Н.И. Иванов
ИНЖЕНЕРНАЯ АКУСТИКА
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
БОРЬБЫ С ШУМОМ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению 280100 «Безопасность
жизнедеятельности», специальности 280102 «Безопасность
технологических процессов и производств»
Москва
Логос
2008
УДК
ББК
И
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Экология и промышленная безопасность»
Московского государственного технического
университета им. <...> Описаны
основные методы (звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция, вибропоглощение) и средства (звукоизолирующие кабины и капоты, акустические
экраны, глушители шума и др.) защиты от шума и вибрации и оценена эффективность их применения. <...> Виброскорость (v, м/с) — первая производная от вибросмещения
Виброускорение (a, м/с2) — вторая производная от вибросмещения
Время реверберации — время, в течение которого уровень звукового
давления (звука) в помещении спадает на 60 дБ (дБА) после внезапного отключения источника
Глушитель — шумозащитное устройство, применяемое для снижения
аэродинамического и гидродинамического шума в установках,
использующих воздух или жидкость в качестве рабочего тела
Динамический режим — режим, при котором машина выполняет
рабочие операции с включенными исполнительными органами
Дифракция звука — огибание звуковыми волнами края препятствия
Диффузное звуковое поле — звуковое поле в замкнутом объеме, образованное отражениями от поверхностей и характеризуемое равномерным распределением уровня звука и уровня звукового давления
по всему объему (однородность) и равновероятностью направлений
прихода звуковых волн в любую точку помещения (изотропность)
Звуковая вибрация — вибрация ограждающих конструкций в звуковом диапазоне частот, вызывающая структурный звук
Звуковая мощность (W, Вт) — количество звуковой энергии, излучаемой источником звука <...>
Инженерная_акустика._Теория_и_практика_борьбы_с_шумом__Учебное_пособие_.pdf
Н.И. Иванов
ИНЖЕНЕРНАЯ АКУСТИКА
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
БОРЬБЫ С ШУМОМ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению 280100 «Безопасность
жизнедеятельности», специальности 280102 «Безопасность
технологических процессов и производств»
Москва
Логос
2008
Стр.1
ОГЛАВЛЕНИЕ
Термины, определения, обозначения ............................................................................. 7
Предисловие .....................................................................................................................11
Введение в инженерную аккустику ................................................................................13
Часть I
ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АККУСТИКИ
Глава 1. Основные понятия физической аккустики
1.1. Определения .............................................................................................................25
1.2. Излучение и распространение звука .......................................................................27
1.3. Распространение звука в помещении .....................................................................31
1.4. Поглощение, отражение и прохождение звука ......................................................33
1.5. Интерференция звука ...............................................................................................34
1.6. Дифракция звука ......................................................................................................35
Глава 2. Основные понятия о шуме и вибрации
2.1. Общие характеристики шума ..................................................................................37
2.2. Спектральные и временны´е характеристики шума................................................39
2.3. Операции с децибелами. Примеры расчетов .........................................................44
2.4. Характеристики вибрации........................................................................................47
Глава 3. Нормирование шума, вибрации, ультра- и инфразвука
3.1. Воздействие шума на человека ................................................................................51
3.2. Основные принципы нормирования шума ............................................................52
3.3. Нормы шума на рабочих местах ..............................................................................54
3.4. Нормы шума в зданиях и на территории жилой застройки .................................57
3.5. Технические нормы шума машин ...........................................................................59
3.6. Ультра- и инфразвук: влияние на человека, нормирование .................................61
3.7. Влияние вибрации на человека, нормирование.....................................................63
Глава 4. Источники шума
4.1. Классификация .........................................................................................................65
4.2. Механический шум деталей машин ........................................................................68
4.3. Аэродинамический шум ...........................................................................................74
4.4. Гидродинамический шум .........................................................................................80
4.5. Электромагнитный шум ...........................................................................................82
Глава 5. Акустические измерения
5.1. Шум на рабочих местах............................................................................................85
5.2. Шум на селитебной территории, в помещениях жилых
и общественных зданий ...........................................................................................86
5.3. Шум транспортных потоков ....................................................................................87
5.4. Определение шумовых характеристик ориентировочным методом .....................89
5.5. Измерение коэффициента звукопоглощения .........................................................92
5.6. Определение звукоизоляции ограждающих конструкций .....................................95
5.7. Измерения эффективности акустических экранов................................................97
5.8. Оценка погрешности виброакустических измерений ............................................99
Стр.3
4
Часть II
АКУСТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В ИНЖЕНЕРНОЙ АКУСТИКЕ
Глава 6. Расчеты шума в открытом пространстве и в помещениях
6.1. Базовые положения акустических расчетов ......................................................... 103
6.2. Расчеты шума в открытом пространстве ............................................................... 108
6.3. Расчеты шума в помещениях ................................................................................. 112
Глава 7. Расчеты ожидаемой шумности
(на примере строительных машин)
7.1. Расчет воздушного шума в кабине экскаватора ................................................... 119
7.2. Расчет внешнего шума ........................................................................................... 128
7.3. Расчет структурного звука ...................................................................................... 134
Глава 8. Расчет эффективности шумозащитных средств
8.1. Расчет эффективности звукоизолирующего капота ............................................. 138
8.2. Расчет эффективности широкого акустического экрана-насыпи ....................... 141
8.3. Расчет эффективности транспортных акустических экранов-барьеров ............. 143
8.4. Расчет эффективности экранирующих сооружений сложной формы ............... 145
8.5. Расчет эффективности капотов (экранов) сложной формы ............................... 154
Часть III
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ
ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ
Глава 9. Общие сведения о методах и средствах защиты
от шума и вибрации
9.1. Классификация ....................................................................................................... 159
9.2. Средства индивидуальной защиты от шума ......................................................... 163
9.3. Активная шумовиброзащита .................................................................................. 166
9.4. Организационно-технические меры защиты от шума ......................................... 169
Глава 10. Звукоизоляция и звукопоглощение
10.1. Звукоизолирующие и звукопоглощающие средства ......................................... 170
10.2. Классификация звукоизолирующих ограждений ............................................... 172
10.3. Упрощенный расчет звукоизоляции одностенного (однослойного)
ограждения ............................................................................................................ 174
10.4. Графоаналитический расчет звукоизоляции однослойного ограждения ......... 176
10.5. Расчет звукоизоляции многослойного и двухстенного ограждений................. 181
10.6. Влияние на звукоизоляцию проемов, отверстий и щелей ................................ 183
10.7. Классификация звукопоглощающих покрытий ................................................. 184
10.8. Расчет звукопоглощения...................................................................................... 186
Глава 11. Звукоизолирующие кабины
11.1. Применение........................................................................................................... 188
11.2. Классификация ..................................................................................................... 189
11.3. Влияние внешних и внутренних источников на шум в кабине ....................... 190
Оглавление
Стр.4
Оглавление
5
11.4. Процессы шумообразования в кабинах транспортных машин ......................... 191
11.5. Акустические свойства кабин .............................................................................. 194
11.6. Вклад звуковой вибрации в процессы шумообразования в кабине ................. 198
11.7. Проектирование звукоизолирующих кабин ....................................................... 199
Глава 12. Звукоизолирующие капоты
12.1. Применение .......................................................................................................... 201
12.2 Классификация ..................................................................................................... 202
12.3. Связь акустической эффективности с тепловым режимом .............................. 203
12.4. Связь акустической эффективности с конструктивным
исполнением.......................................................................................................... 208
12.5. Проектирование звукоизолирующих капотов .................................................... 211
Глава 13. Акустические экраны и экранирующие сооружения
13.1. Классификация ..................................................................................................... 213
13.2. Физические принципы работы АЭ ..................................................................... 216
13.3. Выбор параметров АЭ .......................................................................................... 220
13.4. Расположение и монтаж АЭ ................................................................................ 225
13.5. Конструирование и применение транспортных АЭ .......................................... 228
Глава 14. Глушители шума
14.1. Физические принципы работы ............................................................................ 233
14.2. Характеристики ..................................................................................................... 236
14.3. Классификация и применение ............................................................................ 238
14.4. Расчет эффективности некоторых глушителей .................................................. 242
14.5. Глушители воздуховодов ...................................................................................... 244
14.6. Глушители шума выпуска двигателей внутреннего сгорания .......................... 250
Глава 15. Виброизоляция и вибродемпфирование
15.1. Применение........................................................................................................... 261
15.2. Физическая сущность ........................................................................................... 263
15.3. Расчет эффективности виброизоляции ............................................................... 267
15.4. Типы виброизоляторов ......................................................................................... 270
15.5. Классификация и расчет вибродемпфирующих покрытий ............................... 273
15.6. Применение и эффективность вибродемпфирующих покрытий
и конструкций ....................................................................................................... 278
Часть IV
ПРАКТИКА БОРЬБЫ С ШУМОМ И ВИБРАЦИЕЙ
Глава 16. Снижение шума автомобилей
16.1. Характеристики шума ........................................................................................... 283
16.2. Источники шума ................................................................................................... 285
16.3. Снижение внешнего шума ................................................................................... 290
16.4. Пути снижения внутреннего шума...................................................................... 292
16.5. Применяемые акустические материалы ............................................................. 296
Глава 17. Проектирование шумозащиты транспортных машин
17.1. Способы и порядок проектирования шумозащиты.......................................... 298
17.2. Методы и средства защиты от шума на ТМ...................................................... 301
Стр.5
6
Оглавление
17.3. Требования к шумовиброзащитным конструкциям ......................................... 302
17.4. Влияние состава шумовиброзащитного комплекса на процессы
шумообразования ................................................................................................. 309
17.5. Оптимизация шумовиброзащитного комплекса ............................................... 315
Глава 18. Снижение шума строительно-дорожных машин и тракторов
18.1. Источники шума ................................................................................................... 321
18.2. Характеристики шума в кабинах ......................................................................... 322
18.3. Характеристики внешнего шума ......................................................................... 324
18.4. Снижение шума в кабинах .................................................................................. 325
18.5. Снижение внешнего шума ................................................................................... 333
Глава 19. Борьба с шумом на производстве
19.1. Общая оценка производственного шума ............................................................ 339
19.2. Металлорежущие станки ...................................................................................... 339
19.3. Деревообрабатывающие станки ........................................................................... 344
19.4. Стационарные компрессорные установки .......................................................... 346
19.5. Борьба с шумом вентиляционных систем .......................................................... 351
19.6. Оборудование для переработки пластмасс .......................................................... 354
19.7. Пневмосистемы ..................................................................................................... 358
Глава 20. Борьба с шумом в городах
20.1. Влияние повышенного шума на население городов.......................................... 361
20.2. Источники шума в городах и населенных пунктах............................................ 362
20.3. Шум автотранспортных потоков ......................................................................... 364
20.4. Распространение шума в городской застройке .................................................. 366
20.5. Снижение шума сооружениями .......................................................................... 370
20.6. Снижение шума строительства ............................................................................ 372
20.7. Расчеты ожидаемого шума в жилой застройке................................................... 375
20.8. Градостроительные меры защиты от шума ......................................................... 377
20.9. Карты шума городов ............................................................................................. 381
Глава 21. Защита от авиационного шума
21.1. Методы оценки, нормирования и контроля авиационного шума
на местности .......................................................................................................... 383
21.2. Шум реактивных самолетов ................................................................................. 388
21.3. Шум винтовых самолетов и вертолетов .............................................................. 392
21.4. Снижение шума вблизи аэропортов.................................................................... 394
21.5. Снижение шума в салонах пассажирских самолетов ......................................... 396
Глава 22. Шум и вибрация железнодорожного транспорта
22.1. Источники шума ................................................................................................... 405
22.2. Внешний шум поезда ........................................................................................... 407
22.3. Расчет шума поездов ............................................................................................. 409
22.4. Вибрация и структурный звук, возбуждаемые движением поездов ................. 412
22.5. Снижение шума и вибрации в окружающей среде ............................................ 416
Список литературы..................................................................................................... 421
Об авторе ...................................................................................................................... 423
Стр.6
Инженерная_акустика._Теория_и_практика_борьбы_с_шумом__Учебное_пособие__(1).pdf