Г. Л. ОСИПОВ
ЗАЩИТА ЗДАНИЙ
ОТ ШУМА
ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ Мо с к в а — 1972
/ДК 699. 844334.83
Научный редактор инж. В. Н. Зелятров
В книге рассматриваются источники шума и 'излагаются основы борьбы с шумом в жилых, общественных и промышленных зданиях и на территориях городской застройки строительно-акустическими и архитектурнопланировочными методами. Даются практические рекомендации по звукоизоляции и звукопоглощению, борьбе с городскими шумами, шумами технологического, санитарно-технического и инженерного оборудования зданий. Приводятся способы оценки, нормирования и измерения шума и некоторых акустических и шумовых характеристик. Освещаются закономерности распространения шума на территориях застройки и в помещениях зданий, даются приближенные методы расчета ожидаемых уровней шума.
Книга предназначена для инженерно-технических работников проектных -и строительных организаций, научных работников, а также студентов высших учебных заведений и факультетов строительных специальностей.
3-2-5
102—71
ОСИПОВ ГЕОРГИЙ ЛЬВОВИЧ
ЗАЩИТА ЗДАНИЙ ОТ ШУМА
* * ♦
Стройиздат
Москва, Кузнецкий мост, д. 9.
* * ♦
Редактор издательства Б. А Б е г а к Внешнее оформление художника Э. А. Мухиной Технический редактор А А. Михеева Корректор В. А. Сельченкова
Сдано в набор 25/VI—1971 г. Подписано к печати 28/XII—1971 г.
Т-19464	Формат 60X90716 Д. л.	6,75 бум л.
13,5 печ. л. (уч.-изд. 114,6 л.)
Тираж <12 000 экз. Изд. № AVI—2421	Зак. № 297 Цена 88 к
Подольская типография Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР г. Подольск, ул. Кирова, д. 25.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Установлено, что за последние десятилетия городской шум возрастает в среднем на 1 децибел (дб) в год. Растет шум и в промышленности. Это объясняется прежде всего внедрением новых технологических процессов, ростом мощности и быстроходности оборудования и машин, использованием новых мощных средств автомобильного, авиационного и водного транспорта, оснащением зданий инженерным и санитарно-техническим, а также разнообразным механическим и электрическим бытовым оборудованием. Человек как на производстве, так и в быту постоянно испытывает воздействие шума, достигающего в ряде случаев высокого уровня. Многочисленные медицинские исследования показали, что шум весьма неблагоприятно влияет на организм человека. На производстве, где шум превышает нормативные требования на 15—20 дб, на 10—20% снижается производительность труда.
Вполне естественно, что борьба с шумом, имеющая целью улучшение условий труда, отдыха и быта, приобрела за последние годы первостепенное значение.
Борьба с шумом может проводиться различными путями. Наиболее эффективно снижение шума в самом источнике его возникновения (в технологическом, инженерном или санитарно-техническом оборудовании, средствах транспорта и др.). Однако это во многих случаях из-за технических или экономических трудностей не удается. Поэтому еще при проектировании зданий, сооружений и территорий городской застройки предусматривается уменьшение шума различными строительно-акустическими и архитектурно-планировочными приемами. Сюда относятся прежде всего рациональные с акустической точки зрения объемно-планировочные решения зданий и планировочные решения территорий застройки, звукоизоляция ограждающих конструкций, снижение шума в помещениях с использованием звукопоглощающих материалов и конструкций, применением глушителей шума в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение шума инженерного и санитарно-технического оборудования зданий.
В последние годы, благодаря трудам отечественных, а также зарубежных ученых теория и практика борьбы с шумом получила значительное развитие. Все большее внимание уделяется решению вопросов борьбы с шумом в международном масштабе. В Техническом комитете № 43 Международной организации по стандартизации в 1969 г. созданы два подкомитета: «Шум» и «Строительная акустика», которые призваны разрабатывать международные рекомендации по методам оценки, измерений и нор
3
мирования шума. Создана также Международная организация по борьбе с шумом, которая с целью обмена опытом и информацией проводит раз в два года международные конгрессы. Характерно, что большая часть докладов на международных акустических конгрессах, созываемых раз в три года Международной комиссией по акустике, относится именно к вопросам борьбы с шумом.
В нашей стране в различных министерствах и ведомствах созданы специализированные научные подразделения по этим вопросам. Научно-исследовательские работы по 'борьбе с шумом строительно-акустическими и архитектурно-планировочными приемами возглавляются .и координируются Научно-исследовательским институтом строительной физики Госстроя СССР. Институт разрабатывает как методы и средства борьбы с шумом, так и относящеюся к ним инструктивно-нормативную документацию.
Учитывая, что работники проектных и строительных организаций испытывают большие затруднения из-за недостатка соответствующей литературы, руководств и информации по шумоглу-шению строительными методами, в этой книге делается попытка обобщения результатов исследований и разработок в этой области. Основное внимание при этом уделяется вопросам борьбы с воздушным шумом. Принимая во внимание важность контроля эффективности мероприятий по шумоглушению, в книге достаточно подробно излагаются способы измерения шума и некоторых шумовых характеристик.
Кроме данных отечественных и зарубежных исследователей, в книге суммированы результаты исследовательских работ автора в Научно-исследовательском институте строительной физики Госстроя СССР.
Глава I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ И ЗВУКА
1. Колебательная система и колебательное движение
Каждая механическая система, обладающая элементами упругости и массы, п-ри приложении к ней периодической силы может быть приведена в колебание. Состоящая из твердых тел колебательная система, в которой элементы упругости и массы отделены друг от друга, называется механической колебательной системой с сосредоточенными постоянными.
В акустике чаще всего приходится рассматривать системы с распределенными постоянными, в каждом участке которых упругие элементы совмещены с элементами массы.
Свободными или собственными колебаниями называются колебания какой-либо упругой системы, возникающие вследствие возбуждения, вызванного приложением внешней силы, и затем протекающие самостоятельно при отсутствии последующего воздействия внешнего возбудителя. Вынужденными называют колебания, возникающие в системе при воздействии внешней периодически изменяющейся силы.
Простейшим видом механической колебательной системы является сосредоточенный груз, подвешенный на пружине, один конец которой жестко закреплен (рис. 1). В : массы и упругости отделены друг от друга, поэтому она является системой с сосредоточенными постоянными. Такая система способна совершать только один вид собственных колебаний и для характеристики ее колебательного состояния в любой момент достаточно иметь только одну величину, например отклонение от положения равновесия.
К системе, изображенной на рис. 1, при ее свободных колебаниях не приложено каких-либо внешних сил, следовательно, дей
ствующие в ней внутренние силы — упругая и инерционная — уравновешены. Инерционная сила равна, согласно второму закону Ньютона, произведению массы М на ее ускорение; упругая сила пропорциональна деформации пружины.
Уравнение сил, действующих внутри системы в каждый данный момент 1времени, будет иметь вид
системе элементы
Рис 1. Простейшая колебательная система
Ma + kx= О,
5
где М — масса груза;
k — упругость или жесткость пружины, численно равная силе, которую необходимо приложить к пружине, чтобы вызвать ее единичную деформацию;
х—мгновенное значение колебательного смещения (деформация пружины);
а—мгновенное значение колебательного ускорения массы.
Простейшая форма решения этого уравнения — гармоническая функция от времени. В том, что гармоническая синусоидальная или косинусоидальная функция удовлетворяет уравнению колебательного движения, нетрудно убедиться, укрепив на колеблющейся массе перо. На бумаге, движущейся в направлении, перпендикулярном направлению колебаний, будет вычерчена синусоида (рис. 1). Решение уравнения (1) выразится формулой
х = Ло sinu)/,	(2)
где До — амплитуда колебательного смещения (величина максимального отклонения);
t — переменная, обозначающая время в сек от условного начального момента;
со — круговая частота или угловая скорость в рад, показывающая, какой угол пройдет вектор-радиус за единицу вре мени.
Рис. 2. Определение характеристик элементов гармонического колебательного процесса
Гармоническое колебание (например, колебание груза на пружине) может быть наглядно разъяснено (рис. 2) движением какой-либо точки В по окружности с постоянной угловой скоростью со или вращающимся вектором ОВ. В этом случае проекция Во точки В на вертикальную ось будет совершать гармоническое колебательное движение около точки О по закону синуса: ОВ0 = До sin со t. Угол со/ при движении точки В должен рассматриваться как мера пути, пройденного точкой В, и определяется не в градусах, а в отвлеченных единицах, представляющих отношение длины дуги к радиусу. Например, при перемещении точки В на 90° со/=-------------=
6
= 1,57; при перемещении на 180° а)/=л = 3,14, при совершении точкой В полного оборота на 360° по окружности
со t — 2 = 6,28.
Наибольшая величина отклонения точки Во от положения равновесия, называемая амплитудой колебания До равна, как это видно из рис. 2, радиусу окружности точки В.
Важной характеристикой колебательного движения является время в секундах одного полного колебания, называемое периодом колебаний. Очевидно, что соГ = 2л, откуда
Т =—. (О
Чаще всего в технической акустике используется не период колебаний, а обратная ему величина частота колебаний f, показывающая число полных колебаний, которое совершает точка в течение 1 сек. За единицу измерения принимается герц, равный одному колебанию в секунду. Следовательно, частота выражается формулой
Подставив значение ускорения а и смещения х в уравнение (1), получим после сокращений значение круговой частоты свободных колебаний системы (обозначим эту частоту через «о)-
w° = V1Л •
Учтя соотношение между со и f (3), получим выражение частоты свободных колебаний f0 системы в виде
= 21 УтГ = 21 V~G ё’
где G — вес колеблющейся массы;
g — ускорение силы тяжести.
При нулевом времени проекция точки В на вертикальную ось (или при прохождении груза на пружине через положение равновесия) имеет максимальную, направленную вверх скорость; при пике смещения скорость равна нулю. Во время движения вниз через положение -равновесия скорость максимальна, будучи отрицательной (направлена вниз). Изменение скорости v проекции точки В на вертикальную ось описывается уравнениями:
v = (2 те f До) cos 2 те f t или
V (2 те f Aq) sin [2 те f
L \	4 'J
7
или
v = (2г f Д) sin (21гft + у).
Функция косинуса имеет такой же вид, как и функция синуса, но смещена во времени на четверть периода. Скорость проекции точки В (груза) на вертикальную ось опережает смещение во вре-т
мени (на у ), и поэтому говорят, что эти две величины отличаются по фазе на 2 it f j = 2 ~ f = -у-.
Максимальная скорость проекции точки В (груза) на вертикальную ось является амплитудой скорости — 2л/Ао.
Очевидно, что скорость точки В изменяется периодически по направлению и величине.
Скорость (темп) изменения во времени скорости является ускорением и описывается уравнением
а = — (2 77 /)2 A sin 2 к f t.
Амплитуда ускорения— (2л/)2 Ао.
С учетом уравнения (2) ускорение может быть выражено как а = — (2т:/)2х = — о2 х.	(4)
Движение, которое может быть описано уравнением синуса, называется простым гармоническим движением. Простое гармоническое движение характеризуется тем, что ускорение во времени пропорционально смещению, но имеет обратный знак [см. (4)].
Один из способов выражения величины колебательного движения показан выше. В этом случае пиковые или максимальные величины определяются амплитудами. Для практических целей более подходящ и важен способ выражения колебательного движения в среднеквадратичной величине амплитуды (квадратный корень из среднего квадрата амплитуды смещений за один период). Для синусоидальных колебаний, подобных показанным на рис. 2, и имеющих амплитуду, например, 3 единицы, среднеквадратичная величина амплитуды составляет 2,12 единицы, или 0,707 максимальной величины. Среднеквадратичную величину часто также называют эффективной величиной.
В вопросах борьбы с шумом и звукоизоляции важнейшее практическое значение имеют вынужденные колебания систем, происходящие под воздействием периодически изменяющейся по закону синуса (или косинуса) возмущающей силы F = Fa sin со /, где Fa — амплитуда силы (максимальное ее значение).
В том случае, когда приложенной внешней силе F будет противодействовать реакция системы, она определяется тремя силами: силой инерции Fu—Ma, силой упругости Fy=kx и силой сопротивления (трения) Рш=ги (где г — коэффициент трения, a v — колебательная скорость).
8
Чаще всего в инженерных расчетах полагают силу трения пропорциональной колебательной скорости (вязкое трение). Принятие закона вязкого трения сильно упрощает решение ряда акустических задач, хотя в реальных колебательных системах этот закон далеко не всегда справедлив.
В любой момент времени сумма сил реакции равна внешней силе F, и, следовательно, уравнение движения запишется в следующем виде:
М а + г v + k х = Fa sin со t.
Общее решение этого уравнения по отношению к амплитуде колебательного смещения
х =___________________
а (k — М(о2)2 + (шг)2 ’
а решение по отношению к амплитуде колебательной скорости может быть записано так:
Значение этой величины весьма важно, поскольку значение колебательной скорости, а не колебательного смещения определяет величину энергии, излучаемой при колебаниях.
Из этой формулы может быть получено
Эту величину Z, представляющую отношение действующей силы к колебательной скорости, называют полным механическим сопротивлением (импедансом) системы. Величина Z характеризует сопротивление, которое испытывает переменная сила F, приводящая систему в колебательное движение, так как чем больше Z, тем меньше скорость, и наоборот.
В выражении Z член (oM = 2nfM, называемый инерциальным! реактивным сопротивлением, характеризует влияние массы системы. Член —==——, называемый упругим реактивным сопротивле-
(D 2 ТС f
нием, характеризует влияние упругих связей системы. Величина Мсо----— называется механическим реактивным сопротивлением.
(О
Величина г называется механическим активным сопротивлением и представляет собой сопротивление внешнему или внутреннему трению или сопротивление излучения или то и другое.
Активное сопротивление г вызывает необратимое преобразование (потери) механической энергии (например, трение вызывает k переход в тепловую энергию), а реактивное сопротивление Мео——
9*
обусловливает в процессе колебаний, совершаемых системой, переход кинетической энергии в потенциальную и обратно.
Из рассмотрения выражения полного механического сопротивления видно, что оно зависит не только от постоянных М, k, и г, характеризующих систему, но от частоты вынужденных колебаний f — — или от частоты изменения вынуждающей (действую-2 л щей) силы F.
Если активное сопротивление г невелико (что бывает во многих случаях акустических явлений), то изменение характеристики Z в зависимости от частоты f представится в следующем виде: ь <	А?
области очень низких частот упругое сопротивление--- будет
2 л f
значительно преобладать над инерциальным (2~/7И) , и можно приближенно считать, пренебрегая малым значением г, что
2л/
и поведение системы определяется ее упругостью и частотой вынужденных колебаний.
Амплитуда колебательной скорости иа может быть прибли-
женно в этом случае'выражена так:
и полное механическое сопротивление (при постоянном k) уменьшается с увеличением частоты, а амплитуда скорости, наоборот, увеличивается._По мере того как частота приближается к величи-1 1 k
не /о =2~ё г "лГ ’ упругое сопротивление постепенно уравнивается инерциальным, так как имеет разные знаки.
Эта величина f0 получается в том случае, когда 2л fM—
= 0 или 2 л f М = ——	и f = — 1/ А
2nf	2nf	1 2к г М ’
т. е. когда частота вынужденных колебаний сделается равной частоте собственных (свободных) колебаний системы. Это явление • носит название резонанса. В этом случае будем иметь
Z = г и va = — ,
Г
т. е. поведение системы при резонансе полностью определяется только одним активным сопротивлением, причем полное механическое сопротивление будет иметь при этом наименьшую величину, а амплитуда скорости— наибольшую. В этом случае амплитуда скорости не зависит от массы и частоты, а зависит только от сопротивления г и обратно пропорциональна ему.
10
При частотах f выше частоты резонанса fo инерциальное сопротивление начнет преобладать над упругим, и в области частот, значительно больших /о, можно считать, что влияние упругого сопротивления настолько незначительно по сравнению с инерциальным, что последнее определяет поведение системы и, следовательно, полное механическое сопротивление имеет чисто инерциальный характер.
Подобные случаи имеют место в колебаниях, а следовательно, и в передаче звуковой энергии однородных массивных ограждающих конструкций зданий (стен, перегородок, перекрытий), так как собственная частота таких конструкций обычно значительно ниже частоты воздействующего на них звука. Значение Z и иа при этом могут быть приближенно выражены так:
Z -2-Ш и и., ---	.
'	2nfM
В этом случае Z прямо пропорционально частоте и массе М и увеличивается с увеличением частоты и массы, а иа обратно пропорционально массе и частоте и уменьшается с их увеличением.
Если в системе основное значение имеет упругость, причем f<fo, то колебательная скорость опережает силу по фазе и сдви-л
нута на угол — относительно приложенной силы. При резонансе, когда сила и скорость совпадают по фазе.
Если система управляется массой и то колебательная ско-л i
рость отстает по фазе и сдвинута на угол ~ относительно приложенной силы. Таким образом, полное механическое сопротивление 2, представляющее отношение силы к колебательной скорости, является комплексной величиной.
2. Понятие о природе звука, физические свойства звука и звуковых волн
Звук как физическое явление представляет собой волновое колебание упругой среды; звук как физиологическое явление определяется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздействии звуковых волн на этот орган. Под шумом понимается всякий нежелательный звук. Еще точнее будет определить шум как беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.
Звуковые волны возникают в том случае, когда в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды ( газообразной жидкой или твердой) приходят в колебательное движение от воздействия на них какой-либо возмущающей силы. Не все колебательные движения воспринимаются органами слуха как физиологическое ощущение звука; ухо человека может ощущать только те колебания, частота которых (количество в 1 сек) находится в пределах от 16 до 20 000 кол/сек (гц). Колебания с часто
11
той менее 16 гц называются инфразвуком, а с частотой выше 20 000 гц — ультразвуком и ухом не воспринимаются. В дальнейшем речь будет идти только о слышимых звуковых колебаниях.
Упругие и инерционные силы существуют не только в системах с сосредоточенными постоянными, но и в сплошных средах. Эти силы обусловлены соответственно упругим взаимодействием частиц среды и инерционными свойствами массы частиц. Упругость и масса как бы распределены по элементам среды, поэтому сплошные среды называют системами с распределенными постоянными. В них также возможны упругие колебания, состоящие из ряда следующих друг за другом сжатий и разрежений среды, причем эти сжатия и разрежения распространяются от источника возмущения с определенной скоростью. Этот процесс распространяющихся в среде механических колебаний и называют звуком.
Звуковой процесс возникает, в частности, в среде, окружающей систему, при ее колебаниях. Возвратно-поступательное движение массы приводит к появлению на ее поверхности периодических сжатий .и разрежений среды, распространяющихся (в окружающем
Рйс. 3. Возникновение звука при ко- массу пространстве и восприни-лебаниях системы со средоточенными маемых как звук (рис. 3).
постоянными	о
Возбудителями звука могут быть не только механические колебательные системы с сосредоточенными параметрами, но также вихревые очаги и трущиеся поверхности. Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, называют воздушным звуком; колебания звуковых частот, распространяющиеся в достаточно протяженных твердых телах, — структурным звуком.
В твердых телах конечных размеров (пластины, стержни) звуковой процесс проявляется в форме звуковой вибрации. Упругие свойства газообразных и жидких сред в полной мере характеризуются одной упругой постоянной — коэффициентом сжимаемости или обратной ему величиной — модулем упругости. В этих средах может возникнуть лишь один вид звуковых колебаний — волны сжатия или продольные, в которых направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения колебаний.
Однородные изотропные твердые среды характеризуются двумя упругими постоянными: модулем упругости (Юнга) и модулем сдвига.
Под влиянием второй упругой постоянной в безграничных твердых средах возможно появление, помимо деформаций сжатия, деформаций сдвига и образования двух видов волн — продольных и поперечных. При поперечных волнах колебания происходят в
12
направлении, перпендикулярном направлению распространения волн.
Распространение поперечных волн приобретает особое значение при прохождении звука по стержням и пластинам, в которых они являются колебаниями изгиба. Эти колебания переносят основную долю энергии, распространяющуюся, в частности, по ограждающим конструкциям зданий.
Таким образом, любое нарушение стационарного состояния сплошной твердой, жидкой или газообразной среды в какой-либо точке пространства приводит к появлению возмущений (волн), распространяющихся от этой точки. Область пространства, в которой наблюдаются эти волны, называется звуковым полем. Физическое состояние среды в звуковом поле или, точнее, изменение этого состояния, обусловленное наличием волн, характеризуется обычно одной из двух следующих величин:
1) звуковым давлением р — разностью между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (единица измерения н/л£2). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе разрежения — отрицательно;
2) колебательной скоростью частиц среды v — мгновенным значением скорости колебательного движения частиц среды при распространении в ней звуковой волны (единица измерения м!сек). Колебательную скорость принято считать положительной, если частица движется в направлении распространения волны, и отрицательной— при движении частиц в сторону, противоположную направлению распространения звуковой волны.
Эти величины рассматриваются как функции координат и времени.
Звуковые волны, возникшие в среде, распространяются далее от точки возникновения (источника звука), и требуется определенное время, чтобы звук из одной точки достиг другой. Скорость распространения звука зависит от характера среды и вида распространяющейся в ней звуковой волны. Так, например, скорость звука в воздухе при температуре 20° С составляет 340 м!сек. Скорость звука с не следует смешивать с колебательной скоростью частиц среды v знакопеременной величиной, зависящей как от частоты, так и от величины звукового давления.
Длиной звуковой волны (X) называют расстояние, измеренное вдоль распространения звуковой волны, между двумя ближайшими точками звукового поля, в которых фаза колебания частиц среды одинакова (единица измерения м).
В изотропных средах длина волны связана с частотой f и скоростью звука с простой зависимостью
z = A,
f
13
При распространении звуковых волн распространяется и звуковая энергия.
Мощность на единицу площади, передаваемая в направлении распространения звуковых волн, называется интенсивностью звука. В общем случае интенсивность звука в вт/м2 определяется выражением
I = v р cos 6, где v — среднеквадратичное значение колебательной скорост?! частиц в звуковой волне в м/сек;
р — среднеквадратичное значение звукового давления в «/ж2;
0 — сдвиг фаз между колебательной скоростью и звуковым давлением.
Если звуковая волна распространяется в свободном звуковом поле (при отсутствии отраженных звуковых волн), то
V = —, рс где р— плотность среды в кГ/м3\ с — скорость звука в среде в м/сек.
Кроме того, в свободном звуковом поле звуковое давление и колебательная скорость находятся в фазе, и поэтому cos 0=1. Следовательно, интенсивность звука в свободном звуковом поле в направлении распространения звуковых волн определяется выражением
1=^,	(5)
ре
где рс — удельное акустическое сопротивление среды, через которую распространяется звук.
Для воздуха при нормальных условиях (барометрическом давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20° С).
рс=420 н-сек/м3.
Плотность звуковой энергии 8 равна содержанию звуковой энергии в единице объема (единица измерения дж/м3). Плотность звуковой энергии в плоской бегущей волне определяется по формулам
с
где I — интенсивность звука в вт/м2\ с — скорость звука в м/сек или
, - Р2
Р с2
Плотность звуковой энергии — величина скалярная; она лучше характеризует энергию звукового поля, чем интенсивность, в тех случаях, когда направление звуковых волн является неопределенным, например в закрытых помещениях. Звуковое давление и ин
14
тенсивность звука являются характеристиками звукового поля в определенной точке пространства. Они зависят от места расположения точки измерения, направленности излучения и условий распространения звуковых волн.
Звуковой мощностью источника Р называется общее количество звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее пространство за единицу времени (единица измерения вт).
Для определения звуковой мощности в свободном звуковом поле необходимо знать интенсивность звука, представляющую собой средний поток звуковой энергии в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения звука. Просуммировав интенсивность звука по всем направлениям от источника, получим звуковую мощность
P = I dS, ,7 3 п
где /п — интенсивность потока звуковой энергии в направлении нормали к элементу поверхности.
Если бы была возможность измерить интенсивность звука вокруг источника, то определение звуковой мощности источника свелось бы к интегрированию звуковой интенсивности по замкнутой поверхности вокруг источника. Однако в настоящее время нет приборов, измеряющих непосредственно интенсивность звука.
Важной характеристикой всякого источника звуковых волн (источника шума) является направленность излучения. Обычно реальные источники шума имеют неравномерное излучение по различным направлениям. Неравномерность излучения характеризуется фактором (коэффициентом) направленности
где рп—звуковое давление, измеренное на фиксированном расстоянии от источника в заданном направлении;
рср—звуковое давление, усредненное по всем возможным направлениям при том же фиксировавнном расстоянии. Величины звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности источников шума могут изменяться в широких пределах. Например, звуковое давление практически может изменяться примерно от 2-Ю4 до 2-Ю-5 н/л^2; отношение этих величин составляет 109.
Пользоваться абсолютными значениями таких сильно разнящихся между собой величин крайне неудобно. В технической акустике принято оценивать интенсивность звука, звуковое давление, плотность звуковой энергии и звуковую мощность чаще всего не в абсолютных, а в относительных, логарифмических единицах — децибелах.
Таким образом, вместо шкалы абсолютных значений перечисленных выше величин обычно пользуются относительной логарифмической шкалой, позволяющей резко сократить диапазон значе
15
ний измеряемых величин. Каждому делению такой шкалы соответствует изменение интенсивности звука, звукового давления или мощности не на определенное число единиц, а в определенное число раз.
Уровень интенсивности звука определяют по формуле
= 101g -у,
70
где Iq — интенсивность звука, соответствующая некоторому условно выбираемому пороговому (нулевому) уровню; по международному соглашению выбрана интенсивность /о=1О“12 вт/м2, приближенно соответствующая интенсивности едва слышимого звука в частотной области наибольшей чувствительности слуха.
Как следует из формулы (5), интенсивность звука пропорциональна квадрату эффективного значения звукового давления. Уровень интенсивности звука можно определить также, исходя из величины звукового давления, по формуле
L^lOlg-J- = 101g 4 =20 lg(6) /о	p2	Po
Вычисляемый по этой формуле уровень принято называть уровнем звукового давления. Для того чтобы уровни звукового давления соответствовали уровням интенсивности, нужно в качестве пороговой величины звукового давления р0 принять значение ро= = 2 • 10~5 н/м2, соответствующее пороговой интенсивности 10~12 вт/м2.
Логарифмические единицы уровней являются не абсолютными, а относительными и поэтому безразмерными единицами. Однако после того как пороговые значения Iq и р0 были стандартизованы, определяемые относительно них уровни интенсивности и уровни звукового давления приобрели смысл абсолютных, так как они однозначно определяют соответствующие абсолютные значения интенсивности и звукового давления.
Абсолютные уровни звукового давления ряда источников шума приведены В табл. 1.	Таблица!
Источник шума	Уровень в дб	Примечание
Карманные часы . .	.	. Шепот	 Речь средней громкости . . Металлорежущие станки . . Ткацкие станки 	 Деревообрабатывающие станки 	 Быстроходные дизели Поршневые	авиационные двигатели 	 Реактивные двигатели . . .	20 40 60 80—90 102—105 100—120 110—115 120—130 140—170	На расстоянии 1 м »	»	0,3 » » » 1 » На рабочем месте В проходах между станками На рабочих местах На расстоянии 1 м »	»	2—3 » »	»	2—3 м от вых- лопа
16
Кроме уровней интенсивности и уровней звукового давления в последние годы широко применяется понятие уровня звуковой мощности источника шума, определяемого по формуле
Ь,= 10 1g у-
В качестве порогового значения звуковой мощности обычно выбирают Po=lO“12 вт.
Характеристики направленности излучения источников шума необходимо знать для расчетов уровней звукового давления на рабочих местах или в других точках помещения, а также в тех случаях, когда машины устанавливают на открытых площадках и их шум может распространиться на застроенную территорию.
Характеристики направленности излучения включают:
а)	угловое распределение относительных уровней звукового давления;
б)	показатель направленности излучения — ПН.
Угловое распределение относительных уровней представляет собой значения уровней звукового давления, измеренные обычно через каждые 30° в какой-либо плоскости на сферической или полусферической поверхности и отнесенные к одному из измеренных значений, принятому за основное.
Неравномерность излучения источника шума в различных направлениях может быть выражена не только коэффициентом направленности излучения, но показателем направленности
пн=ь—ц
где L — уровень звукового давления, измеренный в заданнОхМ направлении на фиксированном расстоянии от источника, _ в дб;
L — усредненный по всем направлениям уровень звукового давления на том же фиксированном расстоянии в дб.
Показатель направленности ПН связан с фактором направленности Ф простым соотношением
ПН^ 10 1g Ф.
Разложение сложного колебательного процесса на простейшие составляющие называют частотным анализом шума, а величину, указывающую на характер распределения энергии шума по частотному диапазону, — его частотным спектром.
Все колебательные процессы можно разделить на периодические и непериодические. Под периодичностью колебаний понимают постоянство закона изменения их во времени.
Отклонение физической величины p(t) в звуковой волне от состояния покоя может быть определенным для каждого момента времени или носить случайный, неопределенный характер.
Примером периодического процесса является шум вращения воздушного винта и звук сирены; примером непериодического про
17
цесса — ШуМ воздушной струи. Периодические процессы, повторяющиеся через время Г, называемое периодом, являются детерми
нированными.
В силу линейности уравнений акустики эти процессы всегда можно представить в виде суммы более простых колебаний, например в виде суммы синусоидальных волн.
Кратковременные процессы всегда являются непериодическими. Случайный процесс (в большинстве случаев шумы) не имеет резко выраженного периода и поэтому в отличие от периодического процесса не может быть выражен через гармонические составляющие.
Непрерывный случайный процесс характеризуется средней мощностью и энергетическим спектром этой мощности, т. е. распределением ее по частотам колебаний. Составляющие энергетического спектра стационарного случайного процесса сами являются случайными функциями времени, и их можно считать постоянными лишь при бесконечном времени усреднения. Измерительные при-
боры характеризуются конечным временем усреднения, а поэтому показания их при измерениях спектра испытывают флуктуации случайного характера, величина которых зависит от свойств прибора и ширины полосы частот. Чем эти полосы шире, тем флактуации меньше.
Звуковая энергия, излучаемая источником шума, распределяется по частотам, поэтому необходимо знать распределение уровней звукового давления или уровней звуковой мощности по частотам, т. е. частотный спектр излучения.
Спектр периодического процесса с основной частотой
Рис 4 Графическое изображение спектров
изображен на рис. 4,а в виде зависимости уровней составляющих от частоты. На рис. 4,6 показан аналогичный спектр периодического процесса, однако частоты не всех составляющих кратны друг другу.
Спектры процессов, которые могут быть представлены «в виде синусоид, называются дискретными или линейчатыми.
Спектр случайных или непериодических процессов, к которым в подавляющем большинстве относятся шумы различных машин (рис. 4,в), является сплошным, и поэтому его изображение требует обязательной оговорки о ширине Af элементарных полос, к которым оно относится.
18
Частота fi называется нижней граничной частотой полосы спектра, a f2 — верхней граничной частотой. За среднюю частоту полосы обычно принимают среднегеометрическую частоту
Если процесс представляет собой сложение нескольких периодических составляющих и случайного процесса, то суммарный спектр имеет смешанный характер и изображается в виде сложения сплошного и дискретного спектров (рис. 4,г). В принципе недопустимо распределять мощность дискретной составляющей по частотам в полосе, так как это не соответствует физической природе процесса.
В практике измерения шумов и проведения акустических расчетов принято представлять спектры в полосах частот определенной ширины. Чаще всего при измерениях используют анализаторы с постоянной относительной полосой пропускания фильтров. Полоса частот, у которой отношение f2/fi = 2, называется октавой. Если f2lf 1 = 1^2 =1,26, то ширина полосы равна 7з октавы.
Для сравнения шума машин, нормирования и других аналогичных целей измеряются спектры шума в октавных полосах.
Для исследования шума машин и разработки мероприятий по его снижению применяются третьоктавные полосы или узкие полосы постоянной относительной ширины.
Часто бывает необходимо сложить уровни звукового давления двух или более источников звука вого давления. Такое сложение уровней может быть осуществлено с помощью номограммы, представленной на рис. 5.
Уровни шума различных источников суммируются последовательно. По разности уровней шума L\ и Двух источников с помощью номограммы определяется величина А в децибелах, которая добавляется к большему уровню Lb в результате чего получается суммарный уровень шума двух источников. Считая полученный уровень уровнем шума некоторого эквивалентного источника, его -суммируют с уровнем шума третьего источника, находят уровень шума источника, эквивалентного первым трем, и так далее до тех пор, пока не будет определен общий уровень шума всех источников.
или наити средние уровни звуко-
Д. дд
01	0,? 03 05	1	? ' 3 4 5 5 7
ТХ. , 1, , ^.^,1	...I, ,1 1Г.,Ц---1
16 14 12 Ю 8 5 4 2 0 -1 -4 -г Разность L,-с7,30 f
Рис. 5. Номограмма энергетического суммирования уровней
19
Г л <t в а II
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШУМА
В ОТКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ И ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
1. Распространение шума в открытом пространстве
Распространение колебаний в воздушной среде происходит в форме продольных волн объемных деформаций, представляющих собой сжатия и разрежения среды. Область пространства, в которой наблюдаются эти волны, называется звуковым полем.
Вид продольных звуковых волн, распространяющихся от источника, зависит от типа источника, соотношения между его размерами и длиной излучаемой волны и от расстояния между ним и рассматриваемой точкой звукового поля.
Многие реальные источники шума возможно рассматривать как сферические излучатели, особенно в случаях, когда их размеры малы по сравнению с длиной волны излучаемого звука.
Звуковое давление в сферической волне от точечного ненаправленного источника обратно пропорционально расстоянию от центра (источника звука). Если уровень звукового давления на расстоянии Го обозначить через Lo, то уровень на расстоянии г вычисляется по формуле
L = L0 —20 1g 'о
Если мощность Р акустического излучения точечного ненаправленного источника звука задана, то на расстоянии г достигается уровень звукового давления L в дб, определяемый соотношениями
Л = 10 1g —----20 1g г —11;	(7)
Р о
ро = 10~12 вт.
В случае, когда из-за геометрического ограничения излучение заполняет не все пространство, как предполагается, а только некоторый телесный угол Й, то в первой части этого уравнения дополнительно вводится поправочный член
+ 10Ig^.	(8)
Следовательно, при излучении в полупространство приращение уровня оказывается равным Здб, а при излучении в -сферический октант оно составляет 9 дб.
Излучение в полупространство возникает, например, тогда, когда источник звука находится непосредственно над твердой поверхностью.
20
На практике многие источники звука имеют значительные размеры и обладают направленностью излучения. Тогда структура звукового поля вблизи излучателя очень сложна. Однако на достаточно большом расстоянии (в дальнем звуковом поле) снова справедлива простая закономерность: как и у сферических волн, звуковое давление обратно пропорционально квадрату растояния, по излучение звука в различных направлениях в соответствии с диаграммой направленности источника звука неодинаково. В этом случае с помощью уравнений (7) и (8) получают выражение для уровня в точке измерений, находящейся от источника звука мощности Р на расстоянии г в направлении х:
L= 10 1g ——20 lgr+ 101g — + ПН— 11, Po	Q
где ПН — показатель направленности источника звука для рассмотренного направления точки измерения.
Элементарным источником излучения может служить, например, идеальный сферический излучатель, в звуковом поле которого уровень звука уменьшается на 6 дб при увеличении расстояния в два раза. Другой элементарный источник, встречающийся в практике, может быть представлен в виде равномерно излучаемой прямой линии бесконечной длины (линейный источник). В этом случае излучаются цилиндрические волны, которые являются двумерным аналогом сферических волн. Уменьшение уровня в поле цилиндрических волн при удвоении расстояния составляет всего лишь 3 дб и определяется уравнением
L = L0- 10 lg
G)
Источник звука, который простирается вдоль прямолинейного отрезка конечной длины, объединяет оба только что названных вида излучения. Если рассмотреть звуковое поле в точках, лежащих на перпендикуляре в середине отрезка, то при расстоянии г, много меньшем длины I излучателя (г<7), будет наблюдаться цилиндрическая, а при r>Z — сферическая волна. Суммируя действие отдельных некогерентно излучающих источников звука вдоль отрезка прямой, вычисляют плотность энергии в:
s ~ — arctg —. г 2г
При ~ получают
I
S ~ ---
2 г2
(сферическая волна), а при
л
2?
21
^цилиндрическая волна). Переход цилиндрических волн в сферические при их распространении происходит при
Z
^гр
Практически этот случай наблюдается, например, тогда, когда шум создается железнодорожным составом длиной /. В качестве примера на -рис. 6 приведено изменение уровня звука в зависимости от расстояния при 1= 100 м, причем при г = 5 м уровень произвольно был принят равным нулю. В этом случае получается, что
Рис. 6. Уменьшение уровня при увеличении расстояния г от линейного источника звука длиной /=100 м
1 — распространение цилиндрических волн, 2 --распространение сферических волн; 3 — наблюдатель
Расстояние rt м
Рис. 7. Уровень звука на расстоянии г от оси движения при бесконечном потоке автомобилей. Уровень шума одного автомобиля на расстоянии
10 м принимался равным 80 дб
1 — наблюдатель
гГр==32 м. Подобная диаграмма для бесконечно большого числа точечных источников шума, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль прямой, показана на рис. 7.
В дальнем свободном звуковом поле, создаваемым источником конечных размеров в безграничной однородной атмосфере без поглощения, звук распространяется по прямым линиям — лучам, перпендикулярным фронту волны. С увеличением расстояния от источника поверхность фронта также увеличивается, вследствие чего интенсивность звука падает.
Однако в реальной атмосфере интенсивность звука снижается на большую величину, чем величина, зависящая только от расстояния до источника звука. Дополнительное снижение интенсивности обусловливается поглощением звука.
Поглощение звука в спокойной атмосфере обусловлено обменом импульсами в результате теплового движения молекул между частями звуковой волны, движущимися с различными скоростями (классическое поглощение из-за вязкости и теплопроводности воздуха), а также перераспределением энергии между молекулами с различными степенями свободы (молекулярное поглощение).
22
Последнее играет основную роль в снижении интенсивности Классическим поглощением в большинстве случаев можно пренебрегать. Величина молекулярного поглощения звука зависит от
Рис. 8. Молекулярное за-
тухание звука при его распространении в воздухе при различных значениях частоты и температуры в зависимости от относительной влажности воздуха
Для приближенного расчета поглощения звука в атмосфере могут служить графики, приведенные на рис. 8 [43], на котором показано затухание звука в дб!км в функции относительной влажности воздуха при различных значениях частоты и температуры. График показывает, что молекулярное поглощение сильно возрастает при увеличении частоты и его максимум соответствует малой относительной влажности.
Реальная атмосфера находится в непрерывном движении. Плотность, температура, давление и влажность атмосферы
непрерывно изменяются как во времени, так и в пространстве. Поэтому звуковые волны, распространяясь вдоль земной поверхности, претерпевают воздействия этих изменений на пути распространения, а также частично поглощаются и отражаются земной поверхностью. Это при-
водит к появлению существенной зависимости уровня звука на открытом воздухе от перечисленных факторов.
Изменения плотности и температуры приводит к изменению
волнового сопротивления среды и изменению скорости звука в
среде.
Существенную роль играет то обстоятельство, что в определенный момент времени температура в разных точках атмосферы не-
23
постоянна и имеется температурный градиент, который в общем случае также является функцией координат. Появление градиента температуры обусловлено теплообменом между поверхностью земли и атмосферой.
Существо происходящих явлений проще всего понять в случае слоистой атмосферы, в которой установился постоянный (положительный или отрицательный) температурный градиент, и, следова
тельно, при возрастании высоты температура уменьшается или
увеличивается на постоянную величину.
На рис. 9 вместо звуковой волны изображен звуковой луч, который исходит из точечного источника. Луч испытывает преломление — рефракцию (точно так же, как световой луч в оптически неоднородных средах), распространяется криволинейно и в отличие от случая однородной атмосферы уже не лседставляег собой прямую линию. Теория показывает, что при постоянных градиентах скорости звука dcldz= const лучи имеют форму дуги круга. Искривление лучей происходит таким образом, что они всегда от-
Рис. 9. Распространение звука в атмосфере с расслоением по высоте вследствие наличия постоянного температурного градиента
/ — приемник: 2 —зона молчания (зона звуковой тени); 3 — источник звука
клоняются в сторону областей с меньшей скоростью звука, характерных более низкой температурой. При этом распространение является симметричным относительно оси I.
Как видно из рис. 9, существуют такие атмосферные условия, которые приводят к образованию «зоны молчания» — зоны звуковой тени. В такую теневую зону не попадает ни один из прямых, звуковых лучей, исходящих от источника звука. Для точки приема, находящейся на высоте г2. вычисляется расстояние R до границы звуковой тени, которое приближенно задано соотношением [43].
/? Я, -I. /?2 = У 2 %- (у 21 + I'z2).
Здесь — высота источника звука над поверхностью земли;
с0 — скорость распространения звука у поверхности земли; c' = dc]dz— градиент скорости звука;
с0/с' — радиус кривизны луча.
В дневное время температура обычно уменьшается с высотой, и происходит рефракция звука вверх; в тихую ночную погоду в приземном слое атмосферы нередко наблюдается инверсия температуры, и звуковые лучи прижимаются к земле.
4
Градиент скорости звука также подвержен влиянию ветра. Появление градиента ветра чаще всего обусловливается трением между поверхностью земли и движущимся потоком воздуха. При распространении звука скорость ветра добавляется к скорости звуковых волн в неподвижной сре-де, и всякое изменение скоро-	’
сти ветра вызывает изменение скорости звука.
Следовательно, скорость
распространения звука в атмосфере равна векторной сумме скорости звука в неподвижной атмосфере и скорости ветра, что служит причиной рефракции звуковых волн. Звуковые лучи, распространяющиеся против ветра, загибаются кверху, что служит причиной появления зоны молчания, в которую не может проникнуть прямой звук (рис. 10).
При переходе через границу зоны молчания уровень звукового давления падает нередко на 20—30 дб. Зона молчания в зависимости от распределения температур по высоте и скорости ветра может
Рис. 10. Распространение звука в атмосфере с расслоением по высоте вследствие постоянного положительного градиента скорости ветра
а — вертикальный разрез; б — вид сверху. / — зона звуковой тени; 2 — наветренная сторона;
3 — подветренная сторона; 4 — источник звука; 5 — ветер
начинаться уже на расстоянии
100—500 м от источника звука. При распространении звука в на-
правлении ветра зона молчания отсутствует, поскольку звуковые
лучи прижимаются к земле.
Днем (dtldz<$) с наветренной стороны от источника звука влияния ветра и температуры складываются и вызывают искривление звуковых лучей кверху. С подветренной стороны эти влияния вычитаются, так что искривление лучей происходит либо книзу, либо кверху в зависимости от того, какая из величин является преобладающей. Ночью (dtldz>ty с подветренной стороны оба градиента складываются и вызывают искривление книзу, в то время как с наветренной стороны оба эффекта вычитаются.
Отсюда следует, что образование зоны звуковой тени, которое сопровождается наиболее сильным отклонением от обычного распространения звука, можно наблюдать преимущественно днем с наветренной стороны от источника звука. Ночью же теневая зона образуется лишь в очень редких случаях (главным образом, с подветренной стороны). Последнее обстоятельство является одной из причин хорошей слышимости ночью.
25
В условиях свободной атмосферы падение уровня в теневой зоне имеет меньшую величину, чем это следует из теории, прежде всего из-за турбулентности атмосферы, которая вызывает рассеивание звука в теневой зоне. На рис. 11 приведена кривая для случая распространения звука «против ветра», построенную Винером и Кистом [48] по результатам многочисленных измерений.
На этом рисунке показано дополнительное уменьшение уровня в децибелах, обусловленное слоистой структурой атмосферы, в зависимости от расстояния между источником звука и приемником, измеренного в долях расстояния до границы тени. Кривая была построена для следующих условий: источник звука находился на высоте 21 = 3,7 м; приемник находился на высоте z2=l,5 м; скорость ветра 1—9 м!сек; земля покрыта растительностью высотой приблизительно 30 см; рассматривались законы изменения температуры с положительным, нулевым и отрицательным температурными градиентами. Кривая справедлива для четырех октавных
Рис. 11. Снижение уровня в децибелах, происходящее при распространении звука против ветра в дополнение к затуханию, пропорциональному величине 1/г, и молекулярному поглощению в зависимости от расстояния г до приемника
Рис. 12. Снижение уровня в децибелах, происходящее при распространении звука по ветру, в дополнение к затуханию, пропорциональному величине 1/г, и молекулярному поглощению в зависимости от произведения средней частоты диапазона fCp на расстояние г до приемника
полос между 300 и 4800 гц и расстояний меньше 1,5 км и учитывает влияние турбулентности. Характерным для этой кривой является то, что до границы звуковой тени отсутствует какое-либо дополнительное затухание, а за переходной областью достигается предельное значение, равное 30 дб.
На рис. 12 показана кривая, полученная теми же авторами для случая распространения звука по ветру для тех же условий, что и кривая на рис. 10. Кривая показывает дополнительное уменьшение уровня (в децибелах) в зависимости от произведения средней частоты диапазона fCp на расстояние г. Для небольших расстояний
26
между источником звука и приемником можно принять, что рас пространение является невозмущенным, в то время как при расстояниях, превышающих некоторую предельную величину, которая обратно пропорциональна частоте, необходимо учитывать дополни тельное падение уровня, которое при увеличении расстояния в два раза составляет 3 дб.
Большое влияние на распространение звука оказывает турбулентность атмосферы (порывы ветра и т. п.). Вызываемые ей изменения скорости распространения звука приводят к флуктуациям уровня звукового давления, которое составляет 20—25 до при сильном порывистом ветре.
Турбулентность атмосферы [4] приводит также к значительному дополнительному поглощению звука в атмосфере, которое может достигать для диапазона частот 250—4000 гц 15—22 дб!км при слабом ‘ветре и 50—90 дб!км при сильном ветре.
Во многих случаях при распространении внешнего шума источник звука и приемник (или точка наблюдения) находятся на высоте всего лишь нескольких метров или даже дециметров над поверхностью земли. Следовательно, звук распространяется параллельно земле или отражается от нее под небольшим углом. Поэтому можно предположить, что акустические свойства земной поверхности оказывают влияние на уровень звука в месте приема и что, в частности, грунт, сильно поглощающий звук, вызывает большее падение уровня звука, чем это получалось бы только из-за геометрического расхождения звуковых волн.
Есть немало исследований, посвященных проблеме распространения звука над поверхностью земли при различной ее характеристике. Однако до сих пор отсутствуют результаты систематических измерений, которыми можно было бы воспользоваться на практике. Подобного рода измерения связаны с большими трудностями, так как на распространение звука на открытом воздухе всегда оказывает влияние ветер и температура. В некоторых случаях затухание, обусловленное поглощающим действием поверхности земли, играет заметную роль наряду с другими эффектами. При этом влиянием низкого растительного покрова земли (травы, кустарника) практически можно пренебречь. Однако при более высоком растительном покрове, например, в случае зеленых насаждений, имеется значительное затухание.
Измерения, проведенные Эйрингом, показали, что в дополнение к уменьшению интенсивности звука, обусловленному геометрией распространения, появляется еще и падение по показательному закону в зависимости от расстояния до источника звука. На графике рис. 13 нанесены кривые дополнительного снижения при распространении звука для пяти различных степеней густоты джунглей, которые характеризуются дальностью видимости и возможностью прохождения через джунгли. Полученные величины справедливы только для исследованного Эйрингом случая, когда источник звука и приемник находятся в самих джунглях. Эффект
27
снижения шума в зеленых насаждениях зависит от характера посадок, пород деревьев и кустарников, времени года, а также от спектрального состава шума. Рядовые посадки деревьев на улицах и бульварах городов с открытым подкронным пространством оказывают ничтожное действие на улучшение шумового режима. Звук, особенно низкочастотный, беспрепятственно проходит сквозь такие посадки, и лишь высокочастотные составляющие шума ча-
стично рассеиваются и поглощаются.
Для обеспечения существенного снижения шума посадки должны быть с густыми кронами, смыкающимися между собой, а пространство под кронами необходимо заполнять кустарниками так, чтобы не было просветов. Лишь такие зеленые насаждения дают ощутимый эффект уменьшения шума. Следовательно, первое требование к зеленым насаждениям в отношении их шумозащитных качеств — это плотность их лиственного или хвойного покрова. Следующим условием является ширина защитной посадки. Как показали натурные обследования защитных древесно-кусгар-никовых полос, минимальная ширина полосы, дающая достаточный эффект шумоглушения, составляет не менее 10 м.
Характер посадки деревьев также имеет определенное значение. Например, полоса, состоящая
Рис. 13. Дополнительное затухание звука в джунглях
зона 1 — очень густая листва, видимость приблизительно 6 лс, без вспомогательных средств продвижение невозможно; зона 2 — очень густая листва, видимость приблизительно 15 м, продвигаться очень трудно, зона 3 — густая листва, видимость приблизительно 30 м, продвижение затруднено, зона 4— густая листва, видимость приблизительно 60 м, продвижение затруднено; зона 5 — поросль с небольшим ко личеством листьев, большие ветви, видимость приблизительно 90 м, продвижение свободное
из нескольких рядов деревьев,
с разрывами между этими рядами, в сравнении с полосой, где все кроны деревьев смыкаются, показывает более интенсивное снижение шума. Разница снижения шума при одинаковой ширине полосы той и другой конструкции посадок соответствует примерно количеству рядов в полосе.
