Zlepšení životního prostředí není možné bez redukce hluku z vnějších zdrojů, zejména z vozidel. Nejúčinnějším způsobem snížení hluku je jeho snížení u zdroje hluku. Opatření ke snížení negativního vlivu hluku by proto měla začít již ve fázi návrhu vozidel.
Významný vliv na hladinu hluku v obytných prostorách má šířka ochranného pásu od zdroje hluku z dopravy a stupně jeho terénních úprav. Na každou dvojnásobnou vzdálenost od zdroje hluku je snížení hluku asi 3 dB.
Pro snížení vlivu vnějšího hluku se doporučuje dodržovat následující pravidla:
Nebytové nebo nízkopodlažní obytné budovy musí být umístěny v blízkosti zdroje hluku;
Souběžně s dopravními komunikacemi se doporučuje umisťovat protihlukové objekty, pro které je vhodnější použít výsadbu stromů nebo keřů, zejména javor, topol, lípa, smrk;
je vhodné seskupovat rezidenční nemovitosti do uzavřených nebo polouzavřených „tichých“ čtvrtí;
na dálnicích používejte asfalt pohlcující hluk, jehož účinek pohlcování hluku je dosažen díky výrazné pórovitosti: až 25 % dutin, zatímco na běžném asfaltu – 6 % (na německých silnicích to umožnilo snížit hluk z vozidel o 6 dB);
snížení hluku z dopravy v obytných prostorách je použití speciálních konstrukcí oken se zvýšenou zvukovou izolací zvýšením tloušťky skla a vzduchového prostoru mezi nimi, jakož i trojitým zasklením a těsněním dveří;
použití protihlukových krytů na hlučných jednotkách.
Zvuková pohoda v domech závisí i na samotných obyvatelích: od 23 do 7 hodin je zakázáno hlasité zpívání, hra na hudební nástroje, zapínání magnetofonů, stereo systémů a dalších „hlasitých“ domácích spotřebičů na plný výkon.
3.4 Vibrace v obytném prostředí
Vibrace – jedná se o mechanické kmity elastických médií. Na základě charakteru kontaktu s tělem se rozlišují místní a obecné vibrace. Existují nízkofrekvenční (8–16 Hz), středofrekvenční (16–64 Hz) a vysokofrekvenční (64–1000 Hz) vibrační oblasti.
Vibrace jsou jedním z typů fyzického znečištění životního prostředí člověka. Ovlivněním živého organismu se mechanické vibrace přeměňují na energii biochemických a biofyzikálních procesů, které tvoří odpověď těla.
Kolísání v domácnosti může být generováno externími zdroji, například podzemní a povrchovou dopravou, průmyslovými podniky. Stavební organizace se často mohou stát zdrojem: při jízdě pilot, při demontáži a demolici budov, při provádění silničních prací. Délka zóny ovlivněné vibracemi je dána velikostí jejího útlumu. V suché půdě je například přibližně 1 dB/m a v půdách nasycených vodou je vyšší. Problém boje proti vibracím se stal zvláště aktuálním při výstavbě a provozu metropolitních systémů ve velkých městech, které jsou často stavěny metodou mělkých základů. Vedení jsou vedena přímo pod obytnými zónami, intenzivní vibrace jsou pozorovány ve vzdálenosti 50–70 m na obou stranách vedení. Vibrace, které se vyskytují v tunelu, se přenášejí skrz zemi na základy budov, vzrušující vibrace různých konstrukčních prvků v nich.
Studie šíření vibrací podél pater budovy ukázaly, že v pětipatrových budovách jsou úrovně vibrací klesají od prvního do pátého patra. Ve vícepodlažních budovách lze spolu s poklesem vibrací ve vysokých podlažích pozorovat také nárůst vibrací v důsledku rezonančních jevů.
Vibrace v domácím prostředí mohou na člověka působit nepřetržitě, způsobit podráždění, ztrátu spánku a narušení odpočinku. Na rozdíl od hluku jsou vibrace vnímány všemi orgány a částmi těla. Nízkofrekvenční vibrace jsou vnímány otolitickým aparátem vnitřního ucha. Někdy není reakce lidí na vibrace určována ani tak receptory vibrací, jako spíše sekundárními (zrakovými, sluchovými) receptory (chrastění nádobí, kývání lustru).
