Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра аэрологии, охраны труда и окружающей среды
Контрольно-курсовая работа
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
на тему: «Оценка уровня шума в помещении.
Расчет средств защиты от шума»
Тула, 2007.

СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные………………………………………………………….…..….3
1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума……………..………………………..…….4
2. Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок……………………….6
3. Звукопоглощающие облицовки………………………………….………..…..7
4.  Список используемой литературы……………………………………………9

Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума. S_т = 2,5м²

РАССЧИТАТЬ:
1.  Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах.
2.  Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери.
3.  Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1. Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м, высота - h м.
4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и 500Гц.

Исходные данные

Величина	250Гц	500Гц	Величина	250Гц	500Гц
LР1	109	112	Δ1	8х10^10	1,6х10^11
L Р2	99	97	Δ2	8х10^9	5х10^9
L Р3	95	98	Δ3	3,2х10^9	6,3х10^9
L Р4	93	100	Δ4	2х10^9	1х10^10
L Р5	109	112	Δ5	8х10^10	1,6x10^11

А=	35 м ;	С=	8м;	r 1 =	7,5   м ;	r3 =	8,0 м ;	r5=    14 м ;
В=	20 м ;	Н=	9   м ;	r2  =	11 м ;	r4  =	9,5   м ;	LМАКС=1,5 м

1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума.
Если в помещение находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по формуле:

Здесь:
L - ожидаемые октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2 (методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость. Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi       - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается Ф=1; S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr²

	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	7,5	2    =  353,25   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	11	2    =  759,88  м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	8	2    = 401,92   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	9,5	2    = 566,77   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	14	2  = 1230,88   м2

ψ- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику рис.3 (методические указания) в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей помещения      
 
В - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле , где по табл. 2 (методические указания) ; м - частотный множитель определяемый по табл. 3 (методические указания).
 м
Для 250 Гц: μ=0,55 ;  м³
Для 250 Гц: μ=0,7 ;      м³
Для 250 Гц: ψ=0,93
Для 250 Гц: ψ=0,85
т - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых (*). В данном случае выполняется условие для всех 5 источников, поэтому т =5.
n- общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента
одновременности их работы.
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg ( 1x8x10 / 353,25 +1x8x10 / 759,88 + 1x3,2x10 / 401,92 + 1x2x10 / 566,77   +1x8x10 /    1230,88  +   4 х     0,93   х(8x10 + 8x10 +
+3,2x10 +2x10 +8x10 )   /     346,5  )=  93,37дБ
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1,6x10 / 353,25 + 1x5x10 / 759,88 +  1x6,3x10 / 401,92   +
+1x 1x10 / 566,77 + 1x1,6x10 / 1230,88  + 4 х 0,85 х(1,6x10 + 5x10 +
+6,3x10 +  1x10 +1,6x10 ) / 441)= 95,12  дБ
Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по формуле:
 , где
 -требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
 - полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
L_доп - допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4 (методические указания).
Для 250 Гц : ΔL   = 93,37 -  77 = 16,37 дБ Для500 Гц : ΔL = 95,12 - 73  = 22,12 Дб

2.Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных «шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
, где
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц:  дБ
Для 500 Гц:
 дБ
B_и – постоянная изолируемого помещения
В₁₀₀₀=V/10=(8x20x9)/10=144   м²
Для 250 Гц:    μ=0,55        B_И=В₁₀₀₀·μ=144·0,55=79,2    м²
Для 500 Гц:    μ=0,7        B_И=В₁₀₀₀·μ=144·0,7=100,8     м²
т - количество элементов в ограждении (перегородка с дверью т=2) S_i-   площадь элемента ограждения
S_стены =   ВхН    -   S_двери   =      20 ·  9       -       2,5     =      177,5   м² 
Для 250 Гц:
R_{треб.стены}   =    112,4 -  77 – 10lg79,2   + 10lg177,5 + 10lg2 =    41,9    дБ
R_{треб.двери}   =    112,4 -  77 – 10lg79,2   + 10lg2,5 + 10lg2 =    23,4         дБ
Для 500 Гц:
R_{треб.стены}   =    115,33 -  73 – 10lg100,8   + 10lg177,5 + 10lg2 =    47,8    дБ
R_{треб.двери}   =    112,4 -  73 – 10lg100,8   + 10lg2,5 + 10lg2 =    29,3         дБ
Звукоизолирующее ограждение состоит из двери и стены, подберем материал
конструкций по табл. 6 (методические указания).
Дверь - глухая щитовая дверь толщиной 40мм, облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм с уплотняющими прокладками .Стена - кирпичная кладка толщиной с двух сторон в 1 кирпич.
3.3вукопоглащающие облицовки
Применяются для снижения интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:

В -постоянная помещения до установки в нем звукопоглощающей облицовки.
B₁ - постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и определяется по формуле:

A=α( S_огр - S_обл)) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой и определяется по формуле:

Для 250Гц:          α  =   346,5 /   (    346,5  +    2390   )   =   0,1266
Для 500 Гц:         α  =   441 /   (   441  +    2390   )   =   0,1558
Sобл    - площадь звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 S_огр = 0,6 х 2390 = 1434 м ²   Для 250 Гц:  А₁ = 0,1266  (     2390    -    1434 )   =  121,03 м² Для 500 Гц :    А₁ =   0,1558  (     2390   -    1434 )  =   148,945 м²
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м² определяется по формуле:

- реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот, определяемый по табл.8 (методические указания). Выбираем супертонкое волокно,

ΔА   =    1 х   1434  =1434 м ²
конструкциями, определяемый по формуле:

Для 250 Гц      :        = (   121,03    +   1434 )   /     2390    =   0,6506    ;
В₁= (   121,03  +   1434 )   /   (   1 -    0,6506 )   =    4450,57  м ²
ΔL= 10lg (     4450,57   х     0,93    /     346,5   х     0,36   )   =     15,21    дБ    '.
Для 500 Гц  :    = (   148,945 +   1434 ) /   2390   =   0,6623 ;
В₁ =(   148,945  +   1434 )   /   (   1 -    0,6623 )   =    4687,43   м ²
ΔL = 10lg (     4687,43   х     0,85    /      441    х     0,35   )   =    14,12    дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение уровня шума в октавных полосах частот так как:

Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м
размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, ИШ3, ИШ4 и ИШ5 с уровнями звуковой мощности. Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью. Расчетная точка находится на расстоянии г от источников шума.
S_т = 2,5м²

Рассчитать:
4.  Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах.
5.  Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери.
6.  Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1. Источник шума установлен на полу, размеры его в плане - (а х b) м, высота - h м.
4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Акустические расчеты проводятся в двух октавных полосах на среднегеометрических частотах 250 и 500Гц.
Исходные данные:

Величина	250Гц	500Гц	Величина	250Гц	500Гц
LР1	103	100	Δ1	2х1010	1х1010
L Р2	97	92	Δ2	5х109	1,6х109
L Р3	100	99	Δ3	1х1010	8х109
L Р4	82	82	Δ4	1,6х108	1х108
L Р5	95	98	Δ5 5	3,2х109	1,6x109

А=	35 м ;	С=	9м;	r 1 =	8   м ;	r3 =	10 м ;	r5=    14 м ;
В=	24 м ;	Н=	9   м ;	r2  =	9 м ;	r4  =	9 м ;	LМАКС=1,5 м

1. Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума.
Если в помещение находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и расчетной точке следует определяет по формуле:

Здесь:
L - ожидаемые октавные уровни давления в расчетной точке, дБ; χ - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния rот расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника 1макс, рис.2 (методические указания). Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость. Так как отношение r/lмакс во всех случаях, то примем и
определяется по табл. 1 (методические указания). Lpi       - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
Ф - фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается Ф=1; S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять, где r - расстояние от расчетной точки до источника шума; S = 2πr²

	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	8	2    =  402,12   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	9	2    =  508,12  м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	10	2    = 628,32   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	9	2    = 508,12   м2
	= 2πr2  =	2	x	3,14	x	14	2  = 1231,5   м2

ψ- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику рис.3 (методические указания) в сти от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей помещения                                                   
 
В - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле, где по табл. 2 (методические указания) ;
μ - частотный множитель определяемый по табл. 3 (методические указания).
 м
Для 250 Гц: μ=0,55 ;  м³            
Для 250 Гц: μ=0,7 ;      м³
Для 250 Гц:   ψ=0,98
Для 500 Гц:   ψ=0,91
m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых (*). В данном случае выполняется условие для всех 5 источников, поэтому m=5.
n- общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента
одновременности их работы.
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 250 Гц:
L = 10lg ( 1x2x10 /402.12   +1x5x10 /508.12  +   1x1x10¹⁰/628.32   +
+   1x1.6x10⁸/508.12   +1x3.2x10¹⁰/    1231.5  +   4 х 0,98  х(2x10 + 5x10 +1x10¹⁰+1.6x10⁸ +3.2x10⁹)   / 415.8  )=  86.51дБ
Найдем ожидаемые октавные уровни звукового давления для 500 Гц:
L= 10lg (1x1x10¹⁰/402.12   + 1x1.6x10 /508.12   +  1x8x10 /628.32   +
+1x 1.6x10⁸/ 508.12   +   1x6.3x10 ⁹ /    1231.5  +   4 х 0,91х(1x10¹⁰   + 1.6x10 + 
+8x10⁹+  1.6x10⁸+6.3x10⁹ )/529.2 )= 82.94  дБ
Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке для восьми
октавных полос по формуле:
    ,
 – требуемое снижение уровней звукового давления, дБ;
 - полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;
L_доп - допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемом от шума
помещений, дБ, табл. 4 (методические указания).
Для 250 Гц ΔL = 86,51 - 68   = 18,51 дБ Для500 Гц: ΔL = 82,94 - 63 = 19,94дБ
2.Расчет звукоизолирующих ограждений, перегородок.
Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отделения «тихих» помещений от смежных «шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:
, где
-суммарный октавный уровень звуковой мощности
излучаемой всеми источниками определяемый с помощью табл. 1 (методические указания).
Для250Гц:   дБ
Для 500 Гц:
  дБ 
B_и – постоянная изолируемого помещения
В₁₀₀₀=V/10=АхВхН/10=(9x24x9)/10=194,4   м²
Для 250 Гц:    μ=0,55        B_И=В₁₀₀₀·μ=194,4·0,55=106,92    м²
Для 500 Гц:    μ=0,7          B_И=В₁₀₀₀·μ=194,4·0,7=136,08     м²
т - количество элементов в ограждении (перегородка с дверью т=2) S_i-   площадь элемента ограждения
S_стены =   ВхН    -   S_двери   =  24 ·  9  -  2,5  =  213,5   м² 
Для 250 Гц:
R_{треб.стены}   =    105,84 -  68 – 10lg106,92 + 10lg213,5+ 10lg2 =    41,14дБ
R_{треб.двери}   =    105,84 -  68 – 10lg 106,92   + 10lg2,5 + 10lg2 =    26,79 дБ
Для 500 Гц:
R_{треб.стены} =   104,16-  63 – 10lg136,08   + 10lg213,5 + 10lg2 =    51,13 дБ
R_{треб.двери}  =   104,16-  63 – 10lg136,08   + 10lg2,5 + 10lg2 =    26,81  дБ
Звукоизолирующее ограждение состоит из двери и стены, подберем материал конструкций по табл. 5 и табл. 6 (методические указания).
Перегородка – шлакобетонная панель толщиной 250 мм. Дверь - глухая щитовая толщиной 40мм, облицованная с двух сторон фанерой толщиной 4мм, облицованная с 2 сторон фанерой толщиной 4 мм, с уплотняющими прокладками .
3.3вукопоглащающие облицовки
Применяются для снижения интенсивности отраженных звуковых волн.
Звукопоглощающие облицовки (материал, конструкция звукопоглощения и т.д.) следует производить по данным табл. 8 в зависимости от требуемого снижения шума.
Величина возможного максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:

В -постоянная помещения до установки в нем звукопоглощающей облицовки.
B₁ - постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и определяется по формуле:

A=α( S_огр - S_обл) ) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой;
α -средний коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой и определяется по формуле:

Для 250Гц:          α  =   415,8 / (415,8  +  2742 )   =   0,132
Для 500 Гц:         α  =   529,2 / ( 529,8  +  2742   )   =   0,081
Sобл  - площадь звукопоглощающих облицовок
Sобл =0,6 S_огр =   0,6  х 2742  =1645,2   м ²         
Для 250 Гц :    А₁   =   0,132 * ( 2742  -  1645,2 )   =  144,78 м²
 Для 500 Гц :    А₁ =   0,081 * (2742  -  1645,2)  =   88,72 м²
ΔА - величина добавочного звукопоглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м² определяется по формуле:

- реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот, определяемый по табл.8 (методические указания).
В качестве звукоизолирующего материала выбираем супертонкое волокно с оболочкой из стеклоткани и покрытием из гипсовой плиты толщиной 7 мм с перфорацией.

ΔА   =    1 х   1645,2 =  1645,2 м ²
конструкциями, определяемый по формуле:

Для 250 Гц :        = (144,78    +   1645,2)   /     2742    =   0,653    ;
В₁= (144,78    +   1645,2)   /   (1 -    0,653)   =   5155,49м ²;
В₁/S_огр =  5155,49/2742=1,88  →  ψ=0,32
ΔL= 10lg (5155,49 х 0,98    / 415,8  х  0,32)   =  15,79 дБ    '.
Для 500 Гц  :    = (88,72 +  1645,2) /   2742=   0,632 ;
В₁ =( 88,72 +   1645,2)/  ( 1 - 0,632)   =  4711,74 м ²
В₁/S_огр =  4711,74 /2742=1,72→  ψ=0,32
ΔL = 10lg (4711,74 х  0,91 / 529,2    х   0,32)   =  14,03 дБ.
Для 250 Гц и 500 ГЦ выбранная звукопоглощающая облицовка не будет обеспечивать необходимое снижение уровня шума в октавных полосах частот,требуются специальные меры для снижение уровня шума так как:
,
Для 250 Гц : 15,79 дБ    < 18,51  дБ
Для500 Гц :   14,03 дБ   < 19,94   дБ

4. Список используемой литературы.
1. Лабораторный практикум по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» кафедры «Аэрологии, охраны труда и окружающей среды».
2. Алексеев С.П.,Казаков А.М., Колотиков Н.П., Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении.-М.: Машиностроение, 1970 - 207 с.
3.Соколов Э.М., Захаров Е.И., Панфёрова И.В., Макеев А.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для студентов университетов. – Тула, Гриф и К, 2001