Значительное снижение шума наблюдается, когда на пути его распространения есть экраны-барьеры. При распространении шума за экраном возникает звуковая тень (рис. 14). Однако в зоне звуковой тени шум от источника, экранируемого барьером, исключается не полностью.
Проникновение звуковой энергии за экран зависит от соотношения между размером препятствия и длиной волны. Чем больше длина звуковой волны X, тем меньше при данном размере препятствия область тени.
28
Длина зоны тени /т за экраном шириной Н (рис. 15) может быть выражена следующей формулой:
Я2
4%
Формула относится к распространению плоских звуковых волн, возникающих при линейном источнике звука. Длина вол/ны при этом соизмерима с шириной экрана Н и приблизительно равна или меньше ширины Н.
Рис. 14. Схема распространения звука за экраном
1 — источник звука; 2 — экран; 3 — точка наблюдения
Рис. 15. Схема образования звуковой тени при распространении плоских звуковых волн
Так, если Х = 3,5 м (для 100 гц), Н= 10 м, то
I.
102
4-3,5
=7,1
14
Ж.
Дополнительное снижение уровня звукового давления за экраном-барьером 2 высотой h в точке 3 от источника 1 зависит от соотношения:
А2
X а
29
Необходимым условием, при котором сохраняется закономер-ность снижения уровня звукового давления за препятствием, является соотношение b^>a>h.
На рис. 16 приведен график, позволяющий рассчитать снижение шума в различных точках, расположенных за экраном.
Рис. 16. График для расчета снижения шума за скрапом / — источник звука; 2 — точка наблюдения
Дополнительное снижение шума за экраном установлено в результате натурных измерений, проведенных на экспериментальном шумозащитном придорожном сооружении в Волгограде [23] (рис. 17).
Особенностью распространения звука за экраном-барьером является также рост снижения уровня от границы звуковой тени к поверхности земли.
Проводимые в настоящем разделе материалы показывают, что в настоящее время известна лишь в большинстве случаев качественная картина распространения звука в атмосфере над поверхностью земли и имеются лишь отдельные количественные опытные данные.
Имеющийся опыт позволяет рекомендовать некоторые средние величины затухания, которые следует принимать при расчетах ра-пространения звука в атмосфере над поверхностью земли (без учета экранирования шума препятствиями, но с учетом молекулярного поглощения). Эти величины затухания приведены в табл. 2.
30
Таблица 2
Данные табл. 2 следует считать ориентировочными, так как в реальных условиях в зависимости от метеорологических факторов и характера поверхности земли фактическое затухание может быть значительно большим. Так, поглощение в реальной атмосфере в результате турбулентности значительно больше, чем в спокойной атмосфере; однако учитывать в расчетах его не следует.
2. Распространение шума в закрытых помещениях
В большинстве случаев источники шума установлены в закрытых помещениях. При излучении шума звуковые волны в помещении распространяются беспрепятственно только до ограждений, затем они многократно отражаются от них. Воздушный объем в помещении под действием прямых волн от источника и волн, отраженных от всех ограждений, приходит в колебательное движение.
С физической точки зрения замкнутый воздушный объем, ограниченный поверхностями,
Рис. 17. Снижение уровня звукового давления за экранирующим шум сооружением (земляной кавальер высотой 2,5 м с железобетонной стеной, высотой
1,5 м)
источник шума: 1 — четыре автомобиля МАЗ; 2 — автомобиль МАЗ; 3— автомобиль ЗИЛ;
4 — бензиновый двухтактный двигатель
31
способными в той или иной мере поглощать падающую на них звуковую энергию, представляет собой линейную колебательную систему с определенным спектром собственных частот и с декрементами, характеризующими быстроту затухания каждого из собственных колебаний системы. При вынуждающем воздействии шума, излучаемого машиной, в воздушном объеме помещения возбуждаются собственные колебания с частотами, близкими к частотам различных составляющих спектра шума.
Спектр собственных частот воздушного объема помещения с длиной /х, шириной /уи высотой lz можно определить по формуле
где п v, пу, nz— любые целые положительные числа или 0; с— скорость звука в воздухе.
Расчеты показали, что на низких частотах число собственных мод колебаний сравнительно невелико, они разделены довольно большими промежутками. Но при увеличении частоты их количество очень быстро увеличивается, спектр собственных частот объема становится почти сплошным. Наиболее равномерно распределены собственные частоты в помещениях, основные размеры которых не кратны между собой. При кратных или равных линейных размерах наблюдаются вырождение спектра собственных частот и монотонность сходимости ряда нарушается.
Возможно подсчитать число собственных мод помещения ниже определенной граничной частоты
АГ 4л/3V . л/М . /L N =----------1— ---р -— ,
3 с3	4 с2 8 с
где / — граничная частота в гц;
V — объем помещения в л/3;
А =2(1 х1у-\-1 xlz+l yh) —полная площадь всех ограждений помещения в л/2;
L = ^(lх+1 y+G )—сумма длин всех сторон помещения в м; с—скорость звука в м!сек.
Для увеличения числа мод и более равномерного их распределения важен не только объем помещения, но и сооотношение его основных размеров.
Если размеры помещения не слишком малы по сравнению с длиной волны, то собственные частоты располагаются настолько плотно, что любая составляющая спектра источника шума возбудит целый ряд собственных колебаний объема.
Основным понятием статистической теории является диффузное звуковое поле, которое характеризуется изотропностью и однородностью.
Первое свойство поля — равенство средних потоков энергии по различным направлениям: второе — равномерное распределение звуковой энергии по объему помещения.
32
* ю = с А
После включения источника шума происходит процесс возрастания содержащейся в помещении звуковой энергии по закону
4V z Mi-*)
1 — е
где А = aS — общее поглощение в помещении в л2;
V — объем помещения в м3;
S	— общая площадь ограждающих поверхностей в м2\
с — скорость звука в воздухе в м/сек\
a— средний коэффициент звукопоглощения;
Р — звуковая «мощность источника шума в вт.
С течением времени наступает равновесное состояние, когда в помещении поглощается столько же энергии, сколько ее источник, и плотность энергии в помещении стремится к парному значению
излучает стацио-
(9)
процесс
После выключения источника начинается обратный поглощения звуковой энергии
гр- 11п d-a) s (/) = е0 е
Этот процесс можно характеризовать временем реверберации Г, в течение которого плотность звуковой энергии уменьшается в 106 раз. Из последней формулы легко найти, что время реверберации равно:
6	In 10.4 V
1 — ---------- СсЛ.
с S In (1—a)
_	61П10-4
Полагая с=343 м/сек и вычислив постоянную ~ можно написать, что
— S In (1 — a)
Эта формула была впервые выведена Эйрингом. При небольших значениях среднего коэффициента звукопоглощения (а <0,21 ее можно привести к более простому виду — формуле Сэбина [461:
т = 0,161 V __ 0,161 V aS	А
На высоких частотах (выше 2000 гц) нужно учитывать, что звуковая энергия поглощается не только при отражениях, но и на
2 Зак 297
33
пути свободного пробега из-за вязкости и теплопроводности воздуха. Более общая формула времени реверберации будет
т =	0,161 V
— S In (1— а) + 4 pt V ’
где у-— показатель затухания звука в воздухе.
Измерение шума в помещении и проверку действия источника шума проводят после того, как в помещении установится равновесное состояние и плотность звуковой энергии е0 будет определяться формулой (9). Средний по времени поток звуковой энергии, соответствующий плотности во, равен: I=eqC.
4Р
Используя это соотношение, можно написать, что 1=	, Сле-
довательно, зная звуковую мощность источника и эквивалентную площадь звукопоглощения в помещении, можно определить интенсивность звуковой энергии или, переходя к уровням, можно записать, что
Lj = Lp — 10 1g А + Ю 1g 4 = Lp - 10 1g A + 6.	(10)
При измерениях в помещениях, как и в свободном поле, мы получаем уровни звукового давления, которые связаны с уровнями интенсивности соотношением (6). Поэтому формулу (10) можно представить в виде
L = Lp — 10 1g А + 6 — 10 1g р-^ .
рс
Последний член формулы равен 0, если измерения проводятся при нормальных атмосферных условиях.
Эквивалентную площадь звукопоглощения в помещении можно определить, измерив время реверберации в помещении.
Предположение о диффузности звукового поля в закрытых помещениях является идеализированным; в большинстве практических случаев, когда источники шума установлены в обычных помещениях (цехах, стендах испытаний, мастерских и т. п.), звуковое поле не обладает в полной мере свойствами изотропности и однородности.
Плотность звуковой энергии в каждой точке помещения можно разложить на две части: е = ех4- е2 , первая из которых — плотность энергии в прямой волне, приходящей от источника шума в точку приема, а вторая—плотность диффузной энергии, приносимой 'в эту точку всей совокупностью отраженных от ограждений звуковых волн.
Если представить источники шума в виде сферического излуча
34
теля, имеющего звуковую мощность Р, то -на расстоянии от него плотность энергии в прямой волне будет
Р
£i =---------
4л г2 с
Плотность диффузной энергии можно представить как плотность энергии, остающейся в помещении после первого акта звукопоглощения:
«,= "	= " ft-А
с S ' а сА\ S )
На некотором расстоянии от источника шума плотность энергии в прямой волне становится равной плотности диффузной энергии. Это расстояние называется граничным радиусом. Определить его величину можно, приравняв обе части звуковой энергии:
Р __ 4Р (1 — а) _ 4Р (1 — а)
4 л г2 с с S а	Ас
откуда	________ ______________
ЛгР = V16 Л (1 — а) ~ V 50 (1 — а) •	____
При малых коэффициентах а можно принять, что	м
Если источник шума установлен на полу помещения и излучение происходит в полупространстве (2 стер), то граничный радиус
1 / А
увеличивается ггр = |/ 8 л и при малых значениях а примерно равен
Граничный радиус увеличивается, если источник шума имеет направленное излучение шума.
Таким образом, плотность звуковой энергии в помещении складывается из непосредственно излучаемой источником составляющей еь которая существовала бы и на открытом воздухе, и плотности энергии е2 — реверберационного звука, созданной в результате многократного отражения на ограничивающих помещение поверхностях. Суммарная плотность энергии устанавливается по формуле
р т- г— Л р £0 — £1 + £2 “ ----1---- ,
4 л г2 с _ с В А
где В — ~	— — постоянная помещения.
(-т)
Как показывает эта формула, вблизи источника звука мощностью Р уровень звука уменьшается на 6 дб при увеличении расстояния в два раза.
Для расстояний, превышающих граничный радиус гГр, уровень звука должен был бы оставаться практически постоянным. Однако в реальных условиях часто наблюдается непрерывное уменьшение уровня также и при г, значительно превышающих ггр,
2- Зак 297
35
так как сделанное предположение диффузности звукового поля наблюдается лишь в редких случаях и, кроме того, большинство источников звука ‘излучают несферические волны.
Предположим, что источник звука с известными звуковой мощностью Р и фактором направленности Ф расположен в какой-либо точке помещения. В зависимости от расположения источника пространственный угол его излучения Q будет составлять: при размещении на полуплоскости 2 = 2^, в двугранном угле а в трехгранном углу £2=^/2. Тогда уровень звукового давления в какой-либо точке, расположенной на расстоянии, большем граничного радиуса, может быть определен по формуле
L = Д, - 10 Ig [ii=S> +	+ 10 lg ,
где Lp — уровень звуковой мощности источника звука в дб; а— средний коэффициент звукопоглощения в дб;
А — общее звукопоглощение помещения;
Ф — фактор направленности источника звука;
Q — пространственный угол излучения источника звука; г — расстояние от источника звука до данной точки; рис— плотность и скорость звука в (помещении;
ро и с0 — то же, (при стандартных атмосферных условиях (Ро= = 0,1224 кГ/м\ со=340 м/сек).
Г л а в а III
ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ЧЕЛОВЕКА
И НОРМИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ШУМОВ
1. Действие шума на человека
Человек в быту и на производстве постоянно находится под воздействием шума различных параметров.
Звуковые раздражения человек воспринимает звуковым анализатором — органом слуха. Звуковой анализатор представляет собой сложный механизм, обладающий высокой чувствительностью, способностью осуществлять тонкий анализ и синтез, выбирать из всей массы звуков полезные и защищать кору головного мозга от нежелательных вредных звуков.
По интенсивности все звуки можно разделить на три основные области. Первая область распространяется от слухового порога человека до уровней звукового давления 40 дб и охватывает весьма ограниченное количество сигналов внешней среды. Вследствие отсутствия повседневной тренировки звуковой анализатор мало чувствителен к восприятию звуков таких уровней. Вторая область включает уровни звукового давления от 40 до 80—90 дб и содержит основную массу полезных и бесполезных звуков окружаю
36
щей среды; повседневное воздействие их приводит к созданию навыков восприятия. В пределах этой области расположены уровни звукового давления речи от шепота до самой громкой передачи по радио, музыкальные звуки, большинство шумов в быту и на производстве, предупредительные сигналы и т. д. В этой области наблюдается способность к наиболее тонкой дифференциации и анализу всех качеств звука.
Третья область охватывает уровни звукового давления от 80— 90 дб до порога болевого ощущения звука (до уровня 120— 130 дб). Благодаря развитию современной техники эти уровни начинают приобретать существенное значение в жизни человека. Сильный звуковой разражитель выступает, с одной стороны, в качестве помехи, с другой,— в виде полезных сигналов. В этой области уровней звукового давления наблюдаются существенные отличия в деятельноти звукового анализатора по сравнению с первой и второй областями. Важнейшее значение приобретает в третьей области явление утомления и в связи с этим фактор времени действия раздражителя.
Чувствительность слуха во время действия шума или звуков не остается без изменения. В условиях полной тишины чувствительность его возрастает, а под влиянием шумового воздействия снижается. Такая временная перестройка функции звукового анализатора, выражающаяся в некотором повышении порога слышимости, называется адаптацией слуха.
Временное умеренное понижение слуховой чувствительности является целесообразной приспособительной реакцией организма к условиям внешней среды и играет защитную роль против сильных и продолжительно действующих шумов.
Длительное воздействие шума или звука приводит к патологическому состоянию органа слуха и его утомлению, которое характеризуется не только более значительными сдвигами в чувствительности, но и более замедленной обратной адаптацией.
Утомление наступает при перераздражении звукового анализатора, является процессом длительным и в отличие от адаптации, которая способствует сохранению работоспособности, всегда снижает работоспособность анализатора; при частых и длительных перераздражениях в случае недостаточного отдыха наступают стойкие явления понижения функции и выявляется картина шумовой (звуковой) травмы. Вредное влияние производственного шума на рабочих хорошо известно.
Предельная граница шума, при которой не повреждается орган слуха, в условиях производства составляет примерно 85— 90 дб А. Под воздействием шума высокой интенсивности, превышающего на средних частотах 85—90 дб, в органе слуха возникают явления утомления, которые могут перейти постепенно в тугоухость и глухоту, обнаруживаемые через несколько лет работы.
Однако и в повседневной жизни человек подвержен действию шума таких же высоких уровней. В результате постоянного дли
37
тельного кумулятивного действия шума в условиях города может возникнуть хроническое расстройство слуховой функции.
Действие шума на организм человека может проявляться в трех основных направлениях: 1) воздействие шума на орган слуха; 2) воздействие шума на функции отдельных органов и систем (сердечно-сосудистая, пищеварительная, эндокринная, мышечная системы, вестибулярный аппарат, обменные процессы, кровотво-рение и т. д.); 3) воздействие шума на организм в целом, в частности на высшую нервную деятельность и вегетативную реактивность.
Раздражающее действие шума зависит от его физических свойств. Так, шумы со сплошными спектрами являются менее разражающими, чем шумы, содержащие тональные составляющие. Шумы с высокочастотными компонентами дают более раздражающий эффект, чем с низкочастотными. Наиболее неприятны шумы, изменяющиеся по частотам и уровням звукового давления.
Психологическая сторона проблемы шума имеет большое значение, особенно в отношении шумов малой интенсивности (до 60 дб). Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой шум, вызванный каким-либо посторонним источником, дает раздражающий эффект.
Что касается шума высокого уровня, то исследованиями доказано, что наиболее ранние нарушения под воздействием такого шума развиваются со стороны центральной нервной системы, а поражения органа слуха возникают позднее (не менее чем через 5 лет).
На производствах, где профессиональной вредностью является шум и вибрация, у рабочих обнаружены резкие сдвиги биоэлектрической активности коры головного мозга, что проявляется в уменьшении силы и подвижности нервных процессов и в торможении возбудимости с наклонностью к образованию застойных очагов возбуждения в двигательной и акустической зонах коры. Наблюдались также нарушения взаимоотношений между корой и подкоркой мозга.
В условиях жизни человека как на производстве, так и в быту большое значение имеет скорость реакции, определяемая временем, которое необходимо человеку для того, чтобы осознанное вызвало моторное действие. Скорость реакции характеризует состояние центральной нервной системы. Обнаружено удлинение времени условной двигательной реакции в ответ на звуковые и световые сигналы при уровне шума более 80 дб [2].
Вопросы производительности труда и интенсивности шума имеют большое экономическое значение. Многие исследователи отмечают снижение производительности труда в ряде отраслей промышленности, где производственные процессы сопровождаются шумом [15]. Понижение работоспособности происходит вследствие ослабления внимания и замедления латентного времени реакций.
38
Производительность труда понижается как в количественном, так и качественном отношениии. По некоторым данным шум может снизить производительность труда до 60%. При уменьшении шума на производстве, наоборот, растет общая производительность труда, уменьшаются непроизводительные затраты и сокращается заболеваемость. Многочисленные данные свидетельствуют о неблагоприятном влиянии шума на производительность умственного труда.
Известно, что шумы большой интенсивности вызывают изменение вегетативных реакций, важнейшая из которых функция кровообращения. Первые вегетативные реакции выявляются при шуме 60—70 дб и проявляются тем сильнее, чем выше уровень шума. При этом имеет значение ширина полосы действующего шума. Работы последних лет выявили действие шума на сердечно-сосудистую систему даже в том случае, когда в кровяном давлении, частоте пульса и электрокардиограмме не было никаких изменений. Исследования влияния шума на пищеварительную систему, почки, селезенку и другие органы показали весьма неблагоприятное воздействие шума и на их функциональное состояние.
Отсюда видно, что шум вызывает реакцию организма в целом. Нарушения в органах и системах зависят от уровня шума, распределения его по частотам, времени воздействия и от индивидуальных особенностей человека. Интенсивные высокочастотные шумы приводят к быстрому развитию патологического состояния.
Эту патологическую картину, возникшую под влиянием шума, рассматривают как «шумовую болезнь» [1].
Все сказанное выше относится к действию шума большой интенсивности.
Влияние шума малой интенсивности на людей может быть выявлено двумя способами: 1) путем опроса об ощущении раздражающего действия шума; 2) физиологическими исследованиями действия шума на различные системы человека.
Изучение влияния уличного и жилищно-бытового шума в основном проводится путем опроса, причем шум оценивается в той мере, в какой он мешает или вызывает раздражение. Реакция на шум, по определению Харриса,— это восприятие шума, сопровождаемое известным к нему отношением или действием. Индивидуальная реакция на шум вполне определенна, гораздо труднее предугадать реакцию коллектива на тот или иной шум.
Для сопоставления уровней шума в жилых помещениях и оценки их населением [10] были проведены детальные исследования шума и одновременный опрос при каждом измеренном уровне шума. Для этого в 27 квартирах, расположенных на различных по интенсивности движения улицах и с различной звукоизоляцией ограждений, измеряли общий уровень шума и его спектральные составляющие.
39
В каждом объекте автоматически записывались спектры шума четыре раза в сутки по 2 ч — утром, днем, вечером и ночью. За каждые 2 ч регистрировалось около 100 спектров шума. По полученным данным строились графики расределения суммарных уровней шума и его спектральных составляющих в зависимости
от времени.
На рис. 18 в качестве примера приводится график распределения уровней шума в жилом доме на Ломоносовском проспекте
Процент от общего бремени измерений
Рис. 18. Распределение суммарных уровней и уровней в треть октавных полосах в жилом доме по Ломоносовскому проспекту. Окна открыты. Реакция населения — шум беспокоит
Москвы — большой магистрали со всеми видами городского транспорта и интенсивным его движением в течение всех часов суток. Измерения проводились при открытых окнах, выходящих на улицу. По оси ординат рисунка отложены уровни звукового давления проникающего шума, по оси абсцисс — время в процентах от общего времени измерений (или число случаев в процентах от общего числа случаев), в течение которого уровни звукового давления не превышают определенной величины. Кривые, отмеченные цифрами 63, 125, 250 гц и т. д., относятся к уровням со средними частотами в третьок-тавных полосах; кривые В, А — суммарные уровни, измеренные на кривых коррекции частоты В и А, кривая С — суммарные уров
ни звукового давления, измеренные на линейной частотной характеристике. Кривые показывают, что проникающий шум имеет низкочастотный характер. Суммарный уровень звукового давления шума днем достигает значитель-
ной величины 82 дб и не бывает меньше 62 дб. Подобное распреде
ление уровней шума было получено и во всех остальных 26 квар-
тирах дома.
Всего было .измерено около 10 тыс. спектров шума, что дало более 100 распределений уровней шума во времени. В результате их обработки получены данные о типичных шумах, проникающих в жилые помещения.
Во всех квартирах, где измерялись проникающие шумы, одновременно опрашивалось население по двухбалльной системе: шум беспокоит и не беспокоит. Ответы распределялись примерно по-
‘ Суммарные уровни звукового давления, измеренные на кривых коррекции частотных характеристик В или А, называются уровнями звука в дб В или дб А
40
ровну. Так как реакция населения на шум в ночное время значительно отличается от реакции в дневное время, было получено соответствующее распределение шума для ночного и дневного времени, не вызывающего жалоб населения.
На основе результатов измерений шума и ответной реакции населения составлены графики распределения реакции населения на шум отдельно для суммарного уровня звукового давления, для уровней, измеренных на кривых коррекции частотных характеристик В и Л, для третьоктавных полос со средними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц.
Рис. 19. Распределение Реакции населения на шум в дневное время для суммарного уровня звука в дб А
• — беспокоит; О — не беспокоит
В качестве примера на рис. 19 показано распределение ответов населения относительно шума в дневное время. Точками обозначены уровни звукового давления, вызывающие жалобы населения, кружочками — уровни, не вызывающие жалоб. На границе между точками и кружочками проведена кривая распределения суммарных уровней проникающего шума, не вызывающего жалоб населения.
41
Аналогичная обработка была проведена для распределения шума и реакций населения на этот шум по всем частотным со-
Процент от общего времени измерений (количество случаев)
Процент от общего времени измерений (количество случаев)
Рис. 20. Графики распределения не вызывающих жалоб населения суммарных уровней и уровней в октавных полосах в дневное (а) и ночное (б) время
ставляющим отдельно в ночное и дневное время.
На рис. 20 показаны результативные графики распределения суммарных уровней шума и их спектральных составляющих в дневное (а) и ночное (б) время, не вызывающих жалоб населения. Уровни шума пересчитаны в октавные полосы.
Ординаты, равные 0% времени, на графиках соответствуют постоянному шумовому фону от внешних источников шумов, проникающих в квартиры, но не беспокоящих жильцов. На основе величин этих ординат (уровни для каждой октавной полосы) получены спектры шума, не вызывающие жалоб населения в дневное и ночное время (рис. 21). Им соответствуют суммарные уровни 50 дб (35 дбА) в дневное время и 45 дб (30 дбА) в ночное время.
Анализ распределения уровней шума в квартирах при закрытых окнах показал, что в 90% времени уровни звукового давления шума не превышают 65 дб, в 50% времени— 50 дб и что уровни шума 50 дб (35 дб А) не вызывают жалоб населения.
При воздействии шумов малой интенсивности на организм человека необходимо учитывать, что неопределенные, не доходящие до сознания людей
шумы вызывают утомление нервной системы и приводят незаметно, исподволь, к серьезным нарушениям в организме. Длительное постоянное воздействие малых уровней шума может вы-
42
звать не только функциональные, но и органические заболевания нервной системы.
Бытовой шум особенно мешает отдыху во время сна, когда происходит наиболее быстрое и полное восстановление функций нервной системы. При воздействии шума 50—60 дб А во время
сна человек, не просыпаясь, проявляет те же вегетативные реакции, что и в бодрствующем состоянии при шуме 90—100 дб А, и можно считать, что шум во время сна более вреден, чем в состоянии бодрствования.
Из приведенных данных следует, что и шумы малой интенсивности ухудшают самочувствие и отражаются на здоровье, так как воздействуют на организм ежедневно и круглосуточно. Однако в результате физиологических исследований [9] удалось установить, что типичные для жилых помещений проникающие шумы, имеющие суммарные уровни 35 об А (50 56), не вызывают заметных физиологических сдвигов в организме.
Октавные полосы частот в га
Рис. 21. Уровни в октавных полосах постоянного шума, не вызывающие жалоб населения
2. Нормирование шума
При установлении нормативов шума в большинстве случаев приходится исходить не из оптимальных или комфортных, а из терпимых условий, при которых вредное воздействие шума на человека либо не проявляется, либо незначительно. При установле*. нии норм шума нельзя также пренебрегать экономической стороной дела. Выбирать нормы с большим запасом в сторону ужесточения нецелесообразно; такого рода нормы не послужат стимулом для развития работ по борьбе с шумом. Занижение же норм может оказаться сильнейшим тормозом в этом деле, ввиду того что достигнуть таких норм в практических условиях невозможно из-за отсутствия достаточно эффективных шумозаглушающих средств или из-за непомерно больших экономических затрат. Необходимо подчеркнуть большое практическое значение санитарных норм предельно допустимого шума в различных местах и обстоятельствах.
Эти нормы позволят определить и разработать те или иные технические или иные решения, направленные на снижение шума от различных источников.
43
В настоящее время в 'Советском Союзе действуют «Санитарные нормы допустимого шума в жилых и общественных зданиях и на территории жилой застройки» [48].
Нормируемыми параметрами постоянного или прерывистого шума в этих нормах являются уровни в децибелах L среднеквадратичных звуковых давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц, определяемые по формуле
L 20 lg 2 • 10-5 я/л2
дб,
р — среднеквадратичная величина звукового давления;
2-10~5 — пороговая величина среднеквадратичного звукового давления.
Постоянным считается шум, уровни которого во времени изменяются не более чем на 5 дб (например, шум от постоянно работающих насосных или вентиляционных установок). Прерывистым считается постоянный шум, который прерывается паузами продолжительностью в несколько часов, минут или секунд; при этом время, в течение которого шум остается постоянным (выше шумового фона), составляет 1 сек или более (например, шум от лифтов или холодильных установок).
Для ориентировочной оценки постоянного или прерывистого шума можно пользоваться суммарным уровнем, измеренным по шкале А шумомера,— так называемым уровнем звука в дб А.
Непостоянным шумом считается шум, уровни которого во времени изменяются более чем на 5 дб (например, все виды транспортных шумов).
Непостоянный шум оценивается в эквивалентных уровнях звука (L экв ) в дб А, рассчитанных по измеренным величинам уровней звука в дб А. Рассчитанные эквивалентные уровни звука сопоставляются с нормируемыми допустимыми уровнями звука в дб А.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов и жилых кварталов приведены в табл. 3 с поправками по табл. 4. Поправки к допустимым октавным уровням звукового давления и уровням звука вносятся на характер шума, суммарное время его воздействия, время суток и местоположение объекта.
Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума представляет собой уровень звука постоянного, широкополосного, неимпульсного шума, оказывающего такое же воздействие на человека как и данный непостоянный шум.
44
Таблица 3
Назначение помещений или территорий	Среднегеометрические частоты октавных полос в гц								ь зву-5 А
	63 ,	125 |	250 |	500	1000 |	2000 |	4000 |	8000	эвен в д(
		Уровни звукового давления е					> дб		>> к
1	2	3	1 4	1 5	6	7 1	8 1	9 1	10
Палаты больниц и санаториев, операционные больницы 		51	59	31	24	20	17	14	13	25
Жилые комнаты квартир, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах, жилые помещения домов отдыха и пансионатов ....	55	44	35	29	25	22	20	18	30
Кабинеты врачей больниц, санаториев и поликлиник, концертные залы, номера гостиниц, жилые комнаты в общежитиях		59	48	40	34	30	27	25	23	35
Территории больниц, санаториев, непосредственно прилегающие к зданиям . . .	59	48	40	34	30	27	25	23	35
Классы и аудитории в школах и учебных заведениях, конференц-залы, читальные залы и зрительные залы театров и клубов, залы кинотеатров 		63	52	45	39	35	32	38	28	40
Территории жилой застройки, непосредственно прилегающие к жилым домам, площадки отдыха микрорайонов и жилых кварталов . .	67	57	49	44	40	37	35	35	45
Рабочие помещения управлений и помещений конструкторских бюро в административных зданиях ....	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Залы кафе и ресторанов, столовые, фойе театров и кинотеатров 		75	66	59	54	50	47	45	43	55
Торговые залы магазинов, спортзалы, пассажирские залы аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприятий бытового обслуживания, парикмахерские		79	70	63	58	55	52	50	49	60
45
Таблица 4
Влияющий фактор	Условия	Поправка в дб или дб А
1	2	3
Характера шума	Широкополосный Тональный, импульсный (при измерениях стандартным шумомером)	0 -5
Место расположения объекта	Курортный район Новый проектируемый городской жилой район Жилая застройка, расположенная в существующей (сложившейся ) застройке	—5 0 +5
Время суток	День — с 7 до 23 ч Ночь — с 23 до 7 ч	4-10 	0
Длительность воздействия шума в дневное время за наиболее шумные 30 мин Примечания: 1. Дл четом или подтверждена тех! 2.	Тональным считается 3.	Импульсным считаете из одного или нескольких и; пульса меньше, чем 1 сек. 4.	Поправки на время су меров гостиниц, спальных п» тов, палат больниц и санатс территорий жилой застройк! рий больниц и санаториев, н< Поправки на место расп ников шума в жилых иомен;	Суммарная длительность в %: 56—100 18—56 6—18 менее 6 [ительность воздействия шума должна быть яической документацией шум, в котором прослушивается звук опреде я шум, воспринимаемый как отдельные уда мпульсов звуковой энергии, продолжительно» ток вносятся для жилых комнат, квартир, о эмещений детских дошкольных учреждений эриев, жилых помещений домов отдыха и п 1, непосредственно прилегающей к жилым ^посредственно прилегающих к зданиям, сложения объекта учитываются только для гениях, спальнях и на территории жилой за»	0 +5 +ю + 15 обоснована рас- тленной частоты ры и состоящий сть каждого им- бщежитий и но-и школ-интерна-ансионатов, для домам, террито- внешних источ-стройки
Величина L3kb определяется (рассчитывается) на основании измерения уровней звука в дб А в течение наиболее шумных 30 мин. При этом уровни звука непостоянного шума могут записываться на ленте регистратора уровня или считываются с показаний шумомера через достаточно короткие интервалы времени порядка 1 сек. Измеренные уровни разбиваются на классы с диапазоном 5 дб (т. е. к классу 60 дб А относятся все уровни от 58 до 62 дб Д; к классу 65 дб А — уровни от 63 до 67 дб А и т. д.).
Расчет эквивалентного уровня звука производится по формуле
L-=,0|s (U
где Li — средний уровень класса i в дб А;
ft — время воздействия шума класса i в % от общего времени измерения.
Определенный (рассчитанный) эквивалентный уровень не должен превышать допустимые значения звука в дб А (по табл. 3) с
46
Таблица 5
Наименование		Среднегеометрические частоты октавных полос в гц							
		63 |	125 |	250 |	500 |	1000 |	2000 |	4000 |	8000
		Уровни звукового[давления в дб							
1	1 2 1			3 1 4 1		5	6 | 7	|		8 1	9
1.	Шумы,	проникающие извне в помещения, находящиеся на территории промышленных предприятий: а)	конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетноэлектронных	машин, помещения в лабораториях для обработки экспериментальных данных и лаборатории без собственных источников шума	 б)	заводоуправления	и здравпункты .... 2.	Шумы, возникающие внутри помещений и проникающие в помещения, находящиеся на территории промышленных предприятий: а) помещения счетно-электронных машин и участки точной сборки . .		71 79 79	61 70 70	54 63 63	49 58 58	45 55 i ! i 55	42 52 I i 1 i 1 52	40 50 i i i 1 50	38 i 49 1 i ! । 49 1
47
Продолжение табл. 5
Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
Наименование
63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000
Уровни звуковых давлений в дб
I 4 I 5 Гб ГГ Гб
б) помещения лаборато рий, кабины наблюдения и дистанционного управления 		94	87	82	78	75	73	71	70
в) рабочие места в производственных помещениях и на территории промышленных предприятий 		103	96	91	88	85	83	81	80
Примечание В зависимости от характера шума и его воздействия величины октавных уровней звуковых давлений, приведенные в табл. 5, подлежат уточнению согласно табл. 6.
Таблица 6
Поправки к октавным уровням звуковых давлений
Характер шума
Характер воздействия		широкополосный	тональный или импульсный
Непрерывно или	4 ч и более	0	—5
прерывисто с сум-	1,5 ч	+5	0
марным временем	0,75 ч	+ 10	-4-5
воздействия в сме-	0,5 ч	+15	+ю
ну	. 0,25 ч и менее	+20	+ 15
Примечания 1 Тональным считается шум, ’/з-октавный спектр которого имеет пики с уровнями, на 10 дб и более превышающими уровни в соседних полосах
2. Импульсным считается шум, воспринимаемый как часто следующие друг за дру-гсм глары, например шум парового молота. Уровни звукового давления импульсного шума определяется стандартным шумомером.
48
поправками на характер шума, место расположения объекта и время суток (по табл. 4). При этом поправка на длительность воздействия шума не должна использоваться.
Нормативные требования к производственным шумам изложены в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий [51].
В них также устанавливаются предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах и для ориентировочной оценки уровня звука в дб А.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука для рабочих мест в производственных помещениях указаны в табл. 5 с поправками по табл. 6. Поправки к октавным уровням звукового давления и уровням звука относятся к характеру шума и суммарному времени его воздействия.
Г л а в а IV
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ИЗМЕРЕНИЙ ШУМА
И ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ ШУМА
1. Методы оценки шума
Вопросы, связанные с оценкой шума, приобретают все большее значение не только для специалистов-акустиков, но и для широкого круга инженерно-технических работников. Оценка шума должна проводиться как для контроля эффективности мероприятий по шу-моглушению и соответствия шума нормативным требованиям, так и для выбора или оценки наиболее малошумного инженерного, санитарно-технического или технологического оборудования с заданными шумовыми характеристиками.
Придавая особое значение вопросам методов оценки и измерений шума, Международной организацией по стандартизации (технический комитет № 43, «Акустика») разработаны рекомендации по измерению шума и оценке его влияния на человека [65]. В этом документе отмечается, что, несмотря на то что обычные приборы для измерения шума сравнительно просты для использования, должна быть тщательно разработана программа измерений шума и оценка полученных результатов. Для получения точных результатов необходимо выбирать соответствующие методы, масштабы и единицы, а также принимать различного рода предосторожности при измерении шума.
Большинство проблем оценки шума можно классифицировать как задачи (1-я группа), связанные с определением количества и
49-
характера шума, излучаемого одним или несколькими источниками, или с определением качеств источников в характерных условиях.
Для задач этой группы целью измерения шума является определение какой-то физической величины, обычно уровня звукового давления в некоторой точке или уровня звуковой мощности источников. Характер шума может быть определен частотным спектром, зависимостью уровней от времени, а также характером звукового поля.
Задачи 2-й группы связаны с влиянием шума на человека.
В этом случае целью измерения шума является оределение показателей, характеризующих влияние шума на человека.
Короче говоря, задачи 1-й группы в основном связаны с образованием и распространением шума; задачи 2-й группы — с приемом шума. Ясно, что эти две -категории взаимно не исключают друг друга, так как основная задача оценки шума обычно относится к обеим группам. Например, целью многих проектов борьбы с шумом является уменьшение шума, создаваемого источником до такого уровня, при котором допустимо влияние шума на человека.
Шумы, с которыми обычно сталкиваются на практике, могут оыть классифицированы с учетом следующих характеристик.
В зависимости от характера частотного спектра шумы могут оыть подразделены на шумы со сплошным спектром и шумы со спектром, имеющим дискретные составляющие.
В зависимости от распределений уровней во времени шумы могут быть подразделены на постоянный шум, имеющий незначительные флуктуации уровня за период наблюдения и непостоянный шум — шум, уровень которого сильно изменяется во время наблюдения. Период наблюдения обычно составляет от нескольких секунд до нескольких минут или даже часов.
Непостоянный шум в свою очередь может быть подразделен на флуктуационный шум, уровень которого равномерно изменяется во время наблюдения, и прерывистый шум, уровень которого внезапно падает до шумового фона несколько раз за период наблюдения. В этом случае время, в течение которого уровень прерывистого шума остается постоянным (выше шумового фона), составляет 1 сек или более.
К непостоянному шуму также относится импульсный — шум, состоящий из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, продолжительность каждого из которых не превышает 1 сек. При этом импульсный шум может быть квазипостоянным, состоящим из серии шумовых импульсов с сопоставимыми амплитудами с интервалами менее 0,2 сек между отдельными импульсами или из отдельных импульсов звуковой энергии. Огибающая кривая импульса может иметь постоянную амплитуду или могут возникать затухающие переходные явления.
Метод измерения шума необходимо выбирать в зависимости от задачи оценки шума, характера шума, характера источника и требуемой степени точности оценки шума.
50
Основной задачей 1-й группы является определение характеристик источника шума и шума, излучаемого этим источником.
Обычно для решения задач этой группы измеряется уровень звукового давления как функция времени.
Уровень звукового давления может быть измерен в широкой полосе частот, охватывающей весь звуковой частотный диапазон (или соответственно в узких частотных полосах). Ширина этих полос может быть Vi, 7з октавы или уже. Термин полосовой уровень применяется для уровня звукового давления в определенной полосе частот.
Измерения также могут быть произведены с помощью кривой коррекции частотной характеристики, включенной в схему измерительного прибора. Величины в этом случае выражаются в уровнях звука.
Рекомендации Международной организации по стандартизации, относящиеся к измерениям шума, содержат информацию о соответствующем выборе методов измерения, расположения измерительных точек, поправках на шумовой фон и методах исследования акустического окружения для специфических источников шума и среды: машин [61], вращающихся электрических машин [54], автомобильного транспорта [62] и самолетов [63].
В зависимости от характера шума методика его измерения должна тщательно продумываться с тем, чтобы результаты измерений в полной мере характеризовали шум. Методика измерения постоянного шума хорошо разработана и сравнительно проста. Методы по измерению импульсного шума более сложны и еще недостаточно разработаны.
Для достаточно полной характеристики шума необходимо наличие уровней звукового давления в узких частотных полосах, измеренных в подходящих точках расположения микрофона и в определенных интервалах времени. Для некоторых задач такое полное описание не нужно. В таких случаях процесс измерения может полностью соответствовать цели измерений. Выбранный метод зависит от необходимой полноты описания, требуемой для определенной проблемы исследования шума.
Методы измерения шума могут быть разбиты на три вида:
а)	Инспекторский метод. Он требует немного времен* и оборудования. Его можно использовать для сравнений источников шума аналогичных характеристик. Звуковое поле вблизи источника характеризуется уровнем звука, измеренным шумомером. В этом случае используется ограниченное количество измеряемых точек, а детальный анализ акустического окружения не производят. Однако необходимо обратить внимание на зависимость измеряемого шума от времени.
Показания шумомера дают суммарный уровень звукового давления, измеренного с помощью стандартной кривой частотной характеристики. Рекомендуется использовать кривые коррекции А и
51
С, хотя в некоторых случаях могут быть использованы и другие кривые коррекции или линейная коррекция.
Во многих случаях уровень звука С может соответствовать уровню звукового давления. Требования к шумомеру приведены в публикации МЭК-123 [57]. Для получения более точных результатов характеристики шумомера должны соответствовать публикации МЭК-179 [58].
б)	Инженерный метод. При этом методе измерения уровня звука или суммарного уровня звукового давления дополняют измерениями уровня звукового давления в определенной полосе частот. Акустическое окружение анализируют для определения его влияния на измерения. Измерительные точки и частотный диапазон выбираются соответственно характеристикам источника шума и окружению, в котором он работает. Регистрируется зависимость уровня от времени за период наблюдения. Требования к измерительным приборам должны соответствовать публикациям МЭК-179 [58] и МЭК-225 [59].
Инженерный метод обеспечивает информацию, которая обычно достаточна для разработки и применения технических решений во многих случаях, в соответствии с программами борьбы с шумом. Но этот метод не пригоден для измерения импульсного шума.
в)	Специальный метод дает самое полное описание звукового поля. Измерения суммарного уровня звукового давления или уровня звука дополняют измерениями уровня звукового давления в определенной полосе. Записи производят через определенный период времени в соответствии с продолжительностью и флуктуациями шума. Акустическая обстановка изучается, а точки измерения и частотный диапазон выбираются соответственно характеристика^ источника шума и окружению. Если возможно, то влияние окружения на измерения определяется проведением измерений при лабораторных контрольных условиях, в заглушенной камере в условиях свободного поля или в реверберационной камере.
Применение специального метода целесообразно в сложных ситуациях, где необходимо полное описание звукового поля.
Характеристики измерительных приборов должны по возможности соответствовать публикациям МЭК-179 [58] и МЭК-225 [59], но при некоторых проблемах, связанных с измерением импульсного шума, нужно использовать приборы с другими характеристиками.
Из результатов измерений, сделанных инспекторским методом, можно рассчитать средний уровень звука. Инструкция для этого расчета можно найти в работе ,[54].
Из измерений, проведенных инженерным и специальным методами, можно рассчитать средний уровень шума в широком или узком частотном диапазоне. Если окружающая обстановка подходящая, возможно рассчитать уровень звуковой мощности источника и его направленность. Инструкции для расчетов даны в рекомендациях ИСО [54,61].
52
Можно определить функцию распределения во времени уровней флуктуационного прерывистого шума. В некоторых случаях эту функцию используют для вычисления уровня постоянного шума, обладающего тем же эффектом, что и данный (измеряемый шум. Инструкции к вычислениям даны в рекомендациях ИСО [55, 56].
Из измерений, проведенных специальным методом, более того, можно определить свойства импульсного шума и уровень звуковой мощности источника, а также его направленность.
Основная задача, относящаяся ко 2-й группе измерений,— оценка действия шума на людей. Эта оценка может быть проведена с помощью методов измерения шума, описанных выше. При оценке действия шума на человека возможно использовать уровень громкости шума, воспринимаемый его уровень, риск повреждения механизма слуха под воздействием шума, степень раздражения и вызванные шумом помехи для деятельности человека при беседе, работе, отдыхе и сне.
Психофизические величины, характеризующие действия шума, невозможно измерить непосредственно обычными приборами. Лучшим решением было бы воздействовать на большую группу людей, помещенных в одинаковые психологические и социальные условия. Наблюдая реакции этой группы путем опроса, можно собрать общую информацию о действии шума. Это, однако, очень громоздкий и требующий (большого времени метод, пригодный в особых ситуациях, когда требуется выяснить общие результаты воздействия шума.
Эти субъективные исследования можно заменить объективными при возможности отнести некоторые физические свойства шума к субъективным эффектам. Это возможно, если известно влияние многих физиологических, психологических и социальных факторов действия шума на человека. Нужно подчеркнуть, что наши познания о влиянии шума на человека очень ограничены.
Методы трансформирования, относящие объективные физические свойства шума к субъективным, пригодны только в некоторых случаях. Некоторые из этих обычно используемых методов даны ниже. При этом основную информацию получают путем объективных измерений шума, описанных выше.
Вообще говоря, результаты, полученные инспекторским методом, недостаточны для оценки действия шума на человека. Во многих случаях необходимо знать спектральное распределение энергии шума, для чего используется инженерный или специальный метод. В других случаях необходима дополнительная информация о шуме, полученная специальным методом (распределение уровней флуктуационного шума, продолжительность и частота следования прерывистого и импульсного шума, характер шумового фона и т. д.).
Для установления связи между физическими свойствами шума и приблизительными измерениями субъективного воздействия используются методы трансформирования путем соответствующих подсчетов или с помощью электрической схемы с определенными
53
характеристиками, вводимыми в схему измерительных приборов, или комбинаций этих методов. Как правило, результаты действительны для ограниченного диапазона случаев, для которых разработана данная процедура, но и для этого диапазона они являются только ориентировочными.
В качестве величин, устанавливающих связь между физическими свойствами шума и субъективной реакцией человека, используют:
а)	Уровень громкости в фонах звукового сигнала, который определяется как уровень звукового давления (по отношению к порогу 2-10~5 н/л*2) синусоидного тона с частотой 1000 гц, имеющему одинаковую громкость с данным сигналом [60].
Громкость в сонах — цифровое обозначение силы звука, которая пропорциональна своей субъективной величине. Принято, что 1 сон соответствует звуку, уровень громкости которого равен 40 фон [64].
Методы по приблизительному вычислению уровня громкости и громкости постоянного шума даны в рекомендациях ИСО № 532 [64]. Данные, необходимые для расчетов, состоят из величин полосовых уровней звукового давления шума, измеренные в треть- или четвертьоктавных полосах частот.
Уровни звука, полученные измерением с помощью шумомера, особенно при кривой коррекции А, оказались полезными для классификации шумов по уровню громкости только для шумов с одинаковыми характеристиками. Нужно подчеркнуть, что измеренные значения не соответствуют уровню громкости, но выражаются уровнем звука в дб А.
б)	Воспринимаемый уровень шума в PN'дб звукового сигнала определяется как уровень звукового давления (2-10~5 н/ж2) октавной полосы частот, приходящего спереди (по отношению к лицу человека) шума при средней частоте 1000 гц с одинаково воспринимаемой шумностью, как и данный сигнал.
в)	Шумность в нойзах— цифровое обозначение помех шума, которое пропорционально по субъективной величине. Один нойз принимается равным воспринимаемой шумности звука уровня 40 PN дб. Метод по вычислению уровня воспринимаемого шума дан в рекомендациях ИСО N7? 507 [63]. Этот метод разработан с целью оценки авиационного шума.
В большинстве случаев уровень звука А можно использовать для классификаци шумов с одинаковыми характеристиками относительно уровня воспринимаемого шума.
г)	Допустимое воздействие шума, обеспечивающее сохранение слуха. Чувствительность к возможному нарушению слуха у разных людей различна и не может быть предсказана в каждом отдельном случае. Таким образом, допустимые пределы воздействия шума должны быть установлены и использованы с большой осторожностью. Эта проблема в настоящее время рассматривается ИСО. Проект рекомендации ИСО дает процедуру определения риска степени ухудшения слуха из-за шума во время трудовой деятельности. Данные об уровне звука в дб Л, продолжительности шума и воздействии
54
его в течение обычной трудовой недели необходимы для вычисления уровня равномерного шума, который считается эквивалентным по вредности для слуха. Информация по этому методу дана в проекте рекомендации ИСО [56].
д)	Раздражение, вызываемое шумом. Проблема оценки шума как явления, вызывающего раздражение на основе физических измерений, настолько сложна, что знания, которыми мы располагаем в настоящее время, могут дать только очень приблизительный ответ. Эта проблема сейчас рассматривается ИСО, и предлагаемые рекомендации дают некоторую основу, по которой могут быть установлены пределы допустимого шума в различных ситуациях. Согласно рекомендации ИСО, постоянный шум без слышимых дискретных тонов оценивается уровнем звука в дб А. Для постоянного шума со слышимыми дискретными тонами, флуктуационного, прерывистого шума и некоторых видов импульсного шума, вычисляется уровень звука постоянного шума (без слышимых дискретных тонов), имеющего тоже раздражающее воздействие, как и данный шум. Этот уровень звука постоянного шума и используется для оценки.
Этот метод действителен для определения реакции населения по отношению к шуму как внутри, так и вне помещений (жилых домов, больниц, школ, учреждений, магазинов и т. д.) в различных районах (в сельской местности, в центре города, на окраине города и т. д.).
Оценку шума можно проводить и на основании измерений полосовых уровней звукового давления шума при помощи специальных оценочных кривых.
Информация по этому методу имеется в проекте рекомендаций ИСО [55].
е)	Помехи речевой связи, вызванные шумом, могут быть определены путем вычислений артикуляционного индекса, по которому можно установить разборчивость речи при шуме. Полосовые уровни звукового давления, как и другая информация, необходимы для расчетов.
В акустической литературе этот метод описывается очень подробно. Метод достаточно сложен, и лучшее соответствие между вычисленными и субъективно измеренными значениями можно получить для сигналов широкополосного постоянного шума.
Используют также и подобный метод, основанный на измерениях уровней звукового давления в октавных полосах со средними частотами 500, 1000 и 2000 гц. Средний из этих уровней давления называется уровнем помех речи (УПР).
2.	Измерительная аппаратура
Шум может измеряться различными приборами. Из нескольких последовательно соединенных приборов образуется так называемый измерительный тракт. В зависимости от условий проведения измерений, способа регистрации получаемых результатов и других обстоятельств количество приборов, входящих в измерительный тракт,
55
может изменяться в широких пределах. Схема применяемых на практике трактов для измерения шума представлена на рис. 22. Приборы, указанные в блок-схеме, позволяют измерять уровни звукового давления шума и уровни звука; наблюдать на экране осциллограммы значений звукового давления шума; регистрировать изменение уровня звукового давления во времени; исследовать частотные спектры шума и регистрировать спектрограммы; исследовать статистические характеристики шумов (если в числе прочих приборов имеется соответствующий статистический анализатор) и другие характеристики.
