Рекомендации

по расчету и проектированию акустических камер для измерения шумовых характеристик источников шума

Москва 1987

Научно-исследовательский институт строительной физики (НИИСФ) Госстрой СССР

Рекомендации

по расчету и проектированию акустических камер для измерения шумовых характеристик источников шума

Москва Стройиздат 1987

высота камеры со звукоотражающим полом

Vn=an bn hn>	(7)
Vo=aobo ho-	(8)

Он не должен быть менее 100 м³.

2.12.    Проверяют еоотношшие объема камеры с объемом максимального испытываемого в камере источника шума:

V V > 200V

гг о    ист

Если ото соотношение не выдержано, то пропорционально увеличивают все размеры камеры, согласуя эти увеличения с сеткой колонн и высотой зданий, где будут располагать заглушенную камеру.

2.13.    Звукопоглощающую поверхность камеры с облицованным полом определяют по формуле

^2ftn^bn ^{+ 2a}n^hn^+2bn^hn-

а с жестким полом по формуле

S₀=“o^bo ^{+ 2Q}o^ho ^{+ 2b}o^ho-    <¹⁰>

2.14.    Исходя из значения коэффициента звукопоглощения облицовок заглушенной камеры а > 95% и заданного частотного диапазона измерений, выбирают необходимую для облицовки камеры звукопоглощающую конструкцию.

В настоящее время наиболее часто применяемой конструкцией облицовки заглушенных камер являются клиновые конструкции. На рис. 3 приведены частотные характеристики коэффициента звукопоглощения а и звукоот-ражения $для клиновых конструкций разной длины из штапельного стекловолокна и пенополиуретана с заклиновым воздушным промежутком 0,15 и 0,1 м. Отечественной промышленностью производятся клинья из штапельного стекловолокна типа КЗК длиной 1; 0,75 и 0,5 м, (ТУ 21 -РСФСР-257-75).

2.15.    В некоторых случаях удовлетворить требованиям стандарта по величине отклонения звукового поля AL могут камеры с меньшим, чем 0,95 коэффициентом звукопоглощения. На рис. 4 приведена зависимость коэффициента звукопоглощения Д, определенного при нормальном падении, облицовок заглушенных камер со звукопоглощающим полом (две верхние линии) и камер с жестким полом (три нижние линии) от максимального размера испытываемых в них источников шума при различных величинах Д L.

При этом можно применять более простые, чем клиновые, облицовки в заглушшных камерах или клинья меньшей длины.

2.16.    Зная радиус измерительной поверхности R или и площадь

2 •

в)

Рис.З. Частотные характеристики коэффициента звукопоглощения аи звуко-отражения $ при нормальном падении звуковой волны для клиньев а - из штапельного стекловолокна типа КЗ К по ТУ 21-РСФСР-257-75; б - из пенопол иуретана

Рис. 4. Зависимость коэффициента звукопоглощения а облицовок заглушенных камер для точных методов от максимального размера ис-источника шума 1_макс при различных значениях AL

а ~~ для заглушенных камер со звукопоглощающим полом; б — тоже, со звукоотражающим полом

a)

24    40    SO    80    Ю0    200    400    600    300 Sn,"1 Рис. 5. Рассчитанная зависимость отклонения звукового поля от закона 1/Rn для заглушенных камер со звукопоглощающим полом при различных коэффициентах звукопоглощения облицовки а — для а — 0,95; б - для а = 0,9

звукопоглощающих облицовок в камере S_Q или S_n, предварительно определяют по графикам ожидаемую величину отклонения ДЬ звукового поля в точках на измерительной поверхности по рис. 5 и 6.

2.17. Полученную величину ДЬ в заглушенной камере сравнивают с допустимой по табл. 2 величиной ДЬ.В случае, если полученная величина AL больше допустимой, выбирают звукопоглощающую конструкцию с большим коэффициентом звукопоглощения или увеличивают размеры свободного пространства камеры.

