Контроль шума

Шумомер

Шумоподавление или снижение уровня шума - это набор стратегий, направленных на снижение шумового загрязнения или уменьшение воздействия этого шума как на улице, так и в помещении.

Обзор [ править ]

Основные направления снижения шума или борьбы с выбросами являются: транспортировка контроля уровня шума, архитектурное проектирование, городское планирование через зонирование кодов , ^[1] и профессиональный уровень шума управление. Шум проезжей части и авиационный шум являются наиболее распространенными источниками шума окружающей среды . Социальная деятельность может создавать уровни шума, которые постоянно влияют на здоровье населения, проживающего или занимающего территории, как внутри помещений, так и на открытом воздухе, рядом с развлекательными заведениями, которые имеют усиленные звуки и музыку, что создает серьезные проблемы для эффективных стратегий снижения шума.

Для снижения уровня шума в помещении было разработано множество методов, многие из которых поддерживаются местными строительными нормами . В лучшем случае разработки проекта проектировщикам рекомендуется работать с инженерами-проектировщиками для изучения компромиссов между проектированием проезжей части и архитектурным проектированием. Эти методы включают дизайн наружных стен, партийных стен, а также сборку пола и потолка; кроме того, существует множество специализированных средств для гашения реверберации из помещений специального назначения, таких как аудитории , концертные залы , развлекательные и общественные места, обеденные зоны, комнаты для звукозаписи и конференц-залы.

Многие из этих методов основаны на применении материаловедения для создания звуковых экранов или использования звукопоглощающих лайнеров для внутренних помещений. Промышленный контроль шума - это подмножество внутреннего архитектурного контроля шума с упором на конкретные методы звукоизоляции от промышленного оборудования и для защиты рабочих на рабочих местах.

Звуковая маскировка - это активное добавление шума для уменьшения раздражения определенных звуков; противоположность звукоизоляции .

Стандарты, рекомендации и руководящие принципы [ править ]

Каждая организация имеет свои собственные стандарты, рекомендации / руководящие принципы и директивы относительно того, какие уровни шума разрешено находиться рядом с рабочими, прежде чем необходимо будет ввести меры контроля шума.

Управление по охране труда и здоровья (OSHA) [ править ]

Требования OSHA гласят, что когда рабочие подвергаются воздействию шума с уровнями шума выше 90 децибел, взвешенных по шкале А (дБА) при 8-часовом средневзвешенном значении времени (TWA), на рабочем месте должны быть внедрены административные средства контроля и / или новые технические средства контроля. OSHA также требует, чтобы импульсные и ударные шумы контролировались, чтобы эти шумы не превышали пиковые уровни звукового давления (SPL) 140 дБ. ^{[2] [3]}

Организация по безопасности и охране здоровья в шахтах (MSHA) [ править ]

MSHA требует, чтобы административный и / или технический контроль был реализован на рабочем месте, когда майнеры подвергаются воздействию уровней выше 90 дБА TWA. Если уровень шума превышает 115 дБА, шахтеры должны носить средства защиты органов слуха. Поэтому MSHA требует, чтобы уровень шума был ниже 115 дБ TWA. Измерение уровней шума для принятия решений по контролю шума должно включать все шумы от 90 до 140 дБА. ^{[4] [3]}

Федеральная железнодорожная ассоциация (FRA) [ править ]

FRA рекомендует снизить воздействие шума на рабочих, если их воздействие шума превышает 90 дБА в течение 8-часового TWA. Измерения шума должны включать все шумы, включая прерывистые, непрерывные, ударные и импульсные шумы от 80 до 140 дБА. ^{[5] [3]}

Министерство обороны США [ править ]

Министерство обороны предлагает контролировать уровень шума в первую очередь с помощью технических средств контроля. DoD требует, чтобы все установившиеся шумы были снижены до уровней ниже 85 дБА, а импульсные шумы - ниже 140 дБ пикового уровня звукового давления. Средневзвешенное по времени воздействие не учитывается требованиями Министерства обороны США. ^{[6] [3]}

Директива Европейского парламента и Совета [ править ]

Директива Европейского парламента и Совета требует снижения или устранения уровня шума с помощью административных и технических средств контроля. Эта директива требует более низких уровней воздействия воздействия 80 дБА в течение 8 часов с пиковым уровнем звукового давления 135 дБ и верхних уровней воздействия 85 дБА в течение 8 часов с пиковым уровнем звукового давления 137 дБ. Пределы воздействия составляют 87 дБА в течение 8 часов с пиковыми уровнями 140 дБУЗД. ^{[7] [3]}

Подходы к контролю шума [ править ]

Эффективной моделью для контроля шума является модель источника, тракта и приемника Болта и Ингарда. ^{[8] С} опасным шумом можно бороться, уменьшая уровень шума в его источнике, минимизируя шум, когда он движется по пути к слушателю, и предоставляя слушателю или получателю оборудование для ослабления шума.

