может быть достигнуто посредством
увеличения площади звукопоглощения в помещении за счет размещения на его
внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в
помещении
штучных
звукопоглотителей.
Это
мероприятие
называется
акустической обработкой помещения.
Звукопоглощающими материалами и конструкциями принято считать такие,
у которых коэффициент поглощения на средних частотах больше 0,2. У таких
материалов, как кирпич, бетон, величина мала (0,01-0,05).
Процесс
поглощения
звука
происходит за
счет перехода
энергии
колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах
49
материала, поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен
обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны
падения звука и соединяться между собой (незамкнутые поры), чтобы не
препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала. Наиболее
часто в качестве звукопоглощающей облицовки применяют конструкции в виде
слоя однородного пористого материала определенной толщины, укрепленного
непосредственно на поверхности ограждения либо отнесенного от него на
некоторое расстояние.
В настоящее время применяют такие звукопоглощающие материалы, как
ультратонкое
стекловолокно,
минеральная
вата,
древесноволокнистые
и
минеральные плиты, пористый поливинилхлорид и другие материалы.
Практически толщина облицовок составляет 20-200 мм, при этом максимальное
поглощение обеспечивается на средних и высоких частотах. Для увеличения
поглощения на низких частотах и для экономии материала между слоем и
ограждением делают воздушный промежуток.
На
эффективность
звукопоглощающих
облицовок
влияет
высота
расположения их над источником шума, а также их конфигурация. Облицовки
более эффективны при относительно небольшой высоте помещения (4-6 м). Это
объясняется тем, что в низких помещениях большой площади потолок и пол
являются основными отражающими поверхностями, а применение облицовок
основано на уменьшении отраженного звука. В таких помещениях закрыть пол
поглощающим материалом обычно не представляется возможным, поэтому
облицовывают только потолки; стены здесь почти не играют роли в отражении
звука, и их не облицовывают.
Наоборот, в высоких и вытянутых помещениях, где высота больше ширины,
облицовка стен дает большой эффект. В помещениях кубической формы
облицовывают как стены, так и потолок.
Установка звукопоглощающих облицовок снижает шум на 6-8 дБ в зоне
отраженного звука (вдали от источника) и на 2-3 дБ вблизи источника шума.
Несмотря на такое, относительно небольшое снижение шума, применение
50
облицовок целесообразно, так как спектр шума в помещении меняется за счет
большой эффективности облицовок на высоких частотах. Шум делается более
глухим и менее раздражающим, становится легче разговаривать, улучшается
разборчивость речи.
В случаях, когда рассмотренными выше методами невозможно или
нецелесообразно достичь требуемого снижения шума, используют различные
средства звукоизоляции, обеспечивающие уменьшение шума на пути его
распространения. Это достигается посредством установки звукоизолирующих
преград в виде стен, перегородок, выгородок и т.д. Сущность звукоизоляции
состоит в том, что падающая на ограждение звуковая энергия отражается в
гораздо большей мере, чем проходит через него.
Специфические виды шумов, присущие отдельным видам деятельности, их
частота и громкость требуют различного подхода к проблеме звукоизоляции
помещений,
в
том
числе,
использования
различных
звукоизоляционных
материалов и технологий.
Одной из немалых групп строительных материалов современного рынка
является звукоизоляционный материал. Обычно звукоизоляционный материал
изготавливается на основе синтетического или натурального сырья. Натуральным
сырьем является базальтовая вата, вспученный перлит, шамот, вспененное стекло
и каолиновая вата, а синтетическим, - пенополиуретан, пенополиэтелен,
пенополипропилен,
пенополиэстер
и
др.
Наиболее
долговечный
звукоизоляционный материал - это минеральная вата, изготовленная из горных
пород, в большинстве случаев, - базальтовая. Она обладает огромным
количеством положительных качеств, таких как огнестойкость, гидрофобность,
паропроницаемость и экологическая чистота.
Особо стоит упомянуть, так называемые, профессиональные "готовые
решения" по звукоизоляции. Подобного рода звукоизоляционный материал
считается эксклюзивным и продается только на профессиональных рынках
звукоизоляции. К готовым решениям можно отнести специальные комплекты,
предназначенные
для
выполнения
звукоизоляционных
работ.
Это
и
51
звукоизолирующие панели, и сендвич-панели, и вибро-акустические слоистые
панели, и панели, предназначенные для дополнительной изоляции, и другие
материалы.
Весь
звукоизоляционный
материал,
предназначенный
для
профессионального использования, имеет индекс дополнительной изоляции,
значение которого колеблется от 5 до 18 децибел. Подобного рода конструкции
испытываются в специальных виброакустических камерах. Это дает возможность
наиболее точно рассчитать и спрогнозировать их эффективность в каждом
конкретном случае применения.
