Звуковий тиск - мінливий надлишковий тиск, що виникає в пружною середовищі при проходженні через неї звукової хвилі. Рівень звукового тиску - виміряне значення звукового тиску, щодо опорного тиску Р spl = 20 мкПа і відповідного порогу чутності звукової хвилі частотою 1 кГц. Підвищений рівень звукового тиску - причина виникнення шумового забруднення. Для того, щоб визначити рівень звукового тиску і визначити заходи по його зниженню виробляють спеціальний розрахунок:
- виявляють джерело (джерела) шуму і його шумові характеристики;
- вибирають розрахункові точки, визначають допустимий рівень звукового тиску в них;
- розраховують очікувані рівні звукового тиску в розрахункових точках;
- підраховують необхідне зниження шуму;
- розробляють акустичні і архітектурно-будівельні заходи, що забезпечують зниження шуму.
Рівень звукового тиску визначають в розрахункових точках, які обирають або на робочих місцях, або в зонах з постійним перебуванням людей на висоті 1,5 м від підлоги. Причому в приміщенні з одним або декількома однаковими джерелами дві точки, одну - на робочому місці в зоні прямого звуку, другу - в зоні відбитого звуку і в місці постійного перебування людей. Якщо в приміщенні є кілька джерел, рівні звукової потужності яких відрізняються на 10 дБ і більше, точки вибирають на робочих місцях у джерел з максимальними і мінімальними рівнями.
Вихідні дані для розрахунку:
- план і розріз приміщення з розташуванням всіх типів виробничого устаткування і зазначенням розрахункових точок;
- характеристики огороджувальних будівельних конструкцій (матеріал, товщина, щільність та інші);
- шумові характеристики і габарити джерел шуму.
Шумові характеристики обладнання наведені заводом-виготовлювачем в документації. Це можуть бути: октавні L w. кориговані L WА. еквівалентні L wАекв або максимальні L wАмакс кориговані рівні звукової потужності. Допускаються характеристики у вигляді октавних рівнів звукового тиску L або рівнів звуку на робочому місці L д (на певній відстані).
Октавні рівні звукового тиску L. дБ, в розрахункових точках приміщень (з відношенням найбільшого до найменшого розміру не більше 5) при роботі одного джерела шуму визначається за формулою (1) L = L w +10 lg ((χ Ф) / (Ω r²) + 4 / kB). де L w - октавний рівень звукової потужності, дБ;
χ - коефіцієнт, що враховує вплив ближнього поля в тих випадках, коли відстань r менше подвоєного максимального габариту джерела (r<2lмакс ) (табличные данные);
Ф - фактор спрямованості джерела шуму (для джерел з рівномірним випромінюванням Ф = 1);
Ω - просторовий кут випромінювання джерела, радіан (табличні дані);
r - розмір від акустичного центру джерела шуму до розрахункової точки, м;
k - коефіцієнт спотворення звукового поля в приміщенні (табличні дані, в залежності від середнього коефіцієнта звукопоглинання α ср);
B - акустична константа приміщення, м². визначається за формулою (2) B = A / (1 α cp),
А - еквівалентна площа звукопоглинання, м². визначається за формулою:
Si-площа i-й поверхні, м²;
Аj - еквівалентна площа звукопоглинання j-го штучного поглинача, м²;
nj - кількість j-их штучних поглиначів, шт .;
α cp - середній коефіцієнт звукопоглинання, який визначається за формулою (4) α cp = A / Sогр.
S огр - сумарна площа огороджувальних поверхонь приміщення, м².
Граничний радіус r гр. м. в приміщенні з одним джерелом шуму - відстань від акустичного центру джерела, на якому щільність енергії прямого звуку дорівнює щільності енергії відбитого звуку, визначають за формулою (5) r гр = √ (B / 4 Ω)
Якщо джерело розташоване на підлозі приміщення, граничний радіус визначають за формулою (6) r гр = √В / 8π = √В / 25,12
Розрахункові точки на відстані до 0,5r гр вважають знаходяться в зоні прямого звуку. В цьому випадку октавні рівні звукового тиску слід визначати за формулою (7) L = Lw +10 lg Ф + 10 lg χ - 20 lg r - 10 lg Ω.
Розрахункові точки на відстані більше 2r гр вважають знаходяться в зоні відбитого звуку. В цьому випадку октавні рівні звукового тиску слід визначати за формулою (8) L = Lw - 10 lg B - 10 lg k + 6.
Октавні рівні звукового тиску L, дБ. в розрахункових точках приміщення з декількома джерелами шуму слід визначати за формулою:
де L wi - октавний рівень звукової потужності i-го джерела, дБ;
χi, Фi, ri Що ж, що і в формулах (1) і (6), але для i-го джерела;
m - число джерел шуму, найближчих до розрахунковій точці (що знаходяться на відстані r i ≤ 5 r хв. де r хв - відстань від розрахункової точки до акустичного центру найближчого джерела шуму);
n - загальне число джерел шуму в приміщенні;
k і В - те саме, що і в формулах (1) і (8).