Subjektivní vnímání vibrací závisí na jejich parametrech a na stavu lidského zdraví, zdatnosti a individuální toleranci. Vnímání vibrací může být ovlivněno lidskou činností. V tomto případě vibrace, které ruší osobu zaměstnanou sedavým zaměstnáním, nebude osoba pohybující se z místa na místo vůbec vnímat, tedy čím tišší je práce, tím citlivější je osoba na vibrace.
Opatření pro posouzení dopadu vibrací Používá se pojem „síla vnímání“ vibrací člověkem, který spojuje velikost vibrací, jejich frekvenci a směr. Existují tři stupně lidské reakce na vibrace:
práh pro sedící osobu pro vnímání sinusových oscilací;
výskyt nepříjemných pocitů;
limit dobrovolně tolerovaných vibrací po dobu 20 minut.
Zvláštní pozornost by měla být věnována studiu fenoménu rezonance, a to jak celého těla, tak jednotlivých částí a orgánů za vibračních podmínek. Bylo zjištěno, že při frekvencích nad 2 Hz se člověk chová jako integrální systém. Pro sedícího člověka je rezonance v rozsahu 4–6 Hz. Další rezonanční frekvenční pásmo leží v oblasti 17–30 Hz a objevuje se v systému „hlava-krk-rameno“. V tomto rozsahu může být amplituda kmitů hlavy třikrát větší než amplituda kmitů ramen.
Nejvíce stížností podávají lidé ve věku 31–40 let. Lidé trpící kardiovaskulárními a nervovými chorobami nesnášejí vibrace.
Standardizovat dopad vibrací na živé organismy, prahová hodnota vibrací. Mezní hodnoty jsou uvedeny jako násobky této prahové hodnoty. V noci je povolena jedna prahová hodnota vibrací, během dne – dvakrát. Vibrační normy jsou uvedeny v Sanitárních pravidlech a normách č. 1304–75. Vibrační normy v obytných budovách.”
Klasifikace prostředků a metod ochrany proti hluku je definována GOST 12.1.029-80. Ve vztahu k chráněnému objektu se prostředky a způsoby ochrany dělí na:
• prostředky a metody kolektivní ochrany;
• prostředky individuální ochrany.
Kolektivní prostředky se v závislosti na způsobu realizace dělí do 3 skupin: architektonické a plánovací; organizační a technické; akustický.
Mezi architektonické a plánovací metody ochrany patří:
racionální akustické řešení dispozic budov a územních plánů zařízení;
racionální umístění technologických zařízení, strojů a mechanismů;
racionální umístění pracovišť;
racionální akustické plánování zón a způsobů pohybu vozidel a dopravních toků;
vytváření protihlukových zón na různých místech, kde se lidé nacházejí.
Technické se dělí do 2 skupin:
1) Redukce u zdroje
2) Snížení dráhy šíření
Organizační: omezení dopravních proudů, racionální umístění podniků, racionální umístění pracovišť.
Organizační a technické způsoby ochrany zahrnují:
využívání nízkohlučných technologických postupů (změny technologie výroby, způsobu zpracování a dopravy materiálu apod.);
vybavení hlučných strojů dálkovým ovládáním a automatickým monitorováním;
použití nízkohlučných strojů, změny konstrukčních prvků strojů, jejich montážních celků;
zlepšení technologie a údržby strojů;
používání racionálních rozvrhů práce a odpočinku pro pracovníky v hlučných podnicích.
Zařízení na ochranu proti akustickému hluku se v závislosti na principu činnosti dělí na:
V závislosti na provedení se osobní ochranné prostředky proti hluku dělí na:
protihluková sluchátka, která pokrývají vnější stranu ucha;
protihlukové ušní tvarovky pokrývající nebo přiléhající k vnějšímu zvukovodu;
protihlukové přilby a přilby.
Prostředky a metody kolektivní obrany
Nejúčinnější metodou snížení hluku je snížení hluku u jeho zdroje. V závislosti na povaze tvorby hluku existují:
prostředky, které snižují hluk mechanického (vibračního) původu;
prostředky, které snižují hluk aerodynamického původu;
prostředky, které snižují šum elektromagnetického původu;
znamená, že snižují hluk hydrodynamického původu.
