Фізичні відомості про шум
Що таке шум?
Шуми створюються звуковими хвилями, що виникають при розширенні і стисненні в повітрі та інших середовищах. У системах кондиціонування і вентиляції шуми можуть виникати і поширюватися в повітрі, корпусах повітропроводів, що пересуваються по трубах рідинах і т.д.
Шуми можуть мати різну частоту і інтенсивність.
Швидкість поширення звуку
Шум поширюється з набагато меншою швидкістю, ніж світлові хвилі. Швидкість звуку в повітрі - приблизно 330 м / с. У рідинах і твердих тілах швидкість поширення шуму вище, вона залежить від щільності і структури речовини.
Приклад: швидкість звуку у воді дорівнює 1.4 км / с, а в сталі - 4.9 км / с.
частота шуму
Основний параметр шуму - його частота (число коливань в секунду). Одиниця виміру частоти - 1 герц (Гц), що дорівнює 1 коливанню звукової хвилі в секунду.
Для фізичних розрахунків чутна смуга частот ділиться на 8 груп хвиль. У кожній групі визначена середня частота: 62 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2 кГц, 4 кГц і 8 кГц. Будь-шум розкладається по групах частот, і можна знайти розподіл звукової енергії по різних частотах.
потужність звуку
Потужність звуку будь-якої установки - це енергія, яка виділяється установкою у вигляді шуму за одиницю часу. Вимірювати силу шуму в стандартних одиницях потужності незручно, тому що спектр звукових частот дуже широкий, і потужність звуків відрізняється на багато порядків.
Приклад: сила шуму під час вступу до приміщення повітря під низьким тиском дорівнює одній стомільярдну вата, а при зльоті реактивного літака сила шуму досягає 1000 Вт.
Тому рівень потужності звуку вимірюють в логарифмічних одиницях - децибелах (дБ). У децибелах сила шуму виражається дво- або тризначними числами, що зручно для розрахунків.
Рівень потужності звуку в дБ - функція відносини потужності звукових хвиль біля джерела шуму до нульового значення W0. рівному 10 -12 Вт. Рівень потужності розраховується за формулою:
Приклад: якщо потужність звуку поблизу джерела дорівнює 10 Вт, то рівень потужності складе 130 дБ, а якщо потужність звуку дорівнює 0.001 Вт, то рівень потужності - 90 дБ.
Потужність звуку і рівень потужності незалежні від відстані до джерела шуму. Вони пов'язані лише з параметрами і режимом роботи установки, тому важливі для проектування і порівняння різних систем кондиціонування і вентиляції.
Рівень потужності можна виміряти безпосередньо, він визначається побічно спеціальним обладнанням.
Рівень тиску звуку
Рівень тиску звуку Lp - це відчувається інтенсивність шуму, яка вимірюється в дБ.
Тут P - тиск звуку у вимірюваному місці, мкПа, а P0 = 2 мкПа - контрольна величина.
Рівень звукового тиску залежить від зовнішніх факторів: відстані до установки, відображення звуку і т.д. Найбільш простий вид має залежність рівня тиску від відстані. Якщо відомий рівень потужності шуму Lw. то рівень звукового тиску Lp в дБ на відстані r (в метрах) від джерела обчислюється так:
Приклад: потужність звуку холодильного блоку дорівнює 78 дБ. Рівень звукового тиску на відстані 10 м від нього дорівнює: (78 - lg10 - 11) дБ = 66 дБ.
Якщо відомий рівень звукового тиску Lp1 на відстані r1 від джерела шуму, то рівень звукового тиску Lp2 на відстані r2 буде обчислюватися так:
Приклад: Рівень звукового тиск на відстані 1 м від установки дорівнює 65 дБ. Тоді рівень звукового тиску на відстані 10 м від неї дорівнює: (65 - 20 * lg10) дБ = (65 - 20) дБ = 45 дБ.
Взагалі, у відкритому просторі рівень звукового тиску знижується на 6 дБ при збільшенні відстані до джерела шуму в 2 рази. У приміщенні залежність буде складніше через поглинання звуку поверхнею підлоги, відображення звуку і т.д.
гучність шуму
Гучність шуму залежить від сили звуку і його частоти. Гучність звуку оцінюють, порівнюючи її з гучністю простого звукового сигналу частотою 1000 Гц. Рівень сили звуку частотою 1000 Гц, настільки ж гучного, як ізмераемий шум, називається рівнем гучності даного шуму. На наведеній нижче діаграмі показана залежність сили звуку від частоти при постійній гучності.
При малому рівні гучності людина менш чутливий до звуків дуже низьких і високих частот. При великому звуковому тиску відчуття звуку переростає в болюче відчуття. На чатоти 1 кГц больовий поріг відповідає тиску 20 Па і силі звуку 10 Вт / кв.м.
Діаграма кривих рівної гучності
Шумові характеристики обладнання
Шумові характеристики обладнання представляють у вигляді таблиць, де містяться:
- рівень потужності шуму в дБ з розбивкою по смугах частот
- загальний рівень звукового тиску
Звуковий тиск в приміщеннях нормується санітарними нормативами, допустимі значення різні для різних частот. Шум, створюваний системами вентиляції і кондиціонування, приймають на 5 дБ нижче допустимого рівня шуму в приміщенні (СНиП 11-12-77).
Підсумовування джерел шуму
Шум від декількох джерел не відповідає сумі шумів від кожного джерела окремо. Для двох знаходяться поруч установок шум визначається наступним чином:
- Якщо показники рівня шуму однакові, то сумарний рівень шуму на 3 дБ перевищує рівень шуму кожної установки.
- Якщо різниця рівнів шуму перевищує 10 дБ, сумарний рівень шуму дорівнює величині більшого з двох шумів.
Наприклад. загальний шум від двох установок з рівнями 30 і 60 дБ, дорівнює 60 дБ. - Якщо різниця рівнів шуму не більше 10 дБ, потрібно скористатися наведеною нижче таблицею. Обчислюємо різницю рівнів шуму установок.
Наприклад, L1 = 52 дБ, а L2 = 48 дБ. Різниця дорівнює 4 дБ. У верхньому рядку таблиці знайдемо 4 дБ, тоді в нижньому рядку бачимо показник 1.5 дБ. Додамо цей показник до більшого рівня шуму: 52 дБ + 1.5 дБ = 53.5 дБ. Це і буде загальний рівень шуму від двох установок.
Різниця рівнів шуму, дБ
Якщо джерел шуму більше двох, метод розрахунку не змінюється, і джерела розглядаються парами, починаючи з найслабших.
Наприклад, є чотири установки з рівнями шуму 25 дБ, 38 дБ, 43 дБ і 50 дБ.- Спочатку робимо підрахунок для двох слабких установок: 38 - 25 = 13 дБ. Різниця більше 10 дБ, і цю установку взагалі не враховуємо.
- Для установок 38 і 43 дБ: 43 - 38 = 5 дБ, поправка з таблиці дорівнює 1.2 дБ. Сумарний шум трьох установок: 43 + 1.2 = 44.2 дБ.
- Тепер знайдемо повний шум всіх установок. 50 - 44.2 = 5.8 дБ. Округляючи різниця рівнів шуму до 6 дБ, по таблиці знаходимо поправку 1.0 дБ.
Отже, загальний рівень шуму чотирьох установок дорівнює 50 + 1 = 51 дБ.
м.Москва, вул. Соколово-Мещерская, д. 25, офіс 403.
+7 (499) 504-72-09
[email protected]