13

a)

i)

2.18. По уточненным данным определяют максимальную величину отклонения звукового поля AL, дБ в точках на измерительной поверхности по формулам:

для сферы

±AL=10lg[l+ 16irR* (l-e)/S_ne];

14

Bn

' v. а: шшшпнш • 1

Рис. 7. Схема заглушенной камеры со звукопоглощающим полом

для полусферы

±AL=101g[lt 8яК* (l_e)/S₀e]_f    (12)

где S_Q - площади звукопоглощающих поверхностей камеры, м²; а -коэффициент звукопоглощения облицовки в камере на заданной частоте; Rn_? R_q _ радиусы измерительных поверхностей, м.

2.20. Выбрав в соответствии с а 2.3 материал и требуемую толщину стен си перекрытия Cj заглушенной камеры, определяют ее наружные размеры, м

(рис. 7 и 8), которые особенно существенны, если камеру располагают внутри производственного помещения:

ширина камеры со звукопоглощающим полом    —    А_п + 2с;    (19)

ширина камеры со звукоотражающим полом    А₀    =    A_Q + 2с;    (20)

длина камеры со звукопоглощающим полом    В_п    =    +    2с;    (21)

длина камеры со звукоотражающим полом B_Q =    Bj    + 2с;    (22)

высота камеры со звукопоглощающим полом    +    Cjj    (23)

высота камеры со звукоотражающим полом H_Q =    +    Cj.    (24)

Расчет требуемой звукоизоляции и выбор ограждающих конструкций камер

2.21.    Расчет требуемой изоляции воздушного шума проводится в

октавных полосах частот.

2.22.    Если шум проникает в заглушенную камеру из смежного с ней помещения, то требуемую изоляцию воздушного шума R^, дБ, ограждающей конструкции в октавной полосе определяют по формуле

п

Ripj = 10lg 2 ^ lO°>^lLpi _ 101яВ_ш+101gS-Ь_доп +6, (25)

еде - уровень звуковой мощности i-ro источника шума, дБ; П- общее количество источников шума в помещении; Вщ — постоянная помещения с источниками шума, м²; S - общая площадь ограждающих конструкций, м², через которые шум проникает в камеру; L _п - допустимый октавный уровень звукового давления в камере, дБ, Если нет специальных требований, то 1-доп берется на 10 дБ ниже уровня шума в соответствующей октавной полосе для наименее шумной испытываемой машины.

Постоянная помещения Вщ, входящая в формулу (25), определяется

для каждой октавной полосы по формуле

В = А/ (1 - а_ср),    (26)

где А - общая эквивалентная площадь звукопоглощения в помещении, м²

А =

a-, S* - соответственно коэффициенты звукопоглощения и площади, м², отдельных поверхностей помещения; А^.    -    соответственно    эквивалент

ные площади звукопоглощения, м², и количество отдельных, штучных зву-

Ш2*3

2.29. Расчет упругих прокладок псщ камеру ведем в следующей последовательности:

задаем значение f, Гц; рассчитываем значение f , Гц;

выбираем материал для упругих прокладок, зная его параметры: EL- —

ст

модуль статической упругости (Н/м²); Е_д - модуль динамической

угфугости (Н/м²); О - допустимую нагрузку, Н/м²; обычно это бывает резина;

рассчитываем общую жесткость всех упругих прокладок, Н/м:

K_z = Р /Х_ст;    (29    а)

общую площадь поперечного сечения всех упругих прокладок, м\

s = Р/ст ;    (30)

рабочую высоту упругих прокладок, м,

Hp = E_AS/K_z;    (31)

полную высоту каждой упругой про кладки, м,

Н = Н_р+ 0,015;    (32)

задаемся размером одной упругой прокладки в плане S, м ; определяем общее число упругих прокладок

п ^:= S/ S.    (33)

По конструктивным соображениям принимаем раскладку упругих прокладок рядами, с зазором между ними 20-50 мм, под нижним основанием камеры или под стенами камеры, если виброизолируем отдельно стены и верхнее перекрытие камеры.

3. ЗАГЛУШЕННЫЕ КАМЕРЫ И ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИМ И ОРИЕНТИРОВОЧНЫМ МЕТОДАМИ

Исходные данные для расчета и проектирования

3.1. В описанных выше заглушенных камерах можно проводить измерения не только точными, но и техническими методами для источников шума больших размеров, однако такие камеры являются сложными, дорогостоящими сооружениями и их использование возможно далеко не на всех промышленных предприятиях и в организациях. Поэтому во многих случаях дтя определения шумовых характеристик источников пользуются техническими и ориентировочными методами, которые позволяют применять ’’упрощенные'’ акустические камеры и даже обычные производственные помещения.

На практике для этих целей наиболее часто используют методы измерений в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью технический метод по ГОСТ 12.1.026-80 или непосредственно в местах эксплу-

19

атации машин: в помещениях и на открытых площадках (ориентировочный метод по Г ОСТ 12.1.028- 80).

3.2.    Размеры заглушенной камеры или испытательного помещения для измерений техническим или ориентировочным методом должны быть достаточными, чтобы разместить в цштре пола испытываемый источник и вокруг него точки измерения.

3.3.    Точки измерения следует располагать на измерительной поверхности, в качестве которой принимается полусфера, как и при измерениях точным методом (см. рис, 2), или поверхность, которая расположена на одном и том же расстоянии d = 1 м от огибающего источник шума параллелепипеда.

3.4.    Полусферическую измерительную поверхность используют при измерениях показателя направленности, а также для небольших источников шума, когда измерительное расстояние d превышает в 1,5 раза максимальный размер испытываемой машины, d > 1,51 _макс , а радиус измерительной

Рис. 9. Схема расположения точек измерения на измерительной поверхности на расстоянии а от испытываемой машины в заглушенной камере или испытательном помещении для измерений техническим методом

20

УДК 628.517.4:534.6.08.

Рекомендовано к изданию решением секции строительной акустики Научно-технического совета НИИСФ Госстроя СССР.

Рекомендации по расчету и проектированию акустических камер для измерения шумовых характеристик источников шума /НИИСФ. — М.: Стройиздат, 1987.- 64 с.

Изложены требования к акустическим камерам для измерения шумовых характеристик машин, приведены методики расчета, проектирования и порядок аттестации камер, а также требования к их вспомогательному оборудованию. Даны основные параметры и характеристики рекомендуемых типоразмеров заглушенных и реверберационных камер.

Для инженерно-технических работников проектных организаций, занимающихся вопросами борьбы с шумом в промышленности.

Табл. 11, ил. 26.

Разработаны НИИСФ Госстроя СССР (д-р. техн. наук Г.Л. Осипов, канд.техн.наук Е.Н. Федосеева), ВЦНИИОТ ВЦСПС (инж. Ф.С. Кудрявцев, канддехн.наук Л.Ф. Лагунов)

Инструкт.-нормат., 1 вып. - 76 - 87 С Стройиздат, 1987

полусферы больше или равен удвоенному максимальному размеру испытываемой машины R ££1_макс.Измерительную поверхность на расстоянии U - 1 м от огибающего источник шума параллелепипеда используют для машин больших размеров.

3.5. Характеристические размеры измерительной поверхности» расположенной на расстоянии d от испытываемого источника (рис. 9), вычисляют по формулам:

a = 0,5)₁+d;    (34)

b = 0,5l₂+d;    (35)

^с = 1₃ + d.    ₍₃₆₎

3.6. Количество точек измерения должно быть не менее восьми. Точки измерения 1-4 расположены на высоте h_i, которая должна быть не менее 0,15 м. Высоту К₁ вычисляют по формуле

h_x = 0,25(b + с -d).

Точки измерения 5-8 расположены на высоте h₂ , которая не должна превышать высоты С над звукоотражающей плоскостью. Высоту Ь₂ вычисляют по формуле

h₂ = 0,75(b + c-d).