Источник [ править ]

Различные меры направлены на снижение опасного шума у ​​его источника. Такие программы, как Buy Quiet и Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) Prevention через дизайн, способствуют исследованиям и проектированию бесшумного оборудования, а также ремонту и замене старого опасного оборудования современными технологиями. ^[9]

Путь [ править ]

Принцип снижения шума за счет модификации путей распространяется на изменение прямых и косвенных путей распространения шума. ^[3] Шум, распространяющийся по отражающим поверхностям, таким как гладкие полы, может быть опасным. Изменения пути включают в себя физические материалы, такие как пена, поглощающие звук, и стены, обеспечивающие звуковой барьер, который изменяет существующие системы и снижает опасный шум. Также могут быть спроектированы шумопоглощающие кожухи для громкого оборудования и изолирующие камеры, из которых рабочие могут удаленно управлять оборудованием. Эти методы предотвращают распространение звука по пути к работнику или другим слушателям.

Получатель [ править ]

В промышленных или коммерческих условиях рабочие должны соблюдать соответствующую программу сохранения слуха . Административные меры , такие как ограничение присутствия персонала в шумных местах, предотвращают ненужное воздействие шума. Средства индивидуальной защиты, такие как беруши из пенопласта или наушники для ослабления звука, являются последней линией защиты для слушателя.

Базовые технологии [ править ]

• Звукоизоляция : предотвращение передачи шума путем установки массового барьера. Обычные материалы имеют свойства высокой плотности, такие как кирпич, толстое стекло, бетон, металл и т. Д.
• Звукопоглощение : пористый материал, который действует как «шумовая губка», преобразуя звуковую энергию в тепло внутри материала. К распространенным звукопоглощающим материалам относятся плитки на свинцовой основе, пенопласт с открытыми порами и стекловолокно.
• Гашение вибрации : применимо для больших вибрирующих поверхностей. Демпфирующий механизм извлекает энергию вибрации из тонкого листа и рассеивает ее в виде тепла. Обычный материал - это прочно деаформированная сталь.
• Виброизоляция : предотвращает передачу энергии вибрации от источника к приемнику за счет введения гибкого элемента или физического разрыва. Обычные виброизоляторы - это пружины, резиновые опоры, пробка и т. Д.

Дороги [ править ]

Контроль источников шума от проезжей части обеспечил небольшое снижение шума транспортных средств, за исключением разработки гибридного транспортного средства ; тем не менее, гибридному использованию необходимо будет достичь рыночной доли примерно в пятьдесят процентов, чтобы оказать серьезное влияние на сокращение источников шума на городских улицах. ^{[ Необходимая цитата ]} Шум шоссе сегодня меньше зависит от типа двигателя , так как эффекты на более высокой скорости связаны с аэродинамикой и шумом шин . Другим вкладом в снижение уровня шума у ​​источника являются: улучшенный рисунок протектора шин для грузовых автомобилей.в 1970-х, лучшая защита дизельных стеков в 1980-х и местное регулирование транспортных средств без глушителей . ^[10]

Наиболее благоприятными областями для снижения шума на проезжей части являются решения городского планирования, проектирование проезжей части, конструкция шумозащитных экранов , ^[11] контроль скорости, выбор дорожного покрытия и ограничения для грузовиков. Контроль скорости эффективен, поскольку наименьший уровень шума возникает при плавном движении транспортных средств со скоростью от 30 до 60 километров в час. Выше этого диапазона уровень шума удваивается с каждыми пятью милями в час скорости. На самых низких скоростях преобладает шум торможения и (двигателя) ускорения.

Выбор дорожного покрытия может иметь двукратное различие в уровнях шума для скоростного режима более 30 километров в час. Более тихие покрытия имеют пористую структуру с отрицательной текстурой поверхности и используют заполнители небольшого и среднего размера; самые громкие тротуары имеют поверхности с поперечными канавками, положительную текстуру поверхности и более крупные агрегаты. Трение поверхности и безопасность дороги также являются важными факторами при принятии решений о покрытии.