Существует множество звукоизоляционных решений, а также материалов,
обладающих звукопоглощающими свойствами. По сфере применения их можно
подразделить на следующие категории. Это звукопоглощающие материалы,
применяемые в качестве внутренней облицовки помещений для обеспечения
требуемой акустики внутри помещения. Во вторую группу включают материалы
для изоляции от структурного, в том числе, ударного шума. В их число входит
изоляция из каменной ваты, техническая пробка, кремнезёмное волокно. И,
наконец, третья категория - материалы на волокнистой основе для защиты от
воздушного шума, к примеру, изоляция из каменной ваты или войлок.
При строительстве жилых, промышленных и офисных помещений для
возведения стен, перегородок, плоских и скатных крыш с небольшим углом
наклона может применяться строительный материал фибролит. Он производится
из древесного или синтетического волокна и цемента, обладает плотностью от 208
до 570 кг на м3. Фибролит служит материалом для производства несъёмной
опалубки, применяемой для каркасного домостроения. Один из его видов акустический фибролит с коэффициентом звукопоглощения не менее 40% при
минимальной толщине плиты. Он, в частности, используется для создания
акустических потолков. На сегодняшний день в России существует только один
производитель этого материала - это ООО “Научно-производственная компания
“Фибролит”.
Благодаря высокому, до 99%, коэффициенту звукопоглощения, большое
распространение получили материалы из каменной ваты. В виде плит различной
52
толщины они применяются для звукоизоляции помещений всех типов. Среди них
есть универсальные материалы для повышения звукоизоляции стен, пола и
потолков. Например, ROCKWOOL АКУСТИК БАТТС плотностью 40 кг/м3;
конструкции с использованием которого обеспечивают индекс звукоизоляции до
60 дБ. Размещённые между стоечными профилями каркаса гипсокартонных стен
плиты заметно повышают индекс звукоизоляции межкомнатных перегородок в
офисе или квартире. Они также
применяются при создании пола
на
железобетонном или балочном перекрытии. Для звукоизоляции потолка материал
может быть смонтирован непосредственно на перекрытие под поверхностью
подвесных или натяжных потолков.
Для того чтобы предотвратить распространение структурного и ударного
шумов в промышленных объектах, офисных и жилых помещениях применяется
конструкция "плавающего пола". В её основе лежит изоляционный материал, на
который укладывается бетон, керамическая плитка или любое другое покрытие.
Поверхность пола при этом отделяется от стен упругими прокладками. Таким
образом, "плавающий пол" полностью отрезан от каркаса здания изоляционным
материалом, который поглощает ударный шум. При создании конструкции часто
используют
теплоизоляцию
из
каменной
ваты,
например,
специально
разработанные для создания акустических полов плиты ROCKWOOL ФЛОР
БАТТС И плотностью около 160 кг/м3. Они способны выдерживать большую
нагрузку без усадки.
Однако звукоизоляции стен, пола и потолков недостаточно, необходимо
также уделить внимание изоляции окон и дверей. Современные окна из ПВХ
профиля, устанавливаемые в жилых или офисных помещениях, имеют высокие
характеристики звукопоглощения. Например, конструкция окон немецкой марки
KBE, в зависимости от модели, предусматривает трёх - или пятикамерный
профиль, что обеспечивает звукопоглощение от 35 до 55 дБ. Для сравнения, шум
автотрассы в час пик составляет порядка 75 дБ. В целях улучшения
звукоизолирующих характеристик, пространство между стёклами заполняется
инертными газами, чаще всего - аргоном. Его действие основано на том, что на
53
границе стекла и инертного газа происходит отражение звуковой волны в
обратную сторону. В производственных помещениях лучше устанавливать окна
из
алюминиевого
профиля,
которые
имеют
высокие
звукоизолирующие
характеристики, но при этом являются более стойкими к воздействию
агрессивной среды.
Согласно СНиПу П-3-79, звукоизоляционная дверь должна задерживать не
менее 26 дБ. Одним из эффективных примеров этого продукта являются двери
немецкой фирмы “Westag & Getalit AG”, которые, в зависимости от модели,
задерживают от 27 до 42 дБ. Двери имеют многослойную конструкцию:
наружный слой - это ламинат, затем слой ДВП (древесно-стружковая плита) и,
наконец, слой ДСП (древесно-волокнистая плита). Между слоями пролегает
звукоотражающая плёнка. Помимо этого, двери оборудованы автоматическим
магнитным порожком для уплотнения с полом.
Для того чтобы закрыть промежуток между дверью и дверной коробкой и,
тем самым, повысить звукоизолирующие свойства, применяются уплотнительные
прокладки,
которые
устанавливаются
по
периметру
дверной
коробки.
Специалисты отмечают качество шведских резиновых прокладок Varnamo из
эластомерных материалов, обеспечивающих высокий уровень звукопоглощения.
В офисах, административных зданиях, магазинах и жилых помещениях (в
качестве межкомнатных или балконных) часто устанавливают двери из ПВХ
профиля. Они обладают хорошими характеристиками звукопоглощения за счёт
двух,
трёх камерных стеклопакетов или многослойной конструкции с
применением звукоизоляционных материалов. Так, например, пластиковые двери
Veka задерживают до 28 дБ.
Неплохим решением для звукоизоляции потолков является установка
натяжного
потолка.
звукопоглощающим
Многие
свойствам
производители
своей
уделяют
продукции.
К
большое
примеру,
внимание
продукт
швейцарской компании Clipso обеспечивает коэффициент звукопоглощения до
70% в зависимости от частоты звука.
54
Необходимой является и звукоизоляция инженерных систем, которые при
определённых условиях могут быть источником шума до 80 дБ. Эффективной
мерой для звукоизоляции систем вентиляции, кондиционирования воздуха и
воздушного отопления является облицовка воздуховодов звукоизоляционным
материалом. Благодаря хорошему звукопоглощению (до 60 дБ) и малому весу
чаще всего для этих целей используется изоляция из каменной ваты.
Уровень шума систем водяного отопления, водоснабжения и канализации
зависит от многих факторов: это материал, из которого изготовлены трубы и
соединительные части, место прокладки коммуникаций, наличие звуковых мостов
при плотном контакте трубопроводов со стенами или перекрытиями. Основными
мерами для повышения звукоизоляции коммуникаций данного типа является их
проектирование с таким расчётом, чтобы трубопроводы не проходили через
межквартирные стены. Гораздо рациональнее с точки зрения звукоизоляции
проводить их через межэтажные перекрытия посредством эластичных гильз из
пористого полиэтилена и других упругих материалов. Это поможет избежать
сквозных щелей и плотного контакта с плитами перекрытия, способствующих
распространению структурного и воздушного шума.
Сегодня
рынок
предлагает
множество
материалов,
обладающих
звукоизоляционными свойствами. Специалисты делят их на несколько групп,
отличающихся техническими характеристиками и областью применения.
Наиболее
распространенной
является
группа
легких
вспененных
материалов. В нее входят рулонные или листовые вспененные материалы на
основе полиуретана, полиэтилена, меламина, синтетического каучука и т.п.
Наиболее известные марки, относящиеся к данной группе: "Изолон", "Стенофон",
"Пенофон", "Пенофол", "Пеноплекс", "Пенотерм", "Полифом", "Пеноизол",
"Пенополиуретан", "Юнипор", "Энергофлекс" и другие. Технология производства
этих материалов имеет ряд отличий, но в большинстве случаев их вспенивание
происходит методом экструзии основного составляющего.
Легкие вспененные материалы популярны благодаря невысокой стоимости
и удобству применения в качестве подложек и прослоек в составе многослойных
55
конструкций. Они есть в ассортименте в большинстве строительных магазинов,
что обусловливает их активное применение при строительстве частных домов.
Однако использование таких материалов в качестве звукоизолирующих имеет
смысл лишь в случае их применения в слабонагруженных конструкциях
"плавающих полов". Другими словами, они эффективны только для изоляции
ударного (структурного) шума и только при размещении в источнике:
непосредственно под напольное покрытие или под выравнивающую стяжку.
Вышеперечисленные материалы обладают крайне низким показателем изоляции
воздушного шума, проникающего из одного помещения в другое через
ограждающие конструкции (стены, перекрытия). Поэтому использование их в
качестве изоляции от бытового шума абсолютно неэффективно.
Дополнительная область применения легких вспененных материалов использование их в качестве вибропоглощающих прокладок, то есть при контакте
сантехнических
коммуникаций
или
вибрирующего
оборудования
с
ограждающими конструкциями. Использование же таких материалов в некоторых
других случаях (например, наклеивание под обои или набивание внутрь
гипсокартонной перегородки) имеет, скорее, психологический эффект, ввиду
малой акустической результативности.
Закрытая пористая структура данного типа материалов также исключает их
применение
в
качестве
звукопоглощающих
облицовочных
Исключение
составляют лишь специализированные
материалов.
материалы,
имеющие
объемную волнистую или пирамидальную форму - например, Illbruck (Германия)
серии Acoustik или Mappy (Италия), которые применяются для коррекции
акустики помещения - например, в студиях звукозаписи или домашних
кинотеатрах.
К группе легких стекловолокнистых и пробковых материалов относят
рулонные и пластинчатые материалы, изготовленные на основе натуральной
пробки или стекловолокна. К ним относятся "Изофон", "Термозвукоизол",
"Шуманет-100" (производитель "Акустические материалы и технологии") и др.
Применение материалов, входящих в данную категорию, с целью достижения
56
звукоизолирующего эффекта аналогично другим тонколистовым и рулонным
материалам, описанным выше. То есть в качестве прокладок в многослойных
конструкциях "плавающих полов".
Еще одна объемная группа материалов, представленных на строительном
рынке, это звукопоглощающие материалы. Их изготавливают на основе либо
натурального волокна (базальтовая вата, каолиновая вата, вспученный перлит,
вспененное стекло, шамот), либо синтетической субстанции (пенополиэстр,
пенополиуретан,
пенополиэтилен,
пенополипропилен
и
др.).