Pro snížení mechanického hluku je nutné provádět včasné opravy zařízení, nahradit rázové procesy bezrázovými vratnými pohyby dílů rotačními, více využívat nucené mazání třecích ploch a aplikovat vyvažování rotujících dílů. Výrazného snížení hlučnosti je dosaženo výměnou valivých ložisek za kluzná, ozubených a řetězových pohonů klínovými a hydraulickými a kovových dílů plastovými díly.
Snížení aerodynamického hluku lze dosáhnout snížením rychlosti proudění vzduchu kolem překážek; zlepšení aerodynamiky konstrukcí pracujících v kontaktu s prouděním; snížení rychlosti proudění proudu plynu a zmenšení průměru otvoru, ze kterého tento proud vytéká. Snížit aerodynamický hluk u zdroje jeho vzniku však často není možné a je nutné použít jiné prostředky boje proti němu (použití zvukové izolace zdroje, instalace tlumičů).
Hydrodynamický hluk se snižuje volbou optimálních provozních režimů čerpadel pro čerpání kapalin, správným návrhem a provozem hydraulických systémů a řadou dalších opatření.
Pro boj s hlukem elektromagnetického původu se doporučuje pečlivě vyvážit rotující části elektrických strojů (rotor, ložiska), pečlivě brousit v kartáčích elektromotorů, pevně lisovat obaly transformátorů, používat tlumicí materiály atd.
Akustické prostředky ochrany proti hluku podél cesty jeho šíření jsou široce používány.:
Metoda je založena na redukci hluku v důsledku odrazu zvukové vlny od překážky. Zvuková izolace se používá ve formě plotů, příček, zástěn, plášťů, kabin a tlumičů hluku. Pro zvukovou izolaci se používají materiály s vysokou měrnou hmotností. Neprůzvučné vlastnosti plotu jsou určeny součinitelem prostupu zvuku τ, což je poměr energie prošlé příčkou k energii dopadající. Převrácená hodnota součinitele propustnosti se nazývá zvuková izolace a označuje se R.
Vliv snížení hluku v důsledku použití jednovrstvé zvukotěsné příčky lze určit podle vzorce
kde ρ – hustota materiálu příčky, kg/m3; h – tloušťka příčky, m; f – frekvence zvuku, Hz; А и С – empirické koeficienty.
Ze vzorce vyplývá, že zvuková izolace příčky je tím vyšší, čím je masivnější a čím vyšší je frekvence zvuku. Proto jsou příčky vyrobeny z hutných pevných materiálů (kov, beton, železobeton, cihla, keramické tvárnice, sklo atd.).
Nejhlučnější mechanismy a stroje jsou kryty zvukotěsnými opláštěními z konstrukčních materiálů (ocel, hliníkové slitiny, plasty, dřevotříska atd.). Vnitřní povrch pláště musí být pro zvýšení účinnosti obložen zvukově izolačními materiály o tloušťce 3050 mm. Stěny pláště by neměly přijít do kontaktu s izolovaným strojem.
Zvukotěsné kabiny jsou místní protihluková zařízení instalovaná na automatizovaných linkách na řídicích stanicích a pracovištích v hlučných dílnách k izolaci osob od zdroje hluku. Jsou vyrobeny z cihel, betonu, oceli, dřevotřísky a dalších materiálů. Okna a dveře kabiny musí mít speciální design. Okna s dvojskly po celém obvodu jsou utěsněna pryžovým těsněním, dveře jsou po obvodu dvojsklo s pryžovým těsněním.
Pokud není možné zcela izolovat zdroj hluku nebo samotného člověka pomocí plotů, ohrádek a chatek, pak lze dopad hluku částečně snížit vytvořením akustických clon podél cesty jeho šíření. Jedná se o konstrukci z pevných masivních plechů (kov, překližka, plexisklo atd.) o tloušťce minimálně 1,5. 2mm 11, s povrchem potaženým zvukově pohltivým materiálem. Akustický efekt obrazovky (redukce šumu) je založen na:
vytvoření oblasti zvukového stínu za clonou – zóna relativního ticha, která se objevuje za clonou nebo stínící strukturou, kde zvukové vlny pronikají jen částečně (obr. 1)
Rýže. 1. Schéma vzniku zvukového stínu
Účinnost clony závisí na délce zvukové vlny ve vztahu k velikosti překážky, tedy na frekvenci kmitání (čím delší vlnová délka, tím menší je plocha stínu za clonou pro danou velikost, a proto tím menší snížení hluku). Clony se proto používají hlavně k ochraně před středo- a vysokofrekvenčním šumem a při nízkých frekvencích jsou neúčinné, protože se kolem nich zvuk díky difrakčnímu efektu snadno ohýbá. Důležitá je také vzdálenost od zdroje hluku k stíněnému pracovišti: čím je menší, tím větší je účinnost clony. V akusticky neošetřených místnostech nebývá snížení hladiny hluku stíněním větší než 23 dB. Účinnost clony se zvyšuje při obložení především stropu místnosti materiály pohlcujícími zvuk;
odraz zvuku od struktury obrazovky;
pohlcování zvuku materiálem pohlcujícím zvuk pokrývajícím povrch obrazovky. Ploché obrazovky jsou účinné v rozsahu přímého zvuku od 500 Hz; v oblasti odraženého zvuku jsou účinné i konkávní clony různých tvarů (u tvaru U, C atd.), a to již od frekvence 250 Hz.
Metoda je založena na redukci hluku v důsledku přeměny zvukové energie na tepelnou energii v pórech materiálu pohlcujícího zvuk. Velký specifický povrch materiálů pohlcujících zvuk, který je tvořen stěnami otevřených pórů, přispívá k aktivní přeměně energie zvukových vibrací na teplo. To je způsobeno ztrátami třením. To znamená, že zvuková vlna by měla snadno vstoupit do pórů materiálu, způsobit vibraci molekul vzduchu tam umístěných a v důsledku tření, které vzniká jak přímo mezi těmito molekulami, tak mezi molekulami a materiálem kolem póru, a slábnout, přeměna v teplo.
Použití zvukové absorpce ke snížení hluku v místnosti se nazývá pokojová akustická úprava, což znamená použití materiálů pohlcujících zvuk na strop a stěny.
Účinnost zvukové pohltivosti se posuzuje pomocí koeficientu zvukové pohltivosti , což se rovná poměru množství absorbované energie k celkovému množství energie zvukové vlny dopadající na materiál.
Materiály pohlcující zvuk mají vláknitou, zrnitou nebo buněčnou strukturu a dělí se do skupin podle stupně tuhosti: tvrdé, polotuhé, měkké.
U pevných materiálů je objemová hmotnost 300–400 kg/m3 a koeficient zvukové pohltivosti je asi 0,5. Vyrábí se na bázi granulované nebo suspendované minerální vlny. Patří sem i materiály, které obsahují porézní agregáty – vermikulit, pemza, expandovaný perlit.
Do skupiny polotuhých materiálů patří minerální vlna nebo sklolaminátové desky s objemovou hmotností 80-130 kg/m3 a součinitelem zvukové pohltivosti v rozmezí 0,5-0,75. Patří sem také materiály pohlcující zvuk s buněčnou strukturou – polystyrenová pěna, polyuretanová pěna atd.
Měkké materiály pohlcující zvuk se vyrábějí na bázi minerální vlny nebo sklolaminátu. Do této skupiny patří rohože nebo role s objemovou hmotností do 70 kg/m3 a koeficientem zvukové pohltivosti 0,7-0,95. Patří sem také známé tlumiče zvuku, jako je vata, plsť atd.
K ochraně materiálu před mechanickým poškozením a vyrážkami se používají tkaniny, síťoviny, fólie a perforovaná síta.
Zvukové pohltivosti lze navíc dosáhnout vložením kusu pohlcovače zvuku do izolovaného objemu, vyrobeného např. ve formě krychle zavěšené na stropě (obr. 2).
3. Tlumiče hluku se používají ke snížení aerodynamického hluku vytvářeného ventilátory, škrtícími klapkami, membránami atd. a šířícího se vzduchovými kanály ventilačních a klimatizačních systémů.
Hlavním zdrojem hluku ve ventilačních instalacích je ventilátor a převládajícím je aerodynamický hluk, který má širokopásmové spektrum.
Instalace tlumičů hluku do ventilačního (klimatizačního) systému je jedním z účinných opatření ke snížení aerodynamického hluku v proudění vzduchu.
Podle principu činnosti se tlumiče hluku dělí na tlumiče:
aktivní (absorpční) typ;
reaktivní (reflexní) typ;
U tlumičů aktivního typu dochází k redukci hluku v důsledku přeměny zvukové energie na teplo v materiálu pohlcujícím zvuk (tj. v důsledku ztráty zvukové energie v důsledku tření v materiálu pohlcujícím zvuk) umístěném ve vnitřních dutinách zvukovodu. vzduchovody. Tlumiče hluku tohoto typu jsou účinné v širokém frekvenčním rozsahu. Mezi nejběžnější tlumiče absorpčního typu patří aerodynamická dráha vystlaná materiálem pohlcujícím zvuk, tzv. trubkový tlumič. Trubkový tlumič je vyroben ve formě dvou kulatých nebo obdélníkových trubek vložených do sebe. Prostor mezi vnější (hladkou) a vnitřní (perforovanou) trubkou je vyplněn materiálem pohlcujícím zvuk, jako je sklolaminát, potažený tenkou vrstvou plastu. Rozměry vnitřního potrubí se shodují s rozměry vzduchového potrubí, na kterém je instalován tlumič.
Na Obr. Na obr. 3 je znázorněn trubkový tlumič sestávající z pláště 1, membrány 2 a rámu 3. Prostor mezi pláštěm a rámem je po délce a průřezu rovnoměrně vyplněn materiálem 4 pohlcujícím zvuk. Rám chrání materiál pohlcující zvuk před vyfouknutím proudem vzduchu. Rám je vyroben z děrovaného pozinkovaného ocelového plechu a potažen skelným vláknem. Děrované plechy na rám se vyrábí se dvěma typy děrování: průměr otvoru 3 mm, rozteč 5 mm a otvory 12 mm, rozteč 20 mm. Děrované plechy s otvory. 3 mm, rozteč 5 mm, nepotaženo skelným vláknem.
Trubkové tlumiče se používají na vzduchovodech do průměru 500 mm. Míra snížení hluku v tlumiči při stejných rychlostech vzduchu závisí především na tloušťce a umístění zvuk pohlcujících vrstev a také na délce samotného tlumiče, který má zpravidla standardní délku 600,900 , 1200 a XNUMX mm.
Rýže. 3. Trubkový tlumič
U reaktivních tlumičů hluku (obr. 4) je snížení hluku dosaženo odrazem části zvukové energie zpět ke zdroji. Zvukové vlny, vstupující do dutiny reaktivního tlumiče, v ní vybudí vlastní vibrace, takže v některých frekvenčních pásmech je zvuk zeslaben, v jiných naopak zesílen. Tlumiče tohoto typu jsou v podstatě akustické filtry a vyznačují se střídáním pásem útlumu a přenosu zvuku, a proto se používají ke snížení šumu s výraznými diskrétními složkami spektra.
Obr.4. Obvody tlumiče reaktivního typu
Reaktivní tlumiče se dělí na:
komora (viz obr. 4а), navržené jako expanzní komory (často konstruované jako série expanzních komor spojených krátkými trubkami). Zvukové vlny se odrážejí od protilehlé stěny komory a vracejíce se na začátek v protifázi vzhledem k přímé vlně, snižují její intenzitu;
rezonanční, u kterého je dosaženo redukce šumu v důsledku ztráty zvukové energie v důsledku oscilačního procesu v rezonátoru (určeného pro určitou vlnovou délku zvuku). Rezonanční tlumiče jsou objemy s pevnými stěnami, které komunikují s potrubím přes otvory a tyto objemy lze vytvořit jako odbočky (viz obr. 4б) nebo koncentrické (viz obr. 4вJsou nejúčinnější, když jsou ve spektru šumu přítomny diskrétní vysokoúrovňové složky.
V praxi se vyrábí tlumič ve formě kombinací komor a rezonátorů, z nichž každý je určen k tlumení hluku určitého rozsahu. Reaktivní tlumiče jsou široce používány ke snížení hluku výfuku ze spalovacích motorů.
U kombinovaných tlumičů obsahujících aktivní a reaktivní prvky je snížení hluku dosaženo kombinací pohlcování a odrazu zvuku. Komory reaktivního tlumiče tak mohou být uvnitř vyloženy materiálem pohlcujícím zvuk, v nízkofrekvenční oblasti pak fungují jako reflektory a ve vysokofrekvenční jako tlumiče zvuku.
Typ a rozměry tlumičů se volí v závislosti na požadovaném rozsahu snížení hluku, přičemž se bere v úvahu jeho frekvence z tabulkových údajů o akustické účinnosti.