При проектировании новых городских автомагистралей или магистралей существует множество проектных решений, касающихся трассы и геометрии проезжей части. ^[12] Использование компьютерной модели для расчета уровней звука стало стандартной практикой с начала 1970-х годов. Таким образом можно свести к минимуму воздействие повышенных уровней звука на чувствительные рецепторы. Аналогичный процесс существует для систем городского общественного транспорта и других решений по железнодорожному транспорту. Ранними примерами городских железнодорожных систем, разработанных с использованием этой технологии, были: расширение линии Boston MBTA (1970-е годы), расширение системы BART в Сан-Франциско (1981), система METRORail в Хьюстоне (1982) и легкорельсовый транспорт MAX. система в Портленде, штат Орегон (1983).

Шумозащитные экраны могут применяться к существующим или планируемым проектам наземного транспорта. Они являются одними из наиболее эффективных действий, предпринимаемых при модернизации существующих дорог, и обычно могут снизить уровень шума при землепользовании до десяти децибел. Для проектирования барьера требуется компьютерная модель, поскольку рельеф местности, микрометеорология и другие специфические факторы местности делают эту работу очень сложной. Например, проезжая часть при резком или сильном ветре может создать обстановку, в которой распространение атмосферного звука неблагоприятно для любого шумового барьера.

Самолет [ править ]

Как и в случае с шумом от проезжей части, в подавлении авиационного шума у ​​источника был достигнут незначительный прогресс, за исключением устранения громких двигателей, появившихся в 1960-х годах и ранее. Из-за своей скорости и объема шум выхлопных газов реактивного газотурбинного двигателя невозможно уменьшить с помощью любых простых средств.

Наиболее многообещающие формы снижения авиационного шума - это землеустройство, ограничения на выполнение полетов и звукоизоляция жилых помещений . Ограничения на полеты могут принимать форму предпочтительного использования взлетно-посадочной полосы, траектории и уклона вылета, а также ограничений по времени суток. Эта тактика иногда вызывает споры, поскольку может повлиять на безопасность самолетов, удобство полета и экономику авиакомпаний.

В 1979 году Конгресс США уполномочил ^[13] FAA для разработки технологий и программ , чтобы попытаться изолировать домов вблизи аэропортов. Хотя это явно не помогает внешней среде, программа оказалась эффективной для жилых и школьных интерьеров. Некоторые из аэропортов , в которых технология была применена на раннем этапе были Международный аэропорт Сан - Франциско , ^[14] Международный аэропорт Сиэтл-Такома , Международный аэропорт Джон Уэйн и Международный аэропорт Сан - Хосе ^[15] в Калифорнии.

Базовая технология - это компьютерная модель, которая имитирует распространение авиационного шума и его проникновение в здания. Изменения в типах самолетов, схемах полетов и местной метеорологии могут быть проанализированы вместе с преимуществами альтернативных стратегий модернизации зданий, таких как модернизация крыши, улучшение оконного остекления , перегородка камина , уплотнение строительных швов и другие меры. Компьютерная модель позволяет оценить рентабельность множества альтернативных стратегий.

В Канаде Transport Canada готовит прогнозы воздействия шума (NEF) для каждого аэропорта, используя компьютерную модель, аналогичную той, что используется в США. В районах с высокой степенью воздействия, определенных прогнозом, не поощряется застройка жилых территорий. ^[16]

В 1998 году маршруты полетов по всей Скандинавии были изменены, когда был открыт новый аэропорт Осло-Гардермуэн . Эти новые пути были более прямыми, сокращали расход топлива и беспокоили меньше людей; однако громкие протесты исходили от людей, приближавшихся к новым тропам, которых прежде не тревожили, и они обратились в суд ( эффект NIMBY ). ^{[ необходима цитата ]}

Архитектурные решения [ править ]

Методы управления шумом архитектурной акустики включают уменьшение внутренней звуковой реверберации, уменьшение передачи шума между помещениями и увеличение внешней обшивки здания.

В случае строительства новых (или реконструированных) квартир , кондоминиумов , больниц и отелей во многих штатах и ​​городах действуют строгие строительные нормы и правила с требованиями акустического анализа, чтобы защитить жителей здания. Что касается внешнего шума, нормы обычно требуют измерения внешней акустической среды, чтобы определить стандарт производительности, требуемый для проектирования внешней обшивки здания. Архитектор может работать с акустиком, чтобы найти самые экономичные средства создания тихого интерьера (обычно 45 дБА ). Наиболее важными элементами оформления обшивки здания обычно являются: остекление.(толщина стекла, конструкция с двойным остеклением и т. д.), перфорированный металл (используемый внутри или снаружи), ^[17] кровельный материал, стандарты герметизации, перегородки для дымохода , дизайн наружных дверей, почтовые щели, вентиляционные отверстия чердака и монтаж сквозных отверстий. настенные кондиционеры.

Что касается звука, генерируемого внутри здания, существует два основных типа передачи. Во-первых, передаваемый по воздуху звук проходит через стены или пол и потолок и может исходить либо от деятельности человека в соседних жилых помещениях, либо от механического шума внутри систем здания. Человеческая деятельность может включать голос, шум от звуковых систем с усилением или шум животных. К механическим системам относятся лифтовые системы, котлы , системы охлаждения или кондиционирования воздуха , генераторы и уплотнители мусора. Источники аэродинамики включают вентиляторы, пневматику и горение. Контроль шума аэродинамических источников включает бесшумные воздушные форсунки ,пневматические глушители и бесшумная технология вентилятора . Поскольку многие механические звуки по своей природе громкие, основным элементом дизайна является требование, чтобы сборка стены или потолка соответствовала определенным стандартам производительности ^[18] (обычно класс передачи звука 50), что позволяет значительно снизить уровень звука, достигаемого жителями.

Второй тип внутреннего звука называется передачей класса ударной изоляции (IIC). Этот эффект возникает не из-за передачи по воздуху , а из-за передачи звука через само здание. Чаще всего шум IIC возникает от шагов людей в жилых помещениях наверху. Низкочастотный шум легко передается через землю и здания. Этот тип шума сложнее подавить, но необходимо рассмотреть возможность изолирования конструкции пола над полом или подвешивания нижнего потолка на упругом канале .

Оба упомянутых выше эффекта передачи могут исходить либо от людей, находящихся в здании, либо от механических систем здания, таких как лифты, водопроводные системы или устройства отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В некоторых случаях при выборе такого строительного оборудования просто необходимо указать наилучшую имеющуюся технологию шумоподавления. В других случаях может потребоваться ударная установка систем контроля вибрации. В случае водопроводных систем разработаны специальные протоколы, особенно для линий водоснабжения, для создания изоляционного зажима труб внутри стен зданий. В случае систем центрального кондиционирования важно перекрыть любые воздуховоды, которые могут передавать звук между различными зонами здания.

При проектировании помещений специального назначения возникают более экзотические задачи, поскольку в этих помещениях могут быть требования к необычным функциям, таким как концертное исполнение, студийная звукозапись , лекционные залы. В этих случаях необходимо проанализировать реверберацию и отражение, чтобы не только успокоить комнаты, но и предотвратить возникновение эффектов эха. В таких случаях могут быть рекомендованы специальные звукоизоляционные экраны и звукопоглощающие облицовочные материалы для смягчения нежелательных эффектов.

Постархитектурные решения [ править ]

Акустические стеновые и потолочные панели являются обычным коммерческим и жилым решением для снижения шума в уже построенных зданиях. Акустические панели могут быть изготовлены из различных материалов, хотя коммерческие акустические системы часто состоят из акустических подложек на основе стекловолокна или минеральной ваты. Например, минеральная древесноволокнистая плита является обычно используемой акустической подложкой, а коммерческие теплоизоляционные материалы, такие как те, которые используются для изоляции резервуаров котлов, часто перепрофилируются для снижения уровня шума в зависимости от их эффективности при минимизации реверберации. Идеальные акустические панели - это панели без лицевого или отделочного материала, который мог бы мешать работе акустического заполнения,но соображения эстетики и безопасности обычно приводят к использованию тканевых покрытий или других отделочных материалов для минимизации сопротивления. Отделка панелей иногда выполняется из пористого дерева или металла.

Эффективность акустической обработки после строительства ограничена объемом пространства, которое может быть выделено для акустической обработки, поэтому акустические стеновые панели на месте часто делают так, чтобы они соответствовали форме ранее существовавшего пространства. Это делается путем «обрамления» периметральной дорожки в форму, заполнения акустической подложки, а затем растягивания и заправки ткани в систему периметральной рамки. Стеновые панели на объекте могут быть сконструированы так, чтобы обойти дверные коробки, плинтус или любое другое проникновение. С помощью этого метода можно создать большие панели (обычно более 50 футов) на стенах и потолках.

Стеклопакеты и окна большей толщины также могут препятствовать передаче звука снаружи.

Промышленное [ править ]

Промышленный шум традиционно ассоциируется с производственными установками, где промышленное оборудование производит интенсивный уровень звука ^[19], часто превышающий 85 децибел. Хотя это обстоятельство является наиболее драматичным, существует множество других рабочих сред, где уровни звука могут находиться в диапазоне от 70 до 75 децибел, полностью состоящих из офисного оборудования, музыки, систем громкой связи и даже внешнего шума. Любой тип окружающей среды может привести к шуму для здоровья, если интенсивность звука и время воздействия слишком велики.