Наиболее
долговечна минеральная вата из горных пород (чаще всего базальтовая). Среди ее
дополнительных
преимуществ
выделяют
гидрофобность,
огнестойкость,
паропроницаемость и экологическую безопасность.
Данная группа материалов представлена рядом известных мировых и
российских производителей. В их числе: Isover KL и КТ; Ursa M и П; продукция
Knauf Insulation; Paroc Ехtra; Isolight-L, Isoroc-L завода "Изорок"; маты типа П-75,
П-125 (различных производителей), плиты "Шуманет-БМ" и "Шумостоп" и
многие другие. Все эти материалы обладают одними из лучших характеристик
поглощения звука, в особенности в зоне средних и высоких частот. Тем не менее,
для практического применения этой продукции в качестве звукоизоляции
необходимо ее грамотное использование в составе конкретных конструкций и
установок. Это могут быть как легкие ненагруженные конструкции перегородок,
так и каркасно-монолитное и загородное строительство, основанное на точном
подборе соотношения плотности и динамического модуля упругости того или
иного материала.
Отдельно следует сказать о готовых решениях для звукоизоляции. Данную
группу материалов и услуг, представленную на рынке профессиональной
звукоизоляции, можно назвать эксклюзивной. Под понятием "готовое решение"
подразумевают изобретение и реализацию конструкций, включающих в себя
грамотный подбор материалов различной плотности. К "готовым решениям"
относят звукоизолирующие панели, слоистые вибро-акустические панели,
сэндвич-панели, панели дополнительной изоляции и т.д. Данный тип продукции
57
характеризуется индексом дополнительной изоляции (Дб), который варьируется в
интервале от 5 до 18 Дб, в зависимости от типоразмера панелей. Подобные
конструкции проходят испытания в лабораториях и виброакустических камерах,
что позволяет спрогнозировать и рассчитать максимальную эффективность их
применения в конкретном случае.
К
подобным
профессиональным
материалам
относят:
панели
дополнительной изоляции "СВАП" (слоистые виброакустические панели),
звукоизоляционные панели Audiostop, "ЗИПС" и другие. Например, "ЗИПС"
представляет собой звукоизоляционную панельную систему, состоящую из
сэндвич-панелей, крепежных элементов, виброизоляционных прокладочных и
герметизирующих материалов (типа "Вибросил" или "Вибростек") и специальной
технологии
монтажа.
Характерными
особенностями
системы
являются
"виброразвязанность" и "бескаркасность", что дает возможность получить
высокие значения дополнительной звукоизоляции. За несколько лет с момента их
изобретения "ЗИПС" и им подобные панели безоговорочно доказали свою
состоятельность и эффективность.
Отдельно можно выделить также целое направление звукоизоляционных
материалов производства фирмы Index SpA (Италия). Эта звукоизоляция не
содержит вспененных или волокнистых материалов и состоит из экологичного
синтетического аналога свинца толщиной 4-8 мм. Материалы "Фоностоп" и
"Фоностоп Легно" предназначены для защиты от ударного шума: при укладке под
стяжку или паркет они обеспечивают снижение ударного шума на 33,5 дБ.
Материалы семейства "Топсайлент" сконструированы для защиты от воздушного
шума и предназначены для укладки в стеновые и потолочные конструкции.
Обладая высокой надежностью и экологичностью (международный сертификат
качества ISO 9001, экологический сертификат EN 14001), а также малой
толщиной и хорошей пластичностью, материалы фирмы Index SpA (Италия)
являются удобным и эффективным решением для звукоизоляции квартир,
общественных помещений, зданий, кинотеатров, студий звукозаписи.
58
"ЗИПС" - ЗвукоИзоляционная Панельная Система, состоящая из сэндвич панелей
(ГВЛ
и
стекло/минеральное
виброизоляционных
прокладочных
волокно),
материалов
крепежных
элементов,
(Вибросил/Вибростек)
и
специальной технологии монтажа. Характерной особенностью системы является
ее "виброразвязанность" и "бескаркасность", что дает возможность получить
более высокие значения дополнительной звукоизоляции при тех же толщинах в
сравнении с каркасными конструкциями.
В результате многолетних научных исследований экспериментально
установлено и теоретически доказано, что прямые и косвенные пути прохождения
звуковых
вибраций
оказывают
колоссальное
влияние
на
снижение
дополнительной звукоизоляции любых типов каркасно-обшивных облицовок.
Звуковые вибрации через узлы крепления каркаса к несущим строительным
конструкциям практически беспрепятственно передаются на легкий слой
материала облицовки, выполненный, как правило, из гипсокартонных листов
(ГКЛ). В результате, вместо того чтобы обеспечивать надежную звукоизоляцию,
возбужденные
листы
ГКЛ
становятся
непосредственными
источниками
вторичного шума.
В
данной
конструкции
устранены
основные
причины
снижения
дополнительной звукоизоляции, характерные для известных типов каркаснообшивных строительных конструкций. На протяжении последующих десяти лет
конструкция
Звукоизолирующе
Панельной
Системы
(ЗИПС)
непрерывно
совершенствовалась. На сегодняшний день она состоит из двухслойных сэндвичпанелей толщиной от 40 до 120 мм и финишного слоя из ГКЛ 12,5 мм.
