RU2431022C1

RU2431022C1 - Method of acoustic protection of operator

Info

Publication number: RU2431022C1
Application number: RU2010104922/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: in the method of acoustic protection of an operator their workplace is arranged between acoustic shields to protect against direct sound, which spreads from vibration active equipment. The workplace of the operator is equipped with a double-cascade system of vibration protection arranged in the form of a floor on an elastic base, which comprises a locator plate made of concrete reinforced with vibration-damping material. The specified plate is installed on a basic plate of a floor slab with cavities via layers of vibration damping material and hydraulic insulation material installed with a gap relative to bearing walls of a production room. Layers of vibration damping material and hydraulic insulation material are made with flanging tightly adjacent to bearing structures of walls and the basic bearing floor slab. Cavities are filled with vibration damping material, for instance, with a foamed polymer or polyethylene, or polypropylene. ^ EFFECT: increased efficiency of noise suppression with preservation of room dimensions. ^ 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.The invention relates to industrial acoustics, in particular to broadband sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy as a means of protection against noise.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустическая защита по патенту РФ №2366785, 2007 г. [прототип] как способ акустической защиты оператора, заключающийся в том, что рабочее место оператора оснащают средствами снижения шума.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is acoustic protection according to the patent of the Russian Federation No. 2366785, 2007 [prototype] as a method of acoustic protection for the operator, namely, that the operator’s workplace is equipped with noise reduction means.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the relatively low coefficient of sound absorption.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров помещения.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation by increasing the sound absorption coefficient by increasing the sound absorption surfaces while maintaining the overall dimensions of the room.

Это достигается тем, что в способе акустической защиты, заключающимся в том, что рабочее место оператора оснащают средствами снижения шума, рабочее место оператора располагают между акустическими экранами, и защищают тем самым оператора от прямого звука, который распространяется от виброактивного оборудования, а чтобы повысить эффективность защиты от отраженных звуковых волн над рабочей зоной устанавливают акустический подвесной потолок, размещенный в верхней зоне помещения, и для снижения звуковой вибрации рабочее место оператора оснащают полом на упругом основании, при этом осуществляют двухкаскадную виброзащиту оператора.This is achieved by the fact that in the method of acoustic protection, namely, that the operator’s workplace is equipped with noise reduction means, the operator’s workplace is placed between the acoustic screens, and thereby protect the operator from direct sound that is spreading from vibroactive equipment, and in order to increase efficiency protection from reflected sound waves above the working area install an acoustic suspended ceiling located in the upper zone of the room, and to reduce sound vibration the operator’s workplace naschayut floor on an elastic foundation, wherein the operator is carried out a two-stage vibration shield.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для акустической защиты оператора, на фиг.2 - конструкция пола помещения на упругом основании.Figure 1 shows a General view of the device for acoustic protection of the operator, figure 2 - floor structure of the premises on an elastic base.

Устройство для акустической защиты оператора производственного помещения (фиг.1) содержит каркас здания, выполненный в виде упругого основания 1, являющегося полом помещения (фиг.2), теплозвукоизолирующих ограждений 2, жестко связанных с колоннами 3, которые в свою очередь соединены с металлоконструкцией 4, например в виде фермы. Акустический подвесной потолок 5 размещен в зоне ферм 4 и выполнен в виде установленных с определенным шагом кулисных звукопоглотителей, нижняя часть которых выступает за нижнюю часть ферм 4 в сторону основания 1. На ограждениях 2 закреплены акустические стеновые панели 6 (фиг.3). На упругом основании 1 помещения установлено виброакустическое оборудование 7 и 8 с различными спектральными характеристиками уровней звуковой мощности. Рабочее место оператора 15, включающее в себя пульты управления 16 и 17 оборудованием 7 и 8, расположено между акустическими экранами 9 и 11, причем в одном из них, например 9-м выполнен смотровой звукоизолирующий люк 10 для контроля визуализации наблюдения за технологическим процессом. Каркас здания сверху закрыт звукоизолирующим покрытием 12, выполняющим также функцию кровли, в котором расположены вертикальные 13 и наклонные 14 оконные проемы в виде вакуумных звукоизолирующих стеклопакетов.A device for acoustic protection of the operator of the production room (Fig. 1) comprises a building frame made in the form of an elastic base 1, which is the floor of the building (Fig. 2), heat and sound insulating barriers 2, rigidly connected to columns 3, which in turn are connected to the metal structure 4 , for example in the form of a farm. An acoustic suspended ceiling 5 is placed in the zone of the trusses 4 and is made in the form of rocker sound absorbers installed with a certain pitch, the lower part of which protrudes from the lower part of the trusses 4 towards the base 1. Acoustic wall panels 6 are fixed to the fences 2 (Fig. 3). On the elastic base 1 of the room installed vibroacoustic equipment 7 and 8 with different spectral characteristics of sound power levels. The operator’s workstation 15, including control panels 16 and 17 of equipment 7 and 8, is located between the acoustic screens 9 and 11, and in one of them, for example, the 9th inspection soundproof hatch 10 is made to control visualization of observation of the process. The building frame is closed from above with a soundproof coating 12, which also functions as a roof, in which there are vertical 13 and inclined 14 window openings in the form of vacuum soundproofed double-glazed windows.

Конструкция пола на упругом основании (фиг.2) содержит установочную плиту 18, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите 19 межэтажного перекрытия с полостями 20 через слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22, установленных с зазором относительно несущих стен 23 производственного помещения. Чтобы обеспечить эффективную виброизоляцию установочной плиты 18 по всем направлениям слои вибродемпфирующего материала 21 и гидроизоляционного материала 22 выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен 7 и базовой несущей плите 19 перекрытия. Для повышения эффективности звукоизоляции и звукопоглощения в цехах, находящихся под межэтажным перекрытием, полости 20 заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, или полиэтиленом, или полипропиленом.The floor structure on an elastic base (Fig. 2) contains a mounting plate 18 made of concrete reinforced with vibration damping material, which is installed on the base plate 19 of the floor with cavities 20 through layers of vibration damping material 21 and waterproofing material 22 installed with a gap relative to the bearing walls 23 production premises. In order to ensure effective vibration isolation of the mounting plate 18 in all directions, the layers of the vibration damping material 21 and the waterproofing material 22 are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting structures of the walls 7 and the base supporting plate 19 of the floor. To increase the efficiency of sound insulation and sound absorption in the workshops located under the floor, the cavities 20 are filled with vibration damping material, for example, foamed polymer, or polyethylene, or polypropylene.

Конструкция пола на упругом основании работает следующим образом. При установке виброактивного оборудования 7 и 8 на плиту 18, происходит двухкаскадная виброзащита за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 18, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 21, в качестве которого могут быть использованы: иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластиката, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.The floor structure on an elastic base works as follows. When installing the vibroactive equipment 7 and 8 on the plate 18, there is a two-stage vibration protection due to vibration damping inclusions in the mass of the plate 18, as well as due to the layer of vibration damping material 21, which can be used as: Vibrosil needle-punched mats based on silica or aluminoborosilicate fiber, a material made of solid vibration-damping materials, such as plastic, from soundproof plates based on glass staple fiber of the Shumostop type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ .

Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор шумопоглощающего материала. Причем иглопробивные маты состоят из волокон, имеющих диаметр не ниже предельно допустимого гигиенического значения, не содержат канцерогенных асбестовых и керамических волокон, а в их состав не входят такие вредные связующие, как фенол. Поэтому с уверенностью их можно отнести к классу тепло-звукоизоляционных материалов, соответствующих высоким гигиеническим и противопожарным требованиям. Добавим, что стекловолокнистые материалы имеют низкую теплопроводность, не поддаются влиянию пара, масла, воды, обладают высокой температурной стабильностью.The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of sound-absorbing material, which is a Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the neck wall itself, having the form branched pore network of sound-absorbing material. Moreover, needle-punched mats consist of fibers having a diameter not lower than the maximum permissible hygienic value, do not contain carcinogenic asbestos and ceramic fibers, and such harmful binders as phenol are not included in their composition. Therefore, with confidence they can be attributed to the class of heat and sound insulating materials that meet high hygienic and fire safety requirements. We add that fiberglass materials have low thermal conductivity, are not influenced by steam, oil, water, and have high temperature stability.

Акустические стеновые панели 6 могут быть выполнены в виде плит из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».The acoustic wall panels 6 can be made in the form of slabs of rockwool basalt mineral wool, or URSA mineral wool, or P-75 basalt wool, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, and the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, for example fiberglass type EZ-100 or a polymer of the type "Poviden".

Способ акустической защиты оператора осуществляют следующим образом.The acoustic protection method of the operator is as follows.

Рабочее место оператора 15 располагают между акустическими экранами 9 и 11, и защищают оператора от прямого звука, который распространяется от виброактивного оборудования 7 и 8. Для того чтобы повысить эффективность защиты от отраженных звуковых волн над рабочей зоной (рабочим местом) устанавливают акустический подвесной потолок 5, размещенный в верхней зоне помещения (зоне ферм 4). Он снижает уровни звуковых волн, исходящих от оборудования 7 и 8 за счет многократного отражения звуковых волн от кулисных звукопоглотителей. Для снижения звуковой вибрации рабочее место оператора оснащают полом на упругом основании. При установке виброактивного оборудования 7 и 8 на плиту 18 происходит двухкаскадная виброзащита за счет вибродемпфирующих вкраплений в саму массу плиты 18, а также за счет слоя вибродемпфирующего материала 21, в качестве которого могут быть использованы: иглопробивные маты типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, материал из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластикат, из звукоизоляционных плит на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60-80 кг/м³.The operator’s workplace 15 is placed between the acoustic screens 9 and 11, and protects the operator from direct sound that is spreading from the vibroactive equipment 7 and 8. In order to increase the protection against reflected sound waves above the work area (workplace), an acoustic suspended ceiling 5 is installed located in the upper zone of the room (farm zone 4). It reduces the levels of sound waves emanating from equipment 7 and 8 due to the multiple reflection of sound waves from the rocker sound absorbers. To reduce sound vibration, the operator’s workplace is equipped with a floor on an elastic base. When vibroactive equipment 7 and 8 are installed on plate 18, two-stage vibration protection occurs due to vibration damping inclusions in the mass of plate 18 itself, and also due to a layer of vibration damping material 21, which can be used as: Vibrosil needle-punched mats based on silica or alumino-borosilicate fibers, material from solid vibration-damping materials, for example plastic compound, from soundproof plates based on glass staple fibers of the Shumostop type with a material density of 60-80 kg / m ³ .

Рабочее место оператора 15 надежно защищено как от акустической нагрузки на оператора, так и от механических факторов производственной среды, таких, например, как витающая в цехе стружка или движущиеся части оборудования.The operator’s workstation 15 is reliably protected both from the acoustic load on the operator and from mechanical factors of the production environment, such as, for example, shavings in the workshop or moving parts of equipment.

Звуковая энергия от оборудования 7 и 8, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку акустических стеновых панелей 6 попадает на слои звукопоглощающего материала (который может быть как мягким, например из базальтового или стеклянного волокна, так и жестким, например камня-ракушечника). Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой. При этом акустический подвесной потолок 5, размещенный в верхней зоне помещения (зоне ферм 4), снижает уровни звуковых волн, исходящих от оборудования 7 и 8, а рабочее место оператора 15, расположенное между акустическими экранами 9 и 11, надежно защищено как от акустической нагрузки на оператора, так и от механических факторов производственной среды, таких, например, как витающая в цехе стружка или движущиеся части оборудования.Sound energy from the equipment 7 and 8 located in the room, passing through the perforated wall of the acoustic wall panels 6, falls on the layers of sound-absorbing material (which can be either soft, for example from basalt or glass fiber, or hard, for example, shell rock). The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of a sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the wall of the neck itself, which has the form branched network of pore sound absorbers. The perforation coefficient of the perforated wall is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall. At the same time, the acoustic suspended ceiling 5, located in the upper zone of the room (farms zone 4), reduces the levels of sound waves emanating from equipment 7 and 8, and the operator’s workstation 15, located between the acoustic screens 9 and 11, is reliably protected as from acoustic load on the operator, and on the mechanical factors of the production environment, such as, for example, shavings floating in the workshop or moving parts of the equipment.

Предложенный способ акустической защиты является эффективным способом борьбы с производственными шумами.The proposed method of acoustic protection is an effective way to combat industrial noise.

Claims

A method of acoustic protection for an operator, namely, that the operator’s workplace is equipped with noise reduction means, characterized in that the operator’s workplace is placed between the acoustic screens and thereby protect the operator from direct sound that is spread from the vibroactive equipment, and to reduce sound vibration, the work the operator’s place is equipped with a two-stage vibration protection system made in the form of a floor on an elastic base, which contains a mounting plate made of reinforced vibro concrete puffing material, which is installed on the base plate of the interfloor overlap with cavities through the layers of vibration damping material and waterproofing material, installed with a gap relative to the bearing walls of the production room, and the layers of vibration damping material and waterproofing material are made with a flange that is tightly adjacent to the supporting wall structures and the base bearing the slab, and the cavity is filled with vibration damping material, such as foamed polymer, or polyethylene m, or polypropylene.