Якщо все n джерел мають однакову звукову потужність L wi. то
Якщо джерело шуму і розрахункова точка розташовані в одному приміщенні, відстань між ними більше подвоєного максимального розміру джерела шуму і між ними немає перешкод, що екранують або відображають шум в напрямку до розрахункової точки, то октавні рівні звукового тиску L. дБ, в розрахункових точках слід визначати: при точковому джерелі шуму (окрема установка на території, трансформатор і т.п.) - за формулою (11)
L = Lw - 20 lg r + 10 lg Ф - βa r / 1000 - 10 lg Ω;
при протяжному джерелі обмеженого розміру (стіна виробничої будівлі, ланцюжок шахт вентиляційних систем на даху виробничої будівлі, трансформаторна підстанція з великою кількістю відкрито розташованих трансформаторів) - за формулою (12)
L = Lw - 15 lg r + 10 lg Ф - βa r / 1000 - 10 lg Ω;
де Lw, r, Ф, Ω - то ж, що і в формулах (1) і (7);
βа - загасання звуку в атмосфері, дБ / км (табличні дані).
При відстані r ≤ 50 м загасання звуку в атмосфері не враховують.
Октавні рівні звукового тиску L. дБ, в розрахункових точках в изолируемую приміщенні, проникаючі через захисну конструкцію з сусіднього приміщення з джерелом (джерелами) шуму або з території, слід визначати за формулою (13)
L = L ш - R + 10 lg S - 10 lg B і - 10 lg k,
де L ш - октавний рівень звукового тиску в приміщенні з джерелом шуму на відстані 2 м від розділяє приміщення огорожі, дБ, визначають за формулами (1), (8) або (9); при шумі, проникаючому в ізолюються приміщення з території, октавний рівень звукового тиску L ш зовні на відстані 2 м від захисної конструкції визначають за формулами (11) або (12);
R - ізоляція повітряного шуму огороджувальної конструкцією, через яку проникає шум, дБ;
S - площа огороджувальної конструкції, м;
В і - акустична постійна ізолюються приміщення, м²;
k - те саме, що і в формулі (1).
Якщо захисна конструкція складається з декількох частин з різною звукоізоляцією (наприклад, стіна з вікном і дверима), R визначають за формулою:
де Si - площа i-ї частини, м²;
Ri - ізоляція повітряного шуму i-ю частиною, дБ.
Якщо захисна конструкція складається з двох частин з різною звукоізоляцією (R1> R2), R визначають за формулою:
При R1 >> R2 і певному співвідношенні S1 / S2 допускається замість звукоізоляції огороджувальної конструкції R при розрахунках за формулою (13) вводити звукоізоляцію слабшої половини складеного огорожі R2 і її площа S2.
Еквівалентний і максимальний рівні звуку L A. дБ, створюваного зовнішнім транспортом і проникаючого в приміщення через зовнішню стіну з вікном (вікнами), слід визначати за формулою (16) L = L A2м - R Атран.о + 10 lg So - 10 lg B і - 10 lg k,
Де L A2м - еквівалентний (максимальний) рівень звуку зовні на відстані 2 м від огорожі, дБ;
R Атран.о - ізоляція зовнішнього транспортного шуму вікном, дБ;
S o - площа вікна (вікон), м²;
B і - акустична постійна приміщення, м² (в октавной смузі 500 Гц);
k - те саме, що і в формулі (1).
Для житлових і адміністративних приміщень, готелів, гуртожитків площею до 25 м² L A. дБ, визначають за формулою (17) L A = L A2м - R Атран.о - 5.
Октавні рівні звукового тиску в захищається від шуму приміщенні в тих випадках, коли джерела шуму знаходяться в іншій будівлі, слід визначати в кілька етапів:
1) визначають октавні рівні звукової потужності шуму L Wпр. дБ. пройшов через зовнішнє огородження (або кілька огорож) на територію, за формулою:
де L wi - октавний рівень звукової потужності i-го джерела, дБ;
B ш - акустична константа приміщення з джерелами шуму, м2;
S - площа огородження, м²;
R - ізоляція повітряного шуму огорожею, дБ;
2) визначають октавні рівні звукового тиску для допоміжної розрахункової точки на відстані 2 м від зовнішнього огородження захищається від шуму приміщення за формулами (10) або (11) від кожного з джерел шуму. При розрахунку треба врахувати, що для розрахункових точок в межах 10 ° від площини стіни будівлі вводиться поправка на спрямованість випромінювання 10 lg Ф = - 5 дБ;
3) визначають сумарні октавні рівні звукового тиску L сум. дБ. в допоміжній розрахунковій точці (на відстані 2 м від зовнішнього огородження захищається від шуму приміщення) від усіх джерел шуму за формулою:
де L i - рівень звукового тиску від i-го джерела, дБ;
4) визначають октавні рівні звукового тиску L. дБ, в який захищається від шуму приміщенні за формулою (13), замінивши в ній L ш на L сум.
При мінливому шумі октавні рівні звукового тиску Lj. дБ, в розрахунковій точці слід визначати за формулами (1), (7), (8), (9), (11), (12) або (13) для кожного відрізка часу τJ. хв. протягом якого рівень залишається постійним, замінюючи в зазначених формулах L на L j.
Еквівалентні октавні рівні звукового тиску L екв. дБ, за загальний час впливу T. хв. слід визначати за формулою:
де τ J - час впливу рівня L j. хв .;
L j - октавний рівень за час τ J. дБ.
За загальний час впливу шуму T приймають: у виробничих і службових приміщеннях - тривалість робочої зміни; в житлових та інших приміщеннях, а також на територіях, де норми встановлені окремо для дня і ночі, - тривалість дня 7.00 - 23.00, ночі 23.00 - 7.00 год.
Допускається в останньому випадку приймати за час дії T днем - чотиригодинний період з найбільшими рівнями, вночі - одночасовой період з найбільшими рівнями.
Еквівалентні рівні звуку непостійного шуму L Aекв. дБ, слід визначати за формулою (20), замінюючи L екв на L Aекв і L j на L Aj.