При этом система ЗИПС имеет следующие отличительные особенности:
В системе ЗИПС отсутствует направляющий каркас. Панели представляют
собой сэндвичи, состоящие из пазогребневых гипсоволокнистых листов и слоев
звукопоглощающего
звукопоглощающего
материала
слоя
из
подобрана
минерального
таким
образом,
сырья.
Жесткость
чтобы
обеспечить
возможность бескаркасного монтажа при условии минимального прохождения
59
вибрации через скелет звукопоглощающего материала на лицевую плоскость
системы.
Крепление системы к защищаемой поверхности (стене или перекрытию)
осуществляется только через специальные виброизолирующие узлы, задача
которых - максимально снизить передачу звуковых вибраций от излучающей шум
конструкции на сэндвич-панели.
Для ослабления влияния звуковых мостиков конструкция системы ЗИПС не имеет
жесткого контакта между торцами панелей в местах из сопряжения с боковыми
стенами
или
перекрытиями.
Для
этого
по
периметру
используется
виброизолирующая прокладка "ВИБРОСТЕК-М", которая укладывается в два
слоя по 4 мм каждый.
Сэндвич-панели имеют пазогребневый стык для исключения возможных
щелей при монтаже. После того как сэндвичи смонтированы на защищаемой
поверхности, они закрываются финишным слоем ГКЛ. Этим обеспечивается
защита виброизолирующих узлов от повреждения при последующей отделке и
одновременно увеличивается звукоизоляция за счет демпфирования листами ГКЛ
слоя ГВЛ сендвич-панели на частотах волнового совпадения.
Для решения различных типов задач дополнительной звукоизоляции
производятся три модификации системы ЗИПС:
- система ЗИПС-ВЕКТОР: сэндвич-панель толщиной 40 мм, общая толщина
системы со слоем ГКЛ - 53 мм;
- система ЗИПС-МОДУЛЬ: сэндвич-панель толщиной 70 мм, общая толщина
системы со слоем ГКЛ - 83 мм;
- система ЗИПС-СИНЕМА: сэндвич-панель толщиной 120 мм, общая толщина
системы со слоем ГКЛ - 133 мм.
Панельная система ЗИПС имеет акустический, пожарный (категория горючести
Г1) и гигиенический сертификаты.
Типовые
решения
практически
всех
известных
производителей
комплектных систем подвесных потолков из гипсокартона (ГКЛ) полностью не
решают задач по устройству дополнительной звукоизоляции перекрытий.
60
В тех случаях, когда задача обеспечения требуемой звукоизоляции перекрытия
является принципиально значимой, одним из наиболее эффективных решений
является
"доработка"
существенно
существующих
увеличить
типовых
дополнительную
решений,
звукоизолирующую
позволяющая
способность
каркасных подвесных потолков из ГКЛ/ГВЛ.
При этом большинство основных конструкционных элементов и материалов
остаются типовыми, что существенно упрощает применение данной технологии
звукоизоляции на практике.
В качестве эффективного заполнителя внутреннего пространства в
конструкциях подвесных потолков из листов ГКЛ или ГВЛ рекомендуется
использовать звукопоглощающее плиты на базальтовой основе Шуманет-БМ либо
плиты Шуманет-СК из штапельного стекловолокна с каширующим слоем
стеклохолста.
Примыкание элементов звукоизолирующих подвесных потолков к стенам
осуществляется через прокладки Вибростек-М.
Применение виброизолирующих подвесов Виброфлекс ("врезаются" между
перекрытием и стандартными прямыми подвесами типа "Кнауф" или тягами
регулируемых подвесов) устраняет звуковые мостики, что существенно повышает
звукоизолирующую способность каркасных подвесных потолков.
Однокомпонентный виброизолирующий силиконовый герметик Вибросил
предназначен
для
герметизации
стыков
и
соединений
в
специальных
звукоизолирующих конструкциях всех типов.
"Шуманет-БМ" - звукопоглощающая (не отделочная) минерал ватная плита
на базальтовой основе. По физико-техническим характеристикам сравнима с
базальтовыми плитами на синтетическом связующем. Отличительная особенность
- гарантированные акустические свойства, постоянная плотность 45 кг/м3 и
множество
экспериментально
подтвержденных
данных
о
высоких
звукоизоляционных свойствах конструкций с использованием "Шуманет-БМ".
"Шуманет-100" - рулонный звукоизоляционный прокладочный материал.
Состоит из специального упругого многослойного стеклохолста, пропитанного с
61
одной стороны слоем битума покрытого полиэтиленовой пленкой. В отличие от
вспененных прокладочных материалов, также применяемых для изоляции
ударного шума, "Шумнает-100" отличают две важные особенности - высокая
акустическая эффективность и долговечность в сочетании с акустической
стабильностью, а именно:
"Шуманет-100" при толщине 3 мм обладает индексом дополнительной
изоляции ударного шума не менее 23 дБ, а при толщине 4 мм - не менее 27 дБ
соответственно. Прокладка из экструдированного пенополиэтилена толщиной 8
мм имеет индекс дополнительной изоляции ударного шума всего 19 дБ.