В случае промышленного оборудования наиболее распространенными методами защиты рабочих от шума являются установка оборудования для защиты от ударов, создание акрилового стекла или других твердых барьеров и предоставление средств защиты органов слуха . В некоторых случаях само оборудование может быть перепроектировано таким образом, чтобы оно работало таким образом, чтобы оно было менее подвержено возникновению решетчатых, шлифовальных, фрикционных или других движений, вызывающих излучение звука. В последние годы появились программы и инициативы Buy Quiet, направленные на борьбу с производственным шумом. Эти программы способствуют покупке более тихих инструментов и оборудования и побуждают производителей разрабатывать более тихое оборудование. ^[20]

В случае более обычных офисных помещений могут применяться описанные выше методы архитектурной акустики. Другие решения могут включать исследование самых тихих моделей офисного оборудования, особенно принтеров и копировальных машин. Ударные принтеры и другое оборудование часто оснащались «акустическими кожухами», кожухами для уменьшения излучаемого шума. Одним из источников раздражающего, если не громкого, уровня шума являются осветительные приборы (особенно старые флуоресцентные шары). Эти светильники можно дооснастить или проанализировать, чтобы увидеть, присутствует ли переосвещение - обычная проблема офисной среды. Если происходит чрезмерное освещение, может потребоваться отключение лампы или сокращение использования светового банка. Фотографы могут приглушить шум фотоаппаратов на съемочной площадке с помощью звуковых дирижаблей..

Коммерческий [ править ]

Снижение стоимости технологии позволило использовать технологию шумоподавления не только в концертных залах и студиях звукозаписи, но и на малых предприятиях, чувствительных к шуму, таких как рестораны. ^[21] Акустически поглощающие материалы, такие как вкладыш из стекловолокна, панели из древесного волокна и джинсы из переработанного денима, служат холстами для художественных работ в помещениях, где важна эстетика. ^[21]

Используя комбинацию звукопоглощающих материалов, массивов микрофонов и динамиков и цифрового процессора, оператор ресторана может использовать планшетный компьютер для выборочного управления уровнями шума в разных местах ресторана: решетки микрофонов улавливают звук и отправляют его в ресторан. цифровой процессор, который управляет динамиками для вывода звуковых сигналов по команде. ^[21]

Жилой [ править ]

Акустическая обработка жилых помещений после строительства на протяжении 20-го века была обычным делом только для любителей слушать музыку. Тем не менее, развитие технологий домашней записи и точности воспроизведения привело к резкому увеличению распространения и популярности акустической обработки в жилых помещениях, стремящейся к верности и точности домашней записи. Большой вторичный рынок самодельных и бытовых акустических панелей, басовых ловушек и аналогичных сконструированных изделий возник в результате этого спроса, и многие небольшие компании и частные лица оборачивают изоляционные материалы промышленного и коммерческого уровня в ткань для использования в домашних студиях звукозаписи и театральных залах. , и помещения для музыкальной практики. ^[22]

Городское планирование [ править ]

Сообщества могут использовать коды зонирования, чтобы изолировать шумную городскую деятельность от районов, которые должны быть защищены от такого вредного воздействия, и установить стандарты шума в районах, которые могут не способствовать таким стратегиям изоляции. Поскольку районы с низким доходом часто подвергаются большему риску шумового загрязнения, установление таких кодексов зонирования часто является вопросом экологической справедливости. ^{[23] В} районах смешанного использования возникают особенно сложные конфликты, которые требуют особого внимания к необходимости защиты людей от вредного воздействия шумового загрязнения. Шум обычно является одним из соображений в заявлении о воздействии на окружающую среду , если это применимо (например, при строительстве транспортной системы).

См. Также [ править ]

Общий:

• Шумовое загрязнение
• Влияние шума на здоровье

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Международная комиссия по акустике
• Акустическое общество Америки
• Европейская акустическая ассоциация
• Американский институт архитекторов
• Национальный совет акустических консультантов
• Ассоциация производителей мебели для бизнеса и учреждений
• Cambridge Sound Management
• Путеводитель по городскому жилому дизайну City of Melbourne Citysounds
• Общество снижения шума
• Примеры из практики контроля шума
• Примеры из практики контроля промышленного шума
• Несколько статей по исследованию звукоизоляции для начинающих
• NIOSH Купить страницу с тихой темой
• OSHA Техническое руководство; Глава III: Шум