Допустимые уровни звукового давления и уровни звука в помещениях

Примечание. Дробью обозначено: вверху для времени суток с 7 до 23 ч, внизу - с 23 до 7 ч.

Суть метода звукопоглощения заключается в поглощении энергии звуковых волн, распространяющихся по воздуху, звукопоглощающими материалами. При этом энергия звука переходит в тепловую энергию. Звукопоглощающие материалы и конструкции подразделяются:

· на волокнисто-пористые поглотители (войлок, минеральная вата, фетр, акустическая штукатурка);

· мембранные поглотители (пленка, фанера);

· резонаторные поглотители (резонатор Гельмгольца);

· комбинированные поглотители.

Свойство материалов поглощать звук характеризует коэффициент звукопоглощения a, который равен отношению количества поглощенной звуковой энергии Е_погл к общему количеству падающей энергии Е_пад (a = =Е_погл / Е_пад). Если вся энергия звука поглощается, то a = 1, если отражается, то a = 0. В табл. 5.5 приведены звукопоглощающие характеристики некоторых материалов. Звукопоглощающие материалы необходимы для облицовки конференц-залов, залов собраний, аудиторий и т.п.

Метод звукоизоляции основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение (экран). Звукоизоляция ограждающей конструкции помещения от воздушного шума оценивается индексом изоляции воздушного шума I_в (или R_W), от ударного шума - индексом приведенного уров-ня ударного шума I_у (или L_nW). Индексы изоляции воздушного шума и индексы приведенного уровня ударного шума ограждающих конструкций (перекрытий, стен, перегородок) жилых зданий, гостиниц, административных зданий, офисов, больниц и санаториев, учебных заведений, детских дошкольных учреждений нормированы. Допустимые величины I_в лежат в пределах 40…60 дБ, а I_у – 50…70 дБ [65, 68]. При проектировании новых ограждающих конструкций производится расчет их звукоизоляции. Окончательная оценка звукоизоляции дается на основании натурных испытаний. Величины I_в и I_у новых внедряемых ограждающих конструкций должны быть не ниже нормативных.

Основным источником внешнего шума является транспорт. Звукоизоляция наружных стен здания, как правило, выше, чем у окон. Поэтому уровни проникающего в здание шума определяются, в первую очередь, звукоизолирующей способностью окон. Если уровни внешнего шума (в 2 м от наружного ограждения) не превышают допустимых уровней, используются обычные конструкции окон с естественной вентиляцией через открытые форточки и узкие створки. В противном случае применяются специальные шумозащитные конструкции окон с вентиляционными элементами. Вентиляция через окна не предусматривается в помещениях общественных зданий с принудительной (приточной и вытяжной) вентиляцией или кондиционированием.

Звукоизоляционные свойства окон определяются толщиной стекол и

воздушных промежутков между ними, герметичностью притворов. Характеристики звукоизоляции стандартных окон известны [68]. Для проверки правильности выбранного конструктивного решения окон проводится расчет спектра проникающего в помещение внешнего шума и сравнение его с допустимым уровнем. Акустические параметры окна должны сочетаться с его теплоизоляционными параметрами. При выборе конструкции окон учитываются требования к воздухообмену проектируемого помещения.

Таким образом, для защиты помещения от шума применяются звукоизолирующие ограждающие конструкции, звукопоглощающие материалы.

Защита от вибрации. Вибрация – это механические (обычно синусоидальные) колебания системы с упругими связями, возникающие в машинах и аппаратах при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которое оно имело в статическом состоянии. Внутренними источниками вибрации в помещениях являются: инженерно-техническое оборудование зданий и бытовые приборы (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины), а также оборудование, размещённое в зданиях предприятий торговли (холодильные установки), коммунально-бытового обслуживания, котельных. К внешним источникам вибрации относятся: городской рельсовый транспорт (железнодорожный транспорт, трамвай) и автотранспорт, а также расположенные вблизи застройки промышленные предприятия и передвижные промышленные установки (гидравлические и механические прессы, металлообрабатывающие механизмы, поршневые компрессоры, бетономешалки, дробилки, строительные машины). Колебания вибрации через грунт, коммуникации, трубопроводы распространяются по территории жилой застройки, передаются конструкциям здания и оказывают негативное влияние на его жителей. Иногда колебания вибрации способны разрушить конструкции и сооружения.

Общая вибрация передается на тело человека через опорные поверхности. Диапазон частот общей вибрации устанавливается в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц. При частоте больше 20 Гц вибрации сопровождаются звуком, ниже 20 Гц – инфразвуком. По характеру спектра вибрации подразделяются на узкополосные и широкополосные. По частотному составу вибрации разделяют на низкочастотные (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот до 4 Гц), среднечастотные (8…16 Гц), высокочастотные (31,5…63 Гц). По длительности действия выделяют постоянные вибрации, для которых величина параметров изменяется не более чем в два раза (на 6 дБ) за время наблюдения (не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с), и непостоянные, которые подразделяют на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

Основными параметрами вибрации являются среднеквадратические значения виброскорости r и виброускорения a или их логарифмические уровни L_r и L_а , измеряемые в октавных и 1/3 октавных полосах частот [104].

Логарифмические уровни виброскорости L_r , дБ, определяют по формуле

L_r = 20 lg (r / 5×10^-8),

где r – среднеквадратическое значение виброскорости, м/с; 5×10^-8 – опорное значение виброскорости, м/с, соответствующее среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления 2×10^-5 Па.

Логарифмические уровни виброускорения L_a , дБ, определяют по формуле

L_a = 20 lg (a / 1×10^-6),

где a - среднеквадратическое значение виброускорения, м/с²; 1×10^-6 – опорное значение виброускорения, м/с².

Для интегральной оценки вибрации в качестве параметра используют корректированный уровень вибрации – это одночисловая характеристика вибрации, определяемая как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных полосах частот. Корректированное значение виброскорости и виброускорения U или их логарифмические уровни L_U измеряются с помощью корректирующих фильтров или вычисляются по формулам:

или

где U_i , L_Ui – среднеквадратическое значение виброскорости или виброускорения (или их логарифмические уровни) в i-й частотной полосе; n – число частотных полос (1/3 или 1/1 октав) в частотном диапазоне; K_i , L_Ki – весовые коэффициенты для i-й частотной полосы для абсолютных значений или их логарифмических уровней.

Для интегральной оценки изменяющейся во времени вибрации в качестве параметра используют эквивалентный (по энергии) корректированный уровень вибрации – это корректированный уровень постоянной во времени вибрации, которая имеет такое же среднеквадратичное корректированное значение виброускорения или виброскорости, что и данная непостоянная вибрация в течение определенного интервала времени. Эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (U_экв) или их логарифмический уровень L_Uэкв измеряется или вычисляется по формулам:

или ,

где U_i – корректированное по частоте значение контролируемого параметра виброскорости (r, L_r), м/с, или виброускорения (a, L_a), м/с²; t_i – время действия вибрации, ч; , где n – общее число интервалов действия вибрации.

Воздействие вибрации на организм человека (частотой менее 20 Гц) приводит к развитию утомления, нарушению пространственной ориентации, пищеварительным расстройствам, головокружению. Наиболее опасной является вибрация в диапазоне 6…9 Гц, так как эти частоты совпадают с частотами колебаний внутренних органов человека. В результате воздействия вибрации может возникнуть резонанс, который может привести к механическим повреждениям или даже разрыву внутренних органов.

Нормирование вибрации. Допустимые уровни вибрации в помещениях жилых и общественных зданий регламентируются СН 2.2.4/2.1.8.566-96 [105] и СанПиН 2.1.2.1002-00 [73] (табл. 5.6).

В дневное время в помещениях допустимо превышение уровней вибрации на 5 дБ. Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней, приведенных в таблице, вводится поправка (-) 10 дБ, а абсолютные значения виброскорости и виброускорения умножаются на 0,32.

Методы виброзащиты. Для уменьшения вибрации от самого источника используют методы виброизоляции и вибродемпфирования. Виброизоляция основана на отражении вибрации в устройствах, называемых виброизоляторами или амортизаторами. Амортизаторы бывают резиновые, резинометаллические, пружинные, пневматические, гидравлические, комбинированные и др. (рис. 5.3) [64].

Вибродемпфирование основано на поглощении вибрации в вибродемпфирующих покрытиях из упруговязких материалов, обладающих большим внутренним трением: резины, мастики, пластиков (рис. 5.3). Кроме указанных методов используется также метод виброгашения, заключающийся в создании колеблющейся системы с динамической частотой, равной частоте возмущающей силы, но с реакциями, противоположными ей.

Шумовиброзащита от инженерного оборудования жилых и общественных зданий предусматривает специальные объемно-планировочные мероприятия [46]:

· не допускается размещение машинных помещений лифтов над, под и смежно с жилыми комнатами;

Таблица 5.6