У вспененных материалов через 5-10 лет из-за частичного распада молекул
акустические и прочностные свойства существенно снижаются, а величина
остаточной деформации возрастает. Стекловолокнистые материалы напротив не
стареют, гарантированный срок их эксплуатации до 25 лет. Кроме того,
дополнительные статические и динамические нагрузки (вес пола, мебели,
передвижения предметов и людей) ускоряют процесс старения вспененных
материалов (схлопывание пузырьков воздуха в прокладках из пенополиэтилена),
что также приводит к уменьшению эффективной толщины материала и потери им
упругих свойств.
"Шумостоп-С2" - плиты из штапельного стекловолокна. Применяются в
качестве упругой звукоизолирующей прокладки в строительных конструкциях
при устройстве "плавающих полов" с повышенными требованиями к изоляции
воздушного и ударного шума.
"Шумостоп-К2"
-
плиты
из
базальтового
минерального
волокна.
Применяются в качестве кромочной упругой звукоизолирующей прокладки в
строительных конструкциях при устройстве "плавающих полов" с применением
плит "Шумостоп-С2".
"Вибростек - V300" - упругий многослойный стеклохолст. Является основой
для
"Шуманет-100Супер".
Имеет
те
же
акустические
характеристики.
Применяется в качестве упругой прокладки для снижения передачи ударного и
структурного шума.
62
"Вибростек - М" - упругий многослойный стеклохолст в рулонах шириной
100 мм и длиной 30 метров. Применяется в качестве упругой прокладки для
снижения передачи ударного и структурного шума. Используется при монтаже
панельной системы ЗИПС, а также при монтаже каркасных конструкций
звукоизоляицонных потолков, перегородок и облицовок из ГКЛ и ГВЛ.
"Лутрасил" (спанбонд) - нетканое звукопроницаемое полотно. Используется
в
виде
прокладочного
слоя
при
использовании
стекло/минераловатных
матов/плит для предотвращения эмиссии частиц в окружающую среду.
Таким образом, следует заключить, что звукоизоляционные материалы сами
по
себе
не
являются
характеристики
отделочными
совершенно
разные.
и
акустическое
Кроме
этого,
в
предназначение
и
звукоизоляционных
конструкциях применение их может быть обосновано только на основании
заключения эксперта в области архитектурно-строительной акустики (инженераакустика)
обладающего
большим
профессиональным
опытом
в
данной
деятельности.
В акустике существует много особенностей и "нелогичных" выводов, в
данной сфере возникло и утвердилось большое количество мифов и заблуждений.
Это приводит к тому, что у большого количества людей сформировался стереотип
о
том,
какими
материалами
можно
решить
проблемы
недостаточной
звукоизоляции. Однако практическое применение подобных материалов в лучшем
случае оставит ситуацию без изменений, в худшем - приведет к увеличению шума
в помещении.
Например, то, что пробковое покрытие - хороший звукоизолятор, полагают
практически все. Считается, что, если слышно соседа за стеной, достаточно
обклеить пробкой общую с ним стену, а если шум идет с потолка - то потолок.
Полученный акустический эффект поражает воображение своим отсутствием! В
чем же дело? Неужели обман?!
Нет, данные цифры соответствуют действительности. Но дело в том, что
подобные показатели получены не для звукоизоляции в целом, а только для
"изоляции ударного шума". Указанные значения справедливы только для случая,
63
когда пробковое покрытие уложено под бетонной стяжкой или паркетной доской
у соседа сверху. Тогда шум от шагов соседа действительно снижается на 20 дБ.
Но для музыки или звука голоса (как и для многих других случаев применения
пробкового покрытия) данные цифры "звукоизоляции" значения не имеют.
Безусловно, пробковое покрытие - экологичный и теплый материал, но
приписывать ему все возможные звукоизоляционные свойства не стоит.
Все вышесказанное также относится и к пенопласту, пенополиэтилену
(ППЭ), пенополиуретану и другим подобным материалам, представленным
торговыми марками с началом на "пено-" и окончанием на "-фол", "-фом" и "лон". Даже при увеличении толщины данных материалов до 50 мм их
звукоизоляционные свойства (за исключением изоляции ударного шума)
оставляют желать лучшего.
Миф о возможности звукоизоляции тонкими конструкциями основан на
борьбе за улучшение акустического комфорта помещения вместе с желанием
сохранить исходные квадратные метры. Вполне понятно стремление оставить
площадь жилища неизменной - особенно со стороны владельцев домов с
небольшим метражом и невысокими потолками. Подавляющее большинство
людей готовы увеличить толщину стены и потолка с целью шумоизоляции не
более чем на 10-20 мм.
