— рациональным объемно-планировочным решением зала (соотношение объемно-линейных размеров);
— применением звукопоглощающих материалов и конструкций;
— применением звукоотражающих и звукорассеивающих конструкций;
— применением ограждающих конструкций, обеспечивающих требуемую звукоизоляцию от внутренних и внешних источников шума;
— применением глушителей шума в системах принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха;
— применением систем звукоусиления, оповещения и передачи информации.
Акустический расчет должен производиться в следующей последовательности:
— выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;
— выбор точек в помещениях и на территориях, для которых необходимо провести расчет (расчетных точек);
— определение путей распространения шума от источника (источников) до расчетных точек и потерь звуковой энергии по каждому из путей (снижение за счет расстояния, экранирования, звукоизоляции ограждающих конструкций, звукопоглощения
и др.);
— определение ожидаемых уровней шума в расчетных точках;
— определение требуемого снижения уровней шума на основе сопоставления ожидаемых уровней шума с допустимыми значениями;
— разработка мероприятий по обеспечению требуемого снижения шума;
— проверочный расчет ожидаемых уровней шума в расчетных точках с учетом выполнения строительно-акустических мероприятий.
Акустический расчет следует проводить по уровням звукового давления L, дБ, в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц или по уровням звука по частотной коррекции «A» LA, дБА. Расчет проводят с точностью до 0,1 дБ, окончательный результат округляют до целых значений.
Для защиты от шума также широко применяются различные средства индивидуальной защиты.
Производственная вибрация и защита от нее
Вибрацией называется механическое колебательное движение, заключающееся в перемещении тела как целого. Вибрация, в отличие от звука, не распространяется в виде волн сжатия / разряжения и передается только при механическом контакте одного тела с другим.
В природе вибрация практически не встречается, но, к сожалению, очень часто возникает в технических устройствах. Кроме того, в технике вибрацию специально используют, например, при вибрационной транспортировке.
Имеется три основных механизма возбуждения вибрации. Первый механизм связан с силами инерции и криволинейностью пути; он, например, вызывает вибрацию наземного транспорта, существенно возрастающую при движении по неровностям агрофона. Второй механизм связан с неуравновешенными силами ударного действия; он, например, вызывает вибрацию при ковке, штамповке, клепке и т. п. Третий механизм связан с несовпадением геометрического центра и центра масс вращающейся системы и вызывает вибрацию в механизмах, где есть вращающие части.
С физической точки зрения простое вибрационное движение характеризуется частотой и максимальной амплитудой движения, виброскоростью и виброускорением. Из-за большого диапазона последних величин часто используют их логарифмические уровни.
Вибрация, воздействующая на человека через опорные поверхности, оказывает влияние на весь организм и называется общей. (Поверхность, на которой человек стоит, сидит или лежит, называется опорной.) Общая вибрация, захватывающая все тело, наблюдается на всех видах транспорта и при работе в непосредственной близости от источника вибрации (промышленного оборудования).
Вибрация, воздействующая не через опорные поверхности, охватывает только часть организма и называется локальной. Практически вся она является вибрацией, передающейся через руки, и возникает там, где вибрационные инструменты или обрабатываемые детали контактируют с руками или пальцами. Локальная вибрация возникает, например, при использовании ручных силовых инструментов, применяемых на производстве (ударные инструменты для обработки металла, шлифовальные станки и другие вращающиеся инструменты, пневматические гаечные ключи ударного действия, бурильный инструмент; молотки, отбойные молотки, пробоотборные молотки, виброуплотнители, цепные пилы, сучкорубы, корообдирки, дорожные дробилки и бетоноломы, ручные шлифовальные станки и др.). Вибрация, передаваемая через руки, может также исходить от вибрирующих рабочих мест, например от станины шлифовального станка, а также от ручных вибрирующих регуляторов, которые удерживаются руками оператора, как при работе с газонокосилкой или при управлении дорожными виброуплотнителями. Число лиц, подвергающихся локальной вибрации, составляет несколько десятков миллионов человек,
Особым подвидом общей вибрации является укачивание, связанное с низкочастотными колебаниями тела и некоторыми типами его вращения на транспорте.
Влияние общей вибрации обычно наиболее заметно в диапазоне от 0,5 до 100 Гц. Локальная вибрация, передающаяся через руки, оказывает вредное воздействие на более высоких частотах — 1000 Гц и более. Частоты ниже 0,5 Гц могут вызывать укачивание.
Реальное вибрационное движение, как правило, состоит из множества простейших гармонических колебаний и имеет сложный спектр. Знание спектра необходимо для оценки влияния вибрации на организм человека, которое зависит от частоты вибрации.
Человек реагирует на вибрацию в зависимости от общей продолжительности ее воздействия.
Поскольку человеческое тело представляет (до известной степени) механическую систему, в которой можно выделить такие «отдельные» объекты, как голова, глазные яблоки, сердце, почки, селезенка и т. п., способные колебаться относительно всего организма в целом, то при воздействии вибрации на организм эти органы в первую очередь подвержены вибрации, особенно если частоты воздействия и собственные частоты совпадают.
Наибольшее воздействие общей вибрации сказывается на процессах получения входящей информации (в основном зрительной из-за колебаний глазных яблок и головы) и на процессах передачи информации (непрерывный контроль деятельности колеблющихся рук).
Долговременное воздействие весьма интенсивной общей вибрации (например, на трактористов) может нежелательным образом сказываться на позвоночнике и увеличивать риск возникновения изменения позвонков и дисков.
Помимо воздействия на организм как на механическую систему, вибрация оказывает влияние на нормальное течение физиологических процессов. Например, общая вибрация вызывает варикозное расширение вен на ногах, геморрой, ишемическую болезнь сердца и гипертонию.
Чрезмерное воздействие локальной вибрации может вызывать заболевания кровеносных сосудов, нервов, мышц, костей и суставов верхних конечностей, так называемую виброболезнь.
Укачивание при определенных условиях вызывает желудочные спазмы и другие тяжело переносимые симптомы. Укачивание на морских судах — «морская болезнь» — известно практически всем. Определено, что максимальный эффект ее воздействия происходит при вертикальном трансляционном колебательном движении (качке) с частотой около 0,2 Гц.
Методы и средства коллективной защиты от вибрации. Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением. Полезными оказываются, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т. п. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования — превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты.
Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и тому подобному широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин.
Виброизоляцией называется уменьшение степени передачи вибрации от источника к защищаемым объектам.
Виброизоляцию можно оценивать через коэффициент передачи:
Кп =1/f/f0 - 1
Где f и f0 — частота возмущающей силы и собственная частота системы при наличии виброизолирующего слоя (ГЦ).
Чем выше частота возмущающей силы по сравнению с собственной, тем больше виброизоляция. При f<f0 возмущающая сила целиком передается основанию. При f=f0 происходит резонанс и резкое усиление вибрации, а при f>2f0 обеспечивается виброизоляция, пропорциональная коэффициенту передачи.
Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки могут устанавливаться на амортизаторы (резиновые, металлические или комбинированные) или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупругого слоя. Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между рукой и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью.
Виброгашением называется гашение вибрации за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.