Размер не должен превышать размер Ь и должен вычисляться по формуле

Ъ_х = 0,5 (Ь* с - d),

3.7.    Для того чтобы точки измерения располагались в зоне свободного звукового поля в камере, они должны находиться на расстоянии не менее Х_н / 4 от звукопоглощающих конструкций камеры, и не менее 1 м, где А _н - длина волны для нижней граничной частоты измерений.

3.8.    Исходные данные для расчета камер и помещший те же, что изложены в а 2.4.

Акустический расчет камер и помещений

3.9. Определяют габаритные размеры огибающего параллелепипеда самого крупного из источников шума, которые предполагается испытывать в камере или помещения

ЗЛО. Рассчитывают по формулам (34)-(36) характеристические размеры измерительной поверхности а.Ь и с.

ЗД1. Определяют минимально требуемые внутренние свободные размеры камеры или помещения, м:

длина	b0 = 2(b+ 1);	(37)
ширина	а0 = 2(а + 1);	(38)
высота	h0= (с+ 1).	(39)
		21

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1Л. Для измерения шумовых характеристик источников стандартными методами используют: заглушенные камеры со звукопоглощающим и звукоотражающим полами, реверберационные камеры, испытательные помещения, открытые площадки, помещения на месте эксплуатации источников шума.

1.2.    По ГОСТ 23941-79 установлены следующие методы определения шумовых характеристик:

точные методы - в заглушенной камере (со звукопоглощающим или звукоотражающим полом) и в реверберационной камере;

технические методы - в заглушенной камере со звукоотражающим поломка открытых площадках над звукоотражающей плоскостью, в реверберационных камерах или в специальных реверберационных помещениях;

ориентировочный метод - в помещениях, где установлено испытываемое оборудование, или на открытых площадках, над звукоотражающей плоскостью.

1.3.    Точный метод определения шумовых характеристик в заглушшной камере регламентируется ГОСТ 12.1.024-81 с изм., а в реверберационной камере - ГОСТ 12.1.025-81 с изм.

Технический метод определения шумовых характеристик в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью регламентируется ГОСТ 12.1.026-80, в реверберационном помещении - ГОСТ 12.1.027-80.

Ориентировочный метод определения шумовых характеристик регламентируется ГОСТ 12.1.028-80,

1.4.    Сравнительные показатели стандартных методов определения шумовых характеристик источников и требования к условиям измерений и акустическим камерам приведены в табл. 1.

1.5.    Заглушенные камеры для измерения шумовых характеристик источников шума в соответствии с необходимой точностью измерений и объемом помещений можно отнести к следующим трем классам:

класс 1 - заглушенные камеры объемом 100 м³ и более, применяемые для точных методов измерения;

класс 2 - заглушенные камеры объемом 200 м³ и более, применяемые для технического метода измерения;

класс 3 - заглушенные камеры объемом 70 м³ и более, применяемые для ориентировочного метода измерения.

1.6.    Реверберационные камеры для измерения шумовых характеристик источников шума в соответствии с необходимой точностью измерений и объемом помещений можно отнести к следующим трем классам:

класс I - реверберационные камеры объемом 100-300 м³, применяе-мыедля точных методов измерений;

класс 2 - реверберационные камеры объемом 100-300 м³ (допускается 70-2000 м³), применяемые для технических методов измерений, обычные камеры, без звукопоглотителей, и специальные - с низкочастотными звукопоглотит елями;

класс 3 - малые реверберационные камеры объемом до 70 м³, применяемые для измерений в более высоком диапазоне частот, или для измерений, не требующих точности.

1.7.    Коэффициент звукопоглощения облицовок стен и потолка заглушенной камеры для измерений по точному методу должен быть не менее 0,95 в диапазоне частот 125 - 8000 Гц и не менее 0,9 в диапазоне частот ниже 125 Гц. Коэффициент звукопоглощения жесткого пола в камерах со звукоотражающим полом должен быть не более 0,06.

Заглушенные камеры удовлетворяют требованиям ГОСТ 12Л.024-81 с изм. в тех зонах, где разность между теоретическим спадом уровней звукового давления с увеличением расстояния (6 дБ при удвоении расстояния от центра измерительной поверхности) и измеренным фактическим спадом

3

мере больше этой величины, то следует проводить проверку звукового поля в камере.

1.11» По ГОСТ 12.1.026-80 размеры пола заглушенной камеры для измерений по техническому методу должны быть достаточны, чтобы разместить в центре испытываемую машину и в о круг' нее точки измерения.

При этом необходимо проверять условия свободного звукового поля и определять постоянную К, учитывающую влияние отраженного звука на результаты измерений. Условия свободного звукового поля удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.1.026-80, если постоянная К не превышает 2 дБ, а при определении показателя направленности — 1 дБ,

1.12.    По ГОСТ 12.1.027-80, кроме указанных в табл. 1 реверберационных камер или специальных реверберационных помещений, допускается использовать испытательные помещения объемом от 70 до 2000 м³.

В помещшнях объемом до 100 м³ и св. 300 м³ необходимо проводить проверку звукового поля.

Соотношение размеров реверберационных камер (специальных реверберационных помещений) не должно превышать 1:3. Предпочтительные соотношения размеров для камер и помещений прямоугольной формы такие же, как и для реверберационных камер 1-го класса, указаны в табл, 4,

Средний коэффициент звукопоглощения в испытательных помещениях не должен превышать 0,2 во всем диапазоне частот измерения.

1.13,    По ГОСТ 12.1.028-80 размеры испытательной площадки в помещении должны быть достаточными, чтобы разместить в центре испытываемый источник шума и вокруг него точки измерений.

Условия измерения в помещении удовлетворяют требованиям стандарта, если постоянная К ^ 7 дБ для каждой октавной полосы частот.

2. ЗАГЛУШЕННЫЕ КАМЕРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТОЧНЫМ МЕТОДОМ

Исходные данные для расчета

2.1.    Заглушенные камеры представляют собой хорошо эвуко- и вибро-изолированные помещения, в которых звуковые волны почти полностью поглощаются при падении на ограждающие поверхности, облицованные специальными звукопоглощающими конструкциями.

Заглушенные камеры характеризуются наличием свободного звукового поля бегущих волн, в котором звуковое давление обратно пропорционально расстоянию от центра источника до точки приема.

2.2.    Для измерения шумовых характеристик источников шума могут применяться заглушенные камеры двух видов: со звукопоглощающим полом, в которых все внутренние поверхности имеют звукопоглощающую облицовку, и со звукоотражающим полом, в которых только потолок и стены имеют звукопоглощающую облицовку.

2.3.    Заглушенные камеры со звукопоглощающим полом предназначены для испытания малогабаритных источников шума или источников, которые работают в подвешенном состоянии. Центр излучения совмещают с геометрическим центром испытываемого источника и считают, что излучение шума происходит в сферическое пространство (рис. 1).

Камеры со звукоотражающим полом предназначены для испытания средних и больших источников шума, а также источников, которые могут работать только при их установке на жесткую поверхность. В таких камерах поверхность пола можно считать полностью отражающей звуковую энергию, а центр излучения располагать на его поверхности. При этом излучение шума происходит в полупространство и жесткий пол приближает условия работы подавляющего большинства источников шума к естественным. Поэтому заглушенные камеры с жестким звукоотражающим полом являются более распространенными при определении шумовых характеристик большинства машин (рис. 2).

7

Рис. 1, Схема расположения источника шума и точек измерения на сферической измерительной поэерхности в заглушенной камере со звукопоглощающим полом а — разрез; б - план

2.4. Исходными данными для расчета и проектирования заглушенных камер служат:

выбранный метод определения шумовых характеристик источников; максимальный габаритный размер испытываемых источников шума; частотный диапазон измерений;

а

s)

способ установки или подвески источника шума; требуемая точность измерений;

стандартная строительная сетка колонн и высота этажей Производственных или лабораторных корпусов, где предполагается строительство камеры.

2.5. В заглушенных камерах должна быть обеспечена требуемая звукоизоляция от внешних шумовых и вибрационных помех в диапазоне частот измерений.

1332-2