В этом случае на помощь приходят все те же материалы: пробка, ППЭ,
пенополиуретан толщиной до 10 мм. Отдельной строкой к ним добавляется
термозвукоизол. Данные материалы, как правило, зашивают слоем гипсокартона,
который выполняет функцию жесткой стенки, готовой к финишной отделке.
Акустические свойства пробки и ППЭ для шумоизоляции стен и потолка мы
рассмотрели выше, поэтому остановимся на "Термозвукоизоле" (ТЗИ). ТЗИ торговая марка материала, представляющего собой рулонный материал, где в
качестве оболочки применяют полимерный материал "Лутрасил", а в качестве
набивки - волокна супертонкого стекловолокна. Толщина такого материала
колеблется в районе 5-8 мм. Каковы же его шумоизоляционные свойства?
64
Во-первых, ТЗИ - это не шумоизоляционный, а звукопоглощающий
материал. Таким образом, речь может идти о звукоизоляционных свойствах не
самого ТЗИ, а конструкции, где он применен в качестве заполнителя.
Во-вторых, шумоизоляция такой конструкции во многом зависит от
толщины звукопоглощающего материала, расположенного внутри. Толщина ТЗИ,
при которой данный материал будет эффективным в звукоизолирующей
конструкции, должна составлять не менее 40-50 мм, а это 5-7 слоев. При толщине
слоя 8 мм акустический эффект данного материала крайне мал (как, впрочем, и у
любых других материалов такой же толщины).
Таким
образом,
при общей толщине
конструкции дополнительной
шумоизоляции 20-30 мм (включая слой гипсокартона), не стоит ожидать скольконибудь заметного для слуха увеличения шумоизоляции.
В заключение хотелось бы ещё раз отметить, что, учитывая негативное
влияние воздушного и структурного шума на организм человека, звукоизоляция
помещений является одним из важнейших моментов строительства зданий
любого типа. На сегодняшний день рынок строительных материалов предлагает
множество эффективных решений проблемы звукоизоляции. Существующие
материалы
и
технологии
позволяют
обеспечить
уровень
звукоизоляции,
соответствующий и даже превышающий показатели, указанные в строительных
нормах и правилах.
Рисунок 6. Прибор для измерения параметров шума на производстве
65
ВВЫВОДЫ
1. Рассмотрели влияние шума
на здоровье работников производства
и
определили, что шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность
выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В
документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отмечается, что
наиболее чувствительными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор
информации и мышление.
Шум с уровнем звукового давления 30-35 дБ является привычным для
человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40 -70 дБ
создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение
самочувствия,
длительном
снижение
действии
производительности
может
явиться
умственного
причиной
невроза,
труда,
а
язвенной
при
и
гипертонической болезни.
Длительное воздействие шума свыше 75 дБ может привести к резкой потере
слуха - тугоухости или профессиональной глухоте. Однако более ранние
нарушения наблюдаются в нервной и сердечно-сосудистой системе, других
внутренних органах.
Зоны с уровнем звука свыше 85 дБ должны быть обозначены знаками
безопасности. Станочников, постоянно находящихся в этих зонах, администрация
цеха обязана снабжать средствами индивидуальной защиты органов слуха.
Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями
звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.
2. Изучили методы и способы борьбы с шумом при проектировании
инновационных инженерно-технических систем. Борьба с шумом является
комплексной проблемой, связанной с решением гигиенических, технических,
управленческих и правовых задач. При невозможности достаточно эффективно
снизить шум за счет создания совершенной конструкции, следует осуществлять
его локализацию путем применения звукопоглощающих и звукоизолирующих
конструкций и материалов. Также отрицательное действие шумов можно снизить
66
за счет сокращения времени их воздействия, построения рационального режима
труда и отдыха.
3. Провели анализ существующих материалов использующихся
в
строительстве при борьбе с шумом. Определили, что существующие материалы
и
технологии
позволяют
обеспечить
уровень
шума
и
звукоизоляции,
соответствующий и даже превышающий показатели, указанные в строительных
нормах и правилах.
4. Определили проблемы при решении задач борьбы с шумом.
Мероприятия по борьбе с шумом во многом однотипны.
Прежде всего, необходимо обратить внимание на технологический
процесс
и
оборудование,
по
возможности
заменить
операции,
сопровождающиеся шумом или вибрацией, другими. В ряде случаев можно
заменить ковку металла его штамповкой, клепку и чеканку — прессованием или
электросваркой,
наждачную
зачистку
металла—
огневой,
распиловку
циркулярными пилами — резанием специальными ножницами и т. д.
Необходимо следить, чтобы при такой замене не создавались какие-либо
дополнительные вредности, которые могут оказывать на работающих более
неблагоприятное действие, чем шум.
67
Список литературы
1.
И.Г. Трунова, А.Б. Елькин, В.М. Смирнова ВЫБОР И РАСЧЕТ СРЕДСТВ
ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ Нижний Новгород, 2016.
2.
Мотузко Ф.Я. «Охрана труда», М., Высшая школа, 2015г.
3.
Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов /Под ред. С.В. Белова.
М.: Высшая школа, 2014.
4.
Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность:
учебник - М.: Издательство «Экзамен», 2006. - 510 с. (Нормирование шума,
физические характеристики, защита от ультра- и инфразвуков, воздействие
вибраций и методы защиты).
5.
Ковригин К.Н., Михеев А.П. Влияние уровня шума на производительность
труда.- М.: Гигиена и санитария, 1995. (Вредное действие вибраций и шумов.)
6.
Белов С.В. БЖД.- М.: Высшая школа, 2001. (Механизмы воздействия
шумов.)
7.
Шлендер
П.Э.,
Маслова
В.М.,
Подгаецкий
С.И.
Безопасность
жизнедеятельности: Учеб. пособие / Под ред. проф. П.Э. Шлендера. - М.:
Вузовский учебник, 2003. - 208 с. (Средства защиты от шума.)
8.
Кобевник В.Ф. "Охрана труда." - К.: Высшая школа, 2000.
9. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и
производств: Учеб. пособие для вузов / П.П. Кукин и др. М.: Высшая школа, 2001.
10. СН 2.2.4 / 2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных зданий и на территории жилой застройки».
11. Ивович В.А., Онищенко В.Я. Защита от вибраций в машиностроении.
12. Борьба с шумом на производстве: Справочник /Под общ. ред. Е.Я. Юдина. М.:
Машиностроение, 1985. – М.: Машиностроение, 1990.
13. Заборов В.И., Коляско Л.Н., Росин Г.С. Защита от шума и вибрации в
металлургии. – М.: Металлургия, 1976.
14. Борьба с шумом на производстве: Справочник/под ред. Е.Я. Юдина.
–М.: Машиностроение, 1985.
68
15. Логунов Л.Ф., Осипов Г.Л. Борьба с шумом в машиностроении. – М.:
Машиностроение, 1980.
16. Борисов Л.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. – М.:
Машиностроение, 1990.
17. Положение о порядке проведения аттестации рабочих мест по условиям труда
// Человек и труд, 1997. - № 9.
18. Голова А. П. Методика определения экономической эффективности
мероприятий по НОТ. - М.: Экономика, 1978.
19. Калачева Л. Л. Условия труда. - Новосибирск, 1978.
20. Поляков И. А. Основы научной организации труда на предприятии – М.: 1987.
21. Рофе А. И. Научная организация труда. – М.: Издательство «МИК», 1998.
22.Саноян
Г.
Г.
Создание
условий
оптимальной
работоспособности
на
производстве. - М.: Экономика, 1978.
23.Фильев В. И. Охрана труда на предприятиях на предприятиях РФ. - М., 1997.
24. Ляпина О.П. «Вредные и опасные факторы производственных процессов»:
Учебн. пособие. - Новосибирск: СГГА, 1998 - 72с. (Источники шумов и вибраций,
меры снижения вредного действия.)
25. Русак О.Н. «Безопасность и охрана труда»: учебник - М.: МАНЕБ, 2001. (Звук,
классификация шумов.)
26. Андреева-Галанина Е.Ц. и др. Шум и шумовая болезнь. Л., Медицина, 1972.
27. Борьба с шумом. Под ред. Е.Я. Юдина. Стройиздат, 1964.
28. Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций. Изд. 2-е. М.,
Стройиздат, 1969.
29. Заборов В.И., Горенштейн И.В., Клячко Л.Н., Ретлинг Э.В., Тюменцева Л.П.
Снижение шума методами звукоизоляции. Стройиздат, 1973.
30. Заборов В.И., Клячко Л.Н., Росин Г.С. Защита от шума и вибрации в черной
металлургии. М., "Металлургия", 1976.
31.Инструкция по проектированию и расчету шумоглушения строительноакустическими методами на предприятиях черной металлургии. Челябинск, 1979.
69
32.Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л.,
"Судостроение", 1971.
33. Орлова Т.А. Проблемы борьбы с шумом на производстве. М., Медицина, 1965.
34. Осипов Г.Л. Защита зданий от шума. Стройиздат, 1972.
35. Погодин А.С. Шумоглушащие устройства. М., "Машиностроение", 1973.
36. Разумов И.К. Способы и организация борьбы с шумами и ми на
производствах. М., Профиздат, 1964.
37. Справочник проектировщика. Защита от шума. Под ред. Е.Я. Юдина. М.,
Стройиздат, 1974.
38. Шкаринов Л.Н. Гигиеническая оценка производственного шума и основные
пути профилактики его неблагоприятного действия. М., Профиздат, 1964.
39. Цвиккер К., Костен К. Звукопоглощающие материалы. М., ИЛ, 1952.
40. Юдин Е.Я. Глушение шума вентиляционных установок. Госстройиздат, 1958.
41. Руководство по акустическим расчетам в дБ. Челябинск, 1982.
42. Методические указания по расчету звукоизолированных постов управления
для металлургических цехов. Челябинск, 1982.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа