khóa luận công nghệ xử lý tiếng ồn và độ dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TIẾNG ỒN, ĐỘ RUNG TP.HCM, 09/2009 Nguyễn Chí Hiếu 03/9/2009 PHẦN I: KỸ THUẬT CHỐNG ỒN PHẦN II: KỸ THUẬT CHỐNG RUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO STT TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Hải, Âm học kiểm tra tiếng ồn, NXB Giáo dục -1997 PGS – TS Phạm Đức Nguyên, Âm học kiến trúc, NXB Khoa học Kỹ thuật - 2008 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Giáo trình vật lý kiến trúc Noise Effect Handbook, Office of Scientific Assistant Office of Noise Abatement and Control, USEPA, Oct 1979, Revised in Jul 1981 Noise an vibration Control engineering, Edited by Leo L Beranek and István L Vér ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC KIỂM TRA : 30% THI CUỐI KỲ : 70% PHẦN I: KỸ THUẬT CHỐNG ỒN CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA ÂM THANH CHƯƠNG 2: LAN TRUYỀN ÂM THANH TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 3: TIẾNG ỒN VÀ CON NGƯỜI CHƯƠNG 4: VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU HÚT ÂM CHƯƠNG 5: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ỒN CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA ÂM THANH 1.1 Bản chất vật lý âm 1.2 Các đặc trưng sinh lý âm 11/2/2008 1.1 Bản chất vật lý Âm 1.1.1 Sóng âm Về mặt vật lý âm dao động sóng âm môi trường đàn hồi sinh có vật thể dao động gọi nguồn âm Bản chất nguồn âm kích thích dao động phần tử kế cận nên âm lan truyền môi trường đàn hồi Môi trường đàn hồi: môi trường liên tục gồm phần tử liên kết chặt chẽ với nhau, lúc bình thường phần tử có vị trí cân bền 1.1 Sóng âm Phân loại phương dao động Sóng dọc xảy môi trường chất lỏng, khí Sóng ngang xảy môi trