• скачать файл

Исследование шума Цель: изучить источники шума, параметры шума, определение

с. 1
Исследование шума
Цель: изучить источники шума, параметры шума, определение допустимых значений, провести акустический расчёт.
Природа не безмолвна, но не бесшумна. Тысячи процессов совершаются в недрах Земли, в глубинах вод, лесах и пустынях почти бесшумно. Только некоторые из них тревожат людской слух: извержение вулкана, ледоход, гроза, шторм. Но миллионы лет протекали эти процессы, и человек привык к этим звукам, и они почти не раздражают его. Естественные акустические условия необходимы человеческому организму как нормальное питание, нормальные температурные условия и свежий воздух.

Долгое время шум считали неизбежным злом цивилизации, побочным продуктом технического прогресса, бурного развития техники и увеличения количества транспорта. И мало кто предполагал, что шум достигнет такого уровня, что будет уже не просто не приятен для слуха, но и вреден для здоровья.



Параметры шума. Шум возникает в результате механических колебаний упругой среды. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сжатия и разрежения. Эти сжатия и разрежения чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны, которая достигает нашего уха и воздействует на слуховой анализатор.

Ухо человека воспринимает звуки, частотой от 16 до 20000 Гц. В шуме присутствуют колебания различных частот.

Шум определяется по величине уровня звукового давления, измеряемого в дБ:
Lp=20 lg P/Po, (1)
где Lp – уровень звукового давления, дБ,

Р – звуковое давление источника, Па,

Ро­ – пороговое значение звукового давления (порог слышимости на частоте 1000 Гц, Po=2*10-5 Па).

Основные источники шума. Шумовая симфония города складывается из грохота железных дорог, шума самолётов, строительной техники, заводских цехов и бытовых приборов.

В населенных пунктах источники шума подразделяются:

- стационарные (трансформаторные подстанции, вентиляционные и компрессорные установки, строительные машины и механизмы, промышленные предприятия, спортивные площадки, торговые объекты и др.);

- передвижные (автомобили, трамваи, метро, автобусы, водный и авиационный транспорт).

Шум, создаваемый этими источниками, составляет:

- зимний лес в безветренную погоду 0 дБ,

- шепот 20 дБ,

- разговор 60 дБ,

- автотранспорт до 87 дБ,

- трамвай до 90 дБ,

- железная дорога до 93 дБ,

- промышленные предприятия 80 – 100 дБ.

В квартире шумнее всего в вечерние часы, когда собираются члены семьи. Включены все бытовые приборы, телевизор, радио, магнитофон.

За последние годы шум во всех крупных городах увеличился на 10 –15 дБ.



Нормирование шума. Длительное воздействие шума приводит к частичной или полной потере слуха. Действие шума на организм не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение передается на центральную нервную систему, а через неё воздействует на внутренние органы, приводя к изменениям в функциональном состоянии организма. Человек, подвергающийся воздействию шума, затрачивает на 20% больше физических усилий.

Особенно опасны шумы во время сна. Они вызывают кошмарные видения, и после пробуждения человека долго не покидает нервное возбуждение. Это может привести к психическим заболеваниям. Таким образом, шум наносит большой социальный и экономический ущерб.

По СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» установлены допустимые уровни звукового давления на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам в 8-ми октавных полосах частот (табл.1).

Таблица 1 - Допустимые уровни звукового давления на территории, непосредственно прилегающие к домам




Октавные полосы со среднегеометрическими частотами, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Уровни звукового давления, дБ

67

57

49

44

40

37

35

33


Распространение шума на открытом воздухе. Акустический расчёт.

Звуковые волны, распространяясь в атмосфере, затухают вследствие поглощения звуковой энергии из-за вязкости воздуха и по мере удаления от источника шума. Если на пути звуковых волн находятся полосы высоких (не менее 5м) лесонасаждений, то звук частично отражается от них, рассеивается на деревьях, поглощается рыхлой почвой и листвой.

Уровень звукового давления (дБ), создаваемого источником шума, на расстоянии r (м) от него определяется по формуле в 8 октавных полосах частот:
L = Lp + 10*lgФ – 10*lg(2**r2) - а*r - зел (2)


Рис. 1 - Распространение шума на открытом воздухе
L – уровень звукового давления в расчётной точке, дБ;

Lp – уровень звукового давления источника шума, дБ;

Ф – фактор направленности (Ф=1 при распространении шума во все стороны);

r – расстояние от источника шума до расчётной точки, м;

а – коэффициент поглощения звука в воздухе, дБ/м (табл.2);

βзел- снижение шума полосой лесонасаждений. ДБ (формула 3);




βа зел- снижение уровня звука на 1м ширины лесополосы (βа зел=0.08 дБ/м);

rзел- ширина полосы лесонасаждений, м;

f-частота, Гц.



Таблица 2 - Коэффициент поглощения звука в воздухе при относительной влажности 60%(βа, дБ/м) в зависимости от температуры воздуха t, оС.





t,oС

Октавные полосы частот со среднегеометрическими частотами, Гц


63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

30

0

0,0002

0,0009

0,003

0,0075

0,014

0,025

0,064

20

0

0,0003

0,0011

0,0028

0,0052

0,0096

0,025

0,083

10

0

0,0004

0,001

0,002

0,0039

0,01

0,035

0,125

0

0

0,0004

0,0008

0,0017

0,0049

0,017

0,058

0,156



Задание к выполнению: По своему варианту рассчитать уровни звукового давления в 8 октавных полосах частот в расчётной точке. Рассчитанные значения сравнить с допустимыми величинами по табл.1.

Пример расчета

Исходные данные: r=70м

rзел=10м

t=20oC,

Lp- уровни звукового давления, создаваемого источником шума (приведены в табл.3)

Таблица 3 – Уровни звукового давления, создаваемого источником шума





Вели-чина

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, f, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Lp

71

82

84

94

89

76

65

73

βa

0

0,0003

0,0011

0,0028

0,0052

0,0096

0,025

0,083

βзел

0,4

0,5

0,63

0,79

1,0

1,26

15,9

2,0

L

25,7

36,6

38,4

48,1

42,7

29,2

16,8

20,3

Lдоп

67

57

49

44

40

37

35

33

ΔL

-

-

-

4,1

2,7

-

-

-

L = Lp + 10 * lgФ – 10 * lg(2π r2) – βa * r - βзел=

Lp + 10 * lgФ - 10 * lg (2 * π * 702) – βa * 70 - βзел = Lp + 0 – 44,9 – 70 βa - βзел



L63= 71 – 44,9 – 70 * 0 – 0,1 = 25,7



Рис. 2 – Кривые зависимости звукового давления (Дб) от частоты (Гц)



Вывод: шум в жилых домах выше допустимого.

Варианты заданий: По заданному варианту рассчитать шум в расчётной точке. В таблице 4 приведены уровни звукового давления, создаваемого источником шума, - Lp, дБ. В таблице 5: r- расстояние от источника шума до расчётной точки, rзел- ширина лесополосы, t- температура воздуха, относительная влажность воздуха – 60%.
Таблица 4 - Уровни звукового давления, создаваемого источником шума.


Вари-ант

Уровни звукового давления Lp, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц.

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

1

82

87

87

89

94

93

91

85

2

88

96

101

96

97

94

96

96

3

88

92

97

98

97

96

96

92

4

81

82

93

84

83

81

80

77

5

88

87

90

89

89

86

83

74

6

84

82

84

91

94

94

91

91

7

77

82

84

87

88

84

83

77

8

93

88

85

89

84

87

85

84

9

89

86

84

98

87

81

72

62

10

98

96

94

94

94

93

82

76

11

93

92

94

95

91

84

75

66

12

96

87

86

91

92

91

85

81

13

109

111

109

110

110

97

91

85

14

106

104

104

113

99

95

86

79

15

88

91

93

96

90

93

86

77

16

94

95

97

92

96

87

102

103

17

96

94

95

98

93

90

90

86

18

95

97

97

100

105

101

109

110

19

80

86

88

94

100

90

89

89

20

86

85

85

87

91

90

88

87

21

88

84

86

87

91

94

88

86

22

94

85

87

91

95

94

88

84

23

94

89

86

88

92

88

80

74

24

96

87

88

91

95

92

88

77

25

91

85

93

95

89

93

87

83

26

96

86

85

91

92

91

85

81

27

96

88

87

89

91

89

84

77

28

96

87

85

89

91

91

87

84

29

86

93

93

94

91

88

84

85

30

84

88

95

96

97

95

92

90

Таблица 5 – Расстояние от источника шума, ширина лесополосы и температура воздуха



Вариант

r, м

rзел, м

t,oС

1

40

10

0

2

50

15

10

3

60

20

20

4

70

25

30

5

80

10

30

6

90

15

20

7

100

20

10

8

110

25

0

9

120

10

0

10

103

15

10

11

140

20

20

12

150

25

30

13

140

10

30

14

130

15

20

15

120

20

10

16

110

25

0

17

100

10

0

18

90

15

10

19

80

20

20

20

70

25

30

21

60

10

30

22

50

15

20

23

60

20

10

24

70

25

0

25

80

10

0

26

90

15

10

27

100

20

20

28

110

25

30

29

100

10

30

30

90

15

20

Мой вариант № 2.




с. 1