Принципи проектування екоміста і житла в умовах мінімального впливу шуму

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

Розділ І. Класифікація та аналіз джерел шуму в місті

1.1 Аналіз зовнішніх джерел шуму в житлових будівлях

1.1.1 Шум автомобільного транспорту

1.1.2 Шум рельсового транспорту

1.1.3 Джерела авіаційного шуму

1.1.4 Шум промислових підприємств

1.1.5 Розповсюдження джерел шуму від зовнішніх джерел приміщення

1.1.6 Карта шуму міста

1.2 Аналіз джерел внутрішнього шуму в житлових будівлях

1.2.1 Акустика приміщення

1.2.2 Поширення шуму в будівлях

1.2.3 Система кондиціювання повітря

1.3 Нормування шуму в будівлях

1.3.1 Санітарно-гігієнічні, технічні та екологічні норми

1.3.2 Вплив шуму на людину

1.4 Моніторинг зовнішніх та внутрішніх джерел шуму

1.5 Містобудівельні методи підвищення екологічності в житлових будівлях засобами звукоізоляції

1.5.1 Звукопоглинання в житлових будівлях

1.5.2 Акустика поглиначів та дифузорів в житлових будівлях

1.5.3 Вібродемпфування в житлових будівлях

Розділ ІІ. Дослідження акустичних джерел в умовах інтенсивних транспортних потоків

2.1 Матеріали та методи дослідження

2.2 Аналіз данних моніторингу шуму вул.Чоколовський бульвар, м. Київ

2.3 Аналіз розрахунків рівня звукового тиску у житловому будинку від шуму міського автотранспорту

Розділ ІІІ. Охорона праці

3.1 Небезпечні та шкідливі фактори при роботі в ревербераційній камері

3.2 Технічні та організаційні заходи для зменшення рівня впливу небезпечних та шкідливих виробничих факторів при роботі в ревербераційній камері

3.3 Забезпечення пожежної і вибухової безпеки при роботі в ревербераційній камері

Розділ ІV. Еколого-економічний збиток від дії транспортного шуму на населення

4.1 Розрахунок еколого-економічного збитку від дії транспортного шуму на населення

4.2 Аналіз розрахунку еколого-економічного збитку від дії транспортного шуму на населення

Висновки

Список використаних джерел

Додаток

Перелік скорочень

АШ - авіаційний шум;

ВООЗ - всесвітня організація охорони здоровя;

СКП - система кондиціювання повітря;

ІКАО - міжнародна організація цивільної авіації;

ГОСТ - державний стандарт;

РЗТ - рівень звукового тиску;

ТЗ - транспортній засіб;

ТП - транспортний потік;

ІСО - міжнародний стандарт;

ГПР - гранично-припустимий рівень;

ЦТП - центральний тепловий пункт.

Вступ

Джерела міського шуму є автомобільний, рельсовий, авіаційний транспорти та шум промислових підприємств . Міський шум сприймається перш за все суб'єктивно. Одним з показників несприятливої дії шуму є скарги населення на передчасний розвиток стомлюваності, головний біль, порушення сну. Реакція на шум в визначається психофізіологічними особливостями особистості, типом нервової системи, характером самого джерела шуму. Шум утрудняє чіткість мови, особливо при рівні шуму більше 70 дБ А. В основі виникнення шуму (як і звуку) лежать механічні коливання пружних тіл.

Шум від автомобільного транспорту є одним з більш небезпечних параметричних забруднень. У найбільш промислово розвинутих країнах на долю автомобільного транспорту припадає від 60% до 80% екологічного забруднення навколишнього середовища, у тому числі й акустичного. В умовах, коли масштаби автомобільного руху зростають, зони акустичного дискомфорту значно збільшуються, у зв'язку з цим проблема боротьби з транспортним шумом має екологічне, економічне та соціальне значення.

Механізм впливу транспорту на навколишнє середовище має ряд специфічних особливостей порівняно з багатьма галузями машинобудування.

Такими особливостями є:

- масовість і постійно зростаюча інтенсивність експлуатації транспортних засобів;

- експлуатація старіючого парку транспортних засобів;

- незадовільний стан дорожнього покриття ;

- концентрація великої кількості транспортних засобів на порівняно обмеженій території і їхнє масове проникнення в зони житлової забудови;

- не забезпечення екологічних нормативів при проектування транспортних шляхів;

- низький рівень шумозахищенності сучасних будинків.

Метою даної дипломної роботи аналіз міжнародного та національного досвіду щодо зниження шумового навантаження на населення в сучасному місті. Експериментальне дослідження шуму транспортних потоків в критичних зонах міста Києва. В дипломній роботі розглянуті наступні питання.

1. Виконана оцінка шумового забруднення вулиці Чоколовський бульвар, місто Київ.

2. Проведений аналіз негативного впливу шумового забруднення вулиці Чоколовський бульвар, місто Київ.

3. Обгрунтовані принципи проектування житла в умовах мінімального впливу шуму на основі експериментально отриманих даних як моделі для застосування.

4. Запропоновані рекомендації щодо зниження шумового навантаження на населення в сучасному місті.

Об'єкт дослідження - критичні щодо шуму зони міста Києва.

Предмет дослідження - засоби адаптації населення до впливу шуму із умов забезпечення нормативних вимог.

Для досягнення поставленої мети дослідження використовувалися такі методи дослідження:

аналітичні - аналіз національного і міжнародного досвіду щодо існуючої практики зниження шуму в сучасному місті;

експериментальні - проведення моніторингу шуму автотранспортних потоків на вулиці Чоколовський бульвар;

емпіричні - аналіз змін показників шуму автотранспортних потоків на вулиці Чоколовський бульвар;

рекомендаційні - запропоновані засоби зниження шуму транспортних засобів міського середовища.

Наукова новизна дослідження полягає в використанні моделювання впливу транспортного шуму та аналіз принципів проектування житла в умовах шумового забруднення.

Практичне значення дослідження полягає в тому, що його результати досліджень дозволяють знизити шумове навантаження на населення в сучасному місті.

Особистий внесок випускника. Автором проекту здійснено основний об'єм експериментальної роботи, обробку та аналіз отриманих результатів, розроблення рекомендацій щодо зниження шумового забруднення .

Розділ І. Класифікація та аналіз джерел шуму в місті

1.1 Аналіз вкладу зовнішніх джерел шуму в акустичне поле в житлових будівлях

Основними джерелами зовнішнього шуму в будівлях є транспортні засоби (автомобілі, залізничний транспорт, авіаційний транспорт). Крім того, на шумовий режим населених місць може впливати також і виробничий шум близько розташованих промислових підприємств.

В якості точкового джерела розглядається емісія шуму з ділянки площі, найбільша довжина якого складає максимум 0,7 S - відстані від цієї лінії до місця іміссіі, тобто місця розташування приймача.

Промисловий район розглядається як площинне джерело шуму залежно від відстані від джерела шуму займаної площі. До площинних джерел шуму можна також віднести підприємства та їх комплекси, промислові зони, торгові центри, стоянки автомобілів. Площинні джерела - це такі, у яких найбільший розмір становить більше, ніж 0,7 видалення місця емісії від місця іміссіі, тобто більш ніж 0,78.

До лінійних джерел шуму відносяться транспортні засобі на автомобільних дорогах, залізний і трамвайний транспорт. Лінійними називають джерела шуму, що випромінюють його по своїй довжині.

Згідно з нормативними документи шумова характеристика транспортного потоку оцінюється еквівалентним рівнем звуку, що розраховується за результатами вимірювань рівнів звуку на відстані 7,5 м від першої смуги руху [1].

1.1.1 Шум автомобільного транспорту

Джерелами шуму в автомобілі, що рухається, є шум двигуна, шум кочення і шум обтікання. Шум ходової частини автомобіля складається із шуму двигуна, шуму передачі і шуму допоміжних механізмів. У автомобіля шуми механічного походження випромінюються вібруючими елементами шасі і кузова.

У легкових автомобілів шум ходової частини є основним джерелом шума при його розгоні і руху на низьких передачах. На швидкісних дорогах такий шум перекривається шумом кочення і шумом обтікання елементів конструкції автомобіля.

Шум приводу вантажівок і автобусів визначається загальним шумом, яке характерне при високих швидкостях руху. Шум кочення створюється при взаємодії шини з поверхнею дороги, а також при витисканні повітря з пазів протектора з поверхні шини. Звукова потужність шуму кочення приблизно пропорційна третій швидкості руху, а рівень шуму збільшується на 9 дБ при кожному подвоєнні швидкості руху.

У легкового автомобіля, що рівномірно рухається на прямій передачі на дорозі з гладким покриттям на літніх шинах, шум кочення перекриває інші складові шуму на швидкості понад 50 км/год. Зимові і спеціальні шини виявляються більш гучні, ніж літні шини. Шини з періодично розташованими грунтозачепами при русі створюють виючі тони, у зв'язку з цим застосовують аперіодичні розташування грунтозачепів [2].

На шум взаємодії шини с дорожнім покриттям впливає конструкція шини і характеристики її матеріалу. Шум від зимових шин містить значну частку високочастотних складових, що призводить до зменшення рівнів на асфальту на 3 дБА. Чим менше профіль малюнка шини, тим більше впливає на шум кочення стан поверхні дорожнього покриття. На високих швидкостях руху автомобіля стає помітною складова шуму, яка обумовлена опором потоку повітря. Цей шум в основному широкосмуговий, обумовлений зривом вихорів, його звукова потужність приблизно пропорційна п'ятому-шостому ступеню швидкості руху. У деяких автомобілів у шумі обтікання спостерігаються дискретні тони, спричинені періодичним зривом вихорів (наприклад, зі стійок багажника) чи резонансом порожніх об'ємів. При відкритих (цілком чи частково) вікнах автомобіля усередині нього можуть виникати коливання тиску в інфразвуковому діапазоні частот.

Також слід зазначити про шум двигуна автомобіля складається з шуму вихлопу, шуму всмоктування і шуму, що випромінюється власне двигуном. Механізм цих компонент різний. Процес створення загального шуму слід розглядати для кожної окремої складової.

Шум вихлопу виникає в процесі пульсуючого витікання відпрацьованих газів. За відсутності глушника він є найбільш інтенсивною компонентою сумарного шуму двигунів. Звукова потужність цього джерела становить від 0,01 до 0,1 % потужності двигуна. Шум всмоктування набагато менш інтенсивний за шум вихлопу, оскільки об'єм впуску повітря (холодне повітря без палива) менший, ніж об'єм вихлопних газів; крім того, всмоктування повітря відбувається не так різко, як його викидання.

Шум, що випромінюється безпосередньо двигуном, за своєю звуковою потужністю на 20...30 дБ нижчий, ніж шум вихлопу. Однак на практиці ним не слід нехтувати, оскільки шум вихлопу та всмоктування можна майже завжди істотно знизити за рахунок застосування глушників, а для зменшення шуму власне двигуна потрібні значні витрати. Крім того, треба враховувати, що вібрація може передаватися від двигуна через опори та інші з'єднання на фундаменти й інші елементи конструкції з великою площею і обумовлює структурний шум автомобіля [1].

Шум двигуна обумовлений, з одного боку, процесами згоряння палива в циліндрах, а з іншого -- механічними процесами (удари клапанів, перекладання поршнів, удари паливного насоса при вприскуванні палива, зубчасте зачеплення привода). У дизелях основною причиною шуму є процес згоряння. У карбюраторних двигунах процес згоряння більш "м'який", запалювання від свічки відбувається в одній точці і потрібний деякий час для того, щоб горіння поширилося на весь об'єм. Перевагою карбюраторного двигуна з точки зору акустики є також те, що в разі неповного навантаження всмоктується менше повітря й інтенсивність низькочастотних складових змінного тиску знижується. Водночас у дизелі навіть у режимі примусового привода низькочастотні складові залишаються незмінними [7].

Експериментально доведено, що рівень звукової потужності двигунів внутрішнього згоряння обчислюється за формулою:

57+10lg(, (1.1)

де -- номінальна частота обертання ротора; N -- номінальна потужність; n -- робоча частота обертання ротора.

Рис.1.1. Рівні шуму і вібрації двигунів внутрішнього згорання: а) - рівні звукового тиску (РЗТ) 12-циліндрового двигуна, б) - рівні вібрації (РВ) двигунів; криві 1...9 наведені для наступних режимів: 1-1700 об/хв, вихлоп без глушника; 2 - 1700 об/хв,; 3 - 1700 об/хв,; 4 - 800 об/хв; 6 - 1700 об/хв,; 7 - 800 об/хв; 8 - 1200 об/хв; 9 - 4000 об/хв

Як видно з рис.1.1, спектр двигуна широкосмуговий з дискретними компонентами на окремих частотах обумовлений компонентами вихлопу всмоктування повітря [3].

1.1.2 Шум рельсового транспорту

Шум рельсового транспорту залежить, перш за все, від швидкості транспорту (див. рис.1.2) і залежить від типу двигуна, стану колій. Впровадження на коліях України швидкісних поїздів з підвищеною швидкістю руху створюють значні рівні шуму. На швидкостях, більших за 250 км/год, внесок звукової енергії високої частоти зростає і звук може бути подібний до шуму літаків.

За своїм функціональним призначенням рейковий транспорт поділяється на: транспорт дальнього сполучення, у тому числі і надшвидкісний, приміський і міський транспорт.

Рис.1.2. Залежність рівня шуму поїзда від швидкості

Шумові характеристики потоків рельсового транспорту визначаються за такою формулою:

, (1.2)

де T - час виміру, сек; - час проходження потяга крізь точки спостереження або часу між двома проходами потягів; - визначений рівень звуку при русі поїзда або рівень звуку в паузі між проходами поїздів, дБА [3].

У таблиці 1.1 наведені усереднені дані про шум потягів на перегонах (для дизельної й електричної тяги) із щебеневою основою, при гарному стані рейкових шляхів, в умовах вільного поширення звука. Розкид результатів замірів у 90% випадків складає + 2 дБА.

Таблиця 1.1 Шум потягів на перегонах

Відстань точки заміру від шляхів, м	Висота точки заміру над верхньою кромкою рейки, м	Швидкість руху потягу, км/год
		60	80	120	160	200	240
		Рівень шуму, дБ і дБА
10	2	90	85	93	89	96	95	99	99	102	102	-	105
25	1,2	84	78	87	82	90	88	93	92	96	96	-	98
25	3,5	85	80	88	94	91	90	94	94	97	97	-	100
50	3,5	81	75	84	79	87	85	90	89	93	93	-	95
100	3,5	76	70	79	74	82	80	85	84	88	88	-	90

При нерівній поверхні рейок і коліс дані табл.1.1 збільшуються на 5 дБА, а при значній хвилястості поверхонь - до 15 дБА. Рейки на бетонних шпалах приблизно на 2 дБА нижче, ніж на дерев'яних.

Зовнішній шум на перегонах від поїздів дальнього сполучення перекриває чутний людиною діапазон частот: від десятків герц до 15…20 кГц (Рис.1.3). Причому частина спектра вище 500 Гц характерна для швидких поїздів, а нижче 400 Гц -- для товарних потягів.

Також відрізняються мокрі і сухі рейки. Рівні шуму на частотах нижче 500 Гц при зростанні швидкості руху понад 80 км/год практично не збільшуються (див. рис.1.4), а на частотах більше 500 Гц зростають у середньому на 10 дБА.



Рис.1.3. Рівень шуму залізничних потягів: 1 -- відстань 10 м, висота над рейками 2 м, шум 90 дБА; 2 -- відстань 25 м, висота над рейками 12 м, шум 89 дБА; 3 -- відстань 50 м, висота над рейками 1,2 м, шум 84 дБА; 4 -- відстань 100 м, висота над рейками 1,2 м, шум 79 дБА

Рис.1.4. Рівень шуму при розгоні потяга: крива 1 описує різницю рівнів шуму ?L при збільшенні швидкості від 80 до 120 км/год, а крива 2 - зміну ?L при збільшенні швидкості від 80 до 150 км/год

Зі збільшенням відстані від рейок (при висоті точки заміру 3,5 м) в інтервалі від 15 до 100 м рівні шуму знижуються на 5 дБА. Якщо висоту заміру над рейкою збільшити з 1,2 до 3,5 м (відстань від рейок - 25 м), то рівні шуму зростуть приблизно на 2 дБА, причому зростання спостерігається в основному в діапазоні частот від 200 до 1000 Гц.

Шум від потягу, який йде по мосту, залежить не тільки від швидкості руху, а також від конструкції самого мосту (сталевий чи залізобетонний) і як здійснене закріплення рейок на ньому.

Частина повітряного шуму при коченні коліс вагона по рейках передається через підлогу, вікна, стіни вагона, а при русі у тунелі -- через стелю у його внутрішній салон. Крім того, від коліс вагона на інші конструктивні елементи передається звукова вібрація, у результаті чого в процесі шумовипромінювання у пасажирському вагоні додається ще одна складова повітряного шуму. Характерні рівні звукового тиску приміських електропоїздів наведені на рис.1.5. Причина цього полягає в тому, що приміські електропоїзди оснащені переважно пнеморесорами і шумозахисними екранами, що відбивають шум на частотах вище 260 Гц, крім того, в деяких моделях вагонів використовуються дискові гальма, що дають менший шум.

Рис.1.5. Рівні шуму електропоїзда: крива 1 відповідає випадку руху електропоїзда зі швидкістю 120 км/год (L_мах =79 дБА), крива 2 - зі швидкістю 100 км/год (L_мах =77 дБА), крива 3 - швидкістю 80 км/год (L_мах =76 дБА), крива 4 -швидкістю 60 км/год (L_мах =73 дБА)

Рівні шуму в салоні приміського електропоїзда, що рухається зі швидкістю 120 км/год, перевищують гучність у вагоні швидкого поїзда усього на 3 дБА, хоча приміські електропоїзди мають на кожній осі приводні електродвигуни. При русі електропоїзда у тунелі зі швидкістю 60 км/год рівень шуму зростає з 65 до 74 дБА.

Результати замірів зовнішнього шуму від потягів метрополітену (міський транспорт) при русі на відкритих перегонах (без предметів, що відбивають, і будівель) наведені на рис.1.6.

Рис.1.6. Середні третьоктавні рівні шуму потягів: крива 1 відповідає середній зміні шуму від частоти, а область 2 - розкиду вимірюваних рівнів шуму

На рис. 1.6 виміряні рівні зовнішнього шуму потягів метрополітену рухались зі швидкістю 40 км/год. Рейки покладені на щебеневій основі. Точка замірів розташована на відстані 7,5 м і на висоті 1,25 м над рейками. У випадку руху потягу метрополітену по насипу, рівні шуму на висоті другого поверху житлового будинку біля будинку, що знаходяться на відстані близько 20 м від насипу, підвищуються на 3 дБА (порівняно з умовами відкритого простору), а на висоті першого поверху - на 4...5 дБА. Збільшення відстані до забудови з 20 до 50 м призводить до зниження рівня шуму біля будинку на 10 дБА [2].

Потяг, який рухається по тунелю, збуджує звукову вібрацію, що передається від рейок на конструкції тунелю, а при неглибокому його заляганні і на будинки, що знаходяться над ним. Максимуми рівнів швидкості вібрацій, виміряні на стінці тунелю і стінці підвалу будинку, розташованого на відстані 14 м від тунелю, при швидкості потягу 60 км/год розташовуються в інтервалі частот від 40 до 74 Гц (основний тон згинних коливань колісної пари) і складають відповідно 60 і 47 дБ. Подвоєння швидкості руху з 40 до 80 км/год викликає підвищення рівнів вібрації конструкції тунелю на 4...9 дБ. З подвоєнням навантаження на вісь вагона рівні вібрації збільшують-і ч приблизно на 3 дБ. Якісна амортизація вагона не впливає на рівні тукової вібрації в тунелі, але на них істотно впливає товщина стінок тунелю. Подвоєння товщини стінок (чи глибини, на якій знаходиться тунель) призводить до зниження рівнів вібрації приблизно на 12 дБ.

Зовнішній шум трамвая при русі на шляхах на щебеневій основі зі швидкістю 40 км/год на відстані 7,5 м від рейок і висоті над рейками 1,25 м складає 81 дБА, а при швидкості 60 км/год - 86 дБА.

Якщо між рейками знаходиться асфальтове покриття, то рівні шуму трамвая при швидкості 40 км/год складають 87 дБА, а при швидкості 60 км/год - 91 дБА.

Під час руху трамвая по бетонному мосту рівні шуму в середньому зростають на 4 дБА.

Рис.1.7. Третьоктавні рівні шуму трамвая: при розгоні і гальмуванні (крива 1) на підземній станції і перегоні (крива 3), а також при русі зі швидкістю 40 км/год на перегоні (крива 2)

Для проведення випробувань була обрана ділянка шляху, на якому рейки покладені на щебеневу основу. На підземній станції заміри проводилися на відстані 1,5 м від вагона і на висоті 1,25 м над рейками, а на відкритому перегоні - на відстані 7,5 м від вагона і такій же висоті над рейками. Варіація значень рівнів шуму пов'язаний не тільки з конструкцією вагона шуму ПС.

Середня швидкість вертикальних звукових вібрацій, які виникають при русі трамвая зі швидкістю 40 км/год біля рейки, дорівнює 105 дБ, а при швидкості 60 км/ год- 108 дБ.

Рис.1.8. Середні рівні шуму у середині трамвая: крива 1 - це усереднені третьоктавні рівні, а заштрихована зона 2 - розкид рівнів шуму усередині трамвая, що рухається зі швидкістю 40 км/год

Рівень вібрації на відстані 15 м від рейок, встановлених на шпалах, які, у свою чергу, встановлені на щебеневу основу, при тих же швидкостях руху знижується відповідно до 63 дБ і 66 дБ.

При замерзлому ґрунті узимку рівень вібрацій на відстані 15 м від шляхів підвищується на 5 дБ, особливо в діапазоні частот приблизно 40 Гід [3].

1.1.3 Шум авіаційного транспорту

У літаків з реактивними двигунами шум обумовлений наступними джерелами: реактивним струменем, турбіною, камерою згорання, шумом оптікання. Внесок кожної зі складових переважно залежить від ступеня двоконтурності двигуна.



Рис.1.9. Максимальний рівень шуму прольоту для літаків: крива 1 - відповідає випадку літака з двоступінчатою повітродувкою і вхідним напрямним апаратом, 2 - випадку з одноступінчатою повітродувкою без вхідного напрямного апарата; а-Б=0; б-Б=0,9; в-Б=1,3; г-Б=6

Реактивний струмінь і турбіна випромінюють звук переважно в задньому секторі двигуна, а компресор і повітродувка - першій і задній сектори. Тенденції в двигунобудуванні спрямовані на створення двигунів з високим двоконтурним відношенням (до восьми). Шум струменя викликається турбулентною зоною змішування, тобто зоною змішування вільних вихорів, що знаходиться на відстані декількох діаметрів за вихідним отвором сопла [25].

В області 0,7 < М <1,6 звукова потужність турбулентного струменя зростає пропорційно восьмому ступеню швидкості витікання, і розраховується за формулою:

P,

де - густина у зоні змішування; 8 - площа вихідного перерізу сопла.

Спектр компресорів складається із широкосмугового шуму і тональних складових. Причиною широкосмугового шуму є турбулентний потік, що набігає з лопатей ротора і статора, а також нерівномірний зрив вихорів із самих лопатей. Ці явища спричинюють нерівномірні пульсації аеродинамічних збурень, які впливають на лопаті, що приводить до звуковипромінювання дипольного характеру.

Наявність у спектрі тональних складових обумовлена періодичними коливаннями аеродинамічних сил. Ці сили спричинені в основному взаємодією лопатей з потоком, що пройшли через напрямний апарат. Зазначені джерела звука також мають дипольний характер. Основний тон має частоту f = ВN, де В - кількість лопатей ротора; N - частота обертання ротора. У вхідному і вихідному каналах обертові поля звукового тиску збуджують власні моди коливань, що по-різному загасаючи, поширюються у навколишній простір [5].

Основні параметри, від яких залежить звуковипромінювання компресорів і гвинтів, - це швидкість обертання лопатей, кількість лопатей ротора і статора, відстань між статором і ротором, діаметр компресора чи повітродувки. При збільшенні відстані між вхідними лопатями і ротором рівень шуму спочатку знижується, а потім набуває постійного значення. Загасання мод при поширенні в каналі залежить від імпедансу стінки, частоти і швидкості потоку. Якщо швидкість руху лопатей перевищує швидкість звука, то утворюються ударні хвилі, що відрізняються одна від одної внаслідок не ідентичності лопатей.

При поширенні ударних хвиль за напрямком до входу, їх не-ідентичність може зрости. На вході тиск розподілиться таким чином, що період його зміни по колу буде 2?. Цей розподіл тиску при обертанні лопатей зі швидкістю, що дорівнює частоті обертання ротора N, спричиняє випромінювання основного тону з частотою N, а також відповідних обертонів.



Рис.1.10. Максимальні рівні шуму літаків:октавні рівні шуму літака ДС-8-62 обладнаного чотирма двигунами ИТЗД-ЗВ з подовженими вихідними каналами повітродувки при різній тязі на одному двигуні

Як наближену формулу для розрахунку максимального рівня шуму на рівні повітродувки в октавній смузі з частотою f -- ВN , на відстані l=50 м використовується вираз:

L=,

де Vs =2?Nr_s - швидкість руху кінців лопатей; r_s - відстань від кінця лопатей до осі ротора; D - діаметр компресора.

Численні дослідження шумових характеристик літаків встановили залежність спектрів їхнього шуму від навантаження двигуна (рис.1.11).

Рис.1.11. Третьоктавні спектри різних літаків: а (1,2,3,4) - при зльоті; б (1,2,3,4) - при посадці

Слід зазначити, що моменти виникнення максимальних значень шуму під час прольоту, як правило, не збігаються через розбіжність у характеристиках направленості при різних навантаженнях двигуна. Поршневі двигуни використовуються лише на спортивних чи пасажирських літаках. Шум переважно створюється двигуном і гвинтом.

Основними джерелами шуму вертольота є лопоті і двигуни. У вертольотів з поршневим приводом звук створюється переважно двигуном. Багато вертольотів оснащуються газотурбінними двигунами, причому шум реактивного струменя і турбіни нижче, ніж шум ротора. Шум компресора, як правило, високочастотний і незначний на великих відстанях.

Спектр шуму, випромінюваного ротором, утворюється тональними складовими (шум обертання) з постійною частотою f = ВN, (В - кількість лопатей ротора, N - частота обертання ротора) і широкосмуговим шумом. У спектрі шуму ротора вертольота може міститися до 50 гармонік основного тону. Причиною появи тональних складових є аеродинамічні сили, що впливають на лопаті. Вони складаються зі стаціонарних (піднімальна сила й опір) і змінних складових.

Основною причиною виникнення змінних аеродинамічних сил є взаємодія лопаті ротора з вихровим слідом попередньої лопаті. Крім того, несиметричне обтікання лопатей при поступальному русі вертольота приводить до періодичних змін аеродинамічних сил (швидкість польоту і швидкість руху лопатей поперемінно складаються і віднімаються) [5].

1.1.4 Джерела шуму промислових підприємств

Сучасні промислові підприємства повинні відповідати вимогам санітарно-гігієнічним нормам.

Джерелами шуму на території промислового підприємства може бути не тільки обладнання цехів, але і зовнішні джерела: вентилятори повітрязабору, трансформатори, рейковий та автомобільний транспорт та ін.. Тому шумовий режим промислового підприємства багато в чому залежить від кількості і потужності зовнішніх джерел шуму . В якості прикладу зовнішніх джерел шуму в табл.1.2 наведені рівні звукового тиску деяких підприємств.

Таблиця 1.2 Шум промислових підприємств

Комбінати	дБА
домобудівний	75
шкіряний	65
м'ясний	60
Заводи	дБА
моторний	75
хімічного обладнанням	70
лакофарбовий	65
консервний	60
приладобудівний	55
молочний	55
хлібобулочних виробів	55
безалкогольних напоїв	55
Фабрики	дБА
меблева	70
взуттєва	60
швейна	55
кондитерська	55

Присутні сфери комбінатів, заводів та фабрик в таблиці 1.2 розташовуються на території міста Київ серед жилих будинків. Найбільші рівні звукового тиску - домобудівна, моторна, хімічного обладнання та меблева діяльність [13].

Основні походження шуму промислових підприємств:

-- шум аеродинамічного походження, що виникає внаслідок різних процесів у газах: завихрення й коливання повітря при обертанні лопаткових коліс; пульсації тиску під час руху в повітрі деяких тіл з великими швидкостями; витікання стиснутого повітря, газів, пари та ін.;

-- шум електромагнітного походження, що виникає внаслідок коливань електричних пристроїв (ротора, статора, осердя, трансформатора та ін.) під дією змінних магнітних полів;

-- шум гідравлічного походження, що виникає у рідинних процесах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку та ін.) [6].

1.1.5 Аналіз розповсюдження джерел шуму від зовнішніх джерел в приміщення

Джерелами шуму в житлових і громадських будівлях є шум транспортних потоків, як зображено на рис. 1.12.

Рис.1.12. Вплив шумових хвиль на розміщені біля магістралі будівлі

На огороджувальну конструкцію можуть впливати падаючі під різними кутами звукові хвилі:

,

де (тут - швидкість звуку; - довжина хвилі; - кут падіння звукових хвиль); - початкова фаза руху.

Початок прямокутної системи координат розміщений в лівому нижньому кутку пластини, а осі х, у - направлені уздовж її сторін [18].

Сумарний тиск у кожній точці поверхні пластини при = = ? и = = 0, якщо з розгляду опустити множник ехр(), буде:

. (1.3)

Якщо початкові фазові кути

(1.4)

, (1.5)

де , мають безперервні числові значення. Якщо то в розподілі звукового тиску у формі (1.3) на краях пластини, встановленої в прорізі акустично не прозорого екрану, будуть вузли (случай падіння звукових хвиль на будівлі, екрани, кабіни, кожухи і т.п.), а у формі (1.4) - пучності звукового тиску (джерело звуку усередині об'єму приміщення).

Умова (1.5) дозволяє записати важливу для подальших розрахунків залежність між числами :

.

Вираження форми розподілу звукового тиску (1.3) і (1.4) зручно переписати у відомому вигляді:

;

;

,

де - амплітуди тиску, відповідно, в падаючих, відбитих і пройдених звукових хвилях.

Під впливом звукового тиску на стінці приміщення яка розглядається як тонка шарнірно оперта прямокутна пластина виникає вільна пружна хвиля. Виконання граничних умов призводить к висновку, що при шарнірному обпиранні на краях пластини не виникають неоднорідні хвилі, таким чином в прямокутному процесі приймають участь тільки біжучі хвилі [13].

1.1.6 Карта шуму міста

Карта шуму міста це великий розділ генерального плану, що фіксує сучасне чи майбутнє стан шумового режиму в місті і рекомендує общіеі конкретні шляхи досягнення нормативного рівня (на стадіях проектів планування, забудови та благоустрою житлових мікрорайонів та окремих територій вимагають особоо шумового режиму).

Послідовність побудови карти шуму наступна:

- визначається значення еквівалентного рівня шуму та інтенсивність руху на магістральній вулиці;

- на план групи накладається перша частина шумографа для інтенсивності руху 300-700 екіпажів в 1 ч таким чином, щоб перша тонка лінія збіглася з бордюром проїзної частини;

- через отвори на краях першої частини шумографа позначаються олівцем і з'єднуючи отримані точки лініями сворюється картина зниження рівня звуку на відстані у вільному звуковому полі;

- за будівлями житлової групи утворюється акустична тінь. Її «характер» можна визначити за допомогою другої частини шумографа;

- з'єднується між собою однойменні Ізобел, що утворюються за рогом будинку і на відкритій території, отримується картина поширення звуку за правим кутом будівлі;

- повернувши другу частину шумографа тильною стороною, прикладається до лівого кута будівлі і повторюємо дії;

- аналогічно фіксуються лінії, що характеризують акустичну тінь за кутами всіх будівель;

- будівля, що стоїть перпендикулярно до осі дороги, вносить деякі зміни в характер Ізобел. У найближчого до дороги торця будинку спостерігається відображення і посилення рівня звуку в середньому на 1 дБ А;

- змінюється картина звукового поля і біля будівлі, розташованої фронтально до вулиці. Зважаючи відображення звукової хвилі у головного фасаду найближча до нього Ізобел, що відповідає рівню шуму 64 дБ, переривається і підходить до кутів будівлі;

- усуваються чорнові лінії і отримується картина звукового поля для території житлової забудови [17].



Рис.1.13. Карта завантаженості транспортних магістралей міста Києва

На рис.1.13 головні зображені магістралі міста Києва складають близько 4500 автомобілів за годину що свідчить про постійні затори [21].

Численні джерела міського шуму розкидані по території міста, в результаті чого в ньому практично завжди відчувається так званий «акустичний фон». Фоновий рівень звуку в сучасному місті становить 35-45 дБА навіть вночі (всередині житлових груп мікрорайонів, в замкнутому контурі забудови, в точці, максимально віддаленої від транспортних магістралей при відсутності видимих джерел шуму і т.п. [17].

1.2 Аналіз джерел внутрішнього шуму в будівлях

Джерелами внутрішнього шуму в будівлях є побутовий, структурний, повітряний та ударний шум.

Звукові хвилі, що поширюються від джерела шуму в повітрі приміщення, багато разів відбиваються від огороджувальних його конструкцій. У кожну точку приміщення приходять як прямий звук (від джерела шуму), так і відбитий від огорож, енергія їх підсумовується. Тому в приміщенні рівень звукового тиску від джерела заданої звукової потужності більше, ніж у відкритому просторі, де відображення відсутні. Відображення приводять також до збільшення тривалості звучання, так як звук від кожного наступного відображення приходить у розглянуту точку з деякою затримкою.

Енергія звуку кожного наступного відображення менше попереднього, так як вона поглинається повітрям і відбивають звук поверхнями, тому рівень звукового тиску короткочасного звукового імпульсу зменшується в часі. Цей процес характеризується часом реверберації Т, с, за яке рівень звукового тиску в приміщенні після припинення дії джерела шуму зменшується на 60 дБ. Чим довше час реверберації, тим значніше внесок, внесений відбитим звуком в рівень звукового тиску в приміщенні. Час реверберації зменшується зі збільшенням звукопоглинання в приміщенні [20].

Здатність приміщення (його огороджень, розташованої в ньому меблів, і т.д.) поглинати звукову енергію виражається еквівалентної площею звукопоглинання А. Ця величина пов'язана з часом реверберації співвідношенням:

A=0,163V/T,

де V - об'єм приміщення, [11].

Щоб отримати задане значення Т в більшому приміщенні потрібно мати і більшу А, тому доцільно оцінювати звукопоглинальні властивості житлових приміщень ставленням еквівалентної площі звукопоглинання A до площі підлоги ,

.

У нормованому діапазоні частот величина А практично не залежить від частоти, тому звукопоглинання в мебльованих житлових приміщеннях можна характеризувати усередненими по частоті значеннями А або . В обстежених приміщеннях змінювалось в діапазоні 0,4...1,4 та в середньому було 0,85. В 50% випадків 0,67 < < 1,05 и в 85% випадків 0,61 < < 1,18.

Для приміщення заданих розмірів зміна еквівалентної площі звукопоглинання в n раз призводить до зміни рівня звукового тиску від джерела заданої потужності на ?L:

?L = 10lgn.

Спостережувані відхилення в насиченні житлових приміщень меблями, килимами, іншими предметами призводять до зміни рівня звукового тиску від заданого джерела шуму в межах 2,2 ... - 3,3 дБ у порівнянні з приміщеннями, що мають середнє значення . Однак для 50% приміщень ці зміни не перевищують ±1 дБ, а для 85% приміщень -- не перевищують ±1,5 дБ. Таким чином, вплив реальних відмінностей у звукопоглинання на рівень звукового тиску в житлових приміщеннях порівняно невелике [27].

Кожне приміщення має набір мод - форм власних коливань укладеного в ньому повітря. Власні коливання можливі на таких частотах, на яких в результаті накладення прямих і відбитих хвиль в повітрі приміщення утворюються стоячі хвилі, що мають стаціонарно розташовані вузли та пучности.

Власні частоти основних мод прямокутного приміщення визначають за формулою:

,

де - швидкість звуку в просторі, м/с; - розміри приміщення у напрямках х, у, z, паралельних його сторонам, м; - незалежні одне від іншого числа, які можуть приймати будь-які цілі значення: 0, 1, 2…

Власна частота першої основної моди (при = 1, = = 0, > > ) житлових приміщень будинків масового будівництва знаходиться в межах 30 ... 60 Гц, а в першій 1/3 октавній смузі нормованого діапазону частот розташовується 3 ... 8 основних мод таких приміщень.

Основна частка звукової енергії, що випромінюється джерелом шуму, переноситься за допомогою мод приміщення на його власних частотах, на яких відбувається резонансне рух повітря. На інших частотах повітря приміщення здійснює тільки вимушені коливання і частка переносимої цими коливаннями енергії істотно менше.

Змінний тиск, створюваний звуковими хвилями на поверхні огороджувальних приміщення конструкцій, викликає їх коливання. Інтенсивність коливання однорідної конструкції можна оцінити рівнем віброшвидкості її поверхні. Він пов'язаний з рівнем звукового тиску в приміщенні, в якому знаходиться джерело шуму простою залежністю:

= - R,

де R -- ізоляція повітряного шуму конструкцією.

Коливання поверхні конструкції передаються частинкам повітря сусіднього приміщення, відбувається випромінювання в нього звукової енергії. При цьому рівень звукового тиску в цьому приміщенні визначається виразом:

= + 10lg (хF/A),

де F - площа конструкції; А - еквівалентна площа звукопоглинання в приміщенні; х - коефіцієнт випромінювання конструкції.

Якщо конструкція неоднорідна по площі, має ділянки з різною ізоляцією повітряного шуму то пряма передача звуку відбувається через ці ділянки з різною інтенсивністю. Сумарний рівень звукового тиску в ізольованих приміщенні в цьому випадку визначається за формулою:

, (1.6)

де - рівень звукового тиску в приміщенні при проходженні звуку лише через i-й ділянка конструкції.

На практиці найчастіше зустрічаються конструкції, що складаються з двох поверхонь з різними значеннями R, - стіна з дверима, огорожа, ослаблене нішею, наскрізним отвором, щілиною і т.п. У цьому випадку можна використовувати середню ізоляцію повітряного шуму конструкцією , визначаємо по формулі:

,

де - ізоляція повітряного шуму кожною з двох ділянок конструкції (); , -- площі цих ділянок [15].

Між двома сусідніми приміщеннями шум розповсюджується в результаті його поширення скрізь двері, вікна, по системі вентиляції і т.д., а також - у вигляді структурного шуму по конструкціях будівлі, трубопроводах і т.д.

Непряма передача повітряного шуму найбільш важлива для приміщень однієї квартири. Якщо ці приміщення розділені глухими перегородками, то вони мають двері, що виходять у внутрішньоквартирний коридор, хол, передпокій. При використовуваної в масовому будівництві системі вентиляції житлових приміщень з надходженням повітря через вікна і його видаленням через вентиляційні канали, розташовані в кухнях і санвузлах, внутрішньоквартирні двері повинні мати щілини для пропуску повітря, що видаляється. Це виключає можливість значного поліпшення їх звукоізоляційних властивостей.

Вплив проходження шуму скрізь двері та коридор на звукоізоляцію приміщень, розділених міжкімнатної перегородкою, показано на рис.1.14.

Рис.1.14. Передача шуму між кімнатами в квартирі: а) - частотні характеристики ізоляції повітряного шуму; б) - міжкімнатної перегородки без отвору: 1 - при замкнутих дверях в коридор; 2 - при закритих дверях та додатковому ущільненні дверних прорізів спеціальними щитами

Вимірювання виконані двічі - при закритих дверях в кімнати і при додатковому ущільненні дверних прорізів спеціальними щитами, різко збільшують ізоляцію повітряного шуму дверима. Підвищена передача повітряного шуму непрямим шляхом призвела до зниження фактичних індексів ізоляції повітряного шуму між сусідніми приміщеннями до 35 ... 41 дБ. Зниження звукоізоляції, викликане непрямою передачею шуму, склало в середньому 3 дБ. Розраховані індекси ізоляції повітряного шуму, що відносяться до шляху його передачі через двері та коридор, склали 30 ... 36 дБ [25].

Рівень звукового тиску в ізольованих приміщенні може бути визначений енергетичною сумою за формулою (1.6.) рівнів звукового тиску від різних акустичних джерел. Ударний вплив збуджує спочатку окремі панелі будівлі.

При поширенні шуму в більш віддалені від його джерела пряма передача виключається, а непряма стає більш складною. Ця складність викликана взаємним обміном енергією між хитаються конструкціями і повітрям приміщень, розташованих на шляху шуму. Як правило передача шуму з віддалених приміщень виявляється малим в порівнянні з його передачею з безпосередньо прилеглих приміщень, на що вказує, зокрема, відсутність скарг на такі шуми при опитуваннях проживають в житлових будинках.

Можливість проходження звуку через щілини і тріщини у внутрішніх огорожах сучасних житлових будинків визначається наявністю стиків між збірними елементами, суцільність яких може бути порушена в результаті експлуатаційних впливів. Це відноситься як до повнозбірних будівель (великопанельним, великоблочні), так і до будівель інших типів (цегляним, монолітним), в яких застосовують окремі збірні елементи (плити або панелі перекриттів, збірні елементи перегородок і т.д.).

Висока ймовірність утворення наскрізних тріщин в монолітних бетонних огорожах в результаті деформацій усадки, особливо в місцях технологічних швів. Підвищений тріщиноутворення спостерігається в тонкостінних елементах об'ємних блок-кімнат у випадках недостатньої відпрацювання технології їх виробництва. Іншою важливою причиною, що приводить до наскрізним щілинах в огорожах, є необхідність розміщення в конструкціях і пропуску через них елементів інженерного обладнання (опалення, вентиляції, електро-, водо-, газопостачання, каналізації та ін.).

Порушення суцільності в стиках збірних елементів викликається їх взаємним переміщенням, яке обумовлено такими експлуатаційними процесами як змінне навантаження перекриття, нерівномірне осідання окремих елементів будинку, температурно-вологісні деформації зовнішніх огороджень і т.д.

Протидіяти негативному впливу цих процесів на звукоізоляційні властивості конструкцій можна різними способами: запобіганням від наскрізної тріщини, щілини шляхом замонолічування стику зі спеціальним армуванням або застосування в стику герметизуючих матеріалів; обмеженням ширини розкриття тріщини величиною, при якій зниження звукоізоляції знаходиться в межах запасу, наявного у конструкції; підвищенням звукоізоляційних властивостей стику з тріщиною наданням йому особливої конфігурації і включенням в нього звукопоглинального матеріалу.

Проходження звуку через невеликі отвори в вузькі щілини являє собою складний процес, що залежить від багатьох факторів. Основні фізичні явища, що визначають інтенсивність цього процесу: дифракція звукових хвиль, їх відображення на виході з отвору, резонанс об'єму повітря, укладеного в отворі, поглинання звуку обмежують його поверхнями, тертя і теплообмін між ними і повітрям в отворі.

Інженерне обладнання житлових будинків - ліфти, холодне і гаряче водопостачання, каналізація, опалення, сміттєпроводи - є джерелами шуму, які розподілені по всій будівлі і діють як у зв'язку з життєдіяльністю мешканців будинку, так і незалежно від неї. Режим роботи в часі, механізми шумоутворення в різних видах інженерного обладнання вельми різноманітні.

Це відбивається на тимчасових і частотних характеристиках вироблених ними шумів. Вони можуть бути постійними, як, наприклад, шуми від роботи насосів систем водопостачання та опалення, і змінними або переривчастими, як шуми, викликані користуванням ліфтом, водопроводом і т. д.

Джерелом шуму, яке пов'язано з функціонуванням інженерного обладнання житлового будинку, є ліфтове обладнання. Джерелами шуму ліфтового обладнання є електродвигун, лебідка з редуктором, трансформатори, реле-перемикачі, розміщені в машинному приміщенні. Шум виникає також при русі кабіни ліфта і противаги по напрямних, відкриванні та закриванні дверей, роботі поверхових перемикачів, блокувальних пристроїв. У роботі ліфта розрізняють перехідні (в моменти пуску і зупинки) і сталий (при русі кабіни) режими. Відповідно в тимчасовій характеристиці генерованого ліфтом шуму спостерігаються короткочасні піки рівня звукового тиску, відповідні перехідними режимами роботи. Узагальненою характеристикою шумності ліфта може служити рівень звуку, що створюється в його машинному приміщенні.

Таблиця 1.3 Характеристика шуму в машинних відділеннях

Місто	Етажність	Рік експлуатації	Вид ліфта	Кількість досліджених ліфтів	, дбА, при режимі роботи	, дБА
					Перехідному	Усталеному
Київ, вул. Борщагівська	9	1980	Радянський	2 5 2	85 85,4 76	77 77,4 70,5	- - -
Київ, вул. Татарська	9 16	1983 1983	Радянський	3 3	86 88	74,5 78	- -

В табл. 1.3 наведені середні по кожному будинку рівні звуку, які отримані як середньоарифметичне значень, виміряних в різних секціях будинку (в кожному будинку вимірювання проводили в 2 ... 5 секціях).

Еквівалентні рівні звуку виміряні при тривалості роботи ліфта, рівної близько 25% загальної тривалості виміру. Очевидно, що на отримані значення плинув рівень шумового фону в машинних приміщеннях ліфтів (при непрацюючій лебідці). Він становив 40 ... 50 дБА і в основному був викликаний шумом від розташованих в машинних приміщеннях трансформаторів.

Рівні звуку, створювані в машинних приміщеннях ліфтами вітчизняного виробництва, змінюються в порівняно невеликих межах (5 ... 6 дБА) в різних будинках і різних містах (85 ... 91 дБА в перехідному режимі, 73, 6 ... 79 дБА в сталому режимі). В даний час промисловістю освоюється виробництво ліфтових машин (лебідок) з меншою звуковий потужністю.

Джерелами шуму сантехнічного обладнання є трубопроводи холодного, гарячого водопостачання та каналізації; роздавальні пристрої: крани, душові сітки; сантехнічні прилади: ванни, умивальники, мийки, унітази зі змивного бачка. Шуми, що генеруються в цих приладах і пов'язаних з ними елементах водопровідної та каналізаційної мережі, можна розділити на два види. По-перше, шуми, що виникають при русі рідини по трубах і інших елементів мережі (фасонним деталям, змішувачів, вентилів), при її закінченні з кранів, душових сіток і видаленні через зливні отвори, сифони і т. п. По-друге, шуми , що виникають при падінні рідини на дно і стінки приладів, або на шар міститься в них. Шуми першого виду пов'язані з нерівномірним, турбулентним рухом рідини, а також з засмоктуванням повітря та гідродинамічної кавітацією (утворення в рідині газових бульбашок і порожнин та їх захлопування). Виникнення та інтенсивність цих явищ залежать від тиску, швидкості руху рідини, конструктивних параметрів труб та інших елементів мережі та санітарних приладів.

Шуми цього виду зростають зі збільшенням тиску і швидкості течії води, при наявності в трубопроводах та приладах елементів, що викликають різке зміна напрямку течії або перерізу потоку. Причина шумів іншого виду - вібрація стінок санітарних приладів, що викликається ударами падаючої води, а також шумоутворення в шарі заповнює їх рідини. Інтенсивність цих шумів залежить як від сили ударів (напору струменя), так і від конструктивних параметрів приладів (матеріалу, товщини стінок і т. д.).

Крім шумів, що виникають при користуванні сантехнічним обладнанням, трубопроводами можуть передаватися шуми від джерел, розташованих поза домом, - насосів холодного, гарячого водопостачання та опалення, найчастіше знаходяться в центральних теплових пунктах (ЦТП). Звукова потужність насосів вітчизняного виробництва досить велика - вони створюють у приміщенні ЦТП рівні звуку, що перевищують 90 дБА. Звукова енергія передається від насосів по стінках трубопроводів у вигляді структурного шуму і по воді у вигляді пульсації тиску. Звукова потужність насосів і рівні переданого шуму особливо зростають, коли гідравлічна характеристика циркуляційної системи водопостачання або опалення не узгоджена із зоною оптимального режиму робочої характеристики насоса, що зв'язує витрата води і тиск в ній.

Передача звуку по конструкціях (передача структурного шуму) обумовлює можливість непрямого (в обхід огорожі, яка розділяє приміщення) проходження шуму по ним, а також відтоку звукової енергії з огорожі в суміжні конструкції. Процес непрямої передачі звуку по конструкціях включає три стадії: збудження коливань огорож в приміщенні з джерелом шуму в результаті впливу на них повітряного звукового поля; поширення коливань від огорож в приміщенні з джерелом шуму через вузли будівлі до огорож в ізолюючої приміщенні, тобто передачу структурного шуму; випромінювання звукової енергії в ізольованих приміщенні його хитаються огорожами.

Перша і остання стадії цього процесу не мають істотних відмінностей від аналогічних стадій при прямій передачі звуку. Специфічною ж стадією тут є передача структурного шуму у вузлах будівель. Вона характеризується коефіцієнтом передачі вібрації (г) між сполученими у вузлі елементами або ізоляцією структурного шуму (Дс) їх з'єднанням. Між названими характеристиками існує залежність:

Rс=10lg(l/).

Частина енергії вигинистих хвиль в огорожі, падаючих під довільними кутами на лінії з'єднання з іншими конструкціями, відбивається, а частина передається в поєднані елементи.

У загальному випадку в цих елементах збуджуються вигинання, поздовжні і поперечні (сдвігові) хвилі, а також швидко затухаючі з відстанню вигинання хвилі (ближнє поле). Відбувається обмін енергією як між з'єднаними елементами, так і між видами і формами коливань. Теоретичні вирішення завдань передачі структурного шуму в з'єднаннях конструкцій привели до складних аналітичним виразами. Практично застосовні формули отримані для окремих випадків при значному спрощенні реальних умов.

1.2.1 Аналіз акустичних властивостей приміщення

Акустичні коливання у замкнених приміщеннях після багаторазового відбиття хвиль від обмежуючих поверхонь утворюють складне звукове поле. Це акустичне поле визначається характеристиками джерела звука,геометричними розмірами і формою приміщення, коефіцієнтами поглинання звука на поверхнях приміщення.

Основні припущення при розрахунку акустики приміщення є: дифузне поле у приміщенні ізотропне (напрямки потоків звукової енергії рівноймовірні) і однорідне (густина акустичної енергії Е поля у приміщенні стала).

При практичних розрахунках акустики приміщення використовується променева теорія поширення звука у приміщенні, яка справедлива за умови де - мінімальний лінійний розмір приміщення, - довжина звукової хвилі. Густину енергії у приміщенні можна подати у вигляді суми густини енергії прямого і відбитого звука.

E=,

де - середній коефіцієнт поглинання, І - загальна площа обмежуючих поверхонь; - повний просторовий кут, в який поширюється звук (, називається зоною прямого звука, а у випадку - зоною відбитого звука.

Акустичне відношення визначається для зон, в яких знаходяться слухачі. Величина акустичного відношення для передачі мови змінюється в межах 0,5...4, для музичних передач - у діапазоні 2...8. Коли значення акустичного відношення менше від наведених величин, передача звучить уривчасто. Якщо вказаний параметр більше від наведеної межі - мова стає погано визначеною.

1.2.2 Аналіз поширення звуку в будівлях

В більшості випадків джерела шуму встановлені в закритих приміщеннях. При випромінюванні шуму звукові хвилі в приміщенні поширюються безперешкодно тільки до огорож, потім вони багаторазово відбиваються від них. Повітряний об'єм в приміщенні під дією прямих хвиль від джерела і хвиль, відбитих від усіх огороджень, приходить в коливальний рух.

З фізичної точки зору замкнутий повітряний об'єм, обмежений поверхнями, здатними в тій чи іншій мірі поглинати падаючу на них звукову енергію, являє собою лінійну коливальну систему з певним спектром власних частот, що характеризують швидкість загасання кожного з власних коливань системи. При вимушує впливі шуму, випромінюваного машиною, в повітряному обсязі приміщення порушуються власні коливання з частотами, близькими до частот різних складових спектра шуму.

Акустичні коливання у замкнених приміщеннях після багаторазового відбиття хвиль від обмежуючих поверхонь утворюють складне звукове поле. Це акустичне поле визначається характеристиками джерела звука, геометричними розмірами і формою приміщення, коефіцієнтами поглинання звука на поверхнях приміщення. Основні припущення при розрахунку акустики приміщення є: дифузне поле у приміщенні ізотропне (напрямки потоків звукової енергії рівноймовірні) і однорідне (густина акустичної енергії Е поля у приміщенні стала). Ці припущення справедливі за умови, що у приміщенні немає фокусуючих елементів, геометрично симетричних обмежуючих поверхонь, мінімальний розмір приміщення більше від середньої довжини хвилі, а поглинальна здатність поверхонь не дуже велика. У цьому випадку припускається, що у приміщенні акустичні хвилі некогерентні (відсутнє явище інтерференції хвиль), звукове поле може бути задане у вигляді ансамблю плоских хвиль, що характеризуються вектором і кутовими змінними .