Рис. 22. Блок-схема универсального измерительного тракта
В большинстве случаев при измерениях шума можно ограничиться шумомером и частотным анализатором; иногда этот комплект дополняется самописцем. В некоторых случаях шум может быть предварительно записан на магнитофоне и в дальнейшем, уже в лабораторных условиях, проанализирован на стационарной аппаратуре.
Для измерений суммарных уровней звукового давления и уровней звука можно рекомендовать отечественные шумомеры Ш-63 и Ш-ЗМ, а также прибор ИШВ в комплекте с октавными фильтрами.
В качестве шумомера может быть также использован измерительный усилитель типа УЗ-12, если к нему присоединены измерительные конденсаторные микрофоны типов МК-5А, МК-6 или электродинамические микрофоны типов МД-59, МД-38Ш. К электрическому выходу шумомера можно подключать анализирующие, регистрирующие и другие приборы.
Наиболее удобен шумомер типа 2203 фирмы «Брюль-и Къер». В комплект этого шумомера входят октавные фильтры типа 1613. Анализатор и самописец можно подключить к электрическому выходу шумомера. Приборы фирмы «Брюль и Къер» типа 2107, 2112, 2113, 2603, 2604, снабженные дюймовыми либо полудюймовыми микрофонами, также могут быть использованы в качестве прецизионных шумомеров.
56
Шумомер типа PSI-201 фирмы RFT предназначен для точных измерений уровней звукового давления в диапазоне 40—135 дб (на линейной характеристике) и уровней звука в диапазоне 30—135 дб при использовании октавных фильтров в диапазоне 27—135 дб и третьоктавных фильтров 23—135 дб. Шумомер снабжен октавными фильтрами типа OF-101 со средними частотами от 31,5 до 16 000 гц.
Для измерений уровней звукового давления в октавных или третьоктавных полосах может применяться отечественный спектрометр СЗЧ или спектрометр типа 2112 или 2113 фирмы «Брюль и Къер».
Стандартные граничные частоты и среднегеометрические частоты октавных, пол-октавных и третьоктавных полос приведены в табл. 7.
Таблица 7
Граничные частоты октавных полос в гц	Среднегеометрические частоты в гц		
	октавные полосы	пол-октавной полосы	треть октавной полосы
		63	50
45—90	63	90	63
			80
		125	100
90—180	125	180	125
			160
		250	200
180—355	250	355	250
			320
		500	400
355—710	50	710	500
			630
		1000	800
710—1400	1000	1400	1000
			1250
		2000	1000
1400—2800	2000	2800	2000
			2500
		4000	1000
2800—5000	4000	5000	2000
			2500
		8000	6300
5000—11900	8000	11 200	8000
			10 000
Фирма «Doy» выпустила снабженный микрофоном спектрометр типа 1419 на транзисторах с октавными фильтрами.
Для регистрации уровней звукового давления на ленте или записи времени реверберации могут применяться самописцы — реги
57
страторы уровней: отечественный типа Н-110 или самописец типа 2305 с квадратичным детектором фирмы «Брюль и Къер», наиболее правильно измеряющий напряжение шума.
Более подробные сведения об измерительной аппаратуре можно найти в [19].
3.	Методы измерения шума
в помещениях и на территориях
Для оценки шума по санитарным нормам следует проводить измерения уровней звукового давления в октавных полосах в диапазоне средних частот 63—8000 гц, а при необходимости лишь ориентировочной оценки шума — только уровни звука в дб А.
При проведении измерений микрофон шумомера должен быть направлен в сторону источника шума и удален не менее 0,5 м от человека. При ветре со скоростью более 1 м!сек следует производить измерения с противоветровым приспособлением.
При измерениях шумомер включают на положение «быстро». При стабильных шумах и шумах, имеющих флуктуацию уровней до 5 дб, берут отсчет по среднему положению стрелки при ее качании, а для импульсных шумов — по максимальному отклонению. В каждой точке измерения повторяются не менее трех раз и результаты усредняются. Для шумов, имеющих флуктуацию уровней более 5 дб, следует снимать показания шумомера через короткие промежутки времени (порядка 1 сек.) для последующего расчета эквивалентного уровня.	,
Измерения шума от внутренних источников в помещениях жилых и общественных зданий проводят при закрытых окнах по крайней мере в трех точках на высоте 1,2 м, удаленных не менее чем на 1,2 м от ограждающих конструкций. При измерении шума от внешних источников открывают форточки или приоткрывают окна.
Измерения шума на территориях, прилегающих к зданиям с нормируемыми в них уровнями шумов, на площадках отдыха микрорайонов и кварталов, на территориях больниц и санаториев, проводятся на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, расположенных на расстоянии 2 м от стен здания и зеленых насаждений.
Измерения шума для выявления шумового режима на территориях проводятся в течение суток с интервалами не более 2 ч в точках, определяемых координатной сеткой. Размеры ячеек координатной сетки и график часов замеров устанавливаются специальной программой.
Измерения шума на рабочих местах промышленных предприятий производятся на уровне уха работающего при включении не мене 2/3 установленного оборудования в характерном режиме его работы. Количество и расположение точек замеров в цехах следует принимать:
а)	для цехов с однотипным оборудованием — не менее чем на трех рабочих местах в средней части цеха;
58
б)	для цехов с групповым размещением разнотипного оборудования — не менее чем на трех рабочих местах для каждого типа оборудования.
Измерения шума в производственных помещениях, не имеющих шумного оборудования, например в кабинах наблюдения и дистанционного управления, проводятся при закрытых окнах и включенной механической вентиляции в трех точках, удаленных не менее чем на 2 м от ограждающих конструкций, а для кабин и помещений малого размера — в середине кабины или помещения.
4.	Методика измерения шумовых характеристик машин
Решение задачи нормирования и контроля шума машин и оборудования возможно только на основе единой методики: результаты акустических измерений шумовых характеристик машин зависят от условия испытаний, способа установки изделий, режима их работы и т. д. Действовавшие у нас до недавнего времени ведомственные методики и нормали, касающиеся определения шумовых характеристик машин, имели существенные различия; они не позволяли получать единообразные результаты, не зависящие от условий измерений.
НИИ строительной физики Госстроя СССР совместно с Всесоюзным научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений, Институтом гигиены труда и профессиональных заболеваний и Ленинградским институтом охраны труда разработали ГОСТ 11870—66 «Машины. Шумовые характеристики и методы их определения», утвержденный в начале 1966 г. Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов.
При разработке стандарта были учтены рекомендации Международной организации по стандартизации и Постоянной комиссии по стандартизации СЭВ.
Стандарт распространяется на определение шумовых характеристик всех видов машин, механизмов, средств транспорта, технологического оборудования, механизированного инструмента, а также отдельно проверяемых узлов машин (подшипники, редукторы и т. п.), создающих стабильные шумы при неизменном режиме работы1. Основными шумовыми характеристиками машин являются уровни звуковой мощности шума, создаваемого машиной в воздушной среде, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц и характеристики направленности излучения. Дополнительными шумовыми характеристиками являются уровень звука или уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в диапазоне 63—8000 гц. Дополнительные шумовые характеристики служат для проведения контрольных испытаний машин по сокра
1 В дальнейшем все упомянутые истопники шума будут именоваться машинами.
59
щенной программе и сопоставления их результатов с характеристиками машин, определяемыми при типовых испытаниях.
Устанавливаются четыре возможных метода определения основных шумовых характеристик машин:
а)	в свободном звуковом поле, заглушенных камерах, помещениях с большим звукопоглощением или открытом пространстве;
б)	в отраженном звуковом поле, реверберационных камерах или гулких помещениях;
в)	в обычных помещениях с помощью образцового источника шума;
г)	на растоянии 1 м от наружного контура машины.
Необходимо отметить, что первый метод является основным для всех видов машин и обязателен для машин, имеющих резко выраженную направленность излучения.
Метод определения в отраженном звуковом поле применяется для машин, когда не требуется определения направленности излучения. Кроме того, он не обеспечивает достаточной точности определения уровней звуковой мощности в октавной полосе со средненеобходимо учесть для машин, излучающих низкочастотный шум.
Метод определения с помощью образцового источника шума должен применяться при невозможности использования методов свободного и отраженного полей.
, Метод определения на расстоянии 1 м от источника шума применяется только для ориентировочной оценки в случаях, когда для машин большого размера (более 2 м) невозможно провести измерения в помещениях с помощью первых трех методов.
Метод определения уровня звуковой мощности и показателя направленности в заглу
шенных камерах, помещениях с большим звукопоглощением или открытом пространстве. Основное условие проведения измерений по этому методу — наличие свободного звукового поля. Это поле может считаться удовлетворительным, если при уменьшении расе го-яния от всех точек измерений до источника шума «в два раза уровень звукового давления в диапазоне частот измерений увеличивается не менее чем на 5 дб, а при увеличении этого расстояния в два раза уменьшается не менее чем на 4 дб.
60
геометрической частотой 63 гц. Это о-я
Рис. 23. Расположение точек измерений а — на полусфере; б — на сфере; О — число точек на полусфере 8, на сфере 16; •—• — число точек на полусфере 16, на сфере 32
Машину, шумовые характеристики которой определяют, устанавливают в середине помещения (при измерениях на сфере) или в центре площадки для измерений (при измерениях на открытом воздухе или на полусфере).
Точки измерений располагаются на измерительной поверхности (сфере или полусфере) в соответствии с рис. 23. Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы должно быть не менее двух максимальных размеров машины Iмакс И Не менее 0,25 м. При проведении измерений на полусфере рекомендуется 8 точек измерений, а при измерениях на сфере— 16 точек. Измерения проводят: уровней звукового давления в октавных полосах в диапазоне частот 63—8000 гц и уровней звука в дб А. Если разница между наибольшим и средним значениями составляет более 5 дб, то число точек измерений удваивают.
Вычисление уровня звуковой мощности Lp в децибелах для каждой октавной полосы проводится по формуле
Lp=L+10 1g
•->0
где L — средний уровень звукового давления на измерительной поверхности в дб\
S — площадь измерительной поверхности в м2\
So — 1 м2.
Выбор точек на измерительной поверхности для определения характеристик направленности излучения зависит в основном от характера излучения шума машины. Характеристики направленности излучения определяют как угловое распределение относительных уровней звукового давления в октавных полосах частот, угловое распределение относительных уровней звука в дб А или показатель направленности излучения.
Метод определения уровня звуковой мощности в реверберационных камерах или гулких помещениях. Пригодность помещений дли проведения измерений по этому методу определяется условием, согласно которому разность средних уровней звукового давления в диапазоне частот измерений в точках на расстояниях от машины, рав-| 2  	2 з 
ных vyV и "7-у V (где V—объем помещения), не превышает о	О
2 дб.
Машину устанавливают на пол помещения так, чтобы все ее части находились не ближе 1 м от ограждающих поверхностей помещения. Измерения уровней звукового давления в октавных полосах проводят не менее чем в пяти точках звукового поля. Точки должны быть расположены не ближе чем на расстоянии г=у/ или не ближе максимального размера машины /макс от внешнего контура машины. Точки измерения должны отстоять не менее чем на 1 м от ограждающих поверхностей помещения и одна от другой и на 2 м от углов помещений (рис. 24).
61
/го
2,50	<-,10
Рис. 24. Пример установки испытуемой машины и размещение точек измерения в реверберационной камере. Размеры машины 1X2X1 лг, объем помещения V=150 -м3; длина помещения Д=7,2 м; ширина = 5,2 м; 'высота Я=4 м; стены, пол и потолок оштукатурены и окрашены масляной краской; площадь поверхности 5=174 ж2:
Л„акс = 0,02X174 = 3,5 л<2; г= =0,85 м;
/макс = 2 м; выбрано гМакс=2 м. Заштрихована область, где могут располагаться точки измерений на высоте h = 1,24-3 м
Вычисление уровня звуковой мощности в децибелах в октавных полосах производят по формуле
£р = L + (10 1g АМ0) —6, где L — средний измеренный уровень звукового давления в дб;
А — эквивалентная площадь звукопоглощения измерительного помещения; рассчитывается по формуле
А = 0,164 — 7'
где V — объем помещения в м3;
Т — измеренное время реверберации измерительного помещения в сек;
Ло~ 1 л2.
Метод определения уровня звуковой мощности в обычных помещениях с помощью образцового источника шума. Определение уровней звуковой мощности производят путем сравнения шума машины с шумом образцового источника с известными октавными и корректированными уровнями звуковой мощности. Измерения проводят в такой последовательности. В помещении, где установлена машина, измеряют октавные уровни звукового давления L в диапазоне частот измерений или уровней звука LA на измерительной поверхности (сфера или полусфера). Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы должно быть не менее двух максимальных размеров машины (или образцового источника) и не менее 0,5 м. Точки измерения должны находиться не ближе чем 1 м от ограждающих поверх
ностей помещения. По измеренным уровням находят средний октавный уровень звукового давления L или средний уровень звука Ьл. Образцовый источник устанавливают в том же месте, что и испытуемую машину. Если не представляется возможным удалять испытуемую машину, то образцовый источник устанавливают на ее или в непосредственной близости от нее. Измерения уровней звуко-62
;вого давления образцового источника Ло или уровней звука LA. производят в тех же точках измерительной поверхности, что и при измерениях с испытываемой машиной, после чего определяют Lo и La.
Вычисление октавного уровня звуковой мощности в децибелах производят по формуле
Lp = Lp0 + (L — Lq), где
Lp0 — известный уровень звуковой мощности образцового источни-__ ка в дб;
L — средний октавный уровень звукового давления по измери-тельной поверхности, в дб;
Lq — то же, что и L, но при работе образцового источника, в дб Образцовый источник шума должен иметь не зависящее от окружающих условий постоянное по времени излучение с широкополосным спектром в диапазоне 63—8000 гц и неравномерность характеристики направленности излучения не более ±6 дб.
Метод приближенного определения уровня звуковой мощности на расстоянии 1 Л! от наружного контура машины. По этому методу точки измерения располагают на измерительной
поверхности вдоль двух ли- 7	|___  d у
ний измерений в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 25). Расстояние d от измерительной по
Рис. 25. Расположение измерительных л^-ний и точек измерений
а — в вертикальной плоскости; б — в горизонтальной плоскости; h— высота измерительной линии над полом, х — основные точки, о — дополнительные точки
верхности до наружного контура машины должны равняться 1 м. Точки измерений не должны располагаться ближе 1 м от ограждений и поверхностей соседних машин и 2 м от углов
помещения.
Высота расположения линии измерений над полом h равна половине высоты машины Н. Минимальное число точек, в которых необходимо проводить измерения, — пять (основные точки приведены на рис. 25). Остальные точки располагаются равномерно между основными на расстоянии не менее 1 м друг от друга. Если измеренные уровни в этих точках отличаются от среднего уровня или
63
от соседних точек более чем на 5 дб, то устанавливают дополнительные точки в середине между принятыми измерительными точками. Средние уровни звукового давления или средний уровень звука на опорном радиусе Lr в децибелах вычисляют по формуле
Lr = L + 20 lg 'on
где L — средний октавный уровень звукового давления на измерительной поверхности, в дб;
гОп — принятый опорный радиус, измеряемый от центра измерительной поверхности, к которому приводятся в случае необходимости результаты измерений; опорный радиус должен быть равен 1, 3 или 10 и;
rs — радиус эквивалентной полусферы, в м;
1
Га(& + с) Г
5 [ 2 J
Величины а, b и с указаны на рис. 4.
Уровни звуковой мощности в октавных полосах будут на 8, 18 или 28 дб больше вычисленных средних уровней звукового давления в тех же октавных полосах соответственно при опорных радиусах, равных 1, 3 и 10 м.
Измерения для определения шумовых характеристик машин должны проводиться шумомером с полосовыми фильтрами или соответствующим измерительным трактом, включающим самописец для измерения времени реверберации. Подробно методика измерений шумовых характеристик машин изложена в [19].
Г л а в а V
ШУМОВЫЕ РЕЖИМЫ В ПРОМЫШЛЕННЫХ, ЖИЛЫХ
И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ И НА ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДОВ
И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА
В настоящее время принято классифицировать шумы как: а) производственные — в промышленных предприятиях; б) жилищно-коммунальные — в жилых и общественных зданиях; г) городские уличные — на территориях городов и населенных пунктов, возникающие в основном от движения средств транспорта.
Необходимо подчеркнуть, что такая классификация является весьма условной; так, например, шумы инженерного и санитарного технического оборудования зданий не выделены в самостоятельную группу и могут возникать как в производственных, так и в жилых и общественных зданиях.
64
1.	Производственные шумы
Для правильной организации борьбы с шумами на производстве необходимы сведения о характеристиках основных источников шума и шумовых режимах, наблюдающихся на рабочих местах.
Сопоставляя фактические параметры шума с нормативными, можно выявить необходимость снижения параметров производственного шума. Основными источниками шума в промышленных предприятиях являются технологическое оборудование и системы вентиляции.
Проведенные НИИ стройфизики Госстроя СССР натурные исследования показали, что во многих производственных предприятиях на рабочих местах шум значительно превышает нормативные требования.
Текстильная промышленность. На рабочих местах ткацких це хов комбината им. Свердлова (Москва), фабрики «Красные тек-' стильщики» (Москва), хлопчатобумажном комбинате (Краснодар) шум превышает предельно допустимый спектр1 в широком диапазоне частот (200—8000 гц) на 8—12 дб. В прядильных цехах хлопчатобумажного комбината в Краснодаре шум на рабочих местах превышает норму на 3—5 дб в диапазоне от 800 до 6500 гц. Во всех обследованных цехах (кроме комбината им. Свердлова) мероприятия по снижению шума не проводятся.
В крутильных цехах комбинатов искусственного волокна (Клин, Чернигов и др.) шум превышает норму на 10—20 дб, начиная с частоты 600 гц и выше. В некоторых цехах выполнены звукопоглощающие облицовки потолков. Это мероприятие значительно снижает шум (на 8—10 дб) и улучшает условия работы, но шум на рабочих местах в некоторых случаях все же остается несколько выше нормы.
В шлифовальном цехе шпульно-катушечной фабрики (Москва) шум превышает норму на 4—10 дб в диапазоне 500—8000 гц. При реконструкции цеха предположено устройство звукопоглощающих облицовок потолка.
Машиностроительная промышленность. В шариковых цехах Государственного подшипникового завода (Москва) шум на рабочих местах превышает норму на 7—25 дб в диапазоне 250—8000 гц.
В новых автоматических цехах завода превышение норм составляет 4—5 дб в диапазоне 800—2500 гц. Мероприятия по снижению шума отсутствуют. Недостаточна звукоизоляция наиболее шумных цехов и участков от остальных, более тихих помещений. Не предусмотрены также специальные кабины и звукоизолированные помещения для мастеров и начальников участков и для отдыха
1 Здесь и далее сопоставление фактического шума с допустимым проводится в соответствии с нормами СН 245.
3 Зак. 297
65
рабочих. Не продумана планировка (с точки зрения шумности) внутри зданий цехов. Виброизоляция тяжелых прессов и других станков, создающих динамические нагрузки, отсутствует так же, как и глушители мощных вентиляционных и вытяжных установок. Акустического благоустройства конторских помещений и помещений административно-хозяйственного назначения проектом не предусмотрено.
На участках испытаний в цехах сборки и испытания моторов Ярославского моторного завода шум превышает норму на 10— 25 дб во всем диапазоне частот, начиная с 125 гц. В цехе СИМ-1 мероприятия по снижению шумя совсем не предусмотрены; в цехе СИМ-2 предполагается в дальнейшем устройство звукоизоляционных кабин наблюдений и кабин отдыха рабочих, а также дистанционное управление стендами.
В экспериментальных цехах (исследование и испытание новых моделей моторов) шум в некоторых стендах и кабинах наблюдения значительно превышает норму (на 7—18 дб). Лишь часть стендов, построенная в последние годы, отвечает необходимым требованиям; звукоизолированные кабины, герметичные двери и звукопоглощающие облицовки обеспечивают снижение шума до нормы.
В обрубочном цехе Электростальского завода тяжелого машиностроения шум на участке обрубки литья превышает норму на 3—10 дб; в цехе металлоконструкций шум при шлифовке деталей выше нормы на 5—10 дб в диапазоне 500г-1 000 гц. Мероприятия по снижению шума нигде не осуществлены.
На участке выбивки форм, обрубки, галтовки и зачистки литья завода «Станколит» (Москва) превышение шума над нормой составляет 13—35 дб в диапазоне 500—8000 гц.
Металлургическая промышленность. В мартеновских цехах заво дов «Азовсталь» и «Серп и молот» шум в основном создается работой душирующих вентиляторов и воздуходувок, а также при работе завалочной машины и превышает норму. Мероприятий по снижению шума не предусмотрено.
В прокатных цехах заводов «Азовсталь», «Серп и молот» и им. Ильича (г. Жданов) шум на расстоянии 10 м от блюминга превышает норму на 3—11 дб, начиная со 125 гц. Шум превышает норму: при работе дисковых пил (в пульте управления) — на 7—16 дб, начиная с 250 гц; в рельсо-балочном цехе (пульт управления) при 'передвижении балок по шлямерам —на 11—38 дб, начиная с 250 гц; у травильного агрегата стана холодного проката — на 2— 6 дб в диапазоне от 250—4000 гц. Мероприятия по снижению шума не осуществляются.
Заводы железобетонных изделий. Шум при виброуплотнении превышает норму на 20—25 дб во всем диапазоне частот. При этом шум от работы вибростендов распространяется вдоль всего цеха с очень небольшим затуханием. Очень шумными являются почти все виброплощадки и стенды, несмотря на большое разнообразие их 66
конструкций и размеров. Мероприятия по снижению шума, как правило, не предусмотрены.
Деревообрабатывающие заводы и цехи. Почти все цехи деревообрабатывающих комбинатов (начиная с пилорам и кончая обработкой готовых изделий) являются очень шумными. Шум на рабочих местах у пилорам различных марок превышает норму на ..5—12 дб, начиная с 300 гц и выше. Шум строгальных, рейсмусовых л других станков высокочастотный, зависит от жесткости обрабатываемой древесины и размеров обрабатываемых деталей и превышает норму на 15—20 дб в широком диапазоне частот, начиная со 125 гц. Мероприятия по шумоглушению не предусмотрены.
Борьба с производственным шумом может осуществляться по трем основным путям.
Во-первых, снижением шума непосредственно в источнике его возникновения путем применения малошумного оборудования, нанесением вибропоглощающих покрытий на детали агрегатов и др., позволяющими либо ослабить шум в источнике его образования, либо локализовать его внутри агрегата.
Во-вторых, снижением шума на пути его распространения от источника до данного изолируемого помещения или пространства выбором рациональной планировки участка, здания или помещения, применением специальных звукоизолирующих и звукопоглощающих конструкций, звукоизолирующих конструкций стен и перекрытий, звукопоглощающих облицовок помещений и каналов, рациональной установкой оборудования, в том числе на виброзвукоизолирующих основаниях, устройством глушителей шума и звукоизолирующих кожухов, акустических экранов и т. п.
В-третьих, снижением вредного действия шума путем применения индивидуальных средств защиты от шума рабочих или изменением режима их труда.
Для выбора метода снижения шума в источнике в первую очередь необходимо знать причину шумообразования в агрегате.
Шумы, возникающие в различном оборудовании, можно условно разделить на шумы механического или вибрационного проис-.хождения и шумы аэродинамического происхождения.
Шум механического происхождения возникает в результате одиночных или периодических ударов в сочленениях и рабочей зоне оборудования. Под ударами здесь следует подразумевать любые динамические усилия, вызывающие упругие деформации деталей оборудования. Такие деформации проявляются в виде вибраций, распространяющихся от их источника к наружным поверхностям оборудования, которые излучают шум в воздух (воздушный звук) или передают вибрации фундаментам или другим поддерживающим конструкциям (структурный звук).
Уровень акустической мощности шума, излучаемого оборудованием в воздух, зависит как от интенсивности колебаний вибрирующих поверхностей, так и от размеров, формы, способа закрепле
3* Зак 297
67
ния и других особенностей этой поверхности, влияющих на ее сопротивление излучению.
Аэродинамические шумы в оборудовании возникают при истечении сжатого воздуха или газа из отверстий (например, выпуск отработанного воздуха в пневматических машинах) в . результате взрывных процессов в цилиндрах (двигатели внутреннего сгорания), горения жидкого или распыленного топлива в форсунках (газовые турбины), пульсаций давления при движении потоков воздуха и газа в трубах или каналах (компрессоры, вентиляторы) или при движении в воздухе тел с большими скоростями.
В соответствии с особенностями шумообразования в машинах применяются определенные методы борьбы с ним./Так, чтобы избежать возникновения интенсивных вибраций в зоне действия динамических сил, необходимо всемерно уменьшать колебательное ускорение движущихся деталей и рабочих органов оборудования, увеличивая, по возможности, равномерность их движения.
Для этого можно рекомендовать заменять ударные процессы безударными, возвратно-поступательное движение равномерным вращением, применять вместо прямозубных косозубные или шевронные шестерни и червячные передачи, а также заменять зубчатые передачи другими, осуществлять тщательную статическую и динамическую балансировку движущихся деталей, максимально сокращать допуски при проектировании, изготовлении и монтаже агрегатов с целью уменьшения люфтов, широко применять принудительную смазку трущихся поверхностей в сочленениях для предотвращения их износа и возникновения шума от трения, используя вместо подшипников качения подшипники скольжения.
Шум оборудования может быть снижен также, если удастся предотвратить и затруднить распространение вибраций от их источника к наружным поверхностям оборудования. Распространение вибраций происходит в результате изгибных или продольных колебаний. Для их снижения следует применять различные способы вибропоглощения и виброизоляции: использовать материалы с большим внутренним трением (пластмассы, стеклопластики и т. п.), облицовывать вибрирующие детали специальными вибропоглощающими материалами, вводить в кинематические схемы промежуточные звенья, вносящие большое затухание при передаче вибрации (например, шестерни из капрона, текстолита или резины), применять виброзвукоизолирующие прокладки (например, в виде резиновых манжет на обоймах подшипников), пользоваться для передачи усилий эластичными муфтами, пружинами, упругими прокладками и другими устройствами, выполняющими роль механических фильтров, через которые не могут проникать колебания звуковой частоты.
Снижение шума, излучаемого вибрирующими наружными поверхностями агрегатов, может быть достигнуто ослаблением вибраций этих поверхностей и уменьшением сопротивления. Для этой цели применяются покрытия больших поверхностей корпуса агрега-
68
та вибропоглощающими материалами или изготовление их из материалов с большим внутренним трением. Устройство упругих прокладок (например, из резины) в местах прилегания крышек и щитов к агрегату для устранения их дребезжания также снижает про-•изводственный шум. Большую роль в снижении шума может сыграть виброизоляция ограждающих конструкций от соприкасающихся с ними или проходящих сквозь них вибрирующих деталей с небольшой поверхностью. Обеспечение несовпадения частот собственных колебаний элементов оборудования с основной частотой возникающей силы и ее гармоник может быть достигнуто путем изменения веса или жесткости отдельных элементов и уменьшения сопротивления излучения поверхности (например, перефорацией поверхности или замены сплошного ограждения решетчатым).
Значительное место в борьбе с шумом занимают правильный режим эксплуатации оборудования, хороший уход за ним и своевременный текущий ремонт. Чем ближе эксплуатационный режим оборудования к режиму максимального коэффициента полезного действия для данного оборудования, тем обычно меньше создаваемые им вибрации и шумы, а чем выше качество ремонта оборудования, тем меньше отличаются акустические характеристики оборудования от паспортных.
Примерное снижение шума при некоторых конструктивных и технологических операциях может составить [27]: при ликвидации погрешностей в зацеплении шестерен 10 дб, при изменении формы зубьев шестерен 5 дб, при замене одной из стальных шестерен (в паре) на капроновую 12 дб, при замене зубчатой передачи на клиноременную 15 дб, при ликвидации перекоса внутреннего кольца шарикоподшипников 10 дб, при замене подшипников качения на подшипники скольжения 15 дб, при замене электродвигателя менее шумным 15 дб, при замене жестких абразивных кругов на гибкие 15 дб, при повышении точности изготовления и сборки бабки токарного станка 12 дб.
Снижение шума оборудования, возникшего в результате аэродинамических процессов, достигается путем ограничения скорости обтекания деталей агрегата воздушными и газовыми струями и уменьшения вихреобразования в струях.
В тех случаях, когда все возможные меры по уменьшению шумов в источнике их образования приняты, следует использовать способы снижения шума по пути его распространения, предусмотрев необходимые строительно-акустические и архитектурно-планировочные мероприятия, что позволяет добиться дополнительного снижения уровней шума, а иногда является наиболее целесообразной и единственно возможной мерой снижения шума. К этим мероприятиям относятся: рациональное взаимное расположение шумных и тихих цехов; надлежащее размещение оборудования внутри цехов, учитывающее не только технологические требования, но и шумовые характеристики оборудования; обеспечение надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций; установка звукоизолированных
69
кабин наблюдения, звукоизолирующих перегородок и экранирующих конструкций; использование звукопоглощающих облицовок стен и потолков, а также штучных звукопоглотителей.
Возможность, целесообразность и эффективность проведения тех или иных строительно-акустических и архитектурно-планировочных мероприятий зависит от многих факторов: частотного состава шума, уровней шума и их распределения по цеху, акустических характеристик помещения, конфигурации и высоты цеха, .типа его освещения, наличия 'и расположения различного подъемно-транспортного оборудования, характера и последовательности технологического процесса, количества рабочих, обслуживающих участок, расположения рабочих мест и т. д.	z
Необходимость и возможность тех или иных строительно-акустических мероприятий по снижению производственного шума определяются степенью механизации и .автоматизации производственных процессов; количеством и расположением наиболее шумного оборудования; числом людей, подвергающихся воздействию чрезмерного шума.
С этой точки зрения все основные цехи промышленных предприятий можно подразделить на три основные группы:
1)	полностью автоматизированные цехи, в которых наблюдение за работой оборудования осуществляют 1—4 дежурных оператора, находящихся у пульта управления. К таким цехам можно отнести некоторые цехи-автоматы, машинные залы прокатных цехов, компрессорные и насосные станции и т. д.;
2)	автоматизированные цехи, оборудование которых требует частого налаживания и регулирования. В этих цехах нет фиксированных рабочих мест, но рабочие-наладчики и контролеры могут находиться у любого станка;
3)	наиболее многочисленная группа, в которую входят все неавтоматизированные цехи, характерные большим количеством фиксированных рабочих мест и почти постоянным присутствием рабочего у определенного станка или группы станков.
В этой группе следует различать цехи, в которых интенсивные источники шума расположены относительно равномерно по рабочей площади, и цехи, где имеется один или несколько шумных станков, расположенных рядом с малошумными участками.
Особую группу составляют боксы испытания моторов, коробок передач, турбокомпрессоров и т. п.
В первой группе цехов и в боксах испытания основная задача заключается в защите от шума 1—4 операторов, находящихся у пультов управления и наблюдения. Для этого достаточно установить звукоизолированные кабины наблюдения.
Необходимая звукоизоляция кабин определяется уровнями и спектральным составом шума в цехе или боксе испытания. На особенно шумных участках с уровнями шума свыше 120—130 дб (например, на мотороиспытательных станциях) кабины должны осуществляться из железобетонных или кирпичных конструкций с
70
^двух- или трехслойными смотровыми окнами из утолщенного стекла, массивными дверями и тамбурами. Однако в большинстве случаев (например, в машинных залах, доменных цехах и т. п.) достаточны легкие конструкции (из листового металла, гипсобетонных илит и т. п.).
Большое внимание при проектировании и производстве работ необходимо обращать на тщательную герметизацию окон, дверей и различных вводов в кабину. Внутренние поверхности потолка и стен кабин следует облицовывать звукопоглощающими материалами.
Примером удачно спроектированных и построенных кабин наблюдения могут служить кабины в новых боксах Ярославского моторного завода: стены кабин—кирпичные толщиной в один кирпич; входные двери в кабины и из них в боксы испытаний — массивные с клиновыми затворами; смотровые окна — двойные из толстого стекла и с резиновыми прокладками по периметру. В боксах и кабинах предусмотрены звукопоглощающие облицовки стен и потолка. Для оценки эффективности осуществленных конструкций кабины были произведены измерения общих уровней и спектров шума в боксах и кабинах наблюдения. Уровни звукового давления в кабине, даже при максимальном числе оборотов двигателя, во всех октавных полосах находятся в пределах нормативной кривой (для кабин наблюдения). Эффективность конструкций составила 14-~ 21 дб на низких частотах и 22—35 дб на высоких.
Наиболее радикальный путь снижения шума во второй группе цехов — звукоизоляция наиболее шумных станков и агрегатов или их узлов, установка глушителей шума, нанесение вибропоглощающих покрытий на вибрирующие поверхности оборудования и т. д. Автоматическое оборудование допускает возможность широкого применения звукоизолирующих кожухов. Комплекс перечисленных мероприятий позволит значительно снизить уровни шума в цехе. Так, например, эффективность кожуха составляет на низких частотах 5—15 дб, а на высоких 20—40 дб; вибропоглощающие покрытия снижают уровни шума на низких частотах на 4—6 дб, а на высоких — на 10—20 дб [27].
Из строительно-акустических средств снижения шума целесообразно использовать звукопоглощающие облицовки и штучные зву-копоглотители. Применение звукопоглощающих облицовок в производственных помещениях позволяет снизить уровень отраженного от стен и потолка звука и тем самым уменьшить общий шум в помещении, а акустические условия в цехе приблизить к условиям открытого пространства (см. гл. IX).
В зарубежной практике часто вместо звукопоглощающих облицовок применяют штучные звукопоглотители, представляющие собой объемные конструкции в виде призм, пирамид и конусов, сделанных из перфорированного металла, фанеры или пластмассы и* заполненных минеральной ватой или стекловолокном.
Как известно, вредное воздействие шума определяется не только его интенсивностью и частотным составом, но и продолжитель
71
ностью воздействия. В свете сказанного, в цехах третьей группы, где рабочий находится у определенного станка в течение всей рабочей смены, особенно важно обеспечить требуемое снижение уровней шума. Однако здесь эта задача наиболее трудноразрешима. Необходимость свободного доступа к различным рабочим узлам и органам станка ограничивает возможность звукоизоляции в источнике. В этих цехах следует в первую очередь обращать внимание на возможность комплексной механизации (допускающей дистанционное управление) и 'автоматизации ряда шумных производственных процессов (например, операций формовки и выбивки в литейных цехах, резки горячего металла в прокатных цехах, испытания моторов в цехах серийного выпуска моторов и т. д.).
В цехах с равномерно рсположенным однотипном оборудованием разница в уровнях шума на рабочих местах, в проходах и других более удаленных от станков точках невелика и составляет 2—3 дб. Здесь наиболее целесообрдзно применять звукопоглощающие облицовки. Особенно эффективно они применяются в цехах текстильной промышленности, что объясняется высокочастотным шумом ткацких и прядильных станков, небольшой высотой потолков (4—4,5 м), отсутствием каких-либо конструкций, трубопроводов и т. п., проходящих под перекрытием, и рядом других факторов.
В цехах с разнотипным шумным оборудованием особое внимание следует уделять правильной планировке с точки зрения распределения шума. Проектировщики и технологи должны заранее знать шумовые характеристики станков и располагать их таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимально возможной площади помещения. Между участками разной шумности следует устраивать перегородки или размещать подсобные помещения, склады сырья, инструментов, готовых изделий и т. п.
Так же, как в цехах второй группы, здесь возможно широкое использование звукопоглощающих облицовок и штучных звукопо-глотителей. Сочетание облицовок с рациональной планировкой дает положительные результаты. В качестве примера можно привести результаты мероприятий по снижению шума, проведенных в инструментальном цехе одного из заводов западной электрокомпании (США) [38].
На рис. 26, а представлена схема размещения оборудования в старом помещении цеха- Наибольший шум производили высадочные машины. Малошумные станки и станки средней шумности находились в непосредственной близости к этим машинам. В новом помещении (рис. 26, б) участок высадочных машин отделен легкими перегородками от остальной части цеха, между отдельными группами станков размещены склады сырья и готовых изделий. Потолок, стены и перегородки облицованы звукопоглощающими материалами. Для оценки проведенной работы сделано сравнение общих уровней шума в отдельных группах станков в старом и новом по
72
мещениях. В группе больших высадочных машин уровень снизился со 102 до 92 дб, в группе средних — со 104 до 94 дб, в группе малых— со 102 до 95 дб, в группе долбежных станков —с 99 до 86 дб, в группе резьбонарезных станков—с 98 до 90 дб и т. I.
В ряде цехов третьей группы один или несколько интенсивных высокочастотных источников шума, занимающих небольшую часть
а)
Рис. 26. Схема размещения оборудования
а —в старом помещении инструментального цеха; б —в новом помещении цеха; 7 — штамповочные прессы; 2 —долбежные станки; 3 — резьбошлифовальные станки; 4 — высадочные машины; 5 — резьбонарезные станки; 6 — галтовочные барабаны; 7 — склады; 8 — контора; 9 — участок контроля; 10 — ремонтная мастерская; 11 — звукопоглощающие облицовки
цеха, создают неблагоприятные условия труда на соседних малошумных участках (например, дисковые пилы для резки горячего металла в прокатных цехах, выбивные решетки в литейных цехах и т. д.). Разместить такое оборудование в отдельном звукоизолированном помещении или отделить его перегородками от остальной части цеха часто не представляется возможным. В подобных случаях можно устраивать выгородки, представляющие собой ограждения высотой 3—4 м с проемами для возможности транспортировки сырья и готовых изделий.
73
Примером удачного решения могут служить ограждения штамповочного пресса на одном из заводов Резиновой компании (США) [40].
Общий вид и план выгородки представлены на рис- 27, а, б. Несмотря на значительные проемы в ограждении, достигнуто заметное снижение уровней щума на соседних участках.
Оборудование, не требующее частого обслуживания (например, галтовочные и полировочные барабаны), можно помещать в звуко-
Рис. 27. Звукоизолирующая выгородка а — общий 'вид выгородки; б — план выгородки
изолированные камеры. Расчет требуемой звукоизолирующей способности ограждающих конструкций камеры аналогичен расчету кабин наблюдения. На одном из машиностроительных заводов США [49] в такие камеры установили галтовочные барабаны. В результате общий уровень звукового давления, измеренный на расстоянии 1,5 м от барабана, снизился на 23 до. В каждый из четырех октавных .полос (в диапазоне 600—10000 гц) достигнуто снижение на 22—24 дб.
Для защиты рабочих, непосредственно обслуживающих шумное оборудование от воздействия интенсивного высокочастотного шума, следует применять экраны. Действие экрана основано на явлении дифракции, т. е. огибания преграды звуковой волной и образования за экраном области звуковой тени. *
Материал и толщину экрана следует подбирать таким образом, чтобы его звукоизолирующая способность (для экранируемых частот) была больше его эффективности. Для достижения большего заглушения экраны желательно облицовывать со стороны источника шума звукопоглощающими материалами. Эффективность эк-74
ранирования составляет 3—5 дб на низких частотах и 15—20 дб на высоких.
2.	Шумы в жилых и общественных зданиях
Шумы, возникающие в жилых и общественных зданиях, могут быть подразделены на бытовые, связанные с жизнедеятельностью людей, и механические, связанные с работой инженерного и санитарно-технического оборудования (лифты, вентиляторы, насосы и т. д.).
Бытовые шумы создаются проживающими или находящимися в доме людьми. Громкий разговор, мение, играна музыкальных инструментах, крики и плач детей и особенно работа телевизоров, радиоприемников, проигрывателей и магнитофонов вызывают возникновение в воздухе и распространение в нем так называемого воздушного шума. При ходьбе, танцах и передвижении мебели в ограждениях дома создаются звуковые колебания, которые передаются на конструкции перекрытий, стены и перегородки и распространяются по зданию на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит из-за очень малого затухания звуковой энергии в тех материалах, из которых обычно возводятся конструкции зданий.
Вентиляторы, насосы, лебедки лифтов и другое механическое оборудование зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шума, возникающего в зданиях. Так, вентиляционные установки создают сильный воздушный шум, который, если не приняты соответствующие меры, распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Помимо этого, вентиляторы, как и другое механическое оборудование, вследствие вибрации вызывают весьма интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям здания и излучаются в помещения, даже далеко расположенные от источников шума.
Особенно сильный шум может возникнуть в помещении, над которым установлены вентиляционные установки. Часто вентиляционные установки и насосы располагаются в подвальных помещениях, Это оборудование, если оно установлено без соответствующих звукоизоляционных мероприятий, вызывает в фундаментах колебания звуковой частоты, которые передаются стенам здания и распространяются по.ним, создавая шум в квартирах.
Лифты, которые всегда устанавливаются в 'многоэтажных зданиях, являются источниками значительного шума, который возникает при работе лебедки лифта, движения кабины от ударов и толчков башмаков по направляющим, щелканья этажных выключателей и особенно от ударов дверей шахты и кабины при их закрывании. Этот шум распространяется не только по воздуху в шахте и на лесничной клетке, но главным образом по конструкци-
75
ям здания вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам и перекрытиям.
Данные о суммарных уровнях звукового давления различных бытовых шумов приведены в табл. 8, из которой видно, что уровни звукового давления различных источников шумов достигают весьма значительных величин. На рис. 28 приводятся средние спектры
Рис. 28. Средние спектры различных источников шума
J — речи людей по радио; 2 — музыки по радио; 3 — музыки через проигрыватель; 4 — шума пылесоса; 5—шума полотера
•шума от речи людей, музыки по радио и через^проигрыватель и от работы пылесоса и полотера.
Таблица 8
; Наименование источников внутриквартирных шумов	Суммарный уровень звукового давления в дб		
	минимальный	средний	максимальный
			
Речь 2—3 человек		58	73	82
» по радио 		63	80	90
Музыка »	»			64	85	96
Крики детей		—	79	88
Плач »			—	80	83
Проигрыватель (музыка)		68	85	95
Пылесос		73	76	80
Электрический полотер 		70	80	84
Игра на фортепьяно		66	86	94
Приведенные данные показывают, что практически уровни шума в жилых комнатах могут достигать значительной величины.
Систематических данных о шумах, возникающих в результате работы людей и технологического оборудования в общественных и административных зданиях, в настоящее время еще нет. Что касается шумов, проникающих в помещения жилых и общественных 76
зданий в результате работы санитарно-технического и инженерного оборудования, то они в основном зависят от эффективности мероприятий по шумоглушению.
В зависимости от вида шума применяются различные мероприятия по его снижению при распространении.
Основными методами, которые могут быть использованы при ограничении распространения шума, являются: соответствующая внешняя и внутренняя планировка, устройство надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, звукопоглощение звуковой энергии вдоль путей ее распространения, надлежащий выбор оборудования, виброизоляция колебаний технического оборудования от сопрягающихся с ним ограждений или коммуникаций.
Рассмотрим подробнее средства, которыми могут быть осуществлены перечисленные методы шумоглушения.
Рационально решать планировку здания таким образом, чтобы все помещения, связанные с возникновением того или иного шума, были сосредоточены в одном месте и удалены от рабочих и жилых помещений.
Так, в жилых и общественных зданиях котельные, машинные отделения лифтов, лифтовые шахты и мусоропроводы, насосные, помещения с вентиляторами, столовые, буфеты и др. не должны примыкать к жилым и рабочим помещениям.
Кухни, ванные и санузлы рекомендуется объединять в отдельные блоки, граничащие со стенами лестничных клеток или с такими же блоками соседних квартир.
Жилые комнаты многоэтажных жилых домов, общежитий и гостиниц, рабочие комнаты административных зданий, палаты больниц и санаториев, классы и аудитории учебных заведений должны отделяться от лестничных клеток вспомогательными помещениями (кухнями, ванными, коридорами и т. п.). Гимнастические залы, мастерские и другие шумные помещения в учебных заведениях не должны располагаться в непосредственной близости от классов, аудиторий и лабораторий.
Основной для защиты помещений жилых и общественных зданий от шума является надлежащая звукоизоляция ограждающих конструкций.
Решения звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий должны обеспечивать соблюдение нормативных требований по звукоизоляции. Вопросы звукоизоляции ограждений подробно изложены в главе X.
Во многих помещениях общественных зданий целесообразно устройство звукопоглощающих облицовок, например в протяженных помещениях типа коридоров, в школах, больницах, гостиницах, что предотвращает распространение шума вдоль них. Для снижения шума в машинописных бюро, счетных станциях, вычислительных центрах, административных помещениях, ресторанах, залах ожидания железнодорожных вокзалов и аэровокзалов, ма
77
газинах, столовых и т. д. необходимо предусматривать звукопоглощающие покрытия стен и .потолков.
Описание звукопоглощающих облицовок и рекомендации по их применению даются в главе IX.
В большинстве систем вентиляции общественных зданий необходимо применение глушителей шума.
Конструкции глушителей могут иметь различные решения: наиболее простые — в виде канала, облицованного внутри звукопоглощающим материалом; пластинчатые, состоящие из ряда параллельных звукопоглощающих пластин, разделенных воздушными промежутками; сотовые; камерные и др.
Вопросы снижения шума от систем вентиляции, а-дакже инженерного и санитарно-технического оборудования изложены в. главе VIII.
Вибрации различных машин инженерного и санитарно-техни ческого оборудования, передающиеся конструкциям, на которых оно установлено, или подходящим к нему коммуникациям, являются причиной структурного звука, распространяющегося по конструкциям здания или даже по грунту на большие расстояния, и излучаются в виде воздушного звука ограждениями в удаленных тихих помещениях.
Значительного ослабления этого шума можно добиться, принимая меры по предотвращению распространения структурного звука путем установки агрегатов на виброзвукоизоляторах, выполняемых, например, нз пружинных или резиновых амортизаторов.
Необходимо также принимать меры по исключению жестких контактов виброзвукоизолированного агрегата с внешними коммуникациями. Для этого следует предусматривать резиновые вставки в трубопроводах, подходящих к насосным установкам, брезентовые или резиновые вставки в местах присоединения воздуховодов к вентилятору, компенсационные петли на проводах питания электродвигателей и другие подобные 'меры.
3.	Городские шумы
В условиях селитебной территории города наиболее мощными источниками шума являются городские транспортные магистрали-
В жилых районах шумовой фон можно, как правило, отождествлять с шумом от происходящего вдали движения транспортных средств. Даже в промышленных районах самым заметным источником шума является транспорт. Транспортные шумы в городах растут из года в год, так как мощность грузовых машин и количество передвигающегося по улицам транспорта все возрастают. Так, максимальные уровни уличных шумов в Москве с 1959 по 1969 г. выросли в среднем на 12—14 дб А.
При решении вопросов борьбы с шумом городского транспорта возникают две задачи: первая—оценить шум отдельных тран-78
t)
спортных средств с целью разработки нормативов и мероприятий по его ограничению, вторая — оценить шум транспортных потоков с целью разработки градостроительных и планировочных мероприятий по его ограничению.
В настоящее время на основе рекомендаций Международной организации по стандартизации и рекомендации подкомитета по автомобильному транспорту Европейской экономической комиссии разработана методика оценки и измерения шума автомобилей [62]. Согласно этой методике определения уровня и спектра шума, создаваемого автомобилем при движении, должно проводиться на расстоянии 7,5 м от движущегося Результаты могут использоваться в первую очередь для сравнения шумов, создаваемых различными типами автомобилей, и установления соответствия между измеренными уровнями и соответствующими нормативами. Полученные результаты измерений шума автотранспорта и являются, по существу, их шумовыми характеристиками, подлежащими оценке и нормированию.
автомобиля, измерений
Рис. 29. Уровни звука а —на расстоянии 7,5 м от движущихся на прямой передаче автомобилей: / — «Запорожец»; 2 — «Москвич»; 3— «Фиат-2100» и 4— «Волга» № 21В, б — на раестоянии 7,5 м от движущихся на прямой передаче автомобилей: 1 — МАЗ-500; 2 — МАЗ-504; 3 — МАЗ-200 с двигателем ЯМЗ-23-4; 4— МАЗ-200 с двигателем ЯМЗ-204- 5— «Шкода» № 756PT; 5— ЗИЛ-130
Весьма важными являются приведение измерений отечественного автомобильного транспорта по стандартной методике и разработка норматива по предельно допустимым уровням шума, •создаваемым им. Следует отметить, что уровень шума, производимый отдельными транспортными средствами, зависит от очень многих факторов: режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия и скорости движения транспортного средства.
79
На рис. 29,а приведены графики уровня звука в дб А на расстоянии 7,5 м от различных легковых автомобилей, движущихся на прямой передаче, в зависимости от скорости движения.
На рис. 29, б приведены такие же графики для грузовых автомобилей, показывающие, что при увеличении скорости в два раза уровни звука повышаются на 8—10 дб.
Как правило, в современных городах эксплуатируются городские железные дороги, являющиеся источниками значительного шума.
Шум поездов достигает высоких уровней, наибольшие из которых возникают на частотах в диапазоне 200—2000 гц.
Следует отметить, что шум отдельного транспортного экипажа в условиях города не имеет существенного практического значения для оценки в целом шумового режима в городской застройке. Как правило, уличный транспортный шум является результатом сложения шумов отдельных транспортных средств и зависит от их вида, количества и скорости их движения.
Поэтому для разработки необходимых градостроительных мероприятий необходимо знать данные о шумовых характеристиках транспортных потоков.
Исследования многих улиц Москвы и Волгограда, проведенные в 1960—1969 гт. ЦНИИП градостроительства, МИСИ им. Куйбышева и НИИ строительной физики, выявили, что, как правило, мак-
Рис. 30. Пример регистрации на ленте самописца транспортного шума в 7 ле от оси движения экипажей (Ленинградский проспект в Москве)
отличаются на 5—6 дб в дневные и ночные часы. При этом абсолютные величины максимальных суммарных уровней звукового давления колеблются от 90 до 95 дб; средние уровни — от 62 до 77 дб и минимальные — от 45 до 62 дб. Как правило, диапазон ке лебаний между максимумом и минимумом уровней может достигать 45—33 дб в течение суток, а также и более коротких отрезков времени.
Следовательно, транспортные уличные шумы являются шумами непостоянными, изменяющимися во времени.
Уличные транспортные шумы имеют, как правило, низкочастотный характер. Типичный спектр транспортного потока на город
80
ской магистральной улице представлен на рис. 30. Спектр записан на ленте с помощью самописца — регистратора уровней. Многократная запись уличного шума дает возможность установить, усредненный характерный спектр уличного шума.
На интенсивность транспортного шума в городах оказывают влияние многочисленные факторы, связанные с условиями движения экипажей. К этим факторам следует отнести: количество экипажей на проезжей части, типы экипажей, их техническое и эксплуатационное состояние, состояние и тип дорожного покрытия (или верхнего строения пути) и такие условия движения, как торможение или разгон экипажа, группировка экипажей около светофоров, скорость движения на перегонах, ширина и этажность застройки улицы и многие другие. Разбор и оценка этих факторов показали, что в условиях движения транспорта на грузовых и скоростных дорогах города наиболее существенное влияние на интенсивность шума оказывают только определенные факторы. К числу этих факторов относятся интен сивность, характер (состав) и скорость движения.
Результаты параллельных натурных измерений условий движения городского транспорта и уровней шума дали возможность подойти к установлению определенных зависимостей, которые можно использовать для практических целей расчета (см. рис. 91).
В жилых кварталах помимо проникающего уличного шума возникает в результате жизнедеятельности населения свой собственный, так называемый внутриквартальный шум. Основными источниками этого шума являются разговоры, крики, пение, шум от игр детей, стук от выбивания мебели, одежды и т. п. Большой шум производят заезжающие на территорию кварталов автомашины, разгрузочно-погрузочные операции товаров и тары перед складами магазинов, уборочные операции внутри кварталов, при сборе и вывозе мусора, которые зачастую ведутся ночью. Летом шумят машины, подстригающие газон, из открытых окон квартир доносятся звуки радио, музыкальных инструментов, пение, громкие разговоры.
Как и транспортные шумы, внутриквартальные источники характеризуются непостоянностью, имеют широкий диапазон колебаний уровней во времени.
Уровни шумов внутриквартальных источников, измеренные на расстоянии 7—10 м от источника шума, характеризуются следующими величинами (табл. 9).
Из табл. 9 видно, что внутриквартальные источники шума характерны весьма высокими уровнями.
Наибольшие уровни шума создаются: ездой грузовых и мусороуборочных машин — до 88—95 дб, спортивными играми и играми детей — до 92—95 дб, купанием детей в плескательном бассейне — до 95 дб, погрузкой тары и разгрузкой товаров у магазинов--до 84 дб.
81
Таблица 9
Источник шума	Уровень шума в дб					
	минимальный		средний		максимальный	
	С	А	С	А	С	А
Шум мусороуборочных машин . .	78	66	82	70	88	77
Разгрузка товаров и погрузка та-						
ры 		60	55	72	67	84	82
Игра и крики детей		68	66	78	76	95	93
Спортивные игры		62	—	74	—	92	—
Шум шагов прохожих		51	40	63	50*“	65	53
Разговор прохожих или отдыхаю-						
щих 		56	56	66	62	74	73
Проезд легковых автомашин . .	68	68	75	59	88	72
Проезд грузовых автомашин .	73	64	82	67	95	84
Игра в домино		—	—	68	60	—	—
Купанье детей в плескательном						
бассейне 		68	67	72	71	95	93
Спектральные характеристики внутриквартальных источников .шумов весьма разнообразны. Так, шум от мусороуборочной машины и грузовых автомобилей, подъезжающих к складам магазинов в жилых кварталах, имеет спектры, близкие к спектрам соответствующих марок автомобилей. Другой характер спектра имеет шум от игровых площадок для детей и от детских плескательных бассейнов. Здесь преимущественное значение имеют среднечастотные и высокочастотные составляющие шума.
Промежуточное значение по спектрам имеют шумы от погрузочно-разгрузочных площадок около магазинов или складов, а также от участков школ и детских учреждений.
Таким образом, внутриквартальные источники имеют высокие уровни и требуют серьезного внимания лри решении задач нормализации шумового режима в жилой застройке населенных мест.
По шумам промышленных объектов с точки зрения их характеристик во внешнем окружающем пространстве не имеется сколько-нибудь систематизированных данных; то же относится к объектам общественного назначения с массовым пребыванием людей на открытом воздухе (спортивные сооружения и т. п.). В связи с этим не представляется возможности сообщить конкретные данные о характере их шумового режима и его показателях. Вместе с тем такие данные без сомнения нужны как при проектировании населенных мест, так и в условиях борьбы с шумами в сложившейся застройке городов. Можно заранее предвидеть, что шумы гаражей, промышленно-коммунальных объектов, типографий, трансформаторных подстанций и других сооружений, соседствующих с жилой застройкой, не могут быть оставлены без внимания в общей задаче нормализации шумового режима в городе. В связи
€2
с этим необходимо провести их изучение и установить акустические характеристики.
Борьба с транспортными шумами должна осуществляться в двух направлениях:
путем снижения шумности самих транспортных средств;
методами рациональной планировки, застройки, благоустройства улиц, жилых кварталов и микрорайонов.
Вопросы борьбы с транспортными шумами в городах строительно-акустическими и архитектурно-планировочными методами излагаются в главе XI.
Глава VI
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОЖИДАЕМЫХ УРОВНЕЙ ШУМА
И НЕОБХОДИМОГО ЕГО СНИЖЕНИЯ
При решении вопросов борьбы с шумом основным является определение требуемого его снижения для последующего выбора и расчета необходимых для этого мероприятий.
Требуемое снижение шума может быть установлено только на основе сопоставления ожидаемых уровней шума с допустимыми для данного помещения или территории.
Шум от источников может распространяться и как воздушный, и как структурный.
В данной главе рассматриваются принципы акустических расчетов, выполняемых при разработке мероприятий по снижению воздушного шума [20].
На основании акустического расчета пржде всего выявляется необходимость мероприятий по снижению шуМа, а затем после определения требуемого снижения шума выбираются способы его, уменьшения до нормативных величин. Так как действующие санитарные нормы определяют допустимые уровни шума в восьми октавных полосах в диапазоне 50—>10000 гц, то расчет необходимо, производить в каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц. Акустический расчет включает:
а)	выявление источников шума и определение их шумовых ха-, рактеристик (уровней звуковой мощности LP в каждой из октавных полос и, в необходимых случаях, характеристик направленности) ;
б)	выбор точек в помещениях или на территориях застройки, для которых производится акустический расчет (расчетный точек);
в)	определение допустимых уровней звукового давления в октавных полосах (для расчетных точек);
83-.
г)	определение путей распространения шума от источников до расчетных точек (по генеральному плану промышленного предприятия, городского района застройки, по технологическим плани-оовкам помещений и строительным чертежам здания);
д)	определение снижения уровней звуковой мощности Д£р по пути распространения звука;
е)	определение уровней звукового давления L в октавных полосах в расчетных точках до осуществления мероприятий по ани-.жению шума и сравнение их с допустимыми уровнями;
ж)	определение требуемого снижения уровней звукового давления в октавных полосах в расчетных точках;
з)	выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления;
и)	выбор типа конструкций и размеров шумоглушащих устройств (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, звукоизолирующих элементов и т. п.).
Шумовые характеристики источников шума (оборудования, средств транспорта и т. п.), измеренные в соответствии со стандартами, должны указываться в .паспорте или каталогах оборудования, а в случае их отсутствия представляться поставщиком оборудования или определяться в соответствии с методами измерения, приведенными в главе IV.
В некоторых случаях они могут быть приближенно рассчитаны па основе существующих теорий и экспериментальных данных (вентиляторы, газодинамические установки и т. п.).
Расчетные точки на территории застройки выбираются по генплану, внутри зданий — по технологическим планировкам и строительному заданию (планам и разрезам здания). Расчетные точки выбираются на расстоянии 2 м от плоскости окон ближайших зданий, ориентированных в сторону источников шума. На территории промышленной площадки обычно выбирается от двух до четырех расчетных точек: около ближайшего лабораторно-конструкторского или административного здания, около ближайшего жилого здания, около тихого окна (например, конторского помещения) того же здания.
Внутри помещений выбираются, как правило, одна или две точки: на рабочем месте, расположенном в зоне отраженного звука источника шума, и в зоне действия как отраженного, так и прямого звука.
1.	Определение уровней в расчетных точках
Уровни звукового давления в октавных полосах до осуществления мероприятий по шумоглушению в зависимости от расположения расчетных точек и источников шума определяются следующим образом:
а)	Расчетные точки находятся в помещении с источником шума (на рабочих местах)-
84
Для одного источника небольшого размера (рис. 31)
31. Схема расположения расчетной точки 7 (РГ) и источников шума {ИШ) ;
L =.£,+10 1g	(II)
где Lp — уровень звуке-вой мощности	н
источника шума здб;	'ш
Ф — фактор иаправ- п ленности источ- Г ника шума / (безразмерный); г — расстояние	от
акустического Ц центра источника шума до рис расчетной точки (акустическим
центром источника шума условно называется проекция геометрического центра машины на горизонтальную плоскость) в м\
Вш—постоянная помещения с источниками шума в м2;
k— коэффициент, учитывающий степень неравномерности звукового поля в помещении (для шумов с широкополосным спектром k= \ -j-2).
Для большинства источников шума в производственных поме-
Росстояние от источника шума до расчетной точки гд м
Рис. 32. Графическое решение уравнения (11) для определения уровня звукового давления L по уровню звуковой мощности LP
85
щениях (различные станки, вибростенды и т. п.) величину фактора направленности в формуле (11) можно принимать Ф=2. В остальных случаях Ф рассчитывается из соотношения
0,1 дд ф=10 напр,
где А£напр — разность между уровнем звукового давления в рассматриваемой точке и уровнем, который создавал бы в этой точке ненаправленный источник с той же звуковой мощностью при излучении в полйую сферу, в дб.
Д^напр в расчетной точке берется из характеристики направленности, определенной экспериментальным путем.
Графическое решение уравнения (111) показано на рис. 32. По графику рис. 32, зная расстояние от источника шума, его фактор направленности и постоянную помещения, легко найти величину LP — L. Например, на расстоянии 5 м при Ф=4 и В = 100 м2
Lp — L=13 дб,
Для ненаправленных источников большого размера, у которых размер /макс больше расстояния г до расчетной 2 точки (рис. 33):
L = Lp+ 10 1g	дб,	(12)
\ о ош /
где S—'площадь воображаемого 1параллелепнпеда или 'полуцилиндра, окружающего машину и проходящего через расчетную точку, в м2.

Рис. 33. Схема расположения расчетной точки (РГ) и источников шума (ИШ) в одном помещении
Для нескольких источников шума, сосредоточенных в одном; помещении (для помещений, у которых наибольший размер превышает наименьший не более чем в четыре раза):
86
I m
L = ioig 12
V=1
;— + ^=1—— дб, ч	в J
(13)
где Lp, —уровень звуковой мощности, излучаемой каждым источником шума в данной полосе частот, в дб\
Si —площадь воображаемой поверхности, окружающей источник шума и проходящей через расчетную точку, в л«2; (для небольших источников, у которых размер —макс 
меньше расстояния до расчетной точки S;~2nr
П— расстояние от акустического центра машины до расчетной точки в м (см. рис. 31);
т— количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых 4г/Мин (Ггмин—расстояние ог расчетной точки до акустического центра ближайшей к ней машины в м);
п — общее количество источников шума в помещении;
В — постоянная помещения в м2.
проекции радиусов г3, г4 и г6 на пол, Л— .высота расчетной точки (рабочего места) от пола
Пример построения полусфер, окружающих ближайшие к рабочему месту источники шума и проходящих через расчетную точку, з случае, когда в помещении имеется несколько источников шума, показан на рис. 34.
87
В случаях, когда в помещении находятся установки, излучающие одинаковую звуковую мощность Lp,, формула (13) принимает следующий вид:
(т ,	. \
у2_ + ±1Ьб)	(14)
О/	О /
/=1 1 J	|
б)	Расчетные точки находятся в помещении, изолируемом от шума.
Случай 1. Шум в помещение проникает через ограждающие конструкции.
Рис. 35. Схема расположения расчетной точки (РТ) и источника шума (ИШ)
1—РТ в изолируемом помещении; 2—И III в смежном помещении
Источники шума находятся в смежном помещении (рис. 35):
L = Lp - Д Lp- 10 1g Ви + 10 1g Ли + 6 дб, (15)
Рис. 36. Схема расположения расчетной точки (РТ) и источников шума (ИШ)\ РТ — в изолируемом помещении; ИШ — на территории
где Lp — уровень звуковой мощности источников шума вдб; Д£р — снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звука, определяется по формуле (23) в дб;
Ви — постоянная изолируемого помещения в mq;
kn — коэффициент, учитывающий степень неравномерности звукового поля в изолируемом помещении (для шумов с широкополосным спектром k = 1 4- 2).
88
Источники шума находятся снаружи на прилегающей территории (рис. 36):
£ = £сум+101£5а-Яа- 101gB„4-101g^ + 6 дб, (16)
ГЛР L = 10 1g У где сум о z=i
10°’’ Lk
—суммарный уровень звукового дав-
ления от всех источников снаружи изолируемого помещения— (.в т.А) вдб;
Lk — определяется по формуле (20) в дб;
5а — площадь элемента ограждения, через которое шум проникает в помещение, в м2;
Ra — звукоизолирующая способность этого элемента в дб.
Случай 2. Шум в помещение попадает по вентиляционным системам.
Шум в помещение проникает через вентиляционные решетки (рис. 37):
L = Lp — i\LP + 10 1g х
/ Фр 4 k \
X- :	<17>
где Lp — уровень звуковой мощности	шума,
создаваемого вентилятором, в дб;
&Lp — потери звуковой мощности по пути распространения шума определяются по формулам (27), (28) или (29) в зависимости от способа попадания шума в вентиляционную сеть в дб;
Фр — фактор направленности излучения шума от вентиляционной решетки;
г — расстояние от вентиляционной решетки до расчетной точки в м;
, Ви — постоянная изолируемого помещения в м2.
Рис. 37. Схема расположения расчетной точки (РТ) и источников шума (ИШ)
РТ — в изолируемом помещении (Р/—/ —шум в расчетную точку проникает через вентиляционные решетки; РТ—2 — шум в расчетную точку проникает через стенки воздуховода); ИШ — вентиляционные системы
89
Шум в помещение проникает через стенки воздуховода:
L = Lp-ALp+10 1g +	(18)
где — потери звуковой мощности по пути распространения шума, определяемые по формуле (30), в дб;
Sr—площадь воображаемой цилиндрической поверхности, проходящей через расчетную точку (см. рис. 37), iT м2-Если источником шума является шумное технологическое или инженерное оборудование, сосредоточенное в одном помещении, то в формулу (15) вместо уровня звуковой мощности LP одного источника следует подставлять суммарный уровень звуковой мощности всех источников шума, расположенных в данном помеще
нии:
«	о.» l
Lf =10 ig 110 '<19>
Z=1
где L — уровень звуковой мощности каждого источника шума
Рис. 38. Схема расположения расчетной точки и источников шума
РТ — расчетная точка; ИШ — источник шума; /—5—номера ИШ; ч — расстояние от источника шума до расчетной точки
в дб;
п — общее количество источников шума.
в) Расчетные точки находятся на территории.
Случай 1. Источники шума расположены на той же территории (рис. 38). Расчет ожидаемых уровней звукового давления L производится по формуле
L = £p-20 lg г +10 lg х
х *— ^—дб, 4 л 1000
где Lp — уровень звуковой мощности источника шума в дб;
г—расстояние от источника шума до расчетной точники в м;
Ф — фактор направленности , источника шума (безразмерный);
(20)
ра — затухание звука в атмосфере, принимаемое по табл. 2, в дб/км.
Случай2. Источники шума находятся в здании. Шум проникает в атмосферу. Ожидаемый уровень звукового давления определяется по формуле
90
L = Lp - A Lp - 20 1g rk + 10 1g	дб, (21)
4 Jt 1UUU
где ALp —снижение уровня звуковой мощности воздушного шума по пути его распространения в дб;
гь — расстояние от элемента (стена,'перекрытие, выходная решетка и т. п.), через который шум проникает в атмосферу, до расчетной точки в м;
Фк — фактор направленности элемента, через который шум проникает в атмосферу (безразмерный).
Постоянная помещения В, входящая в вышеприведенные формулы, определяется для каждой октавной полосы по формулам:
где А — общая эквивалентная площадь звукопоглощения помещения в м2;
а, и St — соответственно коэффициенты звукопоглощения и площади отдельных поверхностей помещения в м2;
Ak и «ь — соответственно эквивалентные площади звукопоглощения в м2 и количество отдельных штучных звукопогло-тителей;
а — средний коэффициент звукопоглощения помещения;
SS, — общая площадь всех ограждающих поверхностей помещения в м2.
Рис. 39. Частотные характеристики постоянной помещения без звукопоглощающей облицовки
1 — небольшие помещения (У<200 м3); 2 —большие помещения (К>500 м3)
Для помещений постоянную В можно определять по графикам на рис. 39 и рис. 40 путем умножения постоянной помещения на среднегеометрической частоте 1000 гц (Вщоо) на частотный множитель |л(В=Вюоо-р).
91
Рис. 40. Постоянные помещения В для частоты 1000 гц
а — помещения без мебели с небольшим количеством людей (например, металлообрабатывающие цехи, вентиляционные камеры, испытательные стенды и т. п.); б — помещения с жесткой мебелью и небольшим количеством людей (например, кабинеты, лаборатории, ткацкие и деревообрабатывающие цехи и т. п.); в — помещения с большим количеством людей и мягкой мебелью или с облицованным звукопоглощающим материалом потолком (например, рабочие помещения административных зданий, зала заседаний, аудитории, рестораны, универмаги, конструкторские бюро, залы ожидания аэропортов и т. п.); г —помещения со звукопоглощающей облицовкой по-
толка и стен
2.	Снижение уровней звуковой мощности
Снижение уровней звуковой мощности воздушного шума по пути его распространения определяется следующим образом:
а)	Источники шума расположены в помещении, а расчетные точки — в граничащем с ним помещении или на примыкающей территории (шум в атмосферу проникает через ограждающие конструкции— рис. 41):
Д Lp = 101g Вш - 10 1g 50бщ + /?ср дб,	(23)
где Вш — постоянная помещения, в котором находятся источники шума, в м2;
Зобщ — общая площадь всех ограждений, через которые звук от рассматриваемого источника шума проникает в изолируемое помещение или на территорию, в м2;
/? = Ю 1g—-------,-д,------средняя звукоизолирующая способ-
2 s'-10’ 1
Z=1
92
ность всех, ограждений, через которые звук проникает от рассматриваемого источника в изолируемое от шума 'помещение или на территорию, в дб\
Si — площадь f-го ограждения (дверь, стена, перекрытие, окно и т. п.) или проема (решетка, отверстие), через которые звук проникает в изолируемое от шума помещение или на территорию, в м2\
Ri — звукоизолирующая способность ьго ограждения или проема (для проемов, решеток, фильтров и т. п. Ri =0);
п — общее число ограждений или элементов огпажлений с различной звукоизолирующей способностью.
Рис. 41. Схема расположения расчетных точек и источника шума
РТ — на территории; ИШ — в «помещении, шум излучается через ограждения; PT-t и РТ-2— расчетные точки 1 и 2; 1 и 2 — номера помещений с источником шума; г— расстояние от центра излучающего шум ограждения до расчетной точки
Рис. 42. Схема распространения шума по каналам
f — шумное помещение; 2 — тихое помещение
б)	Расчетные точки расположены в том же помещении, что и источник шума:
ALP=O.	(24>
в)	Расчетные точки расположены в данном помещении, а источники шума — в другом, из которого шум передается по каналу или системе каналов (рис. 42).
95
Шум в канал проникает через входное отверстие (решетку)
Д Lp = 10 1g Вш - 10 lg So + Д Lp^ дб,	(25)
,тде So — площадь входного сечения канала (решетки) ®'помещении с источником шума в л<2;
Д^т» — суммарное снижение уровней звуковой мощности в кана-
ле или сети (в расчетной ветви) в дб;
Шум в канал проникает через его стенки:
д^^ 10 1g Вш-10 lgs +
+ /?кан + Д Lp + 3 06,(26) кан
где S — площадь поверх-,	ности канала
(воздуховода) в пределах шумного помещения в ju2;
/?кан — звукоизолирующая способность стенок канала в дб.
г)	Источник шума расположен на «входе в канал
Рис 43. Схема расположения расчетной точки и источника шума
РТ — на территории; ИШ~в помещении
или систему каналов, а шум в атмосферу проникает через выходное отверстие воздуховодов, шахт и т. п. (рис. 43).
Источник шума излучает шум непосредственно в канал (рис. 43,а):
п
A Lp ~ А Ьр^_________д ЬрИСТ,
Z=1
(27)
где ААр. —снижение уровней звуковой мощности в последовательно расположенных элементах трассы (прямых участках, поворотах, разветвлениях, выходных отверстиях или решетках и т. п.) в дб;
'94
п — число элементов трассы, в которых учитывается сни жение уровней звуковой мощности;
А£р — увеличение уровня звуковой мощности источника, обусловленное акустической реакцией канала, в дб (для источников шума аэродинамического происхождения А£„ =0). 'ИСТ
Источник шума излучает шум в помещение, а затем шум попадает в канал (шахту) через входное сечение (рис. 43,6):
т
Д Lp = 10 1g Вш - 10 1g So + 2 LPKaH дб>	(28)
Л=1
где So — площадь входного сечения канала (решетки) в помещении с источником шума в м2.
Рис. 44. Схема расположения расчетной точки и источника шума
РТ — на территории; ИШ-в помещении, шум излучается непосредственно в канал и далее через стенки канала в атмосферу
РТ
Шум из 'помещения в канал проникает через его стенки (см. рис. 43,в):
т
&Lp= Ю 1g Вш — 10 lg SKaH + 2?кан 4- у Lp +3d<5,	(29>
кан
Л=1
где SKaH— площадь поверхности канала (воздуховода) в пределах шумного помещения в м2\
/?кан— звукоизолирующая способность стенок канала в дб.
Шум излучается в атмосферу через стенки канала (рис. 44):
95»
с	—0.1 ДЬ
A Lp = A LPKaH 4-10 1g	+ /?кан- 101g(l + 10	) 4-З—AL„,(30)
°кан
где А£ркаи — суммарное снижение уровней звуковой мощности • по пути распространения звука между источнике^ шума и рассматриваемым участком канала, излучающим шум в атмосферу, в дб; определяется по формулам (27), (28) или (29), в зависимости от способа попадания шума в вентиляционную сеть;
5Кан — площадь наружной поверхности канала, через которую шум поступает в атмосферу, в jw2;
S—площадь поперечного сечения канала в л2;
/?кан—звукоизолирующая способность стенок канала в дб;
AL— потери звуковой мощности на рассматриваемом участке канала в дб;
AL п—«оправка в дб, учитывающая влияние характера звукового поля в канале (наличие косых волн, отражений и т. п.) (ALn=04-6 дб).
д)	Источники шума размещены на территории застройки, а расчетные точки — в помещениях:
ALP =20 lg г—10 1g -4- —---------Ю lg Sn, J- /? дб, (31)
p S	6 4 л 1000	общ cp	7
тде r—расстояние от источника шума до ограждающей конструкции изолируемого помещения в м;
Ф — фактор направленности источника шума (безразмерный); ра — затухание звука в атмосфере (принимаемое по табл. 2) в дб/км.
3.	Необходимое снижение шума
В результате расчета нужно определить, на сколько децибел необходимо снизить уровень звуковой мощности (£р) каждого отдельного источника, чтобы при совместном действии всех учитываемых источников шума получить в расчетной точке допустимый ' спектр шума.
При этом для различных источников требуемое снижение шума • может оказаться различным. Поэтому требуемое заглушение для каждого рассматриваемого источника в данной расчетной точке •определяется по формуле
Д t = —	+ 10 lg n дб.	(32)
где Ц — уровень звукового давления, создаваемого рассматриваемым источником в расчетной точке, в дб;
Ljwn — допустимый по санитарным нормам уровень звукового давления в расчетной точке в дб;
п— общее число учитываемых в расчете источников.
Можно не учитывать источники шума, создающие в расчетной точке уровни звукового давления на 10 дб ниже нормативных при *96
числе источников не более трех, и на 15 дб ниже нормативных при числе источников не более 10.
В случаях, когда имеется один или несколько трудно заглушаемых источников шума (источники с очень высокими уровнями шума по сравнению с другими), сначала определяют требуемое снижение шума отдельно для каждого из этих источников по формуле
Д LT₽e6 I = Li - Лдоп + 10 lg «1 дб,	(33)
где п\ — общее количество наиболее трудно заглушаемых источников шума.
Для остальных источников шума требуемое снижение шума определяется по формуле
Д Дтреб k = Lk — £доп + 10 !g (« —	+ 5 дб.	(34)
Увеличение Д£Треб ч па 5 дб для второй группы источников необходимо для того, чтобы уровень шума от обеих групп источников не превышал £доп более чем на 1 дб. Такой же расчет производится для всех других расчетных точек, и для дальнейшего проектирования принимается наибольшая величина ДЛТреб.
Требуемое заглушение, когда расчетные точки находятся в помещении, определяются также, как указывалось выше, с учетом количества источников шума.
Для помещений, в которые шум проникает от систем вентиляции или кондиционирования, а также из смежных помещений, источником шума считается каждая вентиляционная решетка, а также каждый элемент ограждения, через которое проникает шум.
Если *в помещении имеются собственные источники шума (технологическое оборудование), то при расчете требуемого заглушения от проникающих шумов они не учитываются, но требуемое заглушение и для вентиляции, и для ограждающих конструкций увеличивается на 5 дб.
Если расчет по формулам (33) или (34) покажет, что Д£Треб^0, то снижать шум не надо. Если ДЛтреб > 3 хотя бы в одной частот-’ ной полосе, то необходимы мероприятия для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления. Эти мероприятия могут заключаться в следующем:
а)	снижение уровней звуковой мощности источников шума путем применения более совершенных с акустической точки зрения машин и механизмов, выбора рациональных режимов их работы, использования вибродемпфирующих покрытий и звукоизолирующих кожухов;
б)	снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звукаД£р, достигаемое рациональной планировкой зданий, устройством глушителей, применением звукоизолирующих конструкций (ограждения, окна и двери с повышенной звукоизоляцией) и звукопоглощающих конструкций в помещениях с источниками шума;
4 Зак. 297
97
в)	изменение акустических качеств помещений, в котором нахо дится рабочее место (расчетная точка), путем увеличения постоянной В этого помещения (посредством применения звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей);	z
г)	снижение уровня прямого звука посредством рациональной ориентации источника шума (уменьшение фактора направленности Ф по направлению от источника к расчетной точке), устройств? акустических экранов, увеличения расстояния г от источника шума до расчетной точки.
4.	Определение требуемой звукоизоляции ограждений
Изложенные выше общие принципы акустического расчета, на основе которого выбираются мероприятия по снижению шума, позволяют определять требуемую звукоизолирующую способность ограждающих конструкций в промышленных зданиях, а также в общественных зданиях для ограждений, граничащих с помещениями, в которых расположено шумное (например, сантехническое) оборудование.
Расчет требуемой звукоизолирующей способности производится отдельно для каждого элемента ограждения (перекрытие, окно, дверь, глухая часть ограждения и др.) по следующим формулам.
а)	При проникании шума из помещения с источниками шум;: в смежное изолируемое помещение:
Ятреб i = LP — 10 1g Bla - 10 1g Ви L	(35)
сум
+ 10 lg Sz + 6 — Ддоп + 10 1g n дб,
m
где ^pCyr,i	IQ Pi —суммарный уровень звуковой
мощности всех источников шума в помещении в дб\
Ln—уровень звуковой мощности, излучаемой каждым отдельным источником шума, в дб\ т — число источников шума;
Вш и Ви— постоянные соответственно шумного и изолируемого помещений;
Si — площадь рассматриваемого ограждения или отдельного элемента ограждения, через которое шум может проникать в изолируемое помещение, вл/2;
Лдоп — допустимый по санитарным нормам уровень звукового дав
98
ления в изолируемом помещении в данной октавной полосе частот в дб;
п— общее количество принимаемых в расчет отдельных элементов ограждения.
Элементы ограждений, звукоизолирующая способность которых по всем диапазонам частот не менее чем на 10 дб выше требуемой, в расчет не принимаются.
б)	При проникании шума из помещения с источниками шума в окружающую атмосферу:
^тре6/ = ^	-10 1gB,u+10 1gS.-
сум
- 201g rft+ Ю lg — L + 10 lg п дб, (36)
4 Л
где а — расстояние от элемента ограждения, через которое проникает шум, до расчетной точки, в м;
Адоп—допустимый по санитарным нормам уровень звукового давления в расчетной точке на прилегающей территории в дб;
— фактор направленности элемента ограждения;
п — общее количество принимаемых в расчет отдельных элементов ограждений.
в) При проникании шума из окружающей атмосферы в изолируемое помещение:
*треб i = ^сум + 10 lg - 1° 1g Ви + 6 - £доп + 10 1g П дб, (37)
т
где	Lc м = 101g 2 10°’1£/г —суммарный уровень звукового
л=1	давления от всех источников
шума в точке, расположенной на расстоянии 2 м от ограждающей конструкции снаружи изолируемого помещения [Lk — уровень звукового давления от каждого источника шума в рассматриваемой точке в дб (определяется по формуле (20))];
Si — площадь рассматриваемого ограждения или элемента ограждения, через которое шум проникает в изолируемое помещение, в м2\
Ви— постоянная изолируемого помещения в jw2;
** Зак 297
99
^доп—допустимый по санитарным нормам уровень звукового давления в изолируемом помещении в дб;
п— общее количество принимаемых в расчет отдельных элементов ограждений, через которые шум может проникать в изолируемое помещение.
5. Требуемое снижение шума
в трактах газодинамических установок
На основе предложенных принципов расчета в большинстве случаев можно получить простые формулы для определения требуемого снижения шума в глушителях шума вентиляционных установок, компрессорных станций, испытательных станций ТРД, ГТУ и других газодинамических установок.
При акустическом расчете вентиляционных систем, обслуживающих помещения, необходимое почастотное заглушение аэродинамического шума вентилятора ААтреб, которое должен обеспечить глушитель в рассматриваемой системе, можно производить по формулам:
а)	без учета воздействия прямого звука от вентиляционной решетки (расчетные точки расположены в зоне отраженного звука):
АЧ>еб. i = LP~ Д LP~ L«on - 10 1g Ви + 10 1g л + 6 дб, (38)
где Lp — уровень звуковой мощности шума, излучаемого вентилятором в вентиляционную сеть, в дб;
ALp — потери звуковой мощности в расчетной ветви вентиляционной сети в дб;
Дцоп—допустимый по нормам уровень звукового давления в расчетной точке в дб;
Ви — постоянная обслуживающего помещения, в м2;
п— общее число принимаемых в расчет элементов, через которые шум проникает в помещение (например, общее число решеток приточной и вытяжной механической вентиляции).
б)	С учетом воздействия прямого звука от одной вентиляционной решетки:
AL х . = LD— A— L _!_ треб. I Р Р дрп ч
+10	+ 4”)+1О’в " д6-	(39)
где Фр — фактор направленности излучения шума из вентиляцион-
ной решетки (безразмерный);
г — расстояние от центра вентиляционной решетки до расчетной точки в м;
k=\~ 2.
100
При акустическом расчете установок, излучающих шум в атмосферу (через приточные и вытяжные шахты вентиляционных систем, через приточные и выхлопные отверстия воздуховодов и шахт различных газодинамических установок, в том числе компрессорных, газотурбинных и т. п.), в случаях, когда расстояния расчетных точек от каждого из источников шума (которыми являются выходные отверстия воздуховодов или шахт) примерно одинаковы, необходимое заглушение шума каждого источника можно определить по формуле
Д L л  = Ld — L — 20 1g г 4-треб i Р. доп	s 1
I	ср
+ 101«Й--Т®Г<40>
где —уровень звуковой мощности шума, излучаемого выходным отверстием шахты или канала, в дб;
Гер —среднее расстояние от расчетной точки до каждого из источников шума в м;
Ф/ — фактор направленности излучения шума из выходного сечения канала;
Ра — затухание звука в атмосфере, определяемое по табл. 2, в дб!км\
п — общее количество принимаемых в расчет источников шума.
Рис. 45. Пример 1 (размеры в м)
Примеры расчета ожидаемых уровней звукового давления в расчетных точках
Пример 1. Источники шума и расчетная точка расположены на открытой территории.
Дан о: три одинаковых истопника шума расположены на крыше одноэтажного здания '(рис. 45). Уровни звуковой мощности, излучаемой одним источникам, приведены в табл. 10.
Источники шума установлены на плоской поверхности, принимаем для них Ф=2.
Расчетная точка расположена на расстоянии 2 м от стен административного здания, напротив окон кабинетов 1(13-й этаж), в середине между источниками.
Расстояния 'От центров источников до расчетной точки:
Г1 = г3 = 14 м; г2 == 13,5 м.
101
Требуется определить уровни звукового давления в расчетной точке при одновременной работе всех источников шума.
Решение. Рассчитываем по формуле (20) уровни звукового давления в расчетной точке от каждого источника отдельно во всех октавных полосах без^ учета затухания шума в воздухе (при расстояниях <50 м затуханием в воздухе можно пренебречь).
Затем складываем полученные уровни и получаем суммарные октавные уровни звукового давления в расчетной точке. Расчет сведен в табл. 11.
Таблица 10
Наименование величины	Среднегеометрические частоты октавных полос в гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Уровень звуковой мощности источника шума Lp в дб	83	85	85	90	92	93	98	90
Таблица 11
Источники	Обозначение	Среднегеометрические частоты октавных полос в гц							
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ИШ-1	Lp дб (см. табл. 10) —20 1g/1 дб	83 -22,9	85 —22,9	85 —22,9	90 -22,9	92 —22,9	93 —22,9	98 —22,9	90 —22,9
	Ф 10 1g — дб 4 л Lx дб	—8 52,1	—8 54,1	—8 54,1	-8 54,1	—8 61,1	—8 62,1	—8 67,1	—8 59,1
ИШ-2	Lp2 дб (см. табл. 10) — 201g г2 дб	83 —22,6	85 -22,6	85 —22,6	90 —22,6	92 -22,6	93 -22,6	98 —22,6	90 —22,6
	Ф 10 1g— дб 4 л 12 дб	—8 52,4	—8 54,4	-8 54,4	—8 59,4	—8 61,4	—8 62,4	-8 67,4	—8 59,4
иш-з	LPi дб (ст. табл. 10) — 20 lg г8 дб	83 —22,9	85 -22,9	85 -22,9	90 —22,9	92 —22,9	93 —22,9	98 —22,9	90 —22,9
	Ф 10 1g— дб 4 л L3 дб	—8 52,1	-8 54,1	—8 54,1	—8 59,1	—8 61,1	—8 62,1	—8 67,1	—8 59,1
	£ = 210°’1L дб 1	57	59	59	64	66	67	72	64
102
Пример 2. Источники шума и расчетная точка расположены в одном закрытом помещении.
----6,0—*4*—6,0 -•+-—6.0 -*+-—6, о—
Ц-------------------3^0 --------------------ч
Hnovr^" Ьрт= 5м от ур поло
Рис. 46. Пример 2 (размеры в м)
Дано: в производственном (помещении (рис. 46) объемом 6200 м3 (категории б) .размещены равномерно десять станков двух различных типов, обозначенных ИШ 1 и ИШ 2. Спектры уровней звуковой мощности этих источников приведены в табл. 12.
__________ _______________ Таблица 12
Наименование величины	Среднегеометрические частоты октавных полос в гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Уровень звуковой мощности источника шума типа 1 Lp в дб	95	106	ПО	105	105	103	101	98
То же, типа 2 Lp в дб	94	96	98	100	103	101	97	87
Источники установлены на полу, поэтому принимаем для них Ф =2. Расчетная точка расположена в середине помещения, между станками, на высоте 15 м от пола. Кратчайшие расстояния от центра источников до (расчетной точки: п = = 12,35 м\ г2=6,7 м\ г3=2,9 м; г4=12,5 л; /*5=6,9 м\ г6=3,4 м.
Максимальный размер любого из рассматриваемых источников не превышает '1,8 м.
Требуется определить уровни звукового давления в расчетной точке гари одновременной работе всех источников шума.
Решение. Так. как минимальное расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника Гмин=Гз=2,9 м и 4гМин = Н,6 м, то общее количество источников шума, расположенных вблизи расчетной точки, будет равно т=6. Наибольший габаритный размер рассматриваемых источников— /=1,8 м. Следовательно, условие 72/<Гг или 0,9 ж<2,9 м (взято минимальное расстояние) выполняется.
По графику рис. 39 и 40 определяем постоянную помещения В. По формуле (13) определяем суммарные уровни звукового давления в расчетной точке от всех источников шума. Расчет сведен в табл. 13.
103
2
Таблица 13
Обозначения	Средне геометрическйе частоты октавных полос в гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9
(п.1, табл. 12) дб Lp* (п.2 табл. 12) > ол 10 0.1 L 10 р* S2 — 2 л г2 м2 S3 = 2 л > S2 = 2 л г| > Se = 2 тс г| > Se = 2 тс г| » S5 = 2 л г| » 0,1 ld 10 1	= “7	5- м~2 2	Л Г2 М 0.1 Ьр п _ _10	р± 2	л г| * 0.1 LP 10 Pi 111 =	»	9	» 2тсг| 0.» Ьр 10 Рг IV = —	2~ » 2лг|	95 94 3,2x10» 2,5x10» 283 53 283 299 73 299 1,1X10? 6x10? 1,1X10? 8,4x10®	106 96 4хЮ1° 4X10» 283 53 283 299 73 299 1,4х108 7,6Х108 1,4X10® 1,3x10?	ПО 98 1Х1011 6,3X10» 283 53 283 299 73 299 3,5x10® 1,9x10» 3,5x10® 2,1x10?	105 100 3,2хЮЮ 1Х10Ю 283 53 283 299 73 299 1,1X10® 6X10® 1,1X10® 3,3x10?	105 103 3,2Х1ОЮ 2Х10Ю 283 53 283 299 73 299 1,1X108 36Х108 1,1X10® 6,7X10?	103 101 2,0Х10Ю 1,ЗХ1ОЮ 283 53 283 299 73 299 7,1X10? 3,8x10® 7,1X10? 4,4X107	101 97 1,ЗхЮЮ 5X10» 283 53 283 299 73 299 4,6X107 2,5x10s 4,6X10? 1,7X107	98 87 6,3X10» 5x10® 283 53 283 299 73 299 2,2x10? 1,2x108 2,2x10? 1,7X106
Продолжение табл. 13
Среднегеометрические частоты октавных полос в гц
Обозначения	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0.1 10 р* V = о 9  *» 2лг| о.1 L 10 р‘ VI = -	» 2л (I + II + III + IV + V + VI) = VII ж2 4/Вщ Л	°-’ Ln 2 X 10 р' 1 Л 0.1 Т X ю	р* 1 5	0,1 L	*	0,1 Ld ( 2 i° + 2 10 * i	i 4	5	0.1 LB	6 в.	<? 10 ‘ +2 0.1 L X 10 p‘ =VIII VII + VIII L= 10.1g (VII + VIII) дб	3,4X107 8,4x10е 1,3x10* 260 1,5х10-2 1,6X10’0 1,3X10’0 2,9xlO’o 4,4x108 5,7x10s 87,7	5,5x10’ 1,3x10’ 1,1X10® 260 1,5x10"“2 2x10“ 2X1010 2,2x10й 3,3X10® 4,4X10® 96,4	8,6X107 2,1X107 2,7X109 286 l,4xl0“2 5x10“ 3,2xlO’o 5,3x10“ 7,4X10® 1Х10Ю 100	1,4X10» 3,3x10» 1X10» 364 1,1X1O~2 1.6X1011 5xl010 2,1x10й 2,3x10» 3,3x10» 95,2	2,7x108 6,7X10’ 1,2X10® 520 7,7 X IO”3 1,6x10“ 1X10“ 2,6x10“ 2X10® 3,2x10® 95,1	1,8x107 4,4x10’ 7,9xl08 832 4,8xl0“3 1X10“ 6,5X10’» 2,6x10“ 8,2x10* 1,6X10» 92	6,9x10’ 1,7x107 4,5x108 1560 2,6X10^ 6,5X101» 2,5xlO’o 9x10’9 2,3x108 6,8xl08 88,3	6,9X1O6 1,7x10» 1,7X108 3120 1,3x io-3 3,2X10’0 2,5X10» 3,5X10’0 4,6X10’ 2,2xl08 83,3
Глава VII
ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА В МОДЕЛЯХ ПОМЕЩЕНИИ И ТЕРРИТОРИИ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ
1.	Основы моделирования
Исследования закономерностей распространения шума в больших помещениях и на территориях городской застройки могут проводиться как теоретическим, так и экспериментальным путем. При этом приходится считаться с тем, что расчетные формулы, полученные теоретическим путем, зачастую не могут учесть 'всех особенностей явлений и довести результаты расчетов до достаточной точности. Поэтому необходима широкая проверка теоретических положений экспериментальными исследованиями. Однако и при проведении их в натурных условиях часто трудно бывает выделить влияние отдельных факторов, определяющих закономерности распространения шума, и, кроме того, исследования чаще всего бывают трудоемки и громоздки. Для исследования процессов распространения шума весьма полезно использовать методы моделирования. Прямое моделирование представляет собой замену изучения явления в натуре изучением аналогичного явления на модели меньшего масштаба. Два явления могут считаться подобными, если по заданным характеристикам одного можно получить характеристики другого простым пересчетом, что аналогично переходу от одной системы единиц измерения к другой системе (28, 3).
Теоретические основы моделирования в настоящее время достаточно хорошо разработаны [5, 14, 16, 32]. Найденные соотношения позволяют сформулировать основные принципы акустического моделирования [4].
1.	Необходимо сохранить геометрические характеристики области, ® которой исследуется процесс, в модели и натуре путем сохранения геометрического подобия тех частей модели и натуры, в которых существует звуковое поле.
2.	В модели и натуре должно быть сохранено отношение размеров к длине звуковой волны. Это означает, что
^иат   ^мод
^нат	Хмод
Так как .	_ снат .	>	__ Смод
^нат "7	, %од £	’
/ нат	* мод
где	и смод — скорости звука в натуре и модели,
^нат f нат  ^мод fмод
снат	Смод
ТО
* 106
Таким образом, если в модели и натуре среда одинакова (например, воздух при комнатной температуре) сНат = сМод=с, то частота обратно пропорциональна размерам модели. Например, если модель выполняется в масштабе 1 : 10, то при частоте звука в натуре 500 гц модель нужно испытывать при частоте 5000 гц.
3.	В модели и натуре на сходственных частотах безразмерные импедансы всех сходственных граничных поверхностей должны сохраняться одинаковыми:
Z с ____ у ппы f _____ нат мод f мод — ^нат ПРИ /мод — f	/нат*
^мод снат
Рассмотрим более подробно, как практически можно выполнять три перечисленных условия при моделировании распространения шума в помещениях больших объемов и городской застройки.
Выполнение требований геометрического подобия модели и натуры обычно не встречает больших затруднений. Масштаб модели большого 1промышленного цеха или городской застройки наиболее целесообразно принять 1 : 10. В этих условиях размеры модели цеха в плане могут колебаться от 1 до 10 м, а по высоте — от 0,5 до 3 м. модели городской застройки не будут превышать размеры ЮОХЮО м в плане и 3—4 м по высоте. Такой масштаб моделирования позволяет проводить модельные исследования на не слишком высоких частотах /мод, лежащих ниже 5—8 кгц. На более высоких частотах уже нельзя пренебрегать затуханием звука в воздухе, которое может полностью нарушить подобие, так как это затухание пропорционально квадрату частоты. При этом как в модели, так и в натуре воздух может иметь одинаковую температуру и влажность.
Наиболее трудно выполнить условие равенства импедансов граничных поверхностей. Однако при упрощенном моделировании можно ограничиться условием равенства коэффициентов звукопоглощения граничных поверхностей.
Не менее важен выбор источников звука для моделирования, излучающих на частотах 5—8 кгц достаточно большую акустическую мощность. Эта мощность должна обеспечивать в моделях помещений или моделях городской застройки уровни шума, лежащие выше шумового фона и в диапазоне измерений аппаратуры для измерений шума.
2.	Исследование распространения шума в моделях помещений
Используемая в НИИ строительной физики для исследования распространения шума модель (масштаб 1 : 10), имитирующая производственные помещения больших объемов (цехи), представ-няет собой в плане прямоугольник со стороной 4,4X4,36 м при максимальной высоте модели 1,2 м. Монтаж модели был выполнен в помещении, микроклимат которого существенно не изменяется
107
со сменой времен года. Основной несущей конструкцией является каркас из дюралюминиевых уголков 25X25 мм и дюралюминиевых голос 50X8 мм. Для обеспечения достаточной жесткости всей конструкции в целом крепление элементов каркаса между собой, а также к полу помещения выполнено на болтах и шурупах. В качестве ограждающих поверхностей, имитирующих стены, пол и потолок, применены листы из органического стекла толщиной 8—10 мм, Модель состоит из четырех пролетов, смонтированных параллельно стороне с размером 4,4 м, и, следовательно, ширина и длина каждого пролета составляет соответственно 1,09 и 4,4 м. Высоты пролетов могут изменяться независимо друг от друга и принимать значения, равные 0,6 и 1,2 м. Каждый из пролетов может быть разделен поперечными вертикальными перегородками из оргстекла на отдельные секции, количество которых изменяется в зависимости от исследуемых вариантов моделей помещений. На полу модели в каждом из пролетов установлены направляющие уголки, по которым осуществляется продольное перемещение микрофонной тележки. Герметичность модели обеспечивается правильным подбором размеров листов оргстекла, плотно прилегающих к уголкам или сопряженным местам без образования в местах примыкания щелей, а также промазкой мест стыковки ограждений и каркаса пластилином.
Для имитации технологического оборудования, являющегося источником шума, применяются электромеханические шариковые источники шума. О стенки стального барабана ударяются стальные шарики диаметром 6 мм. Удары шариков вызываются воздействием центробежной силы, которая возникает при вращении тарелки, посаженной на ось вращающегося со скоростью 1680 обIмин электромотора. Высота источника 30 см, диаметр барабана 20 см. Источники шума создают звуковую мощность порядка 78 дб на частотах 5000—8000 гц.
Измерения уровней звукового давления в моделях проводилось измерительным трактом, состоящим из ‘Д-дюймового конденсаторного микрофона, спектрометра и самописца фирмы «Брюль и Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась в течение всего времени измерений специальным контрольным микрофоном. Измерения проводились на частотах 1250, 2500, 5000 и 10 000 гц.
Исследования распространения шума в помещениях методом моделирования1 проводились на модели-пролете, схема которого показана на рис. 47. Пролет разделен на четыре секции (/, II, III, IV); компонуя их, можно исследовать модели помещений с объемами от 0,77 до 5,74 м3. Для точного размещения источников шума в модели на полу пролета нанесены маркировочные круги по размеру площади основания источника. Пролет (в плане) по длине * Е.
1 Экспериментальные измерения выполнены совместно с В. А. Кузнецовым и
Е. Н. Федосеевой.
108
делится направляющими уголками микрофонной тележки на две равные части, на которые устанавливаются по восемь источников шума.
Со стороны фасада модели в правой части пролета размещаются источники с нечетными номерами (1, 3,..., 15), а на левой части— с четными (2, 4,..., 16). Для подключения источников шума к электросети на полу пролета между направляющими уголками
Секция I N2			1 Секция II \Nb N8 ж			1 Секция III N,2(b			1 Секция IV \N,4(bN,6^i		
T.t	г.з			I ф -w-17.4	7.5 ж			1 Ф ф			Ф ж		
N,(\			*4 A		4	1л7г1		>1	w//.			
		V		1 °	) 4	)	1 C		7	1	7 V	7
.20	, 58	37	.2/	58	t34	24	58	31	, 27	5/	20
Рис. 47. Схема расположения .источников шума и точек измерения уровня звукового давления в пролете модели: О — электромеханический источник шума; • —точка измерения уровня звукового давления (расчетная точка)
проложен многожильный электрокабель с ответвлениями для питания каждого из источников. Включение источников осуществляется с помощью специального пульта, на котором установлены сигнальные лампы, предназначенные для контроля работы источников. На продольной оси пролета в торцах смонтированы два текстолитовых блока, соединенных между собой тросиком, концы которого крепятся к микрофонной тележке. Блок, расположенный с фасада пролета, имеет ручку, при вращении которой микрофонная тележк? может перемещаться во взаимно противоположных направлениях по направляющим уголкам. Микрофон крепится на тележке с помощью металлической обоймы и прокладки из пенополиуретана. Для фиксирования микрофона в точке проведения измерений на тросике нанесены восемь отметок по количеству точек измерений уровня шума.
Для перемещения микрофона, используемого при измерении времени реверберации в модели, применена система подвески из капроновых нитей. Верхние листы ограждений секции I и II по своим геометрическим центрам имеют отверстия для прохода микрофонного шланга, что дает возможность изменять длину шланга внутри модели и устанавливать микрофон практически в любой точке объема модели с помощью капроновых оттяжек.
Поперечные вертикальные перегородки, разделяющие пролет на секции, в нижней части имеют прорези для прохода тросика микрофонной тележки электрокабеля питания источников, шлангов подачи сигнала на высокочастотные динамики (для возбуждения звукового поля в модели при измерении времени реверберации) и
109
микрофонного шланга, закрепленного на тележке. Герметизация этих мест после установки микрофона в точке измерения осуществлялась с помощью пластилина.
Экспериментальное исследование распространения шума в модели-пролете 3 проводилось на последовательно скомпонованных из отдельных секций, различных по геометрическим параметрам и количеству источников шума вариантах помещений.
Целью проведенных исследований была экспериментальная проверка трех существующих формул расчета уровней звукового давления в какой-либо точке помещения с источниками шума.
а)	В предположении, что в расчетной точке звуковое давление создается как прямыми, так и отраженными от ограждающих поверхностей волнами, расчет уровней звукового давления в этой точке, считая источник шума ненаправленным, производится по формуле
L = L„ + 10 1g	+	(41)
где Lp —уровень звуковой мощности, излучаемой на частоте f источником шума, в дб;
Ф=1 — фактор направленности источника, излучающего шум равномерно по всем направлениям (безразмерный);
Q = 2ji — пространственный угол излучения для источника, расположенного на отражающей поверхности, в стер;
В — постоянная 'помещения с источником шума в л*2;
В = —^; Л = 0,164 — ; а = —;
1—а	Т	S
здесь Л_— полное звукопоглощение помещения в м2\
а — средний реверберационный коэффициент звукопоглоще* ния отражающих поверхностей общей площадью S в м2 (определяется по измеренному в помещении с объемом V времени реверберации Т в сек).
б)	В предположении, что в расчетной точке звуковое поле диффузное, уровень звукового давления L определяется по формуле
L = Lp—10 1g Л + 6 дб,	(42) 1
где Lp — уровень звуковой мощности, излучаемый на частоте f источником шума, в дб;
А — полное звукопоглощение помещения в м2 (определяется) по измеренному времени реверберации Т в сек).
в)	Для приближенного определения уровней звукового давления на рабочих местах в цехе, где установлено большое число одинаковых источников шума, можно пользоваться формулой И. К. Разумова [27]:
£ = ^ + (1 + 7^)^,	(43)
ПО
где	Lp —уровень звуковой мощности, излучаемой на час-
тоте f одним источником шума, в дб;
ab
F= — минимальная площадь в м2 цеха с размерами a и Ь, технологически необходимая для размещения единицы оборудования (п — количество единиц оборудования источников шума);
апр= ~~— приведенный к единице площади F коэффициент 1—а	_
звукопоглощения цеха (безразмерный) ( а— средний реверберационный коэффициент звукопоглощения внутренних ограждающих поверхностей цеха).
г)	Для определения уровней звукового давления L на рабочих местах в цехе с большим количеством одинаковых (или близких по уровням излучаемой звуковой мощности в пределах ±5 дб) источников шума можно воспользоваться предлагаемой ниже уточненной формулой (44).
Исходя из условий, что источники шума ненаправленные (Ф = — 1), излучение происходит в полусферу (£2 = 2л) и источники излучают примерно одинаковую звуковую мощность, можно записать формулу (41) в виде
L = Lp-\- 10 1g (—+ —\ р s k2 nr* В J где п — количество источников шума.
Принимая расстояние от источника до приемника звука на рабочем месте равным г=0.4 4-0,5 м, получим
L = Lp+10 1g(l + ^~)дб.
Если а — ширина цеха; b — длина, ah — высота, то
& _ -4	_ 2 а 6 а 2 Л (а + Ь) а
1—а 1 — а	1—а
Обозначив
а b	2 а	h (а-\-Ь)
п	i-а пр аЬ
после подстановки значения В и простых преобразований, , получим формулу
L = Lp+101g [l+ (1+7)f%	(44)
где Lp —уровень звуковой мощности в дб, излучаемый на частоте f одним источником шума, *на'рабочем месте которого определяется уровень звукового давления;
111
F— минимальная площадь, технологически необходимая для размещения единицы оборудования, в м2-,
апР — приведенное к единице площади F звукопоглощение цеха (безразмерное);
k— безразмерный параметр, характеризующий геометрию
цеха, определяемый по графику рис. 48.
В формуле (44) при отклонениях в уровнях звуковой мощности отдельных источников не более ±5 дб:
п
2 LP{
Lp ='-=!---дб,
г п
где Lp {— уровень звуковой мощности i-ro источника;
и—количество источников шума.
В качестве примера рассмотрим результаты исследований распространения шума в секции I при установке в ней четырех и восьми источников шума. Высота секции 1,2 м; объем V= = 1,52 л3; число точек
Рис. 48. График для определения	измерений шума при че-
параметра k	тырех источниках 3, а
при восьми источниках 5. Для рассматриваемой модели помещения величины граничных радиусов ггР=1/"<Д принимают на частотах измерения уровней
шума (1250, 2500, 5000 и 10 000 гц) соответственно значения 10,2;
11,1; 14,1; 15,6 см.
Минимальное расстояние от источника шума до точки измерения составляет 20 см. Это говорит о том, что все точки измерений расположены в той области звукового давления, где прео(бладаю-щим является отраженный звук. В целях определения той доли звуковой энергии, которая повышает уровень шума в точке измерения в результате прямого излучения источника (хотя преоблада-
112
ющим является отраженное излучение), расчет уровней звукового давления производится по формуле (41).
Рис. 49. Уровни звукового давления в расчетной точке 1 при работе источников № 1, 2, 3, 4 (вариант 1) -----------расчет;
—А— —А— измерения
Приведенные на графиках рис. 49 (в качестве примера для точки 1), рассчитанные по формуле (41) и формуле энергетического суммирования и измеренные зависимости уровней шума от частот измерений при последовательной одновременной работе источников № 1 п 2, № 1, 2 и 3; № 1, 2, 3, и 4 дают хорошие совпадения на частотах 2500, 5000, 10 000 гц.
Уровни звукового давления на «рабочих местах» источников рассчитывались по формулам (43) и (44). На графиках рис. 50 в качестве примера дается сравнение расчетных и измеренных спектров шума при работе восьми источников шума. Наиболее удовлетворительное совпадение с измеренными величинами дает формула (44).
113
Как видно из графиков, для большинства точек (для трех точек из четырех) на частоте 1250 гц расчет как по формуле (43), так и по формуле (44) дает завышенные результаты: в первом слу-
Рис. 50. Уровни звукового давления на «рабочих местах» источников № 1 и 2 при одновременной работе источников № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8-----расчет по формуле Разумова (43)-------расчет по формуле (44):
▲ ▲▲ измерения (£Изм — среднее арифметическое значение из пяти измерений)
Рис. 51. Уровни звукового давления на «рабочих местах» источников № 6 и 8 при одновременной работе источников № 1,2. 3, 4, 5, 6, 7, 8 (вариант 1а)
----расчет по формуле Разумова (43); ----расчет по формуле (44);А А Аиз" мерения
чае до 9 дб, а во втором до 4 дб.
На рис. 51 для наглядности показаны два графика рассчитанных и измеренных спектров для моделей помещений (секция I), имеющих высоту 1,2 м и 0,6 м. Анализ кривых показывает, что формула (44) дает хорошее совпадение результатов расчета и измерений, в то время как формула (43) дает завышенные результаты порядка 3—6 дб.
На основании результатов исследований, проведенных на рассмотренной модели помещения, можно считать, что в цехах аналогичной геометрической формы и соот
ветствующих отношений характерных размеров при наличии в них ненаправленных источников шума звуковое поле характеризуется статистическим распределением уровней. Влияние собственных мод помещений на величину уровня шума в точке измерения не обнаружено. Расчет уровней шума по формуле (41) в какой-либо точке помещения дает результаты, достаточно 'близкие к изме-
ренным величинам. Определение уровней шума на рабочем месте расчетным путем более точно можно производить по формуле (44), чем по формуле (43).
114
3. Исследование распространения шума в моделях городской застройки1
Моделирование распространения шума в жилой застройке может осуществляться в масштабе от 1 : 5 до 1 : 10. Выбор масштаба определяется конкретными условиями поставленной задачи. При этом следует принимать во внимание, что слишком крупный масштаб затрудняет изготовление, транспортирование и установку моделей и увеличивает стоимость работ, а слишком мелкий не позволяет правильно воспроизвести натуру и приводит к большим погрешностям при измерениях. Исходя из этих соображений и размеров рабочей площадки акустического полигона принят масштаб 1 : 10.
В настоящее время для оценки и нормирования транспортного шума широко используются уровни звука в дб А. Поэтому исследования на моделях жилой застройки следует вести на частотах звука, характерных в спектрах транспортного шума и притом таких, уровни на которых в той или иной степени эквивалентны по значению и характеру изменения уровням звука, измеряемым п^ кривой коррекции А. Специальные исследования показали, что такими частотами в спектрах шума автотранспортных потоков и железнодорожных поездов являются соответственно 500 и 800 гц. что соответствует 5000 и 8000 гц на модели.
В качестве материала для моделей зданий исходя из практических соображений была применена фанера. Сравнение коэффициентов звукопоглощения строительных материалов, используемых для облицовки жилых домов, и фанеры толщиной 4 мм на моделируемых частотах показано, что эти коэффициенты разнятся незначительно, и значит фанера вполне пригодна для подобных исследований. Для изготовления моделей зданий ее набивали на жесткий каркас из деревянных брусков.
Поверхность рабочей площадки полигона, на которой устанавливались модели, на первых этапах исследований не моделировалась и представляла собой уплотненный катком грунт. Однако такая площадка не дает возможности достигнуть полного соответствия результатов измерений на моделях натурным результатам, а также вызывает трудности технического характера. Поэтому позднее были подготовлены асфальтовая и бетонная площадки, которые достаточно точно моделируют поверхность территории жилой застройки. На обе площадки размерами 20X30 м каждая нанесена координатная сетка с ячейками 2X2 м. все точки сетки пронумерованы и приняты за постоянные точки измерений. Это позволило увязать между собой все исследуемые варианты застройки.
1 Исследования игроведены совместно НИИ стройфизики, ЦНИИП градостроительства. МИСИ им. Куйбышева и Волгоградским институтом инженеров городского хозяйства в 1966—/1969 >гг.
115
Источники шума, используемые для имитирования шума транспортных потоков, в процессе исследований на акустическом полигоне неоднократно менялись и совершенствовались. Выбор источников шума определялся: достаточно высокой звуковой мощностью на частотах 5000 и 8000 гц. ненаправленностью, соответствием размеров излучающей поверхности источников шума размерам автомобилей, стабильностью работы во времени. Как показали измерения, использованные на первом этапе, исследований,сферические источники шума, составленные из шести громкоговорителей типа 4ГД-7, не обладают достаточной звуковой мощностью. Кроме того, чтобы избежать наложения фаз, каждый громкоговоритель должен излучать свой собственный шумовой сигнал. Последнее условие практически не удалось осуществить.
На следующем этапе работ в качестве источников шума применялись громкие электрические звонки. Однако при всех своих преимуществах они рассчитаны на довольно короткий период работы, нестабильны во времени и дают 'большой разброс уровней
звука.
Всем перечисленным требованиям отвечает электромеханический шариковый источник шума, разработанный специально для исследований на моделях и описанный в предыдущем параграфе.
Уровни звуковой мощности такого источника на частотах 5000 и 8000 гц составляют около 76—78 дб. Для имитации линейного источника шума, т. е. шума автотранспортных потоков и железно-
дорожных поездов, использовали 20 таких источников, устанавливая их в ряд на расстоянии 2 м друг от друга соответственно приведенному минимальному разрыву между автомобилями в транспортном потоке при многорядном движении. На рис. 52 представлена кривая снижения уровня звукового давления, создаваемого этим источником, на высоте 0,3 м над рабочей площадкой
Рис. 52. Снижение шума с расстоянием на частоте 5000 гц -------- натура; --------------------модель
полигона. Полученная кривая близка к теоретической кривой снижения уровня звука от линейного источника шума на открытой территории в натуральных усло-
виях.
Измерения уровней звукового давления на моделях жилой застройки проводили измерительным трактом, состоящим из пол-дюймовых конденсаторных микрофонов, двухканального микрофонного переключателя, спектрометра и самописца фирмы «Брюль и Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась в течение всего времени измерений специальным контрольным микрофоном. Все измерения проводились в безветренную погоду
116
при температуре воздуха около 15—20°С и относительной влажности 'воздуха около 50—60%.
Для обоснования разработанной методики моделирования проведены исследования шумового режима жилой застройки ряда микрорайонов Москвы, Волгограда и Волжского и их моделей. Источниками шума при измерениях в натурных условиях служили как точечные источники типа переносной бензиновой электростанции АБ-1, таки автотранспортные потоки и железнодорожные поезда. В качестве примера можно привести результаты исследования распространения шума железнодорожных поездов на территории жилого квартала, расположенного вблизи линии Ярославской железной дороги между платформами «Заветы Ильича» и «Правда», и на его модели.
Рис. 53. Сравнение относительных уровней звукового давления в натуре и модели
а — на частотах 400 и 4000 гц; б — на частотах 500 и 5000 гц;---модель, бетонная
поверхность; --------- модель, укатанный грунт;----натура
Сравнение результатов измерений в натуре и на модели удобно производить по относительным уровням звукового давления, представляющим собой разность между уровнями в какой-то постоянной точке (такой точкой обычно является место установки микрофона, контролирующего стабильность работы источников шума) и уровнями в точках на территории застройки. Сравнение представленных в качестве примера на рис. 53 относительных уровней звукового давления, измеренных в натуре и на бетонной площадке
117
полигона, показывает правомочность применения метода моделирования для решения поставленной задачи.
Для исследования закономерностей распространения шума на территории жилой застройки выбраны наиболее типичные для современного градостроительства приемы застройки. В основу схем моделируемых вариантов жилой застройки положен пятиэтажный четырехсекционный дом. Взаиморасположение зданий, разрывы между ними и блокировка между собой приняты в соответствии со Строительными нормами и правилами (СНиП). Здания выполнены без угловых секций. Глухие углы образовывались сопряжением двух зданий торцами под прямым углом и определенным сдвигом одного торца по отношению к другому. В отдельные схемы застройки включены десятиэтажные жилые дома и двухэтажные блоки магазинов.
’ШМ
1 0123	67В910Н
Л I 1 1 1 I I I ,
Линейный источник шума устанавливался на расстоянии 5,3 м от линии застройки, что соответствует расположению транспортного потока на проезжей части скоростной автодороги. Измерения проводились на высоте 0,3 м, что соответствует уровню первого этажа, а в некоторых схемах на высоте 1,35 м — на уровне пятого этажа.
Результаты измерений представлены в виде карт шумового режима жилой застройки и кривых распределения уровней звукового давления по периметру застройки. Для построения между уровнями в точке на пользовались относительные уровни звукового давления. Относительные уровни зву-
Рис. 54. Шумовые карты застройки
0— строчная (схема 3); б — фронтальной (схема 9)
нового давления пред-ставляют собой разность
между уровнями в точке на
расстоянии 0,7 м от линейного источника шума, что соответствует расчетному уровню шума Lai 'в натуре, и уровнями звукового давления в точках на территории застройки. Кривые равных уровней звукового давления проведены через 2 дб.
Карты шумового режима могут быть использованы как для акустической оценки определенных вариантов застройки селитебной территории, так 'И для сравнения их между собой. Для акусти-
118
ческой оценки варианта жилой застройки необходимо иметь следующие данные:
расчетный уровень шума в дб А на магистрали 7 м от оси первой полосы движения транспорта Lai ;
карту шумового режима данного приема застройки в относительных уровнях шума;
предельно допустимый уровень шума для данной территории.
Исходя из этих данных, получают карту шумового режима в абсолютных уровнях шума; определяют долю территории, находящейся в зоне дискомфорта, и относительный уровень шума, на величину которого необходимо снизить шумность транспортных потоков. Величина необходимого снижения шума, ситуация местности, перспективы развития данного микрорайона и пр. и определяют необходимые строительно-акустические мероприятия по борьбе с шумом.
Шумовые карты можно применять также для сравнения вариантов застройки примагистральных территорий и выбора наиболее эффективного решения с точки зрения защиты от шума. На рис. 54 представлены шумовые карты двух простейших вариантов застройки: строчной, перпендикулярной магистрали (схема 3), и фронтальной с разрывом между торцами зданий в одну высоту (схема 9).
Оба варианта составлены из двух пятиэтажных жилых домов размещенных на территории 44 800 м2 (в натуре). Для удобства сравнения вариантов подсчитан процентный состав отдельных участков территории застройки, расположенных между линией застройки и кривыми равных уровней шума, во всей территории застройки. Результаты расчета процентного состава участков территории застройки сведены в табл. 14.
Таблица 14
Относительное снижение уровня шума в об		№ схемы застройки			
		3		9	
		Площадь территории в л<2	% площади застройки	Площадь территории в м*	% площади застройки
Менее	10	43 360	99	43 360	99
»	12	42 360	97	42 310	96
»	14	34120	78	37 880	86
	16	23620	54	32 220	73
»	18	13920	32,7	25 020	59
	20	2920	8,1	20 000	45
»	22	920	3,7	17 600	39
»	24	—	—	14 280	33
»	26	—	—	11 680	28
»	28	—	—.	7880	19
»	30	—	—	5280	13,4
»	32	—	—	3880	10,3
119
Из этой таблицы видно явное преимущество фронтальной застройки. За зданиями образуется звуковая тень, в области которой уровень шума падает на 20 дб А по сравнению с уровнем шума на фасаде, обращенном к магистрали. Эта область занимает более 10% территории застройки. Одновременно убеждаемся, что торцовая застройка не пригодна для защиты территории микрорайонов от шума транспортных потоков.
Рис. 55. Процентное распределение уровней по периметру зданий
1— застройка по схеме 3; 2— застройка по схеме 9
Для сравнения
шумового
режима территорий, непосредственно примыкающих к зданиям, удобно применять кривые распределения уровней шума по периметру зданий В табл. 15 даны результаты подсчета процентного состава отдельных участков периметра зданий, заключенных между линией застройки и кривыми равных уровней шума, во всем периметре застройки.
Сравнение построенных по данным табл. 15 кривых распределения шума по периметру торцовой и фронтальной застроек (рис. 55) подтверждает сделанный выше вывод о преимуществе последней.
Таблица 15
Относительное снижение уровня шума в дб	№ схемы застройки			
	3		9	
	периметр в м	% периметра застройки	периметр в м	% периметра застройки
Менее 10	288	100	288	100
»	12	264	91	168	58
»	14	164	57	124	43
»	16	24	8,3	108	37,3
»	18	24	8,3	108	37,3
»	20	24	8,3	108	37,3
»	22	20	7	106	37
»	24	—	—	104	36
>	26	—	—	100	34,7
»	28	—			96	33
»	30	—	—	92	31,8
»	32	—	—	90	31
120
По картам шумового режима и кривым распределения уровней шума по периметру застройки можно определять не только преимущество тех или иных типов застройки, но и оптимальные разрывы между зданиями и взаиморасположение их. На рис. 56 представлены карты шумового режима пяти элементарных вариантов застрой-
Рис. 56. Шумовые карты пяти вариантов застройки
а — схема 13; б —схема 14; в — схема 15; г — схема 15а; д — схема
16
ки, составленных из трех пяти-этажных жилых домов- Расчетные величины для сравнения этих вариантов даны в табл. 16 и 17.
Сравнивая данные табл. 16 и 17 и кривые распределения уровней шума по периметру застройки (рис. 57), предпочтение можно отдать схеме 16, большая часть территории и периметра которой находится в относительно благоприятных условиях, а 26% территории и 30% периметра застройки находятся в зоне акустической тени, в области которой уровень шума на 20 дб А ниже, чем на фасаде здания, обращенного к магистрали. Этот пример лишний раз 'подтверждает, что для застройки территорий, непосредственно примыкающих к транспортным магистралям, следует применять фронтальные варианты застройки. Что касается разрыва между зданиями, то его следует делать в глубину застройки.
При исследовании звуковой тени, образуемой за зданиями при фронтальном их размещении, обнаружено, что, как правило, ее
121
Таблица 16
Относительное		№ схемы застройки									
		13		14		15		15А		16	
		1 09		1 сч		t		• к		• к	
снижение		Ф	S	а аг Ф	S	as Ф	S	а аг Ф	S	О. аг Ф	S
уровня		Н 03		** оз		Н «	Ч S	ь п		н и	
шума в А	дб	Л « К св S Да О°	п	л « «5 СО S ц	о© Ч Q, К н	43 <5 со S Д а О 2	О О Ч а е н	л -< к да о 2	h	Площадь ритории	gg. к ь
		К а	и v© се ©^ СО	ёа	и х© Я О4- СО	ч g К а	о V© се ©^ СО	Йа	и х© СП ©"•СП		о X© СП С*' СО
Менее	10	42 640	95	42 640	95	42640	95	42 640	95	42 640	95
»	12	41540	93	41 540	93	40 860	93	41 540	93	41 540	93
»	14	37 700	84,5	37 500	84	37 700	84,5	37 320	83,5	37 940	85
»	16	34 620	77,5	34 400	77	37 700	75,5	53 200	74	33 600	75,4
»	18	29 220	66,5	28 850	65	29 400	66,7	28 200	64	29 800	67
»	20	24 200	54,3	23 700	53	26 900	60,1	25 900	58	27 700	62
»	22	21 600	48,5	20 980	47	24 400	54,5	23 000	51,5	26 000	58
»	24	17 360	39	16 000	35,7	21 000	47	20 000	45	22 800	51
»	26	14 800	33	12 000	27	16 600	37	15 800	35	19 000	42,5
»	28	9800	22	9600	19	12 300	27,6	10 200	22,8	14 000	31,3
»	30	7600	17	6400	14,2	9800	22	9000	20	12 900	29
»	32	5600	12,5	4400	9,8	7800	17,4	7000	15,6	11 800	26,5
Таблица 17
Относительное снижение	№ схемы застройки									
	13		14		15		15А		16	
	3 Д	се а	5? Д	се а	и	а	3 д	я &	д	я
уровня шума в дб	а	ф s S д	а	h	&	Ф S s «	а	ф к В *	а	ф я ж *
А	ф	S4S	Ф	S4S	ф	s «	ф	к«	ф	S 9S
А	S	а о	S	ао	S	ао	s	ао	s	ао
	S а ф С	ф а с н и х© Я о'' СО	S ф С	ф а я ь^со	S ф К	ф сх, к ь и х© Я ©^ со	S а ф С	ф о, к н и х© Я о^СО	S ф С	X© Я ©^ Л
Менее 10	432	100	432	100	432	100	432	100	432	100
»	12	312	72	312	72	252	58	312	72	312	72
»	14	264	61	276	64	220	51	238	55	276	64
»	16	240	55,6	252	58	190	44	204	47	216	50
»	18	220	51	228	53	184	42,5	180	41,8	202	47
»	20	196	45,5	194	45	184	42,5	180	41,8	202	47
»	22	164	38	150	35	180	41,8	176	40,8	172	40
»	24	130	30	130	30	172	40	170	39,5	170	39
»	26	126	27	116	27	162	37,5	160	37	164	38
»	28	102	23,7	102	23,7	152	35,3	150	35	158	36
»	30	92	21,3	92	21,3	132	30,5	128	29,5	140	32
»	32	80	18,6	80	18,6	120	28,8	116	27	130	30
граница начинается на расстоянии 1,2 м (12 м в натуре) от углов здания. При этом разница между уровнем шума на углу здания и в области звуковой тени составляет обычно 15 дб. Анализ карт шумового режима ряда вариантов застройки показывает, что длина звуковой тени /т связана с длиной здания D отношением:
/т = (2 -г 2,5) D.
Рис. 57. Процентное распределение уровней по периметру зданий
/ — застройка по схеме 13; 2 — застройка по схеме 15, 3 — застройка по схеме 16
Рис. 58. Предпочтительные типы застройки и их шумовые карты а —схема 21: б—схема 25
При протяженной фронтальной застройке без разрывов во втором ряду предпочтительно располагать строчную торцовую застройку, которая улучшает шумовой режим не только на территории застройки, но и непосредственно у зданий (рис. 58). Этот вывод говорит о возможности строчной застройки магистральных улиц при условии обязательного экранирования ее специальными шумозащитными сооружениями.
Как показали исследования, значительно ухудшение шумового режима застройки происходит при ее расположении на перекрестке магистральных улиц.
Глава VIII
ЗАЩИТА ОТ ШУМА САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО И ИНЖЕНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗДАНИЙ
1. Вентиляционные установки и установки для кондиционирования воздуха1
В современных зданиях все большее применение находят установки кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления с механическим побуждением. При работе всех этих установок создается значительный шум, если не разработаны специаль-
Рис. 59. График для определения величины 251g Я+lOlg Q
ные мероприятия по его ограничению.
Основным источником как воздушного, так и - структурного шума в установках кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления является вентилятор. Кроме того, шум может возникать при движении воздушного потока в элементах установки (диафрагмах, дросселях, шиберах, поворотах воздуховодов, тройниках, реем шетках, плафонах и т. п.).
Шум может передаваться из одного помещения в другое также по вентиляционным
каналам.
Шумовые характеристики (октавные уровни звуковой мощности) вентиляторов, отопительных агрегатов, местных кондиционеров и т. п. должны приводиться в паспортах на это оборудование или каталожных материалах.
1 Параграф написан совместно с Э. А. Лесковым.
124
При отсутствии их шумовые характеристики должны определяться экспериментальным или расчетным путем. Для расчета шумовой характеристики вентилятора [31] необходимо знать по крайней мере три его параметра: производительность, полное давление и число оборотов. Общий уровень звуковой мощности шума вентилятора определяется по формуле
ЬРобщ = ^ + 25 !g Я + lOlgQ + o,	(45)
где — общий уровень звуковой мощности в дб относительно 10-12 вт;
L — критерий шумности, зависящий от типа вентилятора и принимаемый по табл. 18, в <56;
Н — полное давление в кГ/м2;
Q — производительность <в м31сек\
6 — поправка на режим работы вентилятора в дб (при отклонении не болеечемна 10—20% от режима максимума к. п. д. поправка 6=2 дб, на режиме вблизи максимума к. п. д. 6=0).
Значения L для вентиляторов основных промышленных типов приведены в табл. 18 [52].
Для облегчения расчетов на рис. 59 приведен график для определения величины 25 1g Я+ЯО lg Q.
Таблица 18
Сторона	Тип и серия вентиляторов					
	Ц4-70, Ц4-76	ВРС и Ц13-50	Ц9-55, Ц9-57	ввд	МЦ-4	К
Нагнетания		41	44,5	47,5	48	46	43
Всасывания		38	40	43,5	40	46	43
Полученная по формуле (45) величина характеризует звуковую мощность, излучаемую открытым входным или выходным патрубком вентилятора в одну сторону (в свободные атмосферу или помещение).
Уровни звуковой мощности вентилятора в октавных полосах определяются по формуле
Lp = Lp -ALj,	(46)
окт общ
где ^Робщ — общий уровень звуковой мощности в <56;
ALi—поправка, учитывающая распределение звуковой мощности по октавным полосам, в дб.
Поправки ALt к общему уровню звуковой мощности для определения октавных уровней следует принимать в зависимости от типа вентилятора по табл. 19.
125
Таблица 19
Средние частоты октавных полос в гц	Поправка Д Lr в дб		
	Центробежные вентиляторы		Осевые вентиляторы
	с лопатками, загнутыми вперед	с лопатками загнутыми, назад	
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Примечания: 1. ротов вентилятора лежи' 2 При числе оборо' вниз, а при шсле оборо*! с лопатками, загнутыми равна 17, а на частоте 1 2800 об/мин весь спектр с	6 6 6 9 13 17 21 26 Приведенные в табли г в пределах 700—1400 гов 1400—2800 об/мин i гов 350—700 об/мин на вперед, при n=600 ot 500 гц — 9 дб и т. д. ледует сдвинуть на две	11 7 5 6 9 16 21 26 це данные справедлив! об/мин. зесь спектр нужно октаву вверх. Наприм >/мин на частоте 1000 При числе оборотов з октавы вниз.	13 8 9 5 7 10 16 23 ы, когда число обо- сдвинуть на октаву ер, для вентилятора гц поправка буде1 > вентилятора более
Октавные уровни звуковой мощности вентилятора, излучаемой в вентиляционную сеть, определяются по формуле
Lp = Lp -М^ + М^дб,	(47)
в общ
где ДЬг—поправка, учитывающая влияние присоединения вентилятора к сети воздуховодов, в дб (определяется по табл. 20).
Общий уровень звуковой мощности, излучаемой вентилятором в помещение вентиляционной камеры, определяется по формуле (45) при условии, что величина критерия шумности L находится по табл. 18 как его среднее значение для стороны всасывания и нагнетания [26].
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого вентилятором в помещение, определяются по формуле (46) и табл. 19.
Если в вентиляционной камере работает несколько вентиляторов, то для каждой октавной полосы определяется суммарный уровень звуковой мощности шума, излучаемого всеми вентиляторами, по формуле
п LP = Ю 1g У 10°^, сум	“
где Lp. —октавный уровень звуковой мощности шума, излучаемого одним вентилятором, ib дб;
п — число вентиляторов, установленных в вентиляционной камере.
Для суммирования уровней можно пользоваться рис. 5 (гл. I).
126
Таблица 20
Корень квадратный из площади патрубка вентилятора в мм	Поправка Д Lt в дб							
	Среднегеометрические частоты октавных полос в гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
100	23,5	18	13	7,5	3	0,5	0	0
125	21,5	16,5	11	6,5	2	0,5	0	0
140	21	15	10,5	5,5	1,5	0	0	0
160	19,5	14,5	9,5	4,5	1	0	0	0
180	19	13,5	8,5	4	1	0	0	0
200	18	13	7,5	3	1	0	0	0
225	17	11,5	7	2,5	0,5	0	0	0
250	16	11	6	2	0,5	0	0	0
280	15,5	10,5	5,5	1,5	0	0	0	0
315	14,5	9,5	4,5	1	0	0	0	0
355	13,5	8,5	4	1	0	0	0	0
400	12,5	7,5	3	0,5	0	0	0	0
450	12	6,5	2,5	0,5	0	0	0	0
500	11	6	2	0,5	0	0	0	0
560	10,5	5,5	1,5	0	0	0	0	0
630	9,5	5	1	0	0	0	0	0
710	8,5	4	1	0	0	0	0	0
800	7,5	3	1	0	0	0	0	0
900	7	3	0,5	0	0	0	0	0
1000	6	2	0,5	0	0	0	0	0
1250	4,5	1	0	0	0	0	0	0
1400	4	1	0	0	0	0	0	0
1600	3	0,5	0	0	0	0	0	0
При выборе центробежных вентиляторов для центральных систем вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо иметь в виду следующее:
1)	при оценке вентиляторов различных конструкций уровень их звуковой мощности -следует учитывать наряду с другими обычными параметрами;
2)	принятый вентилятор должен быть оптимальным при заданном расходе воздуха и сопротивлении сети и поэтому должен работать в режиме максимального к.п.д.
3)	следует стремиться к тому, чтобы сопротивление сети было как можно меньшим. Установку вентилятора с запасом по давлению, а затем при наладке дросселирование избыточного давления следует считать недопустимыми, так как при этом создается шум, который может свести на нет эффект установки центрального глушителя;
4)	конструкция входного патрубка вентилятора должна обеспечивать плавный подвод воздуха к рабочему колесу.
Следует обращать особое внимание на тщательную балансировку рабочего колеса вентилятора. Для осевых вентиляторов в большинстве случаев достаточно статической балансировки; для центро-
127
бежных вентиляторов из-за большой ширины рабочего колеса требуется статическая и динамическая балансировка.
Шум, создаваемый автономными агрегатами и приточными устройствами, излучается непосредственно в обслуживаемое помещение, и его трудно ослабить по пути распространения. Следовательно, такие агрегаты и устройства необходимо выбирать достаточно мя-лошумными.
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого в поме
щение автономными кондиционерами, отопительно-вентиляционными агрегатами, агрегатами воздушного душирования (без сетей воздуховодов) с осевыми вентиляторами, следует определять по формуле (46) и табл. 19 с повышающей поправкой 3 дб [52].
Для автономных агрегатов с центробежными вентиляторами октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого всасывающим и нагнетающим патрубками вентилятора, следует определять по формуле (46) и табл. 19, а суммарный уровень шума — по рис. 5. Если в агрегате воздух забирается снаружи, то сложение уровней
делать не следует.
Шум приточного устройства (решетки, плафонов) тем меньше, чем меньше скорость проходящего через него воздушного потока. Уровень шума, создаваемого приточным устройством определенного типа при заданной постоянной производительности, возрастает приблизительно на 2 дб при каждом увеличении на 10% максимальной скорости между направляющими лопатками. При удвоении скорости уровень шума в решетке возрастает приблизительно на 18 дб [34,41].
При выборе приточных устройств следует исходить из шумовых характеристик оборудования данного конкретного типа. Сравнивая шумовые характеристики различных устройств, необходимо учиты-
вать акустические условия, при которых они получены.
Максимальная скорость потока, а следовательно, и уровень шума зависят не только от расхода, размеров и конструкции приточного устройства, но также и от конфигурации воздушного потока, набегающего на приточное устройство.
Если дроссель для регулирования расхода воздуха установлен вблизи приточного устройства, то скорость воздушного потока на
Таблица 21
Степень открытия дросселя в %	Сопротивление дросселя вместе с приточным устройством в %	Повышение уровня шума в дб
100	100	0
82	150	4,5
70	200	8
50	400	16
некоторых участках приточного устройства будет возрастать при закрывании дросселя. Данные, приведенные в табл. 21, позволяют оценить возрастание уровня шума, если известно суммарное сопротивление приточного устройства и дросселя, поскольку обе величины зависят от степени раскрытия дросселя [35].
Для предотвращения повышения уровня шума дроссели
128
следует располагать на расстоянии нескольких размеров ширины воздуховода от приточных устройств; при этом условии воздушные струи, создаваемые дросселем, не будут бить непосредственно в направляющие лопатки или конусы приточных устройств.
Рис. 60. Зависимость коэффициента сопротивления решетки от ее живого сечения -------------приточная решетка;--------вытяжная решетка
При отсутствии шумовых характеристик вентиляционных решеток, дросселей, шиберов, плафонов и т. п. общий уровень звуковой мощности шума, создаваемого в них, можно приблизительно рассчитать по формуле [32]:
Lp = 60 1g v + 30 Igg + 10 1g F + Л,	(48)
общ
где L — общий уровень звуковой мощности шумоообразования в дб относительно 10-12 вт;
v — скорость набегающего потока в м!сек\
F—площадь поперечного сечения подводящего воздуховода в м2;
| — аэродинамический коэффициент сопротивления: для дисковых плафонов ВНИИГС g=4; для анемостатов и плафонов ВНИИГС |=2; для приточных и вытяжных решеток g определяется по графику на рис. 60
5(0,5) Зак. 297
129
A — поправка, зависящая от типа обтекаемого элемента, в дб: для дросселирующих устройств, анемостатов и дисковых плафонов Л=6 дб; для плафонов конструкции ВНИИГС Л =13 дб; для решеток Л = 0.
Октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого в воздуховод дросселирующими устройствами, подсчитываются по формуле (47); при этом Гробщ подсчитывается по формуле (48), поправка ALs принимается по табл. 20 (за характерную площадь следует принимать площадь поперечного сечения воздуховода, в котором установлены рассматриваемый элемент или устройство), а поправка Д£]—по данным табл.'22 в зависимости от 'величины частотного параметра f, который определяется уравнением
f=-^,
V
где f —частота в гц;
D — средний поперечный размер воздуховода (эквивалентный диаметр) в м;
v— средняя скорость на входе в рассматриваемый элемент в м/сек.
Частотный пара* метр f	0,4	0,6	0,8	1	10	20	60	80	100	200	400	600	800
Д Lt в дб	10	8	6	5	5	6	8	9	10	13	18	21	24
Октавные уровни звуковой мощности шума, создаваемого в плафонах и решетках, следует рассчитывать по формуле (46), принимая Lp^ по формуле (48), а поправку АЬг по данным табл 23.
Таблица 23
Тип устройства	Поправка A в дб							
	Среднегеометрическая частота октавных полос в гц							
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Анемостат	 Плафон ВНИИГС (отрывная струя) .... Плафон	ВНИИГС (настильная струя) . . Дисковый плафон . . Решетка		6 8 7 7 13	7 7 7 7 8	8 5 5 8 8	10 9 7 7 8	11 15 15 10 8	12 20 23 16 8	22 26 26 22 13	28 30 30 28 18
Если скорость движения воздуха перед воздухораспределительным или воздухозаборным устройством (плафон, решетка и т. п.)
130
не превышает допускаемой величины удоп, то создаваемый в них шум при расчете требуемого снижения уровней звукового давления можно не учитывать.
Допускаемая скорость движения воздуха перед воздухораспределительным или воздухозаборным устройством установок определяется по формуле
\оп + 10	--30 1g £ + Л £1 - (А + Д + 6)
д°п_____F п____________________
Рдоп = 0,7-Ю	60	м/сек,
где £Доп — допустимый по нормам октавный уровень звукового давления в дб;
п — число плафонов или решеток в рассматриваемом помещении;
В — постоянная помещения в рассматриваемой октавной полосе в м2;
— поправка, учитывающая распределение уровней звуковой мощности плафонов и решеток по октавным полосам, принимается по табл. 23, в дб;
Д— поправка на расположение источника шума. При расположении источника в рабочей зоне (не выше 2 м от пола) Д=3 дб, если источник выше этой зоны Д=0;
0,7 — коэффициент запаса;
F, А — обозначения те же, что в формуле (48).
Определение допускаемой скорости движения воздуха производится только для одной частоты, которая равна: для плафонов ВНИИГС 250 гц, для дисковых плафонов 500 гц, для анемостатов и решеток 2000 гц.
Для снижения уровня звуковой мощности шума, генерируемого поворотами и тройниками воздуховодов, участков резкого изменения площади поперечного сечения и т. п., следует ограничивать скорости движения воздуха в магистральных воздуховодах общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий до 5—6 м/сек, а на ответвлениях до 2—4 м/сек. Для производственных зданий эти скорости можно увеличивать в два раза, если по технологическим и другим требованиям это допустимо.
Допустимый уровень вентиляционного шума, проникающего в помещение через решетки, можно определить из условия, что суммарный уровень звукового давления, создаваемого в помещении вентиляционным шумом и шумообразованием в решетках, не должен превышать допускаемый уровень звукового давления для данного помещения в любой октавной полосе.
Если уровень шума, создаваемого в результате шумообразова-ния в решетке, более чем на 10 дб ниже допускаемого, то в последующих расчетах его можно не учитывать.
В различных элементах воздуховодов происходит снижение уровней звуковой мощности, обусловливаемое самой вентиляционной системой. Для их учета из определенных октавных уровней зву-
5* (0,5) Зак 297
131
ковой мощности, излучаемой вентилятором в систему воздуховодов, следует последовательно вычитать потери звуковой мощности, обусловленные отдельными
Рис. 61. Различные случаи расположения источников шума относительно .расчетных точек
а — источники шума (автономный кондиционер и плафон) и расчетная точка находятся в одном помещении; б — источники шума (вентилятор и элементы установки) и расчетная точка находятся в различных помещениях; в —источник шума — (вентилятор находится в помещении, расчетная точка на прилегающей территории; 1 — автономный кондиционер; 2 — расчетная точка; 3 — плафон, генерирующий шум; 4 — виброизолиро-ванный вентилятор; 5 —гибкая вставка; 5 — центральный глушитель; 7 — внезапное сужение сечения воздуховода; 8 — разветвление воздуховода; 9 — прямоугольный поворот с направляющими лопатками; 10— плавный поворот воздуховода; //—прямоугольный поворот воздуховода; 12— решетка; 13 — вспомогательный глушитель
элементами системы.
В результате этого могут быть определены уровни звуковой мощности шума, поступающего в помещение или открытую атмосферу через концевые устройства (решетки, плафоны и т. п.).
На рис. 61 показаны схема вентиляционной системы и элементы сети, в которых происходит снижение уровня звуковой мощности шума в результате его затухания или отражения на пути от вентилятора до вентилируемого помещения. Суммарное снижение уровней (потери) звуковой мощности по пути распространения шума в вентиляционной сети Д£р следует опреде-в
лять по формуле
п
л Ч “ 1 л Чдб'
Z=1
где ^Lpi — снижение уровней (потери) звуковой мощности в последовательно расположенных элементах вентиляционной сети (прямых участках, поворотах, тройниках, решетках, и т. п.) в дб;
п — число элементов сети, в которых учитывается снижение уровней звуковой мощности.
132
Существует несколько причин снижения уровня звуковой мощности в системе воздуховодов; основные из них следующие:
1)	перераспределение звуковой мощности пропорционально площади воздуховодов, что происходит при разветвлении сети;
2)	отражение звука от фасонных элементов воздуховодов (колен, тройников, решеток и др.);
3)	поглощение звуковой энергии в результате вязкого трения вблизи стенок и вибрации воздуховодов.
В настоящее время снижение уровня звуковой мощности в эле-
Т а б л ица 24
Поперечное сечение в еле2	Затухание в дб/лс			
	Частота в гц			
	63	125	250	>500
15X15 50x50 100x100	0,4 0,4 0,3	о,4 0,4 0,2	о,3 0,2 0,1	0,2 0,1 0,03
ментах воздуховодов можно определить только ориентировочно на основе экспериментальных и литературных данных, достаточных для инженерных расчетов.
Прямые участки воздуховодов, выполненных из листовой стали, дают небольшое снижение уровней звуковой (Мощности, обусловленное в основном вибрациями их стенок. Однако при протяженных воздуховодах снижением уровня на низких частотах пренебречь нельзя.
Величина потерь зависит
ОТ сте-
формы и размеров поперечного сечения воздуховода, толщины нок и частоты.

Произведение частоты на ширину поборота, гц лл
Рис. 62. Снижение уровней (потери) звуковой мощности шума в прямоугольных необлицованных поворотах воздуховодов
5 Зак 297
133
Для металлических воздуховодов прямоугольного сечения затухание ориентировочно можно принимать по табл. 24 [42].
Покрытие из теплоизолирующего материала демпфирует вибрации стенок воздуховода. Такое покрытие не только уменьшает излучение звука стенками воздуховода, но также увеличивает затухание в воздуховодах приблизительно в два раза по сравне-нению со значениями, указанными в табл. 24 [37].
Стенки 'воздуховодов круглого сечения, применяемых в высокоскоростных системах, менее податливы к возбуждению вибраций, чем стенки воздуховодов прямоугольного сечения. Собственное затухание звука в круглых воздуховодах диаметром 10—30 см с внешней теплоизоляцией или без таковой составляет около 0,1 дб!м на частотах менее 1000 гц и возрастает нерегулярно до 0,33 дб/м на высоких частотах [36].
Затухание в бетонных и кирпичных каналах ввиду его небольшой величины можно не	Таблица 25
учитывать.
Снижение уровня звуковой мощности в прямоугольных необлицованных поворотах воздуховодов определяют по кривой рис. 62, на которой по оси абсцисс отложено произведение частоты (в гц) на ширину воздуховода в плоскости поворота.
Для плавных поворотов снижение уровней звуковой
мощности значительно меньше (см. табл. 25) [36], чем для поворотов под прямым углом, поскольку большая часть звуковой энергии проходит вперед, а не отражается обратно в сторону вентилятора.
При резком изменении поперечного сечения воздуховода или канала снижение уровней звуковой мощности как для расширения, так и для сужения определяется по формуле
Д£„= 10 lg (ffi+1)8 ,
4 m
Л где т = —~ , *2
Fi и F %— площади поперечного сечения до <и после изменения сечения IB м2.
Значения \Ьрл при внезапных изменениях сечения воздуховода можно определить по рис. 63. При наличии плавного перехода этими потерями можно пренебречь.
134
Снижение уровней звуковой мощности в разветвлении воздуховода для всех октавных полос определяется как
ДЛР = 10 1g ^22 • <от' + 1)2 ,	(49)
Fотв	4 т'
,	F маг
где т =	;
отв
Рым — площадь поперечного сечения магистрального воздуховода перед разветвлением в ж2;
Foib — то же, рассматриваемого ответвления в ж2;
SFotb — суммарная площадь поперечных сечений всех ответвлений в ж2.
Для тройников на ответвлении с прямоугольным поворотом на 90° к величине ДДр, подсчитанной по формуле (49), следует прибавлять снижение звуковой
мощности в повороте воздуховода, определяемое по графи-ку (см. рис. 62). Для тройни- " ков на проходе следует учитывать только снижение уровня звуковой мощности по формуле (49).
Снижение уровней звуковой мощности в результате отражений от концевой части канала (решетки) в зависимости
8
Рис. 63. Снижение уровня звуковой мощности в месте изменения поперечного сечения с площади Ft на площадь fy:

от частоты звука, площади поперечного сечения решетки или выпускного отверстия и их расположения в помещении следует определять по рис. 64.
Изложенные выше матери-
алы позволяют определить уровни звуковой мощности, излучаемые вентиляционной установкой или устамовкой кондиционирования воздуха в помещение или открытую атмосферу, которые определяются по формуле
Lp = Lp -bLp , п	В	в
где Lp^ — излучаемые уровни звуковой мощности в дб;
Lp* — октавные уровни звуковой мощности вентилятора, излучаемые в (вентиляционную сеть (или октавные уровни звуковой мощности дросселей, шиберов и т. п.), в дб; kLp*—суммарное снижение уровней звуковой мощности по пути распространения шума в вентиляционной сети в дб.
135
Выше приведены сведения об уровнях звуковой мощности, излучаемой в помещения (или атмосферу) автономными кондиционерами, отопительно-вентиляционными агрегатами, агрегатами воздушного душирования (без сетей воздуховодов) с осевыми вентиля • торами, решетками и плафонами. Зная излучаемую звуковую мощность, можно, пользуясь приведенными в главе VI формулами, рас
Частота размер/
Рис. 64. Потери отражения для двух случаев размещения выпуска в функции произведения частоты на квадратный корень из площади выходного канала
считать уровни звукового давления в расчетных точках, расположенных в помещениях или на территориях застройки.
Снижение уровней звукового давления, создаваемого установками 'вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления, следует предусматривать в тех случаях, когда в результате их работы октавные уровни звукового давления на постоянных (рабочих местах или в расчетных точках помещения превышают ок-
тавные уровни звукового
/ — конец канала заподлицо со стеной; 2 — конец канала выступает в помещение; FR— площадь поперечного сечения канала в м3; /—частота в гц
давления, допустимые по нормам.
Мероприятия по снижению шума необходимо пре-
дусматривать для всех источников, если превышение составляет >3 дб хотя бы в одной октавной полосе.
Если в расчетную точку проникает шум только от одного источника, то требуемое снижение уровней звукового давления для всех октавных полос частот определяется по формуле
ALTP = L —L+5 дб, где L — октавный уровень звукового давления в расчетной точке; Ьдоп — октавный уровень звукового давления, допустимый по нормам.
Если в расчетную точку одновременно попадает шум от нескольких источников, то расчет производится для каждого источника в отдельности. Требуемое снижение уровня шума в этом случае определяется для каждого источника в отдельности по формуле
где Li — октавный уровень звукового давления, создаваемый рассматриваемым источником шума в расчетной точке, >в дб:
136
п — общее количество источников шума (например, общее число решеток приточной и вытяжной механической 'вентиляции, дросселирующих устройств и т. д.).
При этом в общем количестве источников шума не следует учитывать источники, создающие в расчетной точке октавные уровни звукового давления на 10 дб ниже нормативных при их числе не более 3 и на 15 дб ниже нормативных при их числе не более 10. При учете числа дросселирующих устройств следует учитывать
только те, которые устанавливаются на ответвлениях воздуховодов.
Мероприятия для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления ALTp в общем случае могут заключаться в следующем.
1.	Снижение уровней звуковой мощности источников Lp. Это достигается применением более совершенных с акустической точки зрения вентиляторов и концевых устройств, выбором рациональных режимов их работы, применением вибродемпфирующих покрытий и звукоизолирующих кожухов;
2.	Снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звука ALp, которое достигается устройством глушителей, рациональной планировкой зданий, применением звукоизолирующих конструкций с повышенной звукоизоляцией (ограждения, окна, двери) и звукопоглощающих конструкций в помещениях с ис
Рис. 65. Схема активных глушителей шума а — трубчатый; б — сотовый; в — пластинчатый; г—камерный; / — наружный кожух; 2 — перфорированный воздуховод; 3 — звукопоглощающий материал; 4 — звукопоглощающие ячейки; 5 —звукопоглощающие пластины; 6—т^анал для воздуховода; 7 — обтекатели; 8— поперечные перегородки; 9—облицовка
точниками шума.
3.	Изменение акустических качеств помещения, в котором находится рабочее место (расчетная точка), путем увеличения постоянной В этого помещения (посредством применения звукопоглощающих облицовок и штучных з'вукопоглотителей).
4.	Снижение прямого звука посредством рациональной ориентации источника шума (уменьшение фактора направленности ср по
137
направлению от решетки на рабочее место), устройства акустических экранов, удаления рабочего места от источника шума.
Для снижения шума, распространяющегося по каналам систем вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления, следует применять диссипативные глушители (трубчатые, сотовые, пластинчатые и камерные глушители со звукопоглощающим материалом, а также облицованные изнутри такими материалами воздуховоды и повороты). Тип и размер глушителя определяется допустимой скоростью движения и расходом воздуха, требуемым снижением шума и местными условиями. Схема ряда конструкций глушителей приведена .на рис. 65.
В настоящее время имеется разработанный НИИ стройфизики и ГПИ Сантехпроект альбом типовых чертежей глушителей шума ГЗО].
Необходимое свободное сечение глушителя может быть определено по формуле
где Q — расход воздуха через глушитель в м^сек;
»доп—допустимая скорость движения воздуха в глушителе в м!сек.
Для общественных и административных зданий допускаемая скорость движения воздуха может быть ориентировочно определе-
на по табл. 26 в зависимости от
Таблица 26
Индекс предельного' спектра	Ns 25	№ 35	№ 45	№ 50
Допускаемая скорость воздуха в м/сек в , . .	4	6	8	10
индекса предельного спектра, допустимого для данного помещения.
В производственных зданиях промышленных предприятий скорость движения воздуха в глушителях не должна превышать 12 м]сек.
Необходимая длина глушителя может быть определена по формуле
I — А^гр м т₽ — Д L ’
где Д£Тр — требуемое заглушение шума;
Д£— заглушение шума в глушителе на 1 м его длины.
Данные о заглушении шума ДЬ приводятся в [30].
При выборе звукопоглощающих материалов для глушителей кроме их акустических качеств необходимо учитывать их огнестойкость, безвредность, отсутствие запаха как в сухом, так и во влажном состоянии и невыдуваемость частичек материала при высоких скоростях воздушного потока (в конструкциях глушителей).
138
Выбор звукопоглощающего материала зависит от того, в какой системе (приточной или вытяжной) его применяют.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения категорий А, Б и В (пожароопасные), рекомендуется применять мягкие маты ультрасупертонкого стекловолокна (СТВ) с объемной плотностью 15 кГ/м3, выпускаемые стеклозаводами Брянской и Московской областей, или базальтовые звукопоглощающие маты (БЗМ) по ТУ-505.247—71 плотностью 17 кг!м?, выпускаемые ирпеньским комбинатом стеновых материалов и пластмасс.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения категории Г и Д (пожаробезопасные), можно применять отходы капронового волокна объемным весом 120—150 кг/м3, изготовляемые по СТУ И68—62, СТУ1-202—62 или ТУ 340—55.
Для глушителей вытяжных систем рекомендуется применять полужесткие плиты из стекловолокна ЦФД с объемной плотностью 30—40 кГ/м3, выпускаемые саратовским заводом «Техстекло» по СТУ—47, а при их отсутствии — менераловатныеваты ма/ркиППМ-80 воскресенского завода «Красный строитель».
Для предупреждения выдувания звукопоглощающего материала при скоростях до 15 м!сек рекомендуется применять защитные покрытия в виде перфорированных стальных листов толщиной 0,5—0,8 мм (диаметр перфорации 5 мм, шаг 10 мм) поверх стеклоткани марки Э-01 или Э-0,08 (ГОСТ 8481—61), выпускаемых отечественными стеклозаводами. Такое покрытие акустически прозрачно и не уменьшает эффективности работы глушителей.
Подобные перфорированные листы не обладают никакими акустическими преимуществами по сравнению со стальной сеткой, но в конструктивном и гигиеническом отношении являются более предпочтительными. Кроме того, потери на трение в глушителях с перфорированными листами меньше, чем в глушителях с металлической сеткой, и, следовательно, меньше уровень шума, генерируемого воздушным потоком.
Пленочные покрытия даже толщиной 50 мк снижают эффективность глушителей на частотах выше 500 гц примерно на 30% и со временем теряют свою эластичность и ухудшают звукопоглощение еще больше.
Существует несколько способов применения звукопоглощающих материалов в системе воздуховодов:
1)	облицовка расширительных камер на всасывающей и нагнетательной сторонах вентилятора — экономически выгодный способ достижения значительного затухания в системах, содержащих такие элементы;
2)	облицовка воздуховода изнутри звукопоглощающим материалом, который одновременно служит для целей теплоизоляции. Размеры воздуховодов при этом необходимо увеличить, чтобы компенсировать потери площади свободного сечения, обусловленные наличием облицовки;
139
3)	размещение облицованных секций воздуховодов вблизи от поворотов, что позволяет использовать преимущества взаимодействия звукопоглощения и отражения звука;
4)	использование специальных вентиляционных глушителей, когда длина воздуховода ограничена.
Для достижения требуемого затухания на практике часто прибегают к комбинации нескольких описанных выше способов.
Глушитель занимает место, которое необходимо предусмотреть при компоновке вентиляционной системы. Глушителей рекомендуется устанавливать по возможности ближе к вентилятору в начале вентиляционной сети, что позволяет ограничить до минимума шум, проникающий через стенки воздуховода в помещения, через которые он проходит. Если источники шума в вентиляционной системе неизбежны, то соответствующие глушители необходимо располагать в ответвлениях от магистрального участка. Глушители необходимо также предусматривать в каналах, соединяющих вентилируемые помещения.
Уровень шума потока может свести на нет эффект затухания в глушителе, поэтому скорость потока в глушителе, устанавливаемом вблизи от вентилируемого помещения, должна быть ограниченной.
Это требование обусловливает сравнительно большие свободные поперечные сечения в глушителях, что удорожает их стоимость. Размеры глушителей, устанавливаемых у приточных устройств, следует выбирать только 1на основе требуемой звукоизоляции между соседними помещениями. Требуемое сверх этого заглушение может быть достигнуто более экономически выгодно посредством центрального глушителя, в котором допускаются более высокие скорости потока.
2.	Системы водопровода, канализации и отопления
При работе систем водопровода, канализации и отопления в зданиях возникают шумы — серьезная помеха для проживающих или работающих людей. Источниками шума в этих системах являются насосные установки, различная арматура, включая санитарно-технические приборы и сами трубопроводы.
При этом создается как воздушный шум, излучаемый непосредственно в помещение, где установлен источник шума, так и структурный, распространяющийся от источника шума по трубопроводам, несущим и ограждающим конструкциям.
Насосные установки находят все большее применение для различных целей в современных многоэтажных зданиях. Они служат для ускорения циркуляции воды в системах центрального отопления и теплоснабжения и в сетях горячего водоснабжения. В зданиях повышенной этажности они (используются для повышения напора и обеспечения водоснабжения верхних этажей.
Источниками шума в насосных установках являются механизмы привода, редуктор и сам насос.
140
Шум и вибрации насоса без привода в основном вызываются [22] образованием вихрей на лопатках, дисках и стенках корпуса, неоднородностью потока, кавитационными процессами и т. д., а также механическими источниками — шарикоподшипниками, стуками в зазорах, неуравновешенностью вращающихся масс и т. п.
Снизить воздушный шум, создаваемый насосной установкой, возможно путем выбора наиболее совершенных конструкций насосов, имеющих низкий уровень шума, статической и динамической балансировки установки или же путем заключения насосной установки в кожух соответствующей конструкции. Снижение структурного шума достигается установкой между бетонным основанием или стальной рамой насосной установки и фундаментом — упругих виброизоляторов, изоляцией подходящих к насосной установке трубопроводов путем устройства в них гибких вставок.
Схема виброизоляции насосной установки показана на рис. 66.
В соответствии с параметрами насосной установки, характеризующими ее колебательные свойства, в качестве виброизоляторов можно использовать стальные пружины, резино - металлические виброизоляторы и другие упругие материалы.
На рис. 67 показаны типы различных виброизоляторов, применяемых в практике для виброизоляции насосных установок. Гибкие вставки в трубопроводах выполняются обычно из резиновых армированных патрубков (ГОСТ 8496—67), рассчитанных на требуемое давление и имеющих длину не менее 70—90 см. На рис. 68 показан пример устройства гибкой резиновой вставки.
Особое внимание должно уделяться вопросу виброизоляции трубопроводов при их прохождении через ограждающие конструкции, а также изоляции шума, распространяющегося по воде.
Основные источники шума в системах водоснабжения и канализации [14]—водоразборные краны, санитарные приборы, запорная и регулирующая арматура.
Шум арматуры, который связан с работой водопроводных кранов и смывных бачков, появляется при внезапном открытии и закрытии вентилей вследствие возникновения «гидравлического удара».
Рис. 66. Схема виброизоляции насосной установки
1 — железобетонная плита основания: 2— гибкие вставки; 3 — виброизоляция трубопровода; 4 — кронштейн с упругой прокладкой; 5 — стойка с упругой прокладкой
141
Рис. 67. Виброизоляторы для насосных установок
а — пружинный; 1 — стальная пружина; 2 — верхний стакан;
3 — рама верхнего пояса; 4 — металлическая шайба; 5 —резина; 6 — нижний стакан; 7 — перфорированная резина; 8 — рама нижнего пояса; б — схема виброизоляторов, применяемых в зарубежной практике
I
Рис. 68. Крепление гибкой резиновой вставки
1 — прокладки под хомутик из резиновой полосы сечением 50Х ХЮ мм; 2 —хомут из двух секторов из полосы 50X5 мм, 3—болт не менее М12Х60 мм;
4 — металлическая полоса сечением 50X2,5 мм; 5 — патрубок;
6 — гибкая вставка; 7 — фланец
142
При равномерном движении воды он создается в результате кавитации и образования вихрей. Этот шум возникает главным образом вблизи мест крепления вентилей, и его интенсивность зависит от давления перед арматурой и скорости потока.
При низком давлении интенсивность меньше, чем при высоком. Зависимость интенсивности шума от скорости потока нельзя выразить однозначно. Причиной возникновения собственных шумов трубопроводов являются вихревые потоки и кавитация. Они появляются при больших скоростях потока, главным образом вблизи пересечения труб (крестовин, тройников) и мест изменения направления течения и поперечного сечения трубопроводов, соединительных деталей (муфт, резьбовых соединений колен). Собственные шумы трубопроводов усиливаются при возрастании скорости потока.
В качестве мероприятий, обеспечивающих уменьшение шума в трубопроводах, рекомендуется принимать меньшие скорости потока. Строительными нормами и правилами (СНиП) установлено, что скорость движения воды не должна превышать в магистралях и стояках 1,5 м]сек, а в подводках к водоразборным точкам — 2,5 м!сек. В то же время необходимо отметить, что в трубах малых диаметров опасность шумообразования гораздо больше.
Шумы наполнения возникают при попадании струи на стенки жестко укрепленных резервуаров (ванны, раковины, смывные бачки) и часто усиливаются в результате резонансных явлений.
Шумы санитарно-технической арматуры излучаются непосредственно как воздушный шум, а также распространяются в стенках труб и в воде как структурный шум.
Для предотвращения распространения структурного шума по строительным конструкциям во всех местах соприкосновения труб с ними (крепление труб и арматуры, места пересечения стен и перегородок) должна быть предусмотрена соответствующая виброизоляция.
Распространению шума от водозаборных кранов по трубопроводам можно воспрепятствовать путем присоединения водозаборной арматуры посредством звукоизолирующих муфт.
Самое эффективное средство для защиты от шумов санитарно-технического оборудования состоит в борьбе с возникновением шумов непосредственно в источнике. Для этого в первую очередь следует применять правильно сконструированную с точки зрения гидравлики бесшумную арматуру с улучшенными гидравлическими трактами и дросселирующими устройствами.
Весьма целесообразно снижать рабочее давление на подводках водозаборной арматуры либо путем стабилизации его в системе водоснабжения в целом, либо путем применения местных рассредоточенных сопротивлений.
В водозаборных вентилях у выпускного отверстия необходимо принимать специальные меры для сглаживания потока и умень
143
шения образования вихрей (натаример, использование сетки, распределителя потока). Достигаемое при этом снижение шума может составлять от 6 до 12 дб (в зависимости от давления в сети).
В жилых зданиях недопустимо устройство смывных кранов, а следует устанавливать унитазы с низко расположенными смывными бачками. Насадки (например, душевые сетки), наиболее способствующие возникновению шума, должны соединяться с вентилем через гибкий шланг. В зданиях повышенной этажности целесообразно предусматривать последовательно работающие насосные уста|новки (например, напор в городской сети—для этажей с 1 по 6, первая насосная установка—для этажей с 6 по 10, вторая насосная установка — для этажей с 11 по 15).
Для уменьшения шумов, возникающих при спуске воды, следует использовать спускные клапаны и водопропускные затворы специальной конструкции. Прежде всего следует учитывать, что воздух, выделяющийся из потока при спуске, должен всасываться равномерно без перерывов и перемещаться вместе с водой.
Трубопроводы должны иметь как можно более гладкие внутренние стенки без острых кромок. Рекомендуется применять трубопроводы большого сечения, чтобы получить небольшую скорость потока. Надо стремиться, чтобы скорость движения воды не превышала 1,5 м/сек. С помощью фасонных частей, имеющих большой радиус кривизны, следует избегать резких изменений направления трубопровода и использовать переходные и соединительные фасонные части, правильно сконструированные с точки зрения гидравлики. При этом изменения поперечного сечения не должны быть резкими.
Путем тщательной проработки проекта сети трубопроводов можно свести к минимуму количество переходных и соединительных фасонных частей.
Все эти мероприятия, позволяющие уменьшить образование шума, должны быть дополнены конструктивными мероприятиями по звукоизоляции при монтаже санитарно-технического оборудования, обеспечивающими предотвращение распространения структурного шума по несущим и ограждающим элементам здания.
Для этого при пропуске трубопроводов через ограждающие конструкции (стенки, перекрытия) необходимо устройство звукоизоляционных прокладок типа манжет из волокнистых звукоизоляционных или иных упругих материалов.
При скрытой проводке трубопроводы должны быть обернуты звукоизоляционным материалом (войлок с пропиткой и без пропитки битумом, волокнистые звукоизоляционные материалы и т. п.).
При открытой проводке трубопроводов между элементом крепления и трубой должны быть предусмотрены звукоизоляционные прокладки (например, из войлока, профилированной резины и других упругих материалов) (рис. 69, а). Значительно более высокими качествами обладают зажимные скобы со стальными пру
144
жинными изоляторами (рис. 69,6). Достигаемая звукоизоляция от структурного звука составляет при низких частотах приблизительно 10 дб, а при высоких частотах более 2 дб.
Для крепления нескольких параллельных труб рекомендуется использовать общие шины, которые прикрепляются к стене через резино-металлические элементы (рис. 69,в).
В случае расположения трубопроводов в шахтах последние не должны примыкать к (помещениям, требующим защиты от шума Если этого нельзя избежать, то по крайней мере трубопроводы не должны крепиться на стенах шахты, обращенных к этим помещениям.
Рис 69. Схема крепления трубопроводов
а—с помощью звукоизоляционного материала: /—зажимная скоба; 2 — труба; 3 — звукоизоляционный материал, 4 — штукатурка; 5 — каменная кладка; б —с помощью стальной пружины: / — зажимная скоба; 2—труба; 3—стальная пружина, 4— штукатурка; 5 —каменная кладка; в — на общей шине: / — несущая стена; 2 — резино-металлические виброизоляторы; 3 — общая шина; 4 — изоляторы; 5 — трубопровод
Приборы санитарно-технического оборудования (например, ванны, раковины, унитазы, сливные бачки), которые сами создают шумы или у которых сильные шумы возникают при их наполнении и опорожнении, должны сообщаться с корпусом здания только через прокладки из материала, обеспечивающего звукоизоляцию от структурного звука.
Перечисленные выше способы позволяют значительно снизить шум систем водопровода, канализации и отопления, однако основным мероприятием, которое сможет обеспечить снижение шума от этих систем, должна являться разработка нормативных требований по акустическим характеристикам санитарно-технических приборов, оборудования и арматуры в части акустической оценки смонтированных санитарно-технических систем.
Первый этап этой работы — выработка стандартных методов испытаний шумовых характеристик санитарно-технических приборов, оборудования и арматуры, получение акустических характеристик выпускаемых отечественной промышленностью и эксплуатируемых в зданиях приборов, оборудования и арматуры, разработка мероприятий по снижению их шума и на ©той основе разработка нормативных шумовых характеристик и включение в ГОСТы на приборы, оборудование и арматуру соответствующих требований.
145
Только на этой основе можно добиться существенного снижения шума водопроводного, канализационного и отопительного оборудования.
3.	Снижение шума лифтовых установок
Шум лифтовой установки, возникающий при пуске и движении кабины в шахте лифта и машинном помещении, распространяется по воздуху и конструкциям здания. В практике строительства жилых многоэтажных домов наибольшее применение получили лифтовые шахты: 1) с сетчатым ограждением в лестничных клетках между маршами; 2) связанные с лестничной клеткой и выходящие на поэтажные лестничные площадки; 3) расположенные у наружной стены лестничной клетки с выходом на промежуточную площадку лестницы.
Размещение луфтов первого вида, как показала практика эксплуатации многоэтажных жилых домов, создает наиболее благоприятные условия для звукоизоляции квартир.
Рис. 70. Рекомендуемое расположение машинного отделения по высоте здания а — машинное отделение в уровне технического этажа; б —то же, в уровне крыши; 1 — машинное отделение; 2 — жилые помещения; 3 — технический этаж
Снижение шума лифтовых установок достигается комплексом мероприятий: планировочных, строительных, монтажных, а также правильной эксплуатацией лифтовых устройств.
Машинное отделение лифто-в всех типов обычно располагается вверху над шахтой. Рекомендуются две схемы расположения машинного отделения то вертикали дома: 1) машинное отделение расположено в уровне перекрытия технического этажа (рис. 70,а); 2) машинное отделение расположено в уровне крыши дома (рис. 70,6). Не должно допускаться расположение машинного отделе
146
ния в уровне жилого этажа дома, а также над жилыми помещениями или под ними.
На рис. 71 показаны возможные планировочные решения расположения лифтовой шахты в секции здания. Оптимальными с акустической точки зрения решениями являются устройство вы-
носной шахты и расположение шахты в лестничной клетке между маршами, так как оба решения позволяют осуществить конструктивное отделение шахты от конструкций здания. Во всех случаях рекомендуется смежными с шахтой делать кухни, ванные комнаты и холлы. При устройстве встроенной шахты это условие обязательно.
Лифтовые шахты, независимо от планировочного решения, должны иметь самостоятельный фундамент, не связанный с конструкцией здания. Фундамент шахты должен состоять из слоя подготовки из гравия или щебня толщиной 50 см, бетонного блока толщиной 25 см, слоя гидроизоляции и опорного блока шахты (рис .72).
147
Выносная самостоятельная шахта может быть соединена с конструкциями здания только монтажными гибкими соединениями.
При расположении шахты между маршами лестничной клетки следует устраивать ограждение шахты из бетонных блоков толщиной 5—7 см. Для зданий массового строительства можно допустить устройство металлических шахт с сеткой при условии обеспечения повышенной звуко-и вибро-
Рис. 72. Схема конструкции фундамента лифтовой шахты / —стена лифтовой шахты; 2 —стена здания; 3 — фундамент лифтовой шахты; 4 — фундамент здания; 5 — железобетонный блок; 6 — слой пробки; 7 — подсыпка из дробленого кирпича
изоляции машинного помещения.
Встроенные шахты должны иметь двойное ограждение, состоящее из оболочки собственно шахты, на которой крепятся направляющие кабины, и несущих стен здания.
Можно рекомендовать следующие типы конструкции: для встроенных шахт — двойное ограждение из железобетонных плит по 7 см с воздушным промежутком 2—3 см; равноценная ей по звукоизоляции двойная перегородка из железобетонных плит толщиной 4 и 7 см с воздушным промежутком 5 см; стена из керамзитобетона весом не менее 200 кг/м2, не связанная со второй стеной (например, из гипсоцемента весом 60 кг/м2).
При прохождении встроенной шахты вблизи нежилых помещении
можно допустить устройство кирпичной стены (в один кирпич), оштукатуренной с обеих сторон, или двухслойной перегородки из гипсобетонных (гипсоцементных оштукатуренных) плит толщиной 8 см каждая.
Для исключения передачи вибраций и структурного звука из машинного отделения на конструкции зданий необходимо осуществлять виброизоляцию лебедки с мотором.
Вибрация лебедки в самонесущих шахтах может предотвращаться установкой подлебедочной плиты (рамы) как на пружинно-резиновые виброизоляторы, так и на прокладки из резины, пробки, асбокартона и других прокладочных материалов.
Подбор числа и параметров виброизоляторов должен проводиться на основе специального расчета.
Для снижения шума, проникающего из машинного отделения в лестничную клетку, необходимо, чтобы дверь в машинное отделение имела повышенную звукоизоляцию. Рекомендуемая конструкция двери состоит из деревянной рамы толщиной 50 мм с обшивкой с обеих сторон древесноволокнистой жесткой плитой, покрытой стальным листом; заполнение рамы делается из минераль
148
ной ваты у = 60 кг!м\ вес такой двери составляет ~ 45 кг/л«2. Уплотнение притворов двери по периметру осуществляется полосами из технического фетра или резины.
Для снижения шума при закрывании шахтных дверей рекомендуется делать двери с гидравлическим, пружинным или воздушным тормозом без защелки. Щель в притворе раздвижной двери по периметру должна быть закрыта резиновой трубкой. Существующие распашные двери шахты с металлическим замком могут быть в значительной мере «обесшумлены» устройством буферных амортизаторов.
В настоящее время в большинстве случаев применяется электромагнитный тормоз, принцип действия которого не позволяет снизить уровень шума при включении и выключении лебедки. Уровень шума при включении и выключении электромагнитного тормоза превышает уровень шума лебедки во время хода лиф га на 30—40 дб. Рекомендуется применять тормоз с червячной передачей. Двигатель, изменяющий направление движения червячной передачи, может быть одно- или трехфазным.
Для снижения шума в лебедке должны применяться подшипники скольжения. Для зданий высотой до 8—И этажей могут применяться двухскоростные лебедки с мотором переменного тока; для зданий выше 11 этажей — лебедки с мотором постоянного тока и плавным подъемом и остановкой.
Рекомендуется крепить раму контактной панели на пружинах или резиновых прокладках и закрывать его звукоизолирующим кожухом.
Для бесшумного движения кабины в шахте и строго вертикального и плавного ее перемещения необходимо применять направляющие с башмаками, снабженными стабилизирующими движение кабины роликами и соблюдать высокий класс обработки направляющих и их соединения в местах стыков.
Все оборудование шахты, поэтажные переключатели и замки дверей должны быть безударными и бесшумными. Рекомендуется замена механических поэтажных переключателей фотоэлементами.
После окончания монтажных работ все щели и отверстия в перекрытиях и стенах шахт и машинных помещениях (кроме отверстий для пропусков канатов) необходимо тщательно заделать.
Целесообразно, чтобы отверстия для подъемных канатов, канатов ограничителя скорости и т. п. в перекрытиях шахты имели минимальные размеры и были снабжены специальными глушителями с заглушением не менее 20 дб на наиболее интенсивных частотах спектра шума, возникающего в машинном помещении (300—1200 гц).
Однако шумы, возникающие в лифтовых шахтах (хлопанье дверей, щелканье замковых переключателей, скрежет и шум ог движения башмаков по направляющим и др.), могут быть радикально устранены только путем конструктивного усовершенствования лифтовых устройств.
149
Г л а в a IX
СНИЖЕНИЕ ШУМА ПРИМЕНЕНИЕМ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ
1. Звукопоглощающие материалы и конструкции, их назначение и требования, предъявляемые к ним
Звукопоглощающие материалы и конструкции служат для снижения энергии отраженных звуковых волн.
При отражении звуковых волн, падающих на какую-либо поверхность, в той или иной мере происходит поглощение звуковой энергии.
Отношение отраженной энергии £0Тр к падающей Епал называется коэффициентом отражения:
р о _ ^отр .
Е ’ спад отношение поглощенной энергии к падающей р ______________________________ р
а — пад 0ТР р пад называется коэффициентом звукопоглощения данной поверхности. Из приведенных формул следует, что эти коэффициенты связаны между собой соотношением а = 1—0 .
Под звукопоглощающими конструкциями следует понимать устройства, которые служат для поглощения звука.
Основное назначение звукопоглощающих конструкций заключается в снижении энергии отраженных звуковых волн при их падении на поверхность.
В соответствии со своим основным назначением звукопоглощающие конструкции могут служить для обеспечения: надлежащего времени реверберации в помещениях различного назначения;
надлежащего распределения уровней полезного сигнала по площади помещения зрелищного назначения;
снижения уровней шума в данном помещении;
предотвращения распространения звука вдоль протяженных помещений, шахт и каналов.
Звукопоглощающими следует называть те конструкции, у которых коэффициент звукопоглощения а больше 0,2.
Звукопоглощающие конструкции могут находить применение в виде четырех конструктивных оформлений:
а)	как звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения;
б)	как отдельные штучные поглотители;
в)	как отделка экранов и кожухов;
г)	как отделка каналов, шахт и труб.
Звукопоглощающие облицовки могут применяться:
150
1)	в учебных, спортивных, зрелищных и иных зданиях для создания наилучших акустических условий восприятия речи и музыки;
2)	в производственных цехах, конторских и других помещениях общественного назначения (машинописные бюро, машиносчетные станции, административные помещения, рестораны, залы ожи дания вокзалов и аэровокзалов, магазины, столовые, банки, отделения связи и т. д.) для уменьшения шума;
3)	в протяженных помещениях типа коридоров (в школах, больницах, гостиницах и т. д.) для предотвращения распространения шума вдоль них;
4)	в каналах, воздуховодах и шахтах для снижения шума, распространяющегося по ним;
5)	в специальных конструкциях глушителей шума;
6)	для облицовки выгородок, экранов и кожухов около источников шума для улучшения звукоизоляционных свойств кожухов и др.;
7)	в специальных звукомерных заглушенных камерах для создания условий, близких к условиям свободного поля.
Звукопоглощающие конструкции должны удовлетворять общим строительным требованиям, к которым относятся: долговечность, огнестойкость, достаточная механическая прочность, легкость и сборность, гигиеничность, легкость очистки, экономичность, достаточная декоративность.
Наиболее целесообразно классифицировать звукопоглощающие конструкции по принципу механизма поглощения ими звуковой энергии.
С этой точки зрения звукопоглощающие конструкции могут быть разделены на три большие группы: 1-я группа — пористые звукопоглощающие материалы и конструкции; 2-я группа — резонансные конструкции; 3-я группа — штучные звукопоглотители.
Наиболее ’простым в (изготовлении и распространенным в практике строительства видом звукопоглощающей облицовки помещения являются конструкции в виде слоя однородного пористого материала конечной толщины, укрепленного непосредственно на ограждении либо с относом от него на некоторое расстояние.
К пористым звукопоглощающим материалам относятся пористые материалы с жестким скелетом: плитки из пенопер литокерамики и пемзолита, штукатурные плиты с заполнителем из перлитового песка, гипсовый и цементный фибролит и т. п.; пористые материалы с полужестким скелетом: древесноволокнистые, минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и профилированной поверхностью и т. п.; пористые материалы с упругим скелетом: полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид, прошитые и обернутые в ткань маты из капронового волокна и т. п.
Эти материалы можно крепить вплотную к облицовываемой поверхности, а также подвешивать или устанавливать с воздуш
151
ным зазором. Величина воздушного зазора изменяет частотную характеристику звукопоглощения материала, увеличивая его в области низких частот.
Хорошие звукопоглощающие свойства таких материалов связаны с их пористостью и сильно развитой поверхностью и обусловливаются потерями энергии звуковых волн в основном благодаря вязкому трению в порах.
Звуковая волна, падая на поверхность пористого материала, приводит воздух внутри пор в колебательное движение. Маленькие поры создают большое сопротивление потоку воздуха, в силу чего движение воздуха в порах тормозится и в результате вязкого трения часть механической энергии превращается в тепловую. В пористых материалах с полугибким скелетом потери звуковой энергии происходят также благодаря деформациям скелета материала и его активному сопротивлению вынужденным колебаниям, возникающим под действием падающих звуковых волн.
При очень рыхлом материале поглотителя (больших порах) трение в порах незначительно и поэтому невелико звукопоглощение, а при плотном материале (Колебательная скорость движения частиц воздуха в порах невелика, что снижает поглощение на всех частотах.
Для получения высокого звукопоглощения необходимо, чтобы сопротивление материала для падающей звуковой волны было возможно ближе к удельному сопротивлению воздуха, а затухание при распространении волны в материале было как можно больше. Эти требования несколько противоречат друг другу.
Максимальная эффективность пористого звукопоглотителя может быть достигнута при определенной его толщине, достаточной для того, чтобы звуковая волна при распространении в толще материала (в прямом и обратном направлении) отдала бы максимум энергии на трение и вязкость.
Для того чтобы амплитуда звукового давления в отраженной волне при выходе ее из слоя не превышала 6% амплитуды проникающей волны на входе в слой (при расположении слоя пористого поглотителя на полностью отражающей поверхности), 'толщина пористого слоя должна быть не менее следующих двух значений (для частоты 100 гц и пористости 0,8):
260
г
где h — толщина слоя в см\
г — сопротивление продуванию в рэл/см.
Если г >10 рэл1см, наибольшее из двух значений определяется по первой формуле; если г < 10 рэл/см — по второй формуле.
Для получения высокого поглощения в области низких частот
152
необходима большая толщина пористого материала. Чем более низкие звуковые частоты нужно поглотить, тем более рыхлым и более толстым должен быть слой материала.
Эффективность звукопоглощения пористым материалом зависит как от его физических свойств, так и от способа его размещения на ограждающей конструкции.
Ввиду того что потери на трение тем больше, чем выше колебательная скорость частиц воздуха в порах материала, звукопоглощающий материал выгодно располагать в пучности колебательной скорости на расстоянии"^" звуковой волны X от стенки.
Рассмотрим ряд изделий из пористых однородных материалов.
Одним из таких изделий следует считать плиты акустические из фильерно-дутьевой минеральной ваты на фенольной связке. Эти плиты выпускаются комбинатом стройматериалов «Красный строитель» (Воскресенск, Московской обл.). Плиты изготовляются размером 500X500X20+0,5 мм и окрашены с лицевой стороны белой краской на основе поливинилацетатной эмульсии ПВА. Они могут применяться в помещениях общественного назначения, в коридорах, при облицовке выгородок, экранов и кожухов. В промышленных цехах применение их ограничено из-за плохо защищенной лицевой поверхности и невозможности частой очистки ее при загрязнении. Плотность этих плит (порядка 140—150 кГ/м3. Наиболее применимы два типа: ПА/С — отделка с «набрызгом»; ПА/О — перфорированные (диаметр перфорации 4,2 мм, шаг перфорации 15 мм).
Плиты из древесной стружки на цементном или магнезиальном вяжущем — акустический фибролит — выпускаются деревообрабатывающим комбинатом № 5 в Кунцеве (Москва), заводом сухой штукатурки и гипсовых изделий в Таллине и таким же заводом в Красногорске, Московской обл. Размеры плит 3000X1150Х Х'35 мм. Плиты выпускаются серого цвета и могут при помощи пульверизатора окрашиваться анилиновыми красками любого цвета. Плотность плит 350—400 кГ/м3.
В отдельных случаях, когда не требуется применения высокоэффективной звукопоглощающей облицовки, но предъявляются специальные требования к огне- и кислотостойкости облицовки либо требования к внешнему виду и фактуре материала (зернистая фактура), можно применять штукатурные плиты на основе крошки вспученного перлита или каолиновой, кирпичной, керамической и другой крошки.
В настоящее время налажен промышленный выпуск плит «Акмигран» размером 300X300X20 мм (Павшипский ГИТИ, Красногорск). Эти плиты состоят из минеральной ваты на крахмальном связующем с добавками полимерных эмульсий. Лицевая поверхность плитокрашена поливинилацетатной эмульсией белого цвета.
<6 Зак 297
153
В конструкциях из пористых материалов с перфорированным покрытием слой пористого материала покрывается жестким экраном с отверстиями. Этот экран защищает пористый материал от механических повреждений и придает звукопоглощающей конструкции удовлетворительный в декоративном отношении вид. Однако в некоторых случаях наличие такого экрана существенно меняет характер звукопоглощения пористого материала.
Наиболее часто употребляются перфорированные экраны в виде плит из металла, пластмассы, фанеры, асбестоцемента и тому подобных материалов, имеющих сквозные отверстия. Обычно коэффициент перфорации (процент площади отверстий) экрана колеблется от 15 до 20.
Диаметр отверстий чаще всего принимается от 3 до 10 мм. В некоторых случаях перфорированные экраны выполняются с отверстиями некруглого очертания, например в виде параллельных щелей. Иногда экран устраивается из тонкой пленки, которая в акустическом отношении аналогична перфорированному экрану Обычно применяются пленки из поливиниловых или полиамидных смол (не толще 40—50 (х).
Конструкции из пористого материала с перфорированным экраном удобны тем, что, меняя некоторые параметры экрана и пористого заполнителя, можно получить разнообразные, наперед заданные частотные характеристики звукопоглощения конструкции. Кроме того, эти конструкции удобны в эксплуатации, легко моются, предохраняют пористый заполнитель от высыпания и механических повреждений, лучше противостоят коррозии.
Перфорированные покрытия толщиной до 6—8 мм с коэффициентом перфорации более 20% не изменяют звукопоглощения пористого материала, расположенного за ним. При меньшем проценте перфорации покрытия уменьшается звукопоглощение в области высоких и увеличивается в области низких и средних частот.
Для предохранения от высыпания мелких частиц и волокон эти материалы необходимо обертывать в ткань или тонкую пленку (стеклоткани, стеклорогожи, хлопчатобумажные и тому подобные ткани).
Конструкции с перфорированным экраном получили в практике строительства наиболее широкое распространение.
В качестве пористого поглотителя в конструкциях с перфорированным экраном можно использовать следующие материалы:
1)	минераловатные плиты ПП-80, выпускаемые комбинатов строительных материалов «Красный строитель» (Воскресенск, Московской обл.), размером 1000Х500Х(50—100) мм при плотности 80 к.Г/м3-,
2)	полужесткие минераловатные плиты типа «стилит» на крахмальной связке, выпускаемые Московским заводом изделий из минеральной ваты (ст. Железнодорожная, Московской обл.), размером 1000Х (ЮО, 450, 600 и 900) X (40, 50, 60 и 70) мм. Маркиру
154
ются плиты соответственно их плотности—125 и 150 (125 и 150 кГ/jw3);
3)	прошивные минераловатные маты на металлической сетке (без связки), выпускаемые комбинатом строительных материалов «Красный строитель» (Воскресенск, Московской обл.), размером (1000—2500) ±50 лм4Х (б00—1000)±20 л<л«Х(50—100) ±5 мм (под нагрузкой 10 кГ/м2);
4)	. холсты из ультратонкого стекловолокна, представляющие собой слой перепутанных штапельных стеклянных волокон, полученных способом раздува горячими газами и скрепленных между собой за счет естественного сцепления (диаметр волокна до 1—2 р. и до 3 р.). Плотность холстов 8—10 кГ/м2 (при нагрузке 10 кГ/м2). Выпускаются холсты стеклозаводами Дороховскпм (Московская обл.) и Ивотским (Брянская обл.). Дороховскос стекловолокно дороже ивотского и делается из более дорогостоящего стекла (с добавками циркония) при диаметре волокна до 1— 2 р. (а не до 3 р, как у ивотского).
Перфорированным покрытием могут служить:
1)	гипсовые акустические 'плиты АГШ, выпускаемые Московским' заводом термоизделий (Красногорск, Московской обл.), размером 400X400 (6 или 10) мм с подклейкой бязи черного цвета с сопротивлением продуванию 29 рэл. Объемный вес плит 100 кг/м2. Плиты имеют квадратную перфорацию диаметром 10 мм и с шагом 24 мм, процент перфорации 13. У плит с рисунчатой перфорацией (толщина 6 мм) диаметр перфорации от 7 до 9 мм, процент перфорации также 13;
2)	перфорированные фанерные листы (с глубокой огнезащитной пропиткой);
3)	перфорированные алюминиевые листы толщиной 1 мм;
4)	перфорированные листы слоистого мебельного пластика толщиной 2 мм с подклейкой стеклоткани типа Т;
5)	перфорированные листы кровельной стали, окрашенные .масляной краской.
В качестве защитного покрытия пористого слоя можно употреблять следующие ткани, стеклорогожки и пленки: стеклоткани Э-0,08, Э-0,1 и др.; стеклорогожки — стекловолокнистый холст ВВ Ивотского стеклозавода (ширина 350 мм, толщина 3,5 мм) и стекловолокнистая рогожка саратовского завода «Техстекло» (толщина 0,36 мм); хлопчатобумажные ткани (требующие пропитки противопожарным составом)—паковочная сорочка (артикул 44) в 1 или 2 слоя, мешковина, марля в 1, 2, 4 и 6 слоев, бязь (артикул 69), миткаль технический, пленки (толщиной до 40— 50 р), полихлорвиниловая В-118 и полиамидная пленка.
Необходимо также остановиться еще на двух конструкциях звукопоглощающих облицовок, находящих применение в практике строительства. Гипсовые акустические плиты, выпускаемые комбинатом строительных материалов в г. Величи (УССР), представля
6» Зак. 297
155
ют собой перфорированные ребристые гипсовые плиты толщиной 6 мм с расстоянием между ребрами 200 мм. Перфорация плитг диаметр 4 мм, шаг 10 мм, процент ‘перфорации 12Д /Размер -плит 810X810X26 мм.
Пористым заполнителем служат минераловатные плиты толщиной 20 мм и плотностью 130 кГ)м3 на синтетической связке, выпускаемые воскресенским комбинатом «Красный строитель».
В качестве защитного покрытия пористого заполнителя используется со стороны гипсовых плит перфорированная бумага, с тыльной стороны алюминиевая фольга.
Недостатками этих плит являются относительно невысокая эффективность в области высоких частот, а также низкая механическая прочность и большая хрупкость.
Довольно широкое применение нашли конструкции с перфорированным экраном и натянутой на расстоянии 10—20 мм от экрана тканью типа фланели или бязи в 2—3 слоя. В данном случае имеется некое подобие резонаторной конструкции с невыгодным использованием фрикционного слоя, помещенного не в отверстии перфорированного экрана (в месте максимальных колебательных скоростей), а в месте, где эти скорости значительно ниже. Кроме того, звукопоглощающие свойства такой конструкции сильно зависят от степени натяжения ткани. В условиях строительства осуществить определенную, оптимальную степень натяжения этой ткани невозможно.
Необходимо отметить, что звукопоглощающие свойства таких конструкций были определены только расчетным путем, а не по стандартному методу в реверберационной камере.
Резонаторные конструкции представляют собой перфорированные экраны, оклеенные с обратной стороны тканью и расположенные на определенном расстоянии от жесткой поверхности. Они обычно имеют резонансную частотную характеристику звукопоглощения с максимальным звукопоглощением в полосе частот. Область максимального поглощения зависит от целого ряда параметров конструкции (толщина экрана, размер и форма отверстий перфорации, процент перфорации, плотность наклеенной ткани, толщина воздушного слоя за экраном) и может быть предварительно рассчитана. Резонаторные конструкции требуют особо тщательного изготовления, точного соблюдения рассчитанных параметров и применяются чаще всего для целей архитектурной акустики.
Резонаторные конструкции могут быть также в виде щитов и пластин из фанеры, пластика, древесностружечных или древесноволокнистых плит или рамок с натянутой на них плотной непро-дуваемой тканью или клеенкой. Воздушный зазор между щитом и стенкой может быть частично заполнен пористым звукопоглощающим материалом. Эти конструкции имеют сравнительно невысокий (до 0,6) коэффициент звукопоглощения в области низких частот и обычно используются в залах, студиях, кинотеатрах.
156
Штучные звукопоглотители представляют собой объемные звукопоглощающие тела, свободно подвешиваемые в помещениях. Они крепятся к потолку или строительным конструкциям либо к подвесной системе (например, натянутой проволоке). Штучные звукопоглотители могут изготовляться (различных геометрических форм: щиты, конусы, призмы, параллелепипеды и т. д. Основными «неакустическими» преимуществами этих изделий являются простота их монтажа, возможность повторного использования и несложность текущего ремонта. Штучные звукопоглотители могут быть применены для исправления акустических характеристик помещений промышленных предприятий, торговых и зрелищных помещений, гимнастических залов <и т. д., где их можно подвесить так, чтобы они не мешали системам освещения или распределения воздуха.
Обычный метод оценки эффективности звукопоглощения акустических материалов не применим к этим изделиям, так как эффективность звукопоглощения меняется в зависимости от расстояния между отдельными поглотителями. При увеличении расстояния повышается эффективность звукопоглощения штучного поглотителя. Звукопоглощающие свойства штучных звукопоглотителей должны выражаться в единицах общего звукопоглощения на один поглотитель для данного расстояния между поглотителями при определенном их геометрическом расположении.
Хотя эффективность звукопоглощения отдельного поглотителя повышается с увеличением расстояния между поглотителями, но, к сожалению, возрастает не по линейному закону. Следовательно, общее звукопоглощение во всем объеме помещения при увеличении расстояния между поглотителями будет меньше (поскольку при этом можно разместить ограниченное число объектов), чем оно было бы при их более близком расположении (что позволяет разместить большее число поглотителей). Таким образом, оптимальным вариантом для борьбы с шумом следует считать тот, который при удобном расположении штучных поглотителей обеспечивает требуемое или максимальное общее звукопоглощение при минимальном числе подвешенных поглотителей. Сравнение эффективности звукопоглощения подвешиваемых поглотителей и сплошного акустически обработанного потолка, площадь которого равна сумме площадей этих поглотителей, можно сделать, разделив величину их общего звукопоглощения (эквивалентная пло-щаь звукопоглощения штучного поглотителя, умноженная на число поглотителей) на площадь потолка. Полученный результат сравнивается с коэффициентом звукопоглощения единицы площади сплошного акустически обработанного потолка.
В табл. 27 приведены сведения о различных видах звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей, рекомендуемых для применения в общественных и промышленных зданиях с целью снижения в них шума.
157
I. Звукопоглощающие облицовки
Таблица 27
Изделия или конструкция	ГОСТ или ТУ	Плотность звукопоглощающего материала в кГ/м*
1	2	3
Толщина слоя звукопоглощающего материала	Воздушный зазор
4	5
Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц						
125	250	500	1000	2000	4000	3000
6	7	8	9	10	11	12
Примечание
18
Звукопоглощающие облицовки без перфорированного покрытия
lillHHil
ЗЬунопоглощающш» материал
Элемент ное поения
Плиты ПА/О минераловатные, акустические размер 500x500 лслс
ГОСТ 9573—66
150
20
’ О
0,03
0,17
0,68
0,98
0,86
0,45
0,20
Рекомендуется применять для общественных зданий
То же
То же
150
20
50
0,05
0,42
0,98
0,90
0,79
0,45 0,19
То же
Плиты ПА/О минира-ловатные, акустические-перфорация несквазная 13 %, диаметр 4 лслс, отделка набрызгом размер 500x500 мм
»
150
20
0
0,05
0,21
0,66
0,91
0,95
0,89
0,70
| Тб же	1 	150	20	50 |	0,12	0,36	0,88	0,94 |	0,84 |	0,80	0,65	»	
Плита «акмигран» минераловатные, размер зоохзоо	ТУ 366-67	300	20	0	0,04	0,80	0,59	1	0,93	0,81	0,70	»	
То же	То же	300	20	50	0,25	0,66	0,91	0,93	1	0,90	0,79		
>	1 Звукопоглои	300 дающие '7/s7/s	20 | облив 777777	200 | 0,75_| 0,87 | овки с перфорирова! 777777777777777777/			0,70 | ИНЫМ п 777777.	0,87 | окрыти	1 ем	1 1	0,95		
	1	1													
			IIIIIIIIB1		IIIIIIIIII		1 ШНИ						
	Пераюр покрыт ГОСТ 9673—63 ГОСТ 8481—61 ТУ 283-64	чробанное Защитная Звикопоглоща tie (3}	обол оуна (3)	материал /											
1 — минераловатная плита ПП-80 2 — стеклоткань Э-0,1 3 — гипсовая плита, перфорация квадратная 13%, диаметр 10 мм, толщина 6 мм, размер 500X500		80	60	0	0,31	0,70	0,95	0,69	0,59	0,50	0,30	»	
/ — минераловатная плита ПП-80 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист перфорация в «шахмат» 46%, диаметр 6, размер 500X1000 мм		ГОСТ 9673—63 ГОСТ 8481—61	80	60	0	0,18;	0,63	0,90	0,94	1	1	0,95		
Продолжение
Изделия или конструкция	ГОСТ или ТУ	Плотность звукопоглощающего материала в кГ/м*	Толщина слоя звукопоглощающего материала	Воздушный зазор	Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц							Примечание
					125	250	500	1000	2000	4000	8000	
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	И	12	13
1 — минераловатная плита «стилит» 3 — гипсовая плита, подклеенная бязью, перфорация	квадратная 13%, диаметр 10 мм, толщина 6 мм, размер 500X500 мм	ТУ 283-64	150	70	0	0,42	0,95	1	0,75	0,60	0,51	0,35	——
1 — минераловатная плита на крахмальной связке 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной il,2 мм, перфорация квадратная 33%, диаметр 3 мм	ТУ 81-63 ГОСТ 8481—61	120	50	0	0,18	0,39	0,60	0,73	0,80	0,85	0,85	—
То же	»	120	50	100	0,27	0,53	0,69	0,76	0,92	0,87	0,87	—
1	— прошивные мине- ' раловатные маты 2	— стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной 1,2 мм, перфорация в «шахмат» 46%, диаметр 6 мм, размер 500X500 мм	ГОСТ283-64 ГОСТ 8481-61	100	100	0	0,32	0,76	1	0,95	0,90	0,98	0,95	
1 — прошивные минераловатные маты 3 — гипсовая плита, подклеенная бязью, перфорация по рисунку 13%, диаметр 7—9 мм, толщина 6 мм, размер 500X500 мм	ГОСТ 9573-60 ТУ 283-64	100	100	0	0,40	0,89	0,97	0,76	0,70	0,71	0,68	Рекомендуется применять ДЛЯ общественных зданий
1 — супертонкое стекловолокно 2—стеклоткань Э-0,1 3 — гипсовая плита, перфорация по рисунку 13%, диаметр 7—9 мм, толщина 7 мм	ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61 ТУ 28-64	15	100	0	0,66	1	1	1	0,96	0,7	0,55	—
То же	То же	15	100	250	0,73	1	1	1	1	0,92	0,80	—
1 — супертонкое стекловолокно 2 — стеклоткань Э-0,1 3—металлический лист толщиной -1,2 м перфорация квадратная 24%, диаметр 5,5 мм	ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61	15	100	0	0,47	1	1	1	1	1	0,95	
То же	То же	15	100	250	0,93	1	1	1	1	1	1	—
Продолжение табл. 27
Изделия или конструкция	ГОСТ или ТУ		* Плотность звукопоглощающего материала в кГ/м*		Толщина слоя звукопоглощающего материала»		Воздушный зазор		Коэффициент звукопоглощения при среднегеометрических частотах в гц														Примечание	
									125		250		500		1000		2000		4000		8000			
1	2		3		4		5		6		7		8		9		10		11		12		13	
1—супертонкое^стекло-волокно	_ 2—стеклоткань j Э-0,1 3—асбестоцементная; плита толщиной 4 у.. мм, перфорацияА25> %, .диаметр 6 лм<	ТУ 21-01-224-69 ГОСТ 8481—61;.		15£		100		0		0,30		0,63		0,86		0,72		0,54		0,46		0,32		Рекомендуется применять для общественных зданий	
То же	|	>			15 II.		100 ШтуЧН!		250 ые звуь		0,98 (ОПОГЛО		2 тители		1		1 1		11		1		0,86		—	
Конструкции	.ГОСТ илиТУ	Звукопоглощающий (у слой				Расстояние В ЛМ€				Эквивалентная площадь звукопоглощения в мг при среднегеометрических частотах в гц														Примечание
		плотность в кг[м*		толщина слоя в ИМ		между центрами		от потолка до поглотителя																
										125		250		500		1000		2000		4000		8000		
	 ‘1		2	3		4		б		6		7		8		9		10		11		12		13		14
Поверхность (1)
Збунопоглотитель
Оболочка (3)
Сх ема размещения
1—металлический лист толщиной 2 мм, перфорация квадратная 30 %, диаметр 10 мм, размер 400x400 мм 2—супертонкое стекловолокно Э-01 3—стеклоткань Э-0,1	ТУ 21-01-224 -69 ГОСТ 8481—57		15	60	1500	1250	0,40	0,75	1,23	1,14	1,05	0,82	0,67	—
То же	То же		15	60	1500	1250	0,23	0,55	1,03	0,97	0,86	0,75	0,60	—
То же, но с размером 320x320 мм	»		15	60	200	1000	0,16	0,37	0,68	0,84	0,66	0,52	0,37	—
То же	>		15	60	1000	1000	о,н	0,34	0,51	0,60 t	0,46	0,40	0,35	—
То же, но’ с размером 240x240 мм	»		15	60	1500	750	0,09	0,15	0,29	0,35	0,37	0,30	0,20	—
1—плиты ПА/С, минераловатные, отделка набрызгом, размер 500 х Х500 мм 4—каркас из .фанеры толщиной 3 мм	ГОСТ [ 9573—66		—	20	[2500	1250	0,97	1,85	1,50	1,72	1,72	1,57	—	Куб пустотелый
То же	То же			20	1500	1250	0,75	1,40	1,26	1,37	1,53	1,47	—	—
1 — листы перфорированные павинола (авиапо-ла) размером 600 X 300 х X300 мм 2 — супертонкое стекловолокно	ТУ 3-65 ТУ 21-01-224 -69		16	150	2000	500	0,18	0,45	0,65	0,56	0,52	.0,48	0,60	Разработаны и испытаны Гипро-НИИави-апром
Продолжение табл. 27
Конструкции	ГОСТ или ТУ	Звукопоглощающий слой		Расстояние в мм		Эквивалентная площадь звукопоглощения в м2 при среднегеометрических частотах в гц							Примечание
		плотность в кг}м3	толщина слоя в мм	между центрами	от потолка до поглотителя								
						125	250	500	1000	2000	4000	8000	
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	И	12	13	14
/—четырехгранная пирамида из металла толщиной 1,2 мм, перфорация квадратная 25%, диаметр 4 мм, размер основания 500X500 мм, высота 500 мм 2 — маты из стекловолокна 3 — бязь, пропитанная огннестойким составом	ГОСТ 10490—64 ГОСТ 11680—65 Арт. 208	40	100	2250		0,16	0,39	0,64	0,72	0,60	0,50	0,38	Разработаны и испытаны МНИИ-ТЭП
То же	То же	40	100	1500		0,25	0,41	0,60	0,69	0,57	0,51	0,33	То же
»	>	40	100	750		0,2	0,40	0,54	0,67	0,49	0,48	0,30	»
2. Эффективность применения звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей
для снижения шума в помещениях1
Как отмечалось выше, звукопоглощающие облицовки и штучные поглотители предназначены для акустической обработки помещений производственного и общественного назначения. Акустическая обработка проводится в производственных помещениях для снижения уровней шума за счет уменьшения интенсивности отраженных звуковых волн от ограничивающих эти помещения плоскостей, а в помещениях зданий общественного назначения — для снижения уровня шума, уменьшения гулкости, улучшения разборчивости речи и создания акустического комфорта.
Звукопоглощающие облицовки и штучные поглотители, как правило, применяются в сочетании с другими известными мероприятиями по ограничению производственного шума. Необходимость и требуемый объем акустической обработки помещений следует определять с учетом ранее запроектированных способов борьбы с шумом (звукоизолирующие кожухи, выгородки, экраны).
Эффективность применения акустической облицовки в шумных помещениях определяется звукопоглощающими свойствами выбранных конструкций, способами их размещения, геометрическими размерами помещений и местом расположения источников шума.
Максимально достигаемая величина снижения уровня шума в зоне отраженного звукового поля (на достаточном удалении от источника шума) при акустической обработке помещения практически не может превышать 8 дб по общему уровню, а в отдельных октавных полосах частот—12—15 дб.
В помещениях вытянутой формы, длина которых более чем в пять раз превосходит высоту, эффективность применения акустической облицовки будет больше, чем в аналогичных помещениях кубической формы.
При размещении акустической облицовки только на потолке высота помещения для эффективной работы облицовки не должна Превышать 6 м.
Необходимость и целесообразность применения акустической облицовки помещений для снижения уровня шума выявляются акустическим расчетом. При этом наиболее целесообразно примерять акустическую облицовку_ помещений там, где средний коэффициент звукопоглощения а0 в октавной полосе с частотой 1000 гц не превышает величины 0,25.
Сведения об акустических характеристиках помещений позволяют установить необходимость и целесообразность акустической обработки помещений. Для выявления акустических характеристик Помещений следует определить средний коэффициент звукопоглощения ао и эквивалентную площадь поглощения Ао.
1 Параграф написан совместно с Л. А. Борисовым.
165
Расчет характеристик следует производить для каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 гц.
В каждой октавной полосе для вновь проектируемого помещения вычисляется величина эквивалентной площади звукопоглощения Ао и ао по формулам
В
B4-S’
где В — постоянная помещения, определяемая по рис. 39 и 40 гл. VI (В=В юоо н) (только для прямых а, б и в рис. 40);
S — общая суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения в м2.
Если проектирование ведется для существующих или уже возведенных помещений, то величину Ло и ао следует определять экспериментально путем измерения времени реверберации То и последующего вычисления Ло и ао по формулам:
Ло = О,16-^-;
1 о
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки следует (Производить в соответствии с результатами предварительного расчета. При этом возможны два способа расчета в зависимости от функционального назначения акустической обработки помещения.
Для помещений общественного и производственного назначения с распределенными или перемещающимися источниками шума (машинописные бюро, лаборатории, предприятия торговли и общественного питания и др.), где применение акустической облицовки вызвано необходимостью создания акустического комфорта, а эффективность ее применения определяется не только снижением уровня шума, но и фактором субъективного воздействия, расчет следует производить по известному (заданному) усредненному спектру шума в проектируемом или существующем помещении.
В помещениях с локализованными источниками шума (главным образом промышленного назначения) и известным технологическим оборудованием с заданными шумовыми характеристиками, где акустическая обработка поверхностей является одним из целого комплекса мероприятий по снижению шума, расчет следует производить по заданной величине требуемого снижения уровня шума А£Треб за счет звукопоглощающей облицовки, определяемого полным акустическим расчетом (см. гл. VI).
166
При известном (заданном) распределении уровней шума по спектру (с максимумом шума в низкочастотной, среднечастотной или высокочастотной полосе частот) расчет и последующий выбор звукопоглотителя ведется так, чтобы получить максимально возможное снижение уровня шума. С этой целью по графику L(f) распределения уровней шума в нормируемом диапазоне частот выявляется полоса частот, в которой наблюдается максимум шума. Если такового не обнаружено, то шум считается широкополосным.
Сравнивая график L(f) с ходом изменения частотной характеристики реверберационного коэффициента звукопоглощения a (f) по табл. 27, выбирают конструкцию звукопоглотителя такой, чтобы максимум функций L(f) совпадал по частоте с максимумом функции a (f). В случае широкополосного шума величина « (f) должна выбираться по возможности одинаково высокой во всем диапазоне частот.
Звукопоглощающие облицовки, как правило, размещают на потолке помещения, а в некоторых случаях и на верхних частях стен. Для достижения максимального поглощения рекомендуется облицовывать не менее 60% общей площади ограничивающих помещение поверхностей. При высоте помещения больше 6 м целесообразно предусматривать устройство подвесного потолка так, чтобы звукопоглощающая облицовка находилась на возможно минимальном удалении от источника шума.
Если стены помещения или перекрытие запроектированы светопрозрачными и площадь свободных поверхностей недостаточна для размещения плоской звукопоглощающей облицовки, рекомендуется применять штучные поглотители различных конструкций, как самостоятельные, так и для акустической отделки помещений. Параметры штучных поглотителей и расстояния между их центрами определяются по табл. 27.
Величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки и штучными поглотителями, определяется по формуле
Д А = а 5обл-|-п
где а — реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции;
S обл — площадь этой конструкции в мг;
А шт — эквивалентная площадь поглощения штучного поглотителя.
После внесения дополнительного поглощения А А общая эквивалентная площадь поглощения в акустически обработанном помещении определяется так:
А -|- S ~ Ад -!• Д А,
167
где си — средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения;
S — общая площадьвсех ограничивающих помещение поверхностей.
Величина снижения уровня шума в результате акустической обработки помещения в общественных зданиях и зоне отраженного поля в производственных помещениях определяется по формуле
AL = 101g (1 +	(50)
\	^0 /
На рабочих местах производственных помещений, где вместе с отраженным звуком наблюдается и прямой, приходящий й эти точки непосредственно от различных источников шума, величина снижения уровня шума AL только за счет акустической облицовки оказывается существенно меньшей, чем это следует тов по уровня
из расче-снижения
где
формуле (50). В этом случае расчет величины < шума AL следует проводить по формуле л 0.1 £ 0.1 £	4 2 10
10+ J5______________
Si	Bq
п 0,1 L 9 «2 10 Z=1 sz -г Bjj
L₽ —уровень звуковой мощности, излучаемой ком шума, в дб;
— площадь воображаемой поверхности в м2, окружающей источник шума и проходящей через расчетную точку (для небольших источников, у которых максимальный размер /макс удовлетворяет соотношению ~^1ыакс<Г1 , Si = 2тсГ1 ;
ri — расстояние от акустического центра источника до расчетной точки, в м;
т— количество источников шума, расположенных вблизи от расчетной точки (источников, для которых rt <4гмин, где гмин— расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего источника);
/г — общее количество источников шума в помещении; Во и В — постоянные помещения соответственно до и после его акустической обработки, определяемые соотношениями
° 1—an	1—а
AL = 101g
т
/=1
m 0,1 L
источни-
— «о
168
В тех случаях, когда акустическая облицовка помещений три меняется в сочетании с другими способами борьбы с шумом (кожухи, экраны, выгородки), на рабочих местах производственных помещений достигаются величины снижения уровня шума Д£, определяемые формулой (50).
ю
Для расчета дополнительного поглощения ДЛтреб и выбора конструкций звукопоглотителя по заданному снижению уровня шума ДАтреб необходимые мероприятия выбираются да*1 по результатам акустического расчета, проведенного методами, изложенными в главе VI. В результате проведенного расчета определяется величина Д£Треб — величина требуемого снижения шума за счет акустической обработки помещения.
Для каждой из восьми октавных полос рассчитывается величина требуемого дополнительного поглощения ДЛтреб по заданной функции ДЛтреб (/); величина ДЛтреб вычисляется по формуле
AL 15

юг
'0,0
7F
IO7
1Г
Ао,м1’
Рис. 73. График для определения дополнительного поглощения А по заданной величине требуемого снижения уровня шума
Д4 треб
== д(10°’1Л£треб-1).
Величина Ад—эквивалентная площадь поглощения акустически необработанного помещения.
Дополнительное поглощение ДЛтреб можно определять и по графику рис. 73. С этой целью после вычисления величины Ло из точки на оси абсцисс, восстанавливается перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой с параметром, равным величине требуемого снижения уровня шума ДЛтреб. Координата точки пересечения на оси ординат соответствует Д4Треб.
Строится график функции Л(/)треб . По виду графика подбираются вид характеристики a(f) и соответствующая ей конструк
соответствующей определенному Ло,
169»
ция облицовки по табл. 27 так, чтобы максимум функций A4(f) треб и a(f) находился приблизительно в области одних и тех же частот.
Площадь звукопоглощающей облицовки So6jI определяется но формуле
е — обл «окт ’
'где «окт—реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в данной октавной полосе частот.
Для каждой октавной полосы частот площади 50бл могут оказаться различными, и площадь облицовки 50бл следует принимать равной максимальной вычисленной величине площади.
Если полученная в результате расчета 50бл окажется больше той, которую возможно осуществить в данном помещении, то .£обл принимается максимально возможной и дополнительно используются штучные поглотители, количество которых определяется по формуле
_А 4Треб «окт ^обл.макс
Аит.окт
где 4Шт.окт — эквивалентная площадь поглощения выбранного штучного звукопоглотителя в данной октавной полосе частот в м2.
Величина п выбирается наибольшей из полученных для каждой октавной полосы.
3. Зарубежный опыт применения
звукопоглощающих облицовок и их крепление
О широком распространении за рубежом звукопоглощающих облицовок в промышленных и общественных зданиях свидетельствует тот факт, что специальным производством звукопоглощающих материалов и конструкций за рубежом занимается большое число фирм. Так, в США производством звукопоглощающих материалов и конструкций, узлов и деталей крепления к ним занято более 25 фирм. Столь же широко развита промышленность звукопоглощающих материалов и конструкций в Англии, Швеции, Голландии. Франции, ФРГ, ГДР, Польше, Чехословакии и др.
Учитывая, что в нашей стране еще не налажен широкий промышленный выпуск звукопоглощающих материалов и конструкций, целесообразно рассмотреть зарубежный опыт в этой области.
В 1967 г. в ФРГ во время работы конгресса «Борьба с шумом» была организована выставка «Практика борьбы с шумом». Были представлены стенды 37 фирм, выпускающих оборудование, мате
170
риалы и конструкции, используемые при решении вопросов борьбы с шумом. Наиболее широко были представлены звукопоглощающие материалы и конструкции двумя фирмами.
Так, среди экспонатов фирмы «Грюнцвейг и Хартман» имелись различные звукопоглощающие «плиты для облицовок помещений общественных и промышленных зданий. Наиболее широко выпускаются этой фирмой минераловатные силановые плиты размером 500X500 или 625X625 мм и толщиной 20 мм. Вес плит 3,4 кг/м2. Плиты отличаются между собой внешней отделкой и пористостью. Крепление плит может осуществляться с помощью подвесок непосредственно на потолках с воздушным зазором.
Фирмой выпускаются также гипсовые перфорированные плиты с заполнением матами из силана.
Рис. 74. Способы крепления звукопоглощающих потолков
а —первый способ: / — несущий элемент; 2 — металлическая плита; 3— силановая звукопоглощающая плита; 4 — поокладка из стекловолокна; 5 — запорный элемент; б —второй способ: / — несущая балка; 2 —несущая пластина; 3 —видимая пластина; 4 — силановая звукопоглощающая плита; 5 — пластина распределителя; б —запорный элемент; в —крепление металлических планок;
г — крепление элементов сот
В промышленных зданиях преимущественно применяются звукопоглощающие металлические кассеты с заполнением силановыми матами. Кассеты имеют процент перфорации 13. Коэффициент звукопоглощения таких плит на средних и высоких частотах равен 0,8. Размер кассет принимается 500X500 или 625X625 мм, а вес составляет 5 кг/м2.
171
Для .поглощения шума низких и средних частот фирмой выпускаются детали щелевых звукопоглотителей, представляющих собой металлические легкие планки шириной 50 мм с помещаемыми за ними силановыми плитами толщиной 30 мм и более. Планки могут •быть сплошные и перфорированные. Коэффициент звукопоглощения на средних частотах достигает 0,8, вес планок 5 кг!м2.
Выпускаются также гипсовые перфорированные плиты ~~ {типа •отечественной сухой штукатурки) с различным (видом перфорации
в сочетании с силановыми плитами.
Для очень большого поглощения звука в помещениях фирмой «Грюнцвейг и Хартман» выпускаются конструкции сотовых потолков. Эти конструкции наиболее эффективны в помещениях, имеющих большую площадь. Соты выполняются из силановых пластин или гипсовых плит с заполнителем из силана. Размеры пластин: высота 200 лслс, длина от 480 до 1230 мм, толщина 18 мм. Коэффициент звукопоглощения таких плит высок в широкой области час-крепежа звукопоглощающих
Рис. 75. Схема крепления алюминиевых планок
1 — алюминиевая планка; 2 — несущий элемент; .3 — регулятор; 4 — вертикальная подвеска; 5 — брусок

тот. Заслуживают внимания способы потолков, разработанные этой фирмой (рис 74).
Многочисленные звукопоглощающие конструкции были представлены фирмой «Рейнхолд и Мала». Большая часть продукции аналогична выпускаемой фирмой «Грюнцвейг и Хартман», за исключением того, что в качестве звукопоглощающего материала часто применяются вместо минераловатных матов стекловолокнистые плиты и маты. Заслуживают внимания выпускаемые фирмой алюминиевые перфорированные планки с 22% перфорации. Без волокнистых заполнителей они применяются в вентилируемых потолках. Там, где этой необходимости нет, планки заполняются минераловатными плитами. В зависимости от толщины заполнителя и расстояния планок от потолка коэффициент звукопоглощения таких конструкций колеблется от 0,4 до 0,8 на низких частотах и от 0,6 до 1 на высоких. На рис. 75 приводится схема устройства звукопоглощающих потолков из таких плит.
Главах
ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДЕНИЙ1
1. Основные закономерности звукоизоляции ограждений от воздушного звука
Снижение шума, распространяющегося по воздуху (воздушный звук), может быть осуществлено наиболее радикально путем усг-ройства на пути его распространения звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов, кабин, выгородок, и т. д. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что 'большая часть падающей '.на нее 1 звуковой энергии отражается и лишь незначительная часть ее и менее) (проникает через ограждение.
Звукоизоляционные качества какого-либо ограждения от воздушного звука определяются коэффициентом звукопроницаемости— отношением звуковой мощности, прошедшей через ограждение, к величине звуковой мощности, падающей на него:
Т = Р"Р — рпр Р	п2 ’
паД	Рпад
где	т— коэффициент звукопроницаемости;
Рпр и Рпад—соответственно прошедшая и падающая звуковая мощность;
Рпр и Рпад—соответственно звуковые давления в прошедшей и падающей звуковых волнах.
Величина P=101g~ называется звукоизолирующей способностью ограждения от воздушного звука.
Предполагается, что все перечисленные величины справедливы при диффузном звуковом поле (падении звуковых волн под любыми углами на данное ограждение) и отсутствии косвенных путей распространения звука.
Практически звукоизолирующая способность от воздушного шума данного ограждения R или R' (штрих означает, что, кроме непосредственной передачи звука через ограждение, разделяющее два помещения, (происходит еще косвенная передача звука через прилегающие ограждения) определяется по формуле.
/? = £х —£24-10 1g 4 дб,
А
1 В главе не рассматриваются вопросы звукоизоляции междуэтажных перекрытий от ударного шума, так как они имеют частное значение только для жч-лых и общественных зданий и, кроме того, подробно изложены в работах [7, 14, 17, 43].
173
где Lx—средний уровень звукового давления в помещении с источником звука в дб\
L2 — то же, в изолируемом помещении в дб-
S — площадь ограждения, разделяющего помещение с источником звука и изолируемое помещение, в л2;
А — общее звукопоглощение изолируемого помещения, в м2.
С точки зрения строительной акустики ограждающие конструкции могут быть подразделены на однослойные, колебающиеся как одно целое, и многослойные, способные колебаться с разными для
каждого слоя амплитудами.
Акустически однородные однослойные ограждения могут со-
Диапазон 1 Диапазон И Диапазон Ш.
частота 6 гц
Рис. 76. Частотные диапазоны звукоизоляции от воздушного звука однослойных ограждений .......малое затухание;----среднее затухание; --------------- большее затухание
стоять из однородного <стр оител ь'ного м атери а л а или нескольких слоев различных, но по своим технике - акустически м сво й-ствам родственных строительных материалов, полностью связанных между собой по всей поверхности (например, слой каменной кладки и слой штукатурки), а также имеющие небольшие пустоты.
Многослойные ограждения состоят из слоев, не
имеющих друг с другом жесткой связи; между слоями могут располагаться воздушный промежуток или мягкие изоляционные слои.
У однослойных ограждений колебательные скорости на обеих поверхностях равны. Это условие обычно удовлетворяется, если их толщина меньше 1/в длины волны изгиба Лв в ограждении при рассматриваемой частоте. В частотной характеристике звукоизоляции однослойных ограждений можно выделить три различных диапазона (рис. 76).
Звукоизоляция в первом частотном диапазоне определяется жесткостью ограждения и резонансными явлениями. В этом частотном диапазоне звукоизоляция не поддается расчету. Однако у большинства однослойных ограждений собственная частота колебаний лежит ниже интересующего нас частотного диапазона (ниже 50 гц). Выше дву-трехкратной величины низшей резонансной частоты (второй диапазон) звукоизоляция обычно определяется массой панели, и ограждение можно рассматривать состоящим из большого количества отдельных масс, колеблющихся независимо одна от другой. В этом частотном диапазоне звукоизолирующая
174
способность ограждения определяется с учетом беспорядочного падения звуковых волн по так называемому закону массы [36]:
Г	/ (0 Mq \"|2
/? = 101g|l +	) —5 = 20 lg/nf —47,5 дб, (51)
L	\ * Р с U
vjifi (о — круговая частота звука;
Ms—масса единицы площади панели;
т — вес панели в ке/л«2;
рс — произведение плотности воздуха на скорость звука в
воздухе;
f—частота звука, в гц.
График зависимости звукоизолирующей способности в функции произведения веса ограждения на частоту звука приведен на рис. 77.
Из уравнения (51) и рис. 77 следует два очень важных вывода. Во-первых, звукоизолирующая способность ограждений тем лучше, чем они тяжелее. За исключением крайних случаев очень легких ограждений и низких частот, увеличение веса в два раза приводит к повышению звукоизоляции да 6 дб. Во-вторых, звукоизолирующая способность ограждений всегда возрастает
т£кг/мг гц
Рис. 77. Звукоизоляция однослойного ограждения по закону массы. Справедливо при часто-
тах f<-f кр
с увеличением частоты —
звукоизоляция возрастает на 6 дб на каждую октаву, т. е. при каж-
дом удвоении частоты.
В следующем, третьем частотном диапазоне на частотах f> >0,5 Др звукоизолирующая способность зависит не только от массы, но и от жесткости конструкции.
При наклонном падении плоских звуковых волн падающая под
углом волна передает свою энергию ограждению и вызывает в нем бегущую волну изгиба ограждения. При определенных условиях длина изгибной волны в преграде Л может оказаться равной
X
проекции длины падающей звуковой волны ’1пд-. В результате такого совпадения амплитуда волн изгиба значительно возрастает, и при отсутствии потерь на трение наступает полная передача звуковой энергии по другую сторону ограждения. Это явление получило
175
название эффекта (волнового совпадения. Схема возбуждения из-гибных колебаний и условие возникновения волнового совпадения показаны на рис. 78. Явление совпадения может возникнуть лишь
4
5
Рис. 78. Схема возникновения эффекта волнового совпадения
/ — падающая волна; 2 — отраженная волна: 3 — прошедшая волна;
4 — направление изгибной волны;
5 — колеблющаяся панель
в случаях, когда длина звуковой 'волны в воздухе меньше или равна длине волны изгиба в пластине.
Ухудшение звукоизоляции ограждения из-за эффекта волнового совпадения происходит в определенной (для данного ограждения) области частот, начиная с некоторого значения частоты, называемой критической. Выражение для критической частоты при диффузном падении звуковых волн имеет вид
20000 ,/• —
f'p = ~r V
где Е — динамический модуль упругости в кГ/см2',
h — толщина преграды в см;
р—плотность материала в кГ]м3.
В области эффекта совпадения снижение звукоизоляции составляет 10—20 дб, а сама область пониженной звукоизоляции, располагаясь выше критической частоты /кр , занимает интервал частот примерно в одну октаву.
Номограмма для определения критической частоты ограждений из различных материалов толщиной h в мм показана на рис. 79.
Рассмотрение номограммы позволяет сделать важмый вывод для правильного акустического проектирования ограждений. Для повышения звукоизоляции преграды следует передвигать критическую частоту за пределы нормируемой области частот. Это означает, что при тонких плитах (/кр >1000 гц) целесообразно повышать граничную частоту, например, путем уменьшения жесткости ПЛ'ИТЫ.
В случаях толстых ограждений ( /кр<200 гц) в некоторых случаях следует увеличивать их жесткость. Этого можно достигнуть либо увеличением жесткости пластины при постоянной массе, либо увеличением массы при (постоянной жесткости, как впервые это было предложено Кремером [39].
Уменьшение жесткости достигается, например, путем создания прорезей в ограждении в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а увеличение массы достигается путем прикрепления к ограждению отдельных масс (рис. 80).
Можно в некоторых случаях добиться, чтобы такие ограждения ,в нормируемом диапазоне частот подчинялись закону массы.
176
Рис. 79. Номограмма для определения критической частоты
/ — 'резина; 2—пробка; 3 —свинец; 4— гипс; 5 — плексиглас; 6 — бетон; 7 — чугун, дуб; 8—алюминий, сталь
Рис. 80. Пластины, обладающие небольшой жесткостью на изгиб, но большим несом единицы площади. Уменьшение жесткости достигается а — вырезанием канавок; б — прикреплением маос
177
Для частот f> fKp звукоизоляция однослойного ограждения может быть рассчитана по формуле [39]
R = 20 lg + 30 lg _L -I- 10 lg 7] —з, Pc	/кр
где /кр— критическая частота волнового совпадения в гц;
f— текущая частота, в гц;
Ms=ph — масса единицы площади ограждения;
ц— коэффициент потерь.
При частотах выше критической существенное значение имеет величина внутреннего трения в материале ограждения. При повышении величины коэффициента внутреннего трения в два раза звукоизоляция увеличивается на 3 дб.
Все большее применение находят слоистые и многослойные конструкции ограждений. Во многих случаях их звукоизоляция бывает значительно более высокой, чем звукоизоляция однослойных ограждений того же веса.
В настоящее время достаточно хорошо изучено лишь качественное влияние различных факторов на звукоизоляцию двойного ограждения, количественная же оценка звукоизоляционных качеств двойных ограждений может быть осуществлена весьма ориентировочно.
Установлено, что звукоизоляционные качества двойного ограждения зависят от массы панелей, составляющих двойное ограждение, соотношения их жесткостей, толщины воздушного промежутка или слоя материала с малым динамическим модулем упругости, критической частоты волнового совпадения каждой панели, составляющей двойное ограждение, резонанса всей конструкции «масса первой плиты — упругая связь — масса второй плиты», характера связи панелей между собой по контуру.
Рассмотрим влияние некоторых из этих факторов на звукоизоляцию двойных ограждений.
Двойная стена на низких частотах представляет собой колебательную систему «масса первой плиты — упругая связь (воздух или материал с малым динамическим модулем упругости) — масса второй плиты».
Частота собственных колебаний fo такой системы равна:
/о = — 1/ .$( —+ —) гц,
2 У \ mi /
где	S— динамическая жесткость среднего слоя в кГ1м\
т.\ и т2 — поверхностные веса первой и второй плит в кг/м2.
При этой частоте возникает значительное прохождение звука. Поэтому двойные ограждения необходимо проектировать так, чтобы частота собственных колебаний лежала ниже интересующего частотного диапазона (для жилых зданий ниже 100 гц).
178
Отсюда для двойных ограждений в жилых зданиях, состоящих из примерно одинаковых плит, необходимо, чтобы выполнялось условие
та > 100 кг-см/м2,
т2— поверхностный вес более легкого слоя.
а — толщина среднего слоя в см (воздушного промежутка).
Для двойных ограждений, состоящих из плит с сильно отличающимся весом, необходимо
//is а >50 кг-см/м2,
где т2— поверхностный вес более легкого слоя.
При прохождении звуковых волн через двойное ограждение с воздушным промежутком образуются стоячие звуковые волны, которые являются жесткими связями между двумя панелями. Устранить (вернее, ослабить) это явление возможно путем заполнения воздушного промежутка звукопоглощающими материалами, например матами из волокнистых материалов. Они наиболее эффективны для тонких перегородок и больших воздушных промежутков.
Во избежание сильного снижения звукоизоляции в результате эффекта волнового совпадения целесообразно применять двойные ограждения, которые состоят из панелей, имеющих одинаковый •вес, по различную жесткость при изгибе (отличающуюся в 6— 7 раз).
Если предположить, что панели двойного ограждения не связаны между собой по контуру, то на частотах ниже частоты собственных колебаний fi первой плиты (с меньшей цилиндрической жесткостью при изгибе), лежащей на упругом слое с динамической жесткостью S, звукоизоляция двойного ограждения определяется его массой и его звукоизоляция равна звукоизоляции однослойного ограждения того же веса.
Собственная частота Л определяется по формуле
Л = 500 /т,
где S — динамическая жесткость среднего слоя в кГ/м2-, т — поверхностный вес плиты с меньшей жесткостью в кг/лг2.
На частотах выше fi наблюдается быстрый рост дополнительной звукоизоляции (12 дб на октаву), который, однако, замедляется до 6 дб на октаву, когда длина продольной волны X в промежуточном слое становится меньше шестикратной толщины промежутка.
Однако в практических условиях большинство конструкций двойных ограждений (за исключением перекрытий с плавающими полами) имеет жесткую связь между составляющими панелями по контуру.
При наличии жесткой связи по контуру на частотах f>f кр возникает значительная передача звука за счет перехода продольных
179
и изгибных волн из одной панели в другую и на этих частотахпро-исходит значительное снижение звукоизоляции.
Казалось бы, что в принципе для двойных ограждений можно было бы получить очень высокую звукоизоляцию ограждений (до 70—80 дб). Однако за счет косвенных путей распространения звука в многоэтажных зданиях (через примыкающие к данному ограждению другие ограждения) бывает трудно получить среднюю звукоизоляцию, превышающую 50—60 дб.
Уменьшение косвенной передачи звука достигается путем ограничения распространения изгибных волн по конструкциям, для чего применяется устройство упругих прокладок или в случае возможности полное нарушение контакта между конструкциями.
Малая жесткость однослойного ограждения, желательная по соображениям акустики, противоречит требованиям достаточно большой прочности ограждения и его статической жесткости. В то же время для статики не важно, какой жесткостью обладает ограждение на частотах выше 100 гц (на частотах нормируемого диапазона частот). В принципе можно запроектировать слоистое ограждение, обладающее достаточной статической жесткостью при малой динамической жесткости [44].
Таким ограждением является трехслойная панель, состоящая из
Рис. 81. Кривизна двойной пластины с промежуточным слоем, вызванная
а —изгибом; б —сдвигам материала среднего слоя
двух внешних слоев с высоким модулем упругости (например, металлических тонких листов), и внутреннего слоя, состоящего из материала малосжимаемого, но податливого на сдвиг.
Изгиб такой пластины может происходить двумя способами [43]. Панель (рис. 81) можно согнуть обычным образом так, чтобы внешний .слой растягивался, а внутренний сжимался, или так, чтобы оба внешних слоя сохранили свою первоначальную длину, а материал среднего слоя имел деформацию сдвига. Во втором случае плоскости сечения, которые до изгиба были параллельны, остаются параллельными друг другу и после изгиба, а в первом случае они наклонены друг к другу под определенным углом.
180
Достаточно очевидно, что изгиб по схеме (рис. 81,а) происходит в том случае, когда пластина (изгибается на большой длине к одну и ту же сторону.
Тогда сдвигающие усилия, передаваемые средним слоем, достаточны для того, чтобы обеспечить растяжение или сжатие внешних слоев. Если же пластину изгибать только на небольшом отрезке в одном направлении, то произойдет деформация сдвига (рис.
Таким образом, можно ожидать, что при низких частотах и больших длинах волн будет происходить изгиб пластин, а при вы-соких частотах и малых длинах волн — деформация сдвига. Поскольку скорость распространения волн сдвига не возрастает пропорционально корню квадратному из частоты, как в случае изгиб-пых волн, а остается постоянной, можно ожидать, что с возрастанием частоты скорость изгибных волн в такой пластине сначала увеличивается, а затем, начиная с определенного предела, остается постоянной.
Следовательно, если подобрать средний слой с такими свойствами, при которых скорость волн сдвига значительно меньше скорости звука в воздухе, то можно избежать снижения звукоизоляции за счет эффекта волнового совпадения, не снижая при этом статическую жесткость ограждения.
При проектировании таких ограждений достаточно трудно выполнить условие несминаемости среднего слоя. Правда, в настоящее время имеются некоторые виды пластмасс и материалов типа резины, удовлетворяющих необходимым требованиям.
При применении в качестве среднего слоя пористых материалов*, типа волокнистых плит или пенопластов во многих случаях в результате большой сминаемости среднего слоя возникает значительное ухудшение звукоизоляции за счет поперечных колебаний. В таких конструкциях частота собственных поперечных колебаний чаще всего лежит в нормируемом диапазоне частот. Однако для уменьшения сжимаемости волокнистых материалов можно использовать их анизотропность. Если волокна расположить перпендикулярно поверхности внешних пластин, то сжимаемость уменьшится, а жесткость при сдвиге не изменится.
2. Приближенные методы расчета звукоизоляции
от воздушного шума
Расчет звукоизоляции от воздушного шума однослойных ограждающих конструкций, выполненных из бетона, железобетона, кирпича и дерева, проводится в следующем порядке [7, 36] (без учета косвенных путей распространения звука, имеющих место в зданиях) :
а) определяется вес 1 м2 ограждения т в кг;
б) проводятся две взаимно перпендикулярные оси координат. По оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются частоты f в гц. Каждое удвоение частоты (октава) наносится через
181
равные отрезки. При делении отрезка на три равные части получаются средние значения частот в третьоктавных полосах. По оси ординат откладываются величины звукоизолирующей способности ограждения 7? в дб;
Рис. 82. Построение графика частотной характеристики звукоизоляции однослойного ограждения
в)	строится частотная характеристика звукоизолирующей способности R ограждения, состоящая из четырех прямолинейных участков АВ, ВС, CD, DE (рис. 82). Для этого по данным табл. 28 в зависимости от материала и веса 1 м2 ограждения т находятся значения Rb и Rc и также соответствующие им частоты /в fc, по .которым определяются положения точек В и С. Через точки В и С проводится горизонтальный отрезок ВС;
г)	из точки В влево вниз откладывается прямая ВА с наклоном 6 дб на октаву;
Таблица 28
Материал ограждения	Звукоизолирующая способность в дб	Частоты в гц	
		fB	fc
Бетон, железобетон		38	19 000	85 000
		т	т
Гипсобетон	  .	37	17 000	95 000
		т	т
Кирпич 		37	17 000	77 000
		т	т
Дерево (сосна)		25	4200	20 0Q0
		т	т
182
д)	из точки С вправо вверх проводится прямая CD с наклоном» 10 дб »на одну октаву до точки jD;
е)	из точки D «право вверх проводится прямая DE с наклоном 6 дб на каждую оставшуюся октаву.
Расчет звукоизоляции от воздушного шума стального ограждения производится в зависимости от его толщины h в см в следующем порядке:
а)	проводятся две взаимно перпендикулярные оси координат. По оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются частоты, по оси ординат — значения звукоизолирующей способности /?;
Частота толщина, гц см
Рис. 83. График определения Rb, Rc, Rd, [в* fcи fo	Для построения частотной характе-
ристики звукоизолирующей способности стального ограждения
б)	строится частотная характеристика звукоизоляции ограждения, состоящая из четырех прямолинейных участков АБ, ВС, CD, DE. Для этого по данным графика рис. 83 находятся значения RB г 800	1300
Rc и Rd и соответствующие им частоты [в fc = fo 2600
= Точки В, С и D -соединяются прямыми;
в)	из точки В влево вниз откладывается прямая АВ с наклоном 4 дб на октаву;
г)	из точки D вправо вверх проводится прямая DE с наклоном 6 дб на каждую октаву.
3.	Практические рекомендации по звукоизоляции ограждений
Как было показано выше, звукоизоляция однослойных ограждений зависит от их веса, вида материала, жесткости ограждения^ краевых условий и наличия косвенных путей распространения шума.
183
На рис. 84 показана кривая средней звукоизолирующей способности ограждений от воздушного шума в зависимости от веса ограждений. Можно видеть большой разброс величины звукоизоляции, зависящей от перечисленных факторов.
Аналогичный график для средних показателей звукоизоляции приведен на рис.
Рис. 84. Средняя звукоизолирующая способность однослойных стен от воздушного звука в зависимости от веса стены
Рис. 85. Показатель звукоизоляции однослойных стен и перекрытий от воздушного звука, измеренный при наличии обычно существующих в строительных конструкциях косвенных путей распространения звука в зависимости от веса единицы их площади
85 [53]. ,
Для повышения звукоизоляции легких ограждений целесообразно уменьшить их жесткость на изгиб и тем самым повысить критическую частоту волнового совпадения. В тяжелых ограждениях, наоборот, выгодно увеличить их жесткость на изгиб и тем самым снизить критическую частоту волнового совпадения.
Важным для звукоизоляции однослойных ограждений является способ заделки ограждений по контуру. Жесткая заделка при примыкании к тяжелым элементам конструкций зданий, как правило, повышает звукоизоляцию ограждения.
На рис. 86 показаны измерения (проведенные Гезе-ле) частотных характеристик звукоизоляции кирпичной стены при двух различных условиях примыкания стены по контуру.
В то же время необходимо отметить, что в натурных условиях большое значение имеет косвенная пере-
дача звука через элементы примыкающих ограждений. Если эти элементы имеют малый вес, то ухудшение звукоизоляции за счет косвенной передачи звука достигает 5—10 дб и более.
Существенное влияние на звукоизоляцию ограждений оказыв?-еи передача звука через различные сквозные поры, неплотности и •отверстия. Ухудшение звукоизоляции за их счет может составлять до 10—20 дб, в особенности на высоких частотах. Поэтому бетон-
184
Рис. 86. Звукоизоляция от воздушного звука оштукатуренной с двух сторон стены из сплошного кирпича толщиной 25 см. Измерено на испытательном стенде, не имеющем косвенных путей распространения звука, при различных условиях закрепления по контуру
1 — перегородка жестко закреплена; 2 — перегородка упруго оперта
ные, гипсобетонные, керамзитобетонные и другие перегородки должны устанавливаться на несущую конструкцию по слою раствора.
При проектировании мест сопряжений перегородок друг с другом, со стенами и каркасом здания необходимо предусматривать возможность плотной заделки мест сопряжений. В стыках должен оставляться вертикальный зазор шириной 15—20 мм, заполняемый раствором на всю глубину конструкции. Заделка стыков возможна специальными герметиками (мастичные, тио-коловые, гернит и др.) или конопаткой с последующими заполнением стыка раствором на глубину 20— 30 мм. Когда представляется возможным, целесообразно перегородки заводить в толщу примыкающих стен, для чего в последних устраиваются штрабы.
Места сопряжений панелей перекрытий друг с другом, а также со стенами и перегородками должны плотно заделываться цементным раствором. При укладке панелей перекрытий на ригели и балки рекомендуется между гранями панелей оставлять зазор шириной не менее 20 мм, заполняемый на всю высоту раствором. Панели перекрытий рекомендуется заводить в толщу стен, к которым они примыкают.
Для повышения звукоизоляции
стен и перегородок (при заданном их весе) или уменьшения их веса без ухудшения звукоизолирующих свойств рекомендуется, когда это технически целесообразно, применять слоистые конструкции с прокладкой из упругих материалов или раздельные — двойные с воздушным промежутком без жесткой связи между элементами ограждения.
Стенки двойных перегородок с воздушным промежутком выполняются из несгораемых материалов (из тонкостенных железобетонных панелей, гипсобетонных плит и т. п.). Толщина воздушного промежутка при этом должна быть не меньше 5—6 см.
Наилучшими звукоизолирующими качествами обладают ограждения, составляющие элементы (стенки) которых при одинаковых весах имеют различные жесткости при изгибе. Наиболее целесообразно, чтобы жесткость при изгибе одной стенки отличалась от жесткости при изгибе другой стенки в 6—7 раз.
7 Зак 297
185
В двухслойных стенах со сплошным воздушным промежутком толщиной не менее 6 см, применяемых в качестве межквартирных в жилых зданиях, для обеспечения показателя звукоизоляции £в = 0 дб общий вес 1 jm2 стены должен быть: из тяжелого бе-
Рис. 87. Облегченные конструкции пере-городок, обеспечивающие показатель звукоизоляции от воздушного звука
Ев> 0 дб
1 — стена весом 100 к,г!м.2\ 2 — древесностружечная плита; 3— мат или плита из эффективного звукоизоляционного материала с динамической жесткостью £'<3 кГ!см\ 4— гипсовая сухая штукатурка или древесноволокнистая плита; 5 — стена весом >• 60 кг/л*.2; 6— воздушный промежуток; 7 —легкие строительные плиты (например, древесностружечные) весом 10 кг1м2\ 8 — деревянные бруски;
9— мокрая штукатурка
тона — не менее 270 кг, из гипсобетона с легким заполнителем — не менее 220 кг.
Значительное снижение веса ограждений достигается также при применении двухслойных стен, состоящих из тяжелой стенки и гибкой обшивки с малой жесткостью при изгибе.
На рис. 87, а, б, в показаны схемы ряда конструкций, обеспечивающих при малом «весе показатель звукоизоляции от воздушного звука Ев> 0 дб.
Двойные стены из материалов с малой жесткостью при изгибе также могут иметь высокий показатель звукоизоляции Е 0 дб при весьма малом весе (рис. 87, г, д, е).
Все сказанное выше о звукоизоляции однослойных и слоистых перегородок от воздушного шума также относится и к конструкциям междуэтажных перекрытий. Однако в большинстве случаев перекрытия (особенно в жилых и общественных зданиях) должны одновременно обеспечивать необходимую звукоизоляцию и от ударного звука.
4.	Звукоизоляция окон и дверей
от воздушного звука
Окна и двери имеют значительно меньшую звукоизоляцию, чем стены, в которые они встроены. В первую очередь это объясняется
186
тем, что они обладают «меньшим весом по сравнению с (примыкающими к ним стенами. Другая причина заключается в том, что окна
и двери являются подвижными элементами, в притворах которых чаще всего не обеспечивается достаточная герметичность. Как
правило, окно или дверь является составной частью перегородки или стены, в которых они установлены. Звукоизоляция составной конструкции, например стены с окном, может быть вычислена по известным значениям звукоизоляции отдельных частей. Если — звукоизолирующая способность окна площадью Fi, а R2— стены площадью F2, в которой установлено окно, то общая звукоизолирующая способность Ro всей площади Fo = F2-f-Fi вычисляется по
формуле
J?o = /?2-10 1g
Для упрощения расчетов служит изображенная на рис. 88 диаграмма, позволяющая по заданным значениям /?2,	F2, оп-
° 1	2	4 6 8 10 2040 60 8000
W	—*
Рис. 88. Диаграмма для определения звукоизоляции от воздушного звука составной стены
R2 —звукоизолирующая способность ограждения с площадью Rt — то же, Fx; Яо—общая звукоизолирующая способность всего ограждения с площадью Fo
ределить величину/?2 — /?0, которая представляет собой уменьшение звукоизоляции при наличии окна. Однако с помощью рис. 88 может быть решена и обратная задача, когда по измеренной общей звукоизоляции стены с окном Ro при известной звукоизолирующей способности стены J?2 определяют звукоизолирующую способность окна
Эти расчеты необходимо проводить для каждой частоты. Однако для ориентировочной оценки достаточно вычислить среднее значение звукоизолирующей способности.
7* Зак 297
187
При необходимости получения высокой звукоизоляции применяются окна с двойными переплетами (аналогично использованию двойных стен). С точки зрения акустики целесообразно иметь максимально большой воздушный промежуток между переплетами и тщательное уплотнение оконных переплетов.
Однако использующиеся в настоящее время окна со спаренными переплетами, состоящих из двух стекол, закрепленных в общем переплете и связанных по контуру, с акустической точки зрения нерациональны, так как основной резонанс такой системы наступает при чрезмерно высокой частоте.
Так, звукоизоляция для двойного остекления окна, у которого стекла толщиной по 4 мм находятся на расстоянии 8 мм друг от друга, значительно ослаблена в районе резонансной частоты, равной 300 гц; при более высоких частотах она также ни разу не достигает значений, соответствующих одинарному остеклению равного веса. Если два оконных стекла находятся на большем расстоянии друг от друга, то можно получить значительно лучшую звукоизоляцию и снизить частоту основного резонанса до 50—70 гц. Для демпфирования собственных колебаний воздушного промежутка, которые при высоких частотах могут вызвать ухудшение звукоизоляции на несколько децибел, вдоль всего контура между стеклами целесообразно устройство звукопоглощающих облицовок.
При особенно высоких требованиях к звукоизоляции, которые предъявляются, например, к окнам между аппаратными и студиями, или в испытательных стендах, расстояние между стеклами делают как можно большим и обеспечивают высокое поглощение в пространстве между переплетами. Стекла в отдельных переплетах встраиваются в различные слои стены, что предотвращает образование мостиков для распространения структурного звука. Для ослабления влияния эффекта волнового совпадения толщины стекол выбираются различными. В этом случае между двумя соседними помещениями можно получить среднюю разность уровней звука до 50— 55 дб в диапазоне частот 100—3200 гц.
Хорошее уплотнение окон является предпосылкой получения небольшой звукопроницаемости. Для глухих окон это требование не является проблемой, так как в них стекла тщательно заделаны или предусмотрен оконный притвор с хорошими уплотнениями, сохраняющими свои свойства в течение продолжительного времени. Однако для обычного жилищного строительства, где применяются окна с открывающимися переплетами, необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие хорошую герметизацию притворов, например, путем применения специальных уплотняющих прокладок.
В последнее время для использования в специальных целях были разработаны «звукоизолирующие вентиляционные окна», которые обеспечивают высокую звукоизоляцию и одновременно позволяют проветривать помещение. У таких конструкций два оконных стекла, расположенных одно от другого на расстоянии приблизи-
188
тельно 10 см, вставлены в общий переплет со звукопоглощающей облицовкой по контуру и имеют хорошее уплотнение; выше и ниже этого переплета находятся прорези для отводимого и свежего воздуха. Эти прорези выполнены в виде глушителей шума и могут за-
крываться откидными крышками или задвижками.
При рассмотрении звукоизолирующей способности дверей также необходимо отметить два фактора, которые имеют решающее значение для звукопроницаемости: собственная звукоизоляция полотна двери и наличие неплотностей в притворах. Связанные с этим проблемы в принципе решаются просто, однако требование удобст
ва пользования дверями, к сожалению, находится в известном противоречии с акустическими требованиями. Для удобства пользования дверью полотно ее должно быть легким, а притворы долж-жны быть такими, чтобы для открывания и закрывания не нужно было прикладывать значительные усилия. Но высокая звукоизоляция требует, чтобы дверь была как можно тяжелее и имела в
притворах профилиро1ван1ную уплотняющую прокладку из упругого материала, которая неизбежно оказывает определенное сопротивление при закрывании двери. Точно так же наличие дверного порога, который позволяет наиболее простым способом обеспечить надежное уплотнение нижнего края двери, во многих случаях противоречит эксплуатационным требованиям.
Вследствие противоречивости этих требований создание звукоизолирующих дверей в действительности все же является непростой задачей. По
Рис. 89. Звукоизоляция от воздушного звука одинарной деревянной двери
1 — дверь с обычными притворами; 2 — дверь с дополнительным уплотнением по контуру
этой же причине звукоизоля-
ция большинства дверей также оставляет желать много лучшего.
Пример звукоизоляции обычной комнатной двери из дерева без специального уплотнения и порога приведен на рис. 89. При весе единицы площади полотна двери толщиной 4 см, равном 10 кг/л/2, средняя звукоизолирующая способность от воздушного звука составляет 16 дб. Дополнительное уплотнение по контуру дает увеличение звукоизоляции на 4 дб.
Для конструкций дверных полотен, обладающих высокой звукоизоляцией, справедливы те же самые принципы, какие были из-
ложены для однослойных ограждений. Поэтому однослойные полотна дверей следует делать как можно более тяжелыми, а их жесткость при изгибе должна быть возможно меньшей. Особенно
неблагоприятны в этом отношении деревянные двери, которые со-
189
стоят из нескольких склеенных между собой слоев (причем средний слой в большинстве случаев представляет собой полое пространство). Звукоизоляция таких дверей может быть улучшена, например, путем заполнения воздушного промежутка песком. Засыпка песком увеличивает вес, не повышая жесткость при изгибе; одновременно она обеспечивает эффективное демпфирование колебаний.
Достигнутые на практике значения средней звукоизолирующей способности окон и дверей обычных конструкций приведены в табл. 29.
Таблица 29
Конструкция	Средняя звукоизолирующая способность	
	без дополнительного уплотнения	с дополнительным уплотнением
Одинарное окно 		До 20	До 25
Окно со спаренным переплетом . . .	в 25	в 30
Окно с двойным переплетом ....	в 30	в 40
Обычная деревянная дверь ....	» 20	» 25
Простая двойная дверь 		в 30	в 40
5.	Звукоизолирующие кожухи и кабины
Одним из возможных способов борьбы с шумом различных ма^ шин и механизмов является устройство специальных звукоизолирующих кожухов.. С помощью кожухов ослабляется шум не только в соседних помещениях, но и в помещении с источником шума.
Звукоизолирующие кожухи должны изготовляться из плотных материалов: металла, пластмассы, дерева и др. Звукоизолирующие кожухи могут выполняться неразборными и разборными. Неразборные кожухи предназначаются обычно для небольших по габаритам машин. Кожухи могут конструироваться с каркасом и без каркаса. 'Внутренняя поверхность стенок кожуха облицовывается слоем звукопоглощающего материала. Ослабление шума, обеспечиваемое кожухом, может быть определено по формуле
A Z. = ^КОЖ ^п’
где Ином — звукоизолирующая способность стенок кожуха;
,Д£П—поправка, учитывающая расстояние данной расчетной точки до источника и величину постоянной помещения В.
Величина звукоизолирующей способности кожуха определяется по формуле
^?кож —	— 10 1g
1 ®ср.кож
190
где 7? — звукоизолирующая способность кожуха;
аСр — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей кожуха.
Отсюда видно, что звукоизоляция кожуха 7? кож тем более, чем эффективнее нанесенный на них звукопоглотитель.
Величина поправки ALn определяется но формуле
AL = 10 lg М-Н-—W5 дб, п 6	В)
где г — расстояние от источника шума до расчетной точки в м.
При конструировании кожухов самое серьезное внимание должно уделяться устранению неплотностей, щелей и отверстий, которые резко снижают звукоизоляцию кожуха.
Для предотвращения передачи вибрации от фундамента механизма в местах опирания кожуха и в местах прохода через него вибрирующих валопроводов и трубопроводов должны устраиваться виброизолирующие прокладки и эластичные соединения — муфты.
Для изготовления кожухов чаще всего применяют сталь, алюминиевые сплавы, а также ряд других материалов (стеклопластик, фанеру ит. д.).
В зависимости от конструкции кожуха и характера шума кожух может обеспечить снижение суммарного уровня шума на 15— 20 дб, а в отдельных полосах частот снижение может составлять 25—30 дб.
В производственных зданиях и в шумных общественных помещениях в ряде случаев необходимо устройство специальных звукоизолирующих кабин, в которых осуществляется дистанционное управление оборудованием или проводятся работы, требующие умственного напряжения. Кабины изготовляют из обычных строительных конструкций, металла или дерева. Приведенная звукоизолирующая способность всех ограждений кабин определяется следующим образом. Реальные ограждения кабины часто включаю г в себя различные элементы с звукоизолирующей способностью, отличающейся от звукоизолирующей способности основных ограждений кабин (например, двери, смотровые окна, участки с толщиной большей или меньшей толщины основного ограждения).
Если звукоизолирующая способность этих участков 7?z превышает звукоизолирующую способность основных ограждений R, то они не оказывают ^влияния на звукоизоляцию преграды в целом при условии, если их суммарная площадь SS/ в 2—3 раза меньше площади основных конструкций R.
Если Ri меньше R, то приведенная звукоизолирующая способность ограждений кабины будет меньше R на некоторую величину А/?:

191
Поправка А/? определяется по формуле	*
AR = 10 1g [^ + 2— IO"'
- S i=l S
где i=2, 3, 4, ..n — число элементов с пониженной звукоизолирующей способностью;
S —суммарная площадь ограждений кабины;
S, — площадь ограждения с i-й звукоизолирующей способностью.
Наиболее сложным вопросом обеспечения звукоизоляции кабин надо считать выбор конструкции смотровых окон и входных дверей, звукоизоляционные качества которых невелики. Весьма целесообразно устраивать звукопоглощающие облицовки внутренних поверхностей ограждений кабины.
6.	Звукоизоляционные качества ограждающих конструкций
Приведенные в данной главе методы расчета звукоизоляции ограждений ориентировочны. Надежная оценка звукоизоляционных качеств ограждений может быть проведена только в натурных условиях с учетом всех особенностей их эксплуатации.
В табл. 30 и 31 приведены частотные характеристики звукоизоляции и показатели звукоизоляции с^ен, перегородок, (перекрытий, окон и дверей, наиболее часто используемых в практике проектирования и строительства. \
Звукоизоляционные характеристики получены в результате измерений в натурных условиях при наличии обычных косвенных путей распространения шума.
Нормативные требования к звукоизоляции ограждений в жилых зданиях приведены в главах СНиП П-Л.2-70; требуемая зву коизоляция ограждений в промышленных зданиях определяется по методу, изложенному в главе VI.
Г л а в а XI	i
ЗАЩИТА ОТ ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ ШУМОВ
1.	Общие положения
В современном градостроительстве все большее значение приобретает учет физических факторов внешней среды, среди которых шум — один из наиболее отрицательных.
192
Таблица 30
Конструкция ограждения	Толщина конструкции в мм	Вес 1 м* конструкции в кг	Показатели звукоизоляции Е в дб в	Звукоизолирующая способность на частотах в дб						
				125	250	500	1000	2000	4000	8000
Железобетонная панель 		60	150	—9							
То же		100	250	—5’	38	41	44	50	57	54	—
» 		120	300	—3	34	38	46	53	56	58	—
» 		140	350	—1	35	41	46	54	59	56		
» 		160	400	0	38	42	46	55	58	55		
Шлакобетонная панель	250	400	+1	30	45	52	59	64	64		
Две гипсошлакобетонные панели толщиной 80 мм с воздушным промежутком 40 мм . . .	200	200	—2	38	43	44	52	58	50	—
То же, толщиной 100 мм с воздушным промежутком 40 мм . . . Древесностружечная плита 		240	260	0	43	46	44	55	67	66	
	20			23	26	26	26	26	26	
Дюралюминевый лист	2	—			15	19	23	26	31	35		
Дюралюминевый лист толщиной 2 мм, минераловатные плиты толщиной 160 мм (у= = 100 кг/м3) и дюралю-миниевьш лист толщиной 3 мм		165			28	41	51	55	56	52	55
Стальной лист . . .	5	—	—	25	32	35	36	32	34	—
Оргстекло		18	—	—	30	32	35	35	33	38	—
Стеклоблоки ....	98	—	—	37	40	42	45	48	50	—
Стекло 		4	—	—	19	24	28	30	33	31	—
» 		7	—	—	22	28	29	34	28	39	—
Остекленный витраж с открывающимися створками 		7			22	27	29	31	25	36	
Двойной остекленный витраж со стеклами толщиной 4 мм с воздушным промежутком: а=100 мм . . . .	108			21	33	39	47	50	51	
а=200 »		208	—	—	28	36	41	48	54	56		
а=400 »		408	—			34	40	44	50	52	54		
а==650 »		658	—	—	33	40	44	49	53	55		
Двойной остекленный витраж со стеклами толщиной 4 и 7 мм, с воздушным промежутком: а =100 мм		111			28	35	39	47	46	52	
а=200 »		211	—	—	30	37	43	48	49	58	—
а=300 »		311	—	—	34	40	45	48	52	58	—
а=400 »		411	—	—	38	41	45	49	50	55	—
а=650 »		661	—	—	37	41	45	51	52	58	—
193
Продолжение табл. SO
Конструкция ограждения	на конин	К8 КОН-ИИ в кг	тели золя-в дб 1	Звукоизолирующая способность на частотах в дб						
	ТОЛЩИ1 струкц в мм	Вес 1 j струкц	Показа звукои ции Е	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Двойной остекленный витраж со стеклами толщиной 7 мм, с воздушным промежутком: а=100 мм ... .	114			29	37	41	50	45	54	
а=200 »		214	—	—	32	39	43	48	46	60	—
а=400 »		414	—	—	38	42	45	51	48	58	—
а=650 »		664	—	—	38	42	46	50	50	59	—
Тройной остекленный витраж со стеклами толщиной 7+7+4 мм с воздушным промежутком 100 мм между переплетами 		218			32	39	43	50	50	53	
Оконный блок с двойными переплетами, толщина стекол 3 мм, толщина воздушного зазора — 170 мм: а) без уплотняющих прокладок . . .	176			27	26	28	30	28	-27	
б) с уплотняющими прокладками из пористой резины	176		*	33	33	36	38	38	38	
Глухая щитовая дверь толщиной 40 мм, облицованная с обеих сторон фанерой толщиной 4 мм: а) без уплотняющих прокладок . . .	48		—28	22	23	24	24	24	23	
б) с уплотняющими прокладками из резины . . . .	48	—	—18	27	27	32	35	34	35	—
Снижение городских шумов может быть достигнуто в первую очередь уменьшением шума городского транспорта. Однако при тенденции увеличения мощности двигателей, повышения скорости движения и росте численности транспорта даже относительное снижение шума отдельного агрегата едва ли принесет заметное уменьшение шумности транспортных потоков. Наравне с разработкой мероприятий по снижению шума транспортных источников возникает проблема борьбы с шумом, распространяемым этими источниками в окружающее пространство.
Решение этой проблемы должно проводиться как по линии общих градостроительных мероприятий, выполняемых при проектировании генеральных планов городов, детальных планировок жилых районов и застройки микрорайонов, так и путем разработки
419
Таблица 31
Конструкция перекрытия	Толщина перекрытия в мм	Вес 1 м2 перекрытия в кг	Показатели звукоизоляции в дб		Звукоизолирующая способность от воздушного шума на частотах						
			Е в	Е У	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Железобетонная панель 		100	250	—5	—16							
Железобетонная панель толщиной 100 м с полом: а) доски вш-пунт толщиной 37 мм, лаги 40 мм, ленточные прокладки из мягких дре-весно - волокнистых плит 25 мм	202	280	+1	+3	35	43	50	56	60	61	
б) плитки ПХВ толщиной 3 мм, гип-соцементно - бетонная панель 60 мм, ленточные прокладки	из мягких древесноволокнистых плит 25 мм ....	188	337	+2	+5	37	43	50	58	61	57	
Железобетонная панель 		120	300	—3	—15							
Железобетонная панель толщиной 120 мм с полом: а) плитки ПХВ толщиной 3 мм, древесностружечная плита	20 мм, сплошная прокладка из мягких древесно волок-н истых	плит 25 м w . . .	168	323	+1	+4	37	42	51	58	58	58	
Железобетонная панель 		140	350	—1	—14							
Железобетонная панель толщиной 120 мм с полом: а) линолеум на войлочной основе 5 мм		143	355	—2	0	35	38	47	55	65	62	
б) паркетная клепка 14 мм, твердая др евесноволокнис-тая плита 4 мм, мягкая древесноволокнистая плита 12,5 мм	170	353	+ 1	+5	40	42	51	58	59	53	
13*
195
Конструкция перекрытия
Продолжение таЬл, 31
Показатели звукоизоляции в дб
Звукоизолирующая способность от воздушного шума на частотах
Е в
125 250 500 1000 2000 4000 8000
Железобетонный многопустотный настил с крупными пустотами .
Железобетонный многопустотный настил толщиной 220 мм — дощатый пол 37 мм, лаги 40 мм, ленточные прокладки из мягких древесноволокнистых плит 25 м
220	300
322	350
+2
специальных шумозащитных устройств, изолирующих, поглощающих и отражающих шум.
В условиях сложившейся застройки могут быть использованы различные административные мероприятия: перераспределение движения по улицам и проездам города, ограничение движения в разное время суток по тем или и^ым направлениям, изменение состава эксплуатируемых транспортных экипажей (например, запрещение использования в городе дизельных грузовиков и автобусов) и т. п.
При проектировании планировки и застройки городов могут использоваться как природные условия, в частности рельеф местности и зеленые насаждения, так и специальные сооружения в виде экранов, размещаемых вблизи транспортных потоков. Могут применяться также приемы зонирования территории по условиям шумового режима для тех или иных видов зданий, участков и площадок для отдыха, спорта, хозяйственно-бытовых нужд и др.
При реконструкции существующей застройки в сохраняемых зданиях могут предусматриваться изменения назначения помещений, учитывающие условия шумового режима в них, который вызывается внешними источниками шума, в частности уличным тран спортом. Кроме того, могут использоваться приемы звукоизоляции и герметизации оконных проемов с устройством при этом кондиционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляции.
Многообразные способы снижения шума на территориях жилой застройки и в зданиях должны быть проверены или определены расчетом. Исходными условиями для этих расчетов являются санитарные нормы допустимых уровней шума в различных помещениях и на территории жилых микрорайонов.
Таким образом, используя рекомендуемые приемы планировки застройки и благоустройства или пгумозащитные устройства и
196
проверяя их расчетом шумового режима в жилой застройке, можно выбрать наиболее целесообразный вариант для конкретного решения и обосновать его применение в проекте нового или реконструируемого жилого района, микрорайона или квартала.
2.	Архитектурно-планировочные мероприятия по борьбе с транспортным шумом
Сеть магистральных улиц и городских дорог в городе должна проектироваться с учетом шумового режима на прилегающих к ним селитебных территориях. Исходя из этого, следует транспортные потоки автомобильного транспорта и железнодорожные магистрали направлять, минуя селитебную зону города. Так, магистральные улицы и городские дороги, в том числе скоростные дороги с преимущественно грузовым движением, проходящие в селитебной зоне, должны изолироваться от жилой застройки применением достаточных разрывов, озеленением или экранированием транспортного потока. В качестве экранов наиболее целесообразно применять откосы выемок, причем следует использовать местные условия рельефа (например, овраги, складки местности, террасы на склонах холмов и гор и т. п.). Вдоль магистральных улиц с преимущественно общественным и легковым транспортом следует размещать зоны торговых, коммунально-бытовых и общественных зданий, в которых шумовой режим допускает их расположение вблизи от трэкспортных потоков.
Железнодорожные вводы, примыкающие к селитебным территориям, необходимо изолировать соответствующими разрывами или экранирующими сооружениями. Складские и промышленные зоны, требующие больших грузопотоков по автодорогам и железнодорожным вводам, не должны расчленять селитебную зону на части и не должны в нее вклиниваться.
Основным приемом защиты застройки в жилом районе должно быть зонирование территории, предусматривающее размещение около магистральных улиц зданий, в которых шумовой режим не нормируется или ограничивается сравнительно высокими уровнями звука (магазины, мастерские хозяйственно-бытового обслуживания, гаражи, конторы, столовые, кафе и т. д.). Жилая застройка, размещаемая вблизи магистральных улиц и городских дорог, должна иметь меньшую этажность, чем размещаемая дальше от транспортных потоков. Торговые центры жилых районов из соображений улучшения шумового режима целесообразно размещать вдоль магистральных улиц и городских дорог, создавая их по типу торговых рядов в 2—3 этажа. Такой прием решения обеспечивает наряду с удобством пользования торговыми учреждениями возможность экранировать шум от транспортных потоков зданиями этих учреждений.
Жилая застройка вдоль магистральных улиц должна осуществляться приемами, при которых обеспечивается допустимый норма
197
ми шумовой режим в большинстве жилых помещений и «а большей части площади прилетающих к ним территорий. Объекты коммунально-хозяйственного назначения, требующие подъездов к ним значительного количества грузового транспорта, необходимо размещать в непосредственной близости к магистральным улицам с целью сокращения протяженности подъездов к ним по селитебной территории (районным магистралям и местным проездам).
Жилые дома следует размещать в зонах с обеспеченным допустимым по санитарным нормам шумом или ориентировать одним протяженным фасадом в сторону территории с допустимым по нормам шумом. Таким образом, одна сторона дома всегда должна быть направлена в сторону с нормативным шумовым режимом. При ориентации жилых зданий одним протяженным фасадом в сторону транспортного потока квартиры, выходящие на этот фасад, должны иметь сквозное проветривание и часть жилых комнат в них должна иметь окна в сторону тихой зоны.
В первых этажах жилых домов не должны размещаться торговые и другие учреждения, требующие обслуживания грузовым транспортом и связанные с шумным режимом грузовых операций.
3.	Специальные шумозащитные сооружения и устройства
В тех случаях, когда архитектурно-планировочные мероприятия (разрывы, приемы застройки и т. п.) не обеспечивают необходимого шумового режима в зданиях и на территории жилого микрорайона, а также с целью экономии территории, требующейся для соблюдения разрыва от транспортного потока, целесообразно применять шумозащитные сооружения и устройства: экраны, шумозащитные полосы озеленения (рис. 90), а для помещений зданий также конструкции оконных проемов с повышенной звукоизоляцией.
Применение экранирующих сооружений в виде стенок, откосов выемок, земляных кавальеров, экранов-зданий может обеспечить минимальный разрыв от проезжей части магистральной улицы или городской дороги, установленный СНиП в 50 м. Таким образом, будет достигнуто наиболее экономическое решение использования селитебной территории при выполнении нормативного шумового режима в прилегающей к проезду жилой застройке.
Как 'наиболее удобное решение экранирующего сооружения следует рекомендовать выемку для проезжей части магистральной улицы или городской дороги. Применение выемки обеспечивает наиболее удобное использование прилегающей территории между застройкой и границей откоса. При этом удобно решаются развязки пересекающихся проездов и пешеходных трасс, а также обеспечивается хорошая изоляция проезжей части от пешеходов (исключается непосредственный переход по проезжей части). Разрыв от проезжей части до линий застройки при пятиэтажных зда-
98
Рис. 90. Шумозащитные сооружения и устройства
199
ниях и глубине выемки 6—7 м окажется в пределах минимального расстояния по СНиП и составит 50—60 м.
Необходимо отметить, что при расположении проезжей части в выемке имеется опасность выхода .грунтовых вод, а также возникают трудности с прокладкой канализационных сетей и других коммуникаций.
В ряде случаев при поперечном профиле магистральной улицы в одном уровне и гори ширине в линиях застройки, порядка 100 м целесообразно применять экранирование в виде земляных кавальеров или комбинации кавальера со стеной. В случае применения кавальера со стеной откос, обращенный к проезжей части, следует делать с предельно допустимой крутизной, а обратный окат предусматривать пологим и использовать для .бульвара. Стенка гори этом может маскироваться зелеными насаждениями. Пешеходные переходы через проезжую часть следует выполнять в виде мостов.
При поперечных профилях магистральных улиц, выполненных в одном уровне, можно использовать также в качестве экранирующего сооружения нежилые здания (магазины, гаражи, столовые, мастерские и т. п.), расположенные вблизи проезжей части в виде непрерывной застройки. При этом входы в эти здания целесообразно делать со стороны микрорайона, а подвозку товаров и продуктов осуществлять со стороны проезжей части, оставляя для этого специальный подъезд вдоль основной проезжей части. Применение двухэтажных зданий в качестве экранов вполне обеспечит условиями допустимого по нормам шумового режима пятиэтажные жилые дома, расположенные в 50 м от шестиполосной проезжей части магистральной улицы.
Все экранирующие сооружения, откосы выемок, барьеры-стенки, кавальеры, здания и др. следует размещать на возможно близком расстоянии от источников шума, сосредоточенных в проезжей части, что обеспечивает наибольшую эффективность шумозащиты.
В качестве шумозащитных устройств могут применяться также зеленые насаждения в виде специальных полос из деревьев и кустарников. Для того чтобы такие полосы обладали заметным эффектом поглощения шума, необходимо обеспечить плотное примыкание крон деревьев между собой на всю высоту и заполнение пространства под кронами до поверхности земли зеленой массой кустарников. При этом полоса зеленых насаждений не должна просматриваться: ширина таких полос должна быть не менее 10 м. Полоса может быть сплошной или состоять из нескольких частей в продольном направлении с просветами между частями в 3—4 м. Такая расчлененная полоса дает некоторое 1повышение шумозащитного эффекта в результате дополнительного отражения звуковой энергии от большого числа плоскостей зеленых насаждений, направленных в сторону источника шума.
Поскольку шумозащитные полосы из зеленых насаждений имеют сезонность эффективного действия, а также сравнительно не
200
большой предельный показатель снижения шума (5—10 дб Д), они могут применяться самостоятельно в ограниченном числе случаев. Однако в дополнение к экранирующим сооружениям типа барьеров и земляных насыпей их следует применять широко.
Для обеспечения снижения шума в жилых зданиях, расположенных вблизи от проезжих частей магистральных улиц и городских дорог, где экранирующие сооружения не могут быть применены, следует прибегать к звукоизоляционным устройствам оконных проемов. С этой ‘целью следует рекомендовать увеличение промежутков между переплетами до 20 см, толстые стекла, герметичные стыки между стеклами и обвязками переплетов, плотные сопряжения переплетов с коробками и между собой, что позволяет свести к минимуму зазоры между створными и неподвижными частями переплетов.
4.	Расчет шумового режима в жилой застройке
от транспортных источников шума
Для расчета шумового режима в городской застройке в качестве исходных данных следует использовать санитарные нормы допустимых шумов в жилых и других зданиях и на территории жилых микрорайонов и кварталов (см. гл. III), а также закономерности распространения шума в приземном пространстве в условиях города (см. гл. II). Необходимо тщательно проанализировать шумовые характеристики источников шума, в основном транспортных потоков.
На основе этих данных возможно произвести необходимые расчеты удаления от источников шума жилых домов, общественных зданий и территорий, требующих защиты от шума.
Учитывая, что источники транспортного шума имеют более или менее однотипные спектры, а также, что в международном масштабе принято характеризовать шум транспортных экипажей в уровнях звука, целесообразно все расчеты, связанные с разработкой шумозащитных мероприятий, проводить в уровнях звука в дб А, При проведении расчетов необходимо учитывать как характеристики источников шума (условно рассматриваемые как точеч ные или линейные)1, так и условия распространения от них шума (распространение над поверхностью земли, через зеленые насаждения, через экранирующие шум сооружения).
Порядок расчета заключается в определении уровней звука на защищаемой от шума территории или в помещении здания данного назначения и сопоставлении их с допустимыми уровнями звука.
Расчетные уровни звука для транспортных потоков устанавли
1 К точечным источникам условно могут быть отнесены все отдельные источники шума (отдельные автомашины, гаражи, площадки (разгрузки товаров и т. п.); к линейным следует относить источники шума типа железнодорожного состава или сплошного потока автомобильного транспорта при расстоянии между транспортными единицами S <20 м.
201
ваются в 7 м, от полосы движения. Расчетные уровни звука для транспортных потоков, на городских магистралях или дорогах принимаются в зависимости от их интенсивности согласно графику (рис. 91).
График уровней звука построен из условия, что средняя скорость движения составляет 40 /си/ч и поток включает 60% грузовых автомашин, автобусов и троллейбусов; для других показателей скорости и состава движения вносятся соответствующие поправки, указанные ниже [24].
Интенсивность движения зк/ч ttdfyx напраблениях)
Рис. 91. График для определения расчетных уровней звука тран-. спортных потоков в зависимости от интенсивности, скорости и характера транспортного потока
Определение ожидаемого уровня звука транспортного шума с помощью графика проводится в следующей последовательности: а) на основании статистических данных, натурных замеров или транспортных расчетов, а также планов развития движения определяются исходные ожидаемые максимальные величины интенсивности У, скорости и характера движения транспорта;
б) по заданной величине интенсивности движения определяют на графике промежуточную величину Ь’А,, которая показывает уровень звука транспортного шума только для условий движения транспорта, принятых для построения графика;
в) к полученной величине L 'л прибавляются поправки Dlt D2, D3, которые учитывают влияние отклонений заданных исходных условий движения от условий движения, принятых для построения графика. При этом поправки учитывают:
Dj — изменение характера движения (доля общественного и грузового транспорта в потоке движения) от условий, принятых по графику (от 60%), — на каждые 10%±1 дб:
202
D2— изменение скорости от принятого по графику — на каждые 10% гЫ дб;
Ds — изменение продольного уклона дороги от нулевого — на каждые 2%±1 дб;
D4 — наличие трамвая .по оси улицы +3 дб.
Ожидаемый уровень звука транспортного шума с учетом этих поправок La, — LA, 4- S D, является окончательным.
Для определения ожидаемой величины транспортного шума можно использовать также формулу
La, = 46 + 11,8 IgAH-SD,
где N — интенсивность движения транспорта в двух направлениях в экип!ч;
2D—сумма поправок.
Предлагаемый график и формула могут быть использованы цля определения величины LA, только на участках с непрерывным движением транспорта, когда заданные условия движения транспорта не отличаются от условий движения, принятых для построения графика, а именно:
а)	при характере (составе) движения грузового и общественного транспорта 10—90% и скорости движения основного потока 20—60 км/ч;
б)	при разделительных полосах по оси проезжей части с шириной менее 5 ж;
в) при проезжей части с покрытием из асфальтобетона или цементобетона;
г) при расстоянии между линиями непрерывной застройки более 40—50 м.
При необходимости проведения ориентировочных расчетов снижения шума от отдельных источников городского транспорта можно пользоваться данными табл. 32 (для гаражей индивидуальных автомобилей, хозяйственных дворов,
Таблица 32
Средства транспорта	Расчетный уровень звука в дб А •
Велосипед с мотором	70
Легковая автомашина	75
Мотоцикл, мотороллер Грузовая автомашина с	73
бензиновым двигателем	80
разгрузочных площадок у магазинов и т. п.).
Для расчета распространения шума над открытой поверх-
ностью земли следует использовать расчетную схему (рис. 92).
В зависимости от характера источника расчет ожидаемых уровней звука может производиться по следующим формулам:
для линейного источника
£. = £, — 10 k Ап Л,	п
п
(52)
203
где Ьап — уровень звука в расчетной точке в дб А на расстоянии гп от источника шума;
L — уровень звука на расстоянии г (7 м) от источника шума;
kn — коэффициент, учитывающий снижение шума за счет характера поверхности земли и определяемый по табл. 33.
Значение членов уравнения указаны также на рис. 92;
Б
.в

7777
Гп
Рис. 92. Расчетная схема распространения шума в свободном пространства над ровной местностью
и — уровни звука
п
для точечного источника
la = la- 20 ig —;	<53>
п	1	Г1
для источников, расположенных в ряд на расстоянии s между собой:
S
при гп < —
Г — Л _Ь (24 lg s-30,2) (24 1g г-20,3) .	(54)
АП ' л’ п	24 lg s—27,5	’	v * * * * S * 7
при г„ > у
LA = LA,-kn(151&sr-33,3).	(55)
п
Расстояние s для транспортного потока определяется из следующего уравнения:	.
$ = 1000 — , N
где v — скорость движения в км/ч\
N — интенсивность движения в экип!ч.
Формулы (54) и (55) получены для однородных источников шума, чем предусматриваются при расчете наиболее неблагоприятные условия движения транспорта.
Величина снижения уровня звука транспортного шума ДМ в зависимости от расстояния до источника шума может быть полу-204
чена с помощью графика рис. 93, который показывает зависимость этой величины от: а) расстояния г между пунктом наблюдения и источником шума;
б) интервала s между отдельными источниками шума в потоке движения экипажей;
в) количества транспорт-
ных единиц в потоке движения с заданным интервалом. Кривые даны для случая kn =1.
Таблица 33
Характер поверхности земли
Коэффициент k п
Асфальт.............
Грунт (взрыхленная земля).................
Газон ...............
0,9
1
1,1
Расстояние от источника шума-оси пердой полисы дбижения зкипажей(1 м)
Рис. 93. Кривые распространения шума транспортного потока в дб А
Для расчета уровней звука при распространении шума через защитную полосу зеленых насаждений следует принимать расчетные схемы, приведенные на рис. 94 и 95.
Расчет распространения шума для случая с одной сплошной полосой (рис. 94) проиводится по формулам (52) — (55), в которые,
205
кроме коэффициента поверхности (£п) подставляется также коэффициент зеленых насаждений (#з). Значение коэффициента k3 рекомендуется следующее:
Рис. 94. Расчетная схема распространения шума за защитной полосой зеленых насаждений
Рис. 95. Расчетная схема зеленых насаждений, состоящих из нескольких частей
1) для защитных полос из деревьев шахматной посадки с густыми сомкнутыми кронами, подлеском и кустарником по периметру k3 =1,5;
2) для зеленых насаждений лесопаркового характера средней густоты с кустарником &3=1,2;
Расчет уровней звука при распространении шума через зеленую защитную полосу по расчетной схеме (рис. 96) следует производить, применяя следующие формулы:
для точечного источника
т
La =Ч-Ап-20Ш-----------1,52-₽УВт;
П	Г1	***
S
для ряда источников при гп <
206	'
(24 1g s — 30,2) (24 1g г — 20,3)	*
LAn e LAt ~ kn	241gs —27,5	— 1,5 Z — P V Bm;
1 . s
для ряда источников при rn > —
LAn = LAt - kn (15 lgsn - 33,3) - 1,5 Z - ₽ V Bm; » 1
для линейного источника
LAn ~ LAt
Все значения членов, входящих в формулы, указаны на рис. 95; р — снижение уровней звука зелеными насаждениями в дб А — указано в табл. 34.
В случаях, когда рассчитанные по приведенным выше формулам уровни звука превышают допустимые санитарные нормы на защищаемой от шума территории, а дальнейшее увеличение разрыва до источника шума недопустимо,
.10 lg^--l,5Z %Вт.
Таблица 34 Снижение уровня звукового давления при распространении через зеленые насаждения в дб А!м
Характер зеленых насаждений	Снижение уровней звука в дб А[м.
Смешанные густые насаждения с кустарником (типа защитных полос) Редкие зеленые насаждения 		0,2 0,1
возможно применять специальные экранирующие шум защитные
сооружения.
Дополнительное снижение шума за экраном-барьером, помимо снижения шума за счет определенного расстояния от источника
шума, пром сходит в результате возникновения так называемой звуковой тени. Профил и улиц с экранирующими'сооружениями показаны нафис. 96. Расчетная схема распространения шума за экраном показана на рис. 97.
Дополнительное снижение уровня звука за экраном может быть получена по графику (рис. 98).
При этом расчете дополнительного снижения уровня звука за экраном в дб А следует принимать эквивалентную длину волн %=0,6, соответствующую частоте 700 гц.
Рис. 96. Экранирование шума транспортных потоков с помощью а — зданий; б — насыпей; в — откосов выемок
207
При расчете снижения транспортного шума за экранирующими сооружениями расчетный источник шума следует принимать* расположенным по оси проезжей части или по оси, наиболее удаленной от сооружений проезжей части, при наличии разделительной полосы.
Рис. 97. Расчетная схема распространения шума за барьером А — источник шума; Б — барьер; В — точка наблюдения
Рис. 98. График для расчета дополнительного снижения уровня звукового давления за барьером
Рассчитанное дополнительное снижение вычитается из уровней звука, рассчитанных предварительно по одной из приведенных выше формул.
208
Необходимо отметить, что экранирующее сооружение для достаточной эффективности должно иметь длину не менее двух длин защищаемого сооружения или территории,
5. Ориентировочные методы определения разрывов
Для ориентировочного определения расстояний от источников транспортного шума на городских магистралях до жилых домов или между источниками шума в жилых кварталах и участками для отдыха (или жилыми домами) можно воспользоваться табл. 35 и 36.
Таблица 35
Источник шума	Количество экипажей в час в двух направлениях	Минимальное расстояние до жилого дома или участка для отдыха на территории микрорайона или квартала в м	
		с защитными зелеными насаждениями	без защитных зеленых насаждений
Транспортный поток проезжей части улицы	100 200 300 400 500 1000 2000	15 30 ' 35 40 50 100 200	25 50 60 70 100 200 400
Электропоезда и железнодорожные составы Примечания: 1. Защитные з деревьев с сомкнутыми «кронами («выс сы, закрывающих просвет от земли дений не менее 10 м. 2. Защитная зеленая полоса доля жей части или (рельсового шути.	До 10 проездов Более 10 проез- дов еленые насаждения п отой 7—8 м) и куста]: до низа крон; ширин :на размещаться не д	100 200 [редставляют с< >никами по «пер а полосы защ] .алее 5—6 м <и	200 400 эбой посадки щметру поло-1тных насаж- ’ края проез-
Таблица 36
Минимальное расстояние от проезжей части до линии застройки в м	Количество экипажей в транспортном потоке в час,					
	в том числе грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов, в %					
	10	20	30	40	50	60
30 40 50 100 П р и м е ч а нэго времени и	450—500 550 650 900 н и е Данные при составе по'	400 500 600 850 таблицы пред гока современн!	350 450 550 800 усматриваю э!х автомобк	300 400 500 700 т режим д [лей и автоС	250 350 450 650 движения д >усов	200 300 400 600 хля днев-
209
В табл. 35 даются минимальные расстояния в зависимости от количества экипажей .в час в двух направлениях транспортного потока на городской улице. Таблица построена из расчета допустимого шума для дневного времени. Если расчет производится для движения транспорта в ночное время, то минимальные расстояния должны быть соответственно повышены в четыре раза.
В табл. 36 приведены величины транспортных потоков при заданных расстояниях от проездов до жилой застройки. Таблица дает также основу для регулирования потока автомашин с целью соблюдения нормативного шумового режима в жилой застройке.
Для определения дополнительного снижения шума, обеспечиваемого экранирующими шум сооружениями (в уровнях звука в дб А), можно пользоваться данными табл. 37.
Схема экранирования шума показана на рис. 99.
Рис. 99. Расчетная схема экрана
1 — источник; 2 — барьер-экран; 3— объект расчета; 4 — эффективная высота барьера
Таблица 37
Расстояние еж ду источником шума и препятствием в м	Снижение шума экранирующими шум сооружениями в дб А при расстоянии между экранирующими шум сооружениями и защищаемыми от шума зданием или территорией, в ж											
	5 1		10	|		20	|						200	
							50	|		100	|			
	при эффективной высоте препятствия в м											
	1	3	1	3	1	3	1	3	1	3	1	3
2	19	29	18	28	18	28	18	37	18	27	18	27
5	17	16	16	25	15	24	15	23	15	23	15	23
10	16	25	15	23	14	23	13	21	13	21	13	21
20	15	24	14	23	13	20	12	18	11	18	11	18
50	15	23	13	21	12	19	10	17	10	15	10	15
100	15	23	13	21	11	18	10	17	9	14	9	14
200	15	23	13	21	11	18	10	17	9	14	8	12
Высота шумозащитных экранирующих сооружений при наиболее типичном профиле автодороги или магистральной улицы с шестиполосным движением, разделительной полосой и дополнительной шумозащитной стенкой на разделительной полосе может быть принята из табл. 38 (для верхних этажей жилых зданий) и 39 (для площадок отдыха и территорий микрорайонов для условия роста человека —1,5 м).
При составлении табл. 38 и 39 принято, что сооружение (экран-барьер) расположено в 1—3 м. от проезжей части. Если сооруже
210
ние расположено с большим удалением от дороги, его полную высоту следует определить по формуле
и, Ь ^набл с Н ^набл
где Ь' — расстояние от оси сооружения до источников шума;
#набл — высота точки наблюдения в соответствии с приведенной в табл. 38 и 39 этажностью—17,5; 27; 35,5;
48 м\
с — расстояние от источника до наблюдателя соответственно принятому расстоянию до застройки или мест отдыха (50 и 70 м) — 68,7 или 88,7
b — расстояние от оси сооружения до источника шума, принятое в табл. 38 и 39 равным 20 м\
Н — полная высота экрана, приведенная в табл. 38 и 39.
Таблица 38
Необходимая эффективность		Эффективная и		[ полная	высота шумозащитного экранирующе-				
ALa	экранирующего		го сооружения п . . /п в м, которая обеспечивает норматив-							
л экр		ный шумовой режим в застройке на уровне 5,						8, 10 и	14 эта-
шумозащитного сооружения в дб А на расстоянии от			ж ей	, удаленной от дороги на расстояние					
источника		50 м				70 м			
50 м	70 м	5 эт.	8 эт.	10 эт.	14 эт,	5 эт.	8 эт.	10 эт.	14 эт.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
18	15	3	3	3,2	3,5	1,6	1,6	1,7	1,8
		. 							.
		5,3	6,5	7,9	11,2	3,4	4,3	4,9	6,7
15	13 .	1,8	1,8	2	2	1,2	1,3	1,3	1,3
						-				
		4,1	5,5	6,1	8,6	3	3,9	4,5	6
15	13	4,8	1,8	2	2	1,2	1,3	1,3	1,3
			5,5						
		4,1		6,1	8,9	3	3,9	4,5	6
1 А	12	1,5	1,5	1,7	1,7	1,1	1,2	1,2	1,2
		4,1	5,1	8,1	8,1	2,8	3,8	4,4	5.9
8	А	0,5	0,5	0,6	1,15	0,2	0,3	0,3	0,3
	о	2,8	3,4	4,7	6,7	1,9	2,7	3,4	4,8
Примечания: 1. Расчетные величины, приведенные в каждой								графе, 1	учиты-
вают эффект	применения дополнительной шумозащитной стенки высотой							2—3 м.	раопо-
ложенной на	разделительной полосе		автодорог.						
2. В графах 1 и 2 величины необходимой эффективности AZ							. „	определяют по		
							лэкр		
	формуле.								
		^экр		доп		расст			
где AZ.	— допустимый	суммарный уровень зв\ка у наружной					стены здания,		окна
лдоп									
которых обращены на городскую магистраль;					в дб А				
	- расчетный суммарный		уровень звука			от потока транспорта, про-			
	ходящего в одном направлении по автодороге или магистральной улице.								
	- рассчитывается по графику рис. 93								
лрасст									
211
Таблица 39
Необходимая эффективность AL л лэкр экранирующего сооружения в дб А на расстоянии от источника				Эффективная и полная высота шумозащитного экранирующего сооружения в м, которая обеспечивает нормальный шумовой режим на открытой территории на уровне роста человека (1,5 м) на расстоянии			
50 м		70 м		50 м		70 м	
1		2		3		4	
24	18	22	15	7,5 8,7	2,9 4,1	6 7	1,6 2,6
22	15	20	13	6 7,2	1,8 3	5,3 6,3	1,2 2,2
22	15	19	13	5,3 6,5	1,8 3	4,2 5,2	1,2 2,2
20	14	18	12	4,5 5,7	1,5 2,7	3,6 4,6	1,1 2,8
18	8	13	6	3 4,2	0,5 1,7	2 3,2	0,2 1,4
Примечания- 1. Расчетные величины, /приведенные в «правой половине каждой графы, учитывают эффект применения дополнительной шумозащитной стенки высотой 2—3 м, расположенной на разделительной полосе каждой части скоростной автодороги 2. В графах 1 и 2 величины необходимой эффективности AL .	определяют по л экр формуле AL	— h — L	~\L лэкр	лдоп	Лрасст где L	—допустимый суммарный уровень звука в дб А у наружной стены здания, Лдоп окна которого обращены на городскую магистраль или площадку на территории микрорайона или квартала; Ъд — расчетный суммарный уровень звука в дб А от потока транспорта, п.рохо-							
дьл	дящего по проезжей части: для левой половины граф 1 и 2 подсчитывается для двух направлений движения, для правой половины граф 1 и 2 подсчитывается для одного направления; — рассчитывается по графику рис. 93.						
ЛИТЕРАТУРА
'1	. Андреева-Галанкина Е. Ц. Некоторые данные о влиянии шума на организм. «Гигиена и санитария», 1959, № 4, стр. 52—58.
2.	А;рка д ь евски й А. А. Физиологические основы нормирования производственного шума. «Гигиена и санитария», 1961, № 9, стр. 211—26.
ИЛ 41'Р г г 0 Ф *Г. Гидродинамика, постановка задач, результаты и подобия.
4.	Борьба с шумом. Об. под ред. Е. Я. Юдина. М., Стройиздат, 1964.
5.	Гарда.шьян В. М. Условия тождественности акустических свойств помещения и модели. Труды НИКОИ, № 28,11959.
6.	Дрейзен И. Г. Электроакустика и «звуковое вещание. М., Связьиздат,
7.	Заборов IB. И. Тео|рия1 звукоизоляции ограждающих конструкций. М., Стройиедат, 1969.
8.	Иляшук Ю. М. Измерение и нормирование производственного шума. М., Профиздат, 11964.
9.	Карагодина И. Л. К вопросу о допустимых величинах шума в жилых домах. «Гигиена и санитария», .1961, № 2, стр. 8—113.
10.	К а р а г о д и н а И. Л., О с и п о в Г. Л., Ш и ш к и н, И. А. Городские, коммун а льножилищные шумы и борьба с ними. М., .«Медицина», >1964.
11.	К и с е н и ш с к а я Р. Д., Осипов Г. Л. Рекомендуемые звукопоглощающие облицовки. Об. трудов НИИСФ, выл. 1 '(XIII). М., НИИСФ, 1970.
12.	Клюкин И. И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л., Судпромгиз, 1961.
13.	К л я ч к о Л. Н. О расчете звукоизоляции однослойных стальных, и деревянных ограждений. В сб.: «Борьба с шумами и вибрациями». Стройиздат, 1966.
14.	Ковригин С. Д. и др. Борьба с шумом в гражданских зданиях. М., Стройиздат, 1964.
46.	Ковригин С. Д., М и х е е в А. П. Техниконэкономическое значение борьбы с производственным шумом на .предприятиях связи. Сб. «Борьба с шумом и вибрациями». М., Стройиздат, 1966.
16.	Л е й з е р И. /Г. /Исследование звукоизоляции ограждений на моделях. Сб. «Вопросы звукоизоляции и архитектурной акустики». М., Госстрой изд ат, 4959.
17.	Никольский В. Н., Заборов В. И. Звукоизоляция крупнопанельных зданий. М., Стройиздат, 49164.
18.	Осипов Г. Л. Шумы и звукоизоляция. М., -Стройиздат, 1967.
19.	Осипов Г. Д., Л о паше в Д. 3. и др. Измерение шума машин и оборудования. М., Стандартгиз, 1968.
20.	Осипов Г. Л., Рассадина И. Д., Юдин Е. Я. Методы расчетов при проектировании- шумоглушения строительно-акустическими средствами. Об. трудов НИИСФ, выл. 2 (XIV). М., /НИИСФ, 4970.
21.	Осипов Г. Л., Шишкин И. А., Прутков Б. Г. Защита жилой застройки от городского шума. «Известия АС и А СССР», 1962, № 3.
22.	Покровский Б. В., Юдин Е. Я. Исследование шума и вибрации центробежных насосов. Сб. «Борьба с шумом и вибрациями». М., Стройиедат, 1966.
23.	Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Осипов Г. Л., Карагодина И. Л. Шумозащита в градостроительстве. М., Стройиздат, 1966.
24.	Прутков Б. Г. Определение интенсивности транспортного шума в городах. «Проблемы советского градостроительства», № 40. М., Госстрой изд ат, 1963.
25.	Руководство по решению звукоизоляции перегородок и перекрытий жилых зданий. М., НИИСФ, 4965.
26.	Рассадина И. Д. Акустический расчет вентиляционных систем. Труды Гипронииавиапрома, выП. 4,11967.
27.	Разумов И. К. Способы и организация борьбы ю шумами и вибрациями на производствах. М., Профиздат, 1964.
28.	Седов Л. И. Методы размерности и подобия в механике. М., Гостехтеп-лоиздат, 4967.
213
29.	Фурдуев В. В. Акустические основы вещания. М., Связьиздат, 1960.
30.	Шумоглушители -вентиляционных установок. Рабочие чертежи, серия № : 490448. М., ЦИТП, 1967..
31.	Юдин Е. Я. -Глушение шума вентиляционных установок. М., Госстрой-издат, 1968.
32.	Юдин Е. Я. Исследование шума вентиляторных установок и методы борьбы с ним. М., Оборонгиз, 1958.
33.	Юдин Е. Я., Осипов Г. Л. и др. Звукопоглощение и звукоизоляционные материалы. М., Стройиздат, '1966.
34.	Юдин Е. Я. Звуковые мощности шума, создаваемого элементами воздуховодов. «Акустический журнал», 11955, № 4.
35.	A S Н R А Е. Guide and Date Book. New York, 1965.
36.	Beranek -L. L. Noise reduction, Me Grow-Hill Book Comp. Inc. New York, 1960.
37.	Chaddock J. Sound attenuation in straight ventilation ducting. «Refrigerating Engineering», 1959, № 1, 37.
38.	Coyne С., L. Absorption as a noise control measure in an industrial plant. «Noise Control», 1958, 4, № 2, 47.
39.	Cremer L. Theonie der Schalldammung duner Wande bei schragem Einfall. «Akustiche Zeitschrift», 4942, № 7.
40.	H u g h e s J. I. Acoustical performance of a dicer enclosure. «Noise Control», 1958, 4, № 1, /14—418.
41.	Hubert M. Gerausche durch stromter Gitter. IVth Conference on Acoustics. Budapest, 1967.
42.	Kurtze G. Schalldampfer fur Liiftungs-und-Klimaanlage. «Gesundheits-Ingenieur-Heft», 1967, 15, 135.
43.	Kurtze G. Physik und Technik der Larmbekampfung. G. Braun, Karlsruhe, 1964.
44.	Kurtze G. and Watters. New wall design of high transmission loss of High damping. J ASA, 1959, v. 31, № 6, 739.
45.	Meister E. I. Ruhrberg W. Der Einfluss von Griinanlagen auf den Verkehrgerausch-Pegel, VDI-Z, 97, 1955, 1063.
46.	S a b i n e W. C. Collected paper on acoustics. Cambridge, 1922.
47.	Schmidt H. Moglichkeit der Abwehre von Betreibslarm. «Industrie-Anzei-ger», 1961, 83, № 103—11014, 2023.
48.	W i n e r E and К e a s t D. Experimental study of the propagation of sound over ground. JAS A, 31, № 6, 1959, (7124..
49.	Y о u n g R. L. Practical examples of industrial noise control. «Noise Control», 1958, 4, № 2,1111.
50.	Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территориях жилой застройки. Министерство здравоохранения СССР. М., 1970.
51.	Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН 245-63). Стройиздат, 1964.
52.	Указания по акустическому расчету вентиляционных установок (СН 369-69). М. Стройиздат, .1970.
53.	DIN 4109, Schallschutz im Hochbau, Blatt 5. Deutcher NormenausschuB, Berlin, 1962.
54.	Draft ISO Recommendation, № PR 1680. A test code for the measurement of noise emitted by rotating electrical machinery.
55.	Draft ISO Recommendation № PR 1970. Noise assessment with respect to community response.
56.	Draft ISO Recommendation № 1999. Assessment of noise-exposure during work for hearing conservation purposes.
57.	IEC Publication 123. Recommendations for sound level meters. Geneva, 1961.
58.	I-ЕС Publication 179, Precision sound level meters. Geneva, 1965.
59.	IEC Publication 225, Oktave, half-octave and third octave band filters intended for the analysis of sounds and vibrations. Geneva.
214
60.	ISO Recommendation NR 31, Part VII. Quantities and units of acoustics. Geneva, 1965.	t	. ..	..
61.	ISO Recommendation NR 495, General requirements for the preparation of test codes for measuring the noise emitted by machines. Geneva, 1966.
62.	ISO Recommendation R 362, Measurement of noise emitted by vehicles.
Geneva, 1964.	f t
63.	ISO Recommendation R 507, Procedures for describing aircraft noise around an airport. (Geneva 1966.	. „	, ,	.
64.	ISO Recommendation N 532, Method for calculating loudness level.
Geneva 1966.	±	. ..
65	Proposal for a guide to the measurement of acoustical noise and evaluation of its effect on man, ISO (TK.43), SC-7 (Secr/Stresa) 10, 1969.
66.	V. D. I Richlinien 2081, Larmabwehr bei Luftungsanlagen, VDI Verlag. Dusseldorf, 1963.
ОПЕЧАТКИ
Страница	Строка	Напечатано	Следует читать
*6* 65 486 Г 1' 8^ 130 168 212 213*	•1-я сверху 1-я снизу 17-я сверху 11-я сверху ’ 1-я таблица сверху 17-я снизу 9-я строка снизу 2-я сверху	ОН 245 /макс больше расстояния г до расчетной 2 точки ri	rZ мин Частотный параметр / — площадь hA, Андреева-Галанкина	4 СН 245-63 больше расстояния г до расчетной точки ^*4 rZ мин Частотный параметр f S- — площадь LA, Андреева-Галанина
Зак. 297
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.....................................................................   3
Глава I. Основные понятия и закономерности возникновения и распространения колебаний и звука .................................................................. 5
1.	Колебательная система	и колебательное движение......................... —
2.	Понятие о природе звука, физические свойства звука и звуковых волн . .	11
Глава II. Распространенние шума в открытом пространстве и закрытых помещениях ............................................................................ 20
1. Распространение шума в окрытом пространстве............................. —
2. Распространение шума в закрытых помещениях............................. 31
Глава III. Действие шума на человека и нормирование предельно допустимых шумов ............................................................................. 36
I. Действие шума на человека............................................... —
2. Нормирование шума................................................ .	.	43
Глава IV. Методы оценки и измерений шума и шумовых характеристик источников шума..........................................................................
1.	Методы оценки шума...................................................... —
2.	Измерительная аппаратура.............................................. 55
3.	Методы измерения шума в помещения	и	на	территориях................ 58
4.	Методика измерения шумовых	характеристик	машин...................... 59
Г л а в а V. Шумовые режимы в промышленных жилых и общественных зданиях и на территориях городов и методы защиты от шума...................................... 64
I.	Производственные шумы.................................................. 65
2.	Шумы в жилых и общественных зданиях............................. .	75
3.	Городские шумы......................................................•	78
Глава VI. Методы расчета ожидаемых уровней шума и необходимого его снижения ............................................................................. 83
1.	Определение уровней ib расчетных точках................................. 84
2.	Снижение уровней звуковой	мощности....................................92
3.	Необходимое	снижение	шума..............................................96
4.	Определение	требуемой	звукоизоляции	ограждений .........................98
5	Требуемое снижение шума в трактах газодинамических установок .	100
Глава VII. Исследование распространения шума в моделях помещений и территорий городской застройки........................................................106
I.	Основы моделирования.........................................* . :	106
2	Исследование распространения шума в моделях помещений ....	107
3.	Исследование распространения шума в моделях городской застройки .	. П5
Гл а в а VIII. Защита от шума санитарно-технического и инженерного оборудования зданий............................................................................... 124
1.	Вентиляционные установки и установки для кондиционирования воздуха .	—4
2.	Системы водопровода, канализации и отопления.......................
3.	Снижение шума лифтовых установок.................................... 146,
'|
Глава IX. Снижение шума применением звукопоглощающих конструкций ...	1501
1.	Звукопоглощающие материалы и конструкции, их назначение и требования, предъявляемые к ним..................................................   150
2.	Эффективность применения звукопоглощающих облицовок н штучных зву-копоглотителей для снижения шума в помещениях...........................165
3.	Зарубежный опыт применения звукопоглощающих облицовок и их крепле-
ние ................................................................... 170
Глава X. Звукоизоляция ограждений ...........................................   173
I.	Основные закономерности звукоизоляции ограждений воздушного звука 173
2.	Приближенные методы расчета звукоизоляции от воздушного шума . . . ' 181
3.	Практические рекомендации по звукоизоляции ограждений ......	183
'4	Звукоизоляция окон и дверей от воздушного звука.................... ,186
5.	Звукоизолирующие кожухи и кабины......................................190
6	Звукоизоляционные качества ограждающих конотрукций ....	192
Глава XI. Защита от городских транспортных шумов............................... 192
1.	Общие положения...................................................... 192
2.	Архитектурно-планировочные мероприятия по борьбе с транспортным шумом 197
3.	Специальные шумозащитные сооружения и устройства ...	.198
4.	Расчет шумового режима в жилой застройке от транспортных источников шума.....................................................................201
5.	Ориентировочные методы определения разрывов.........................
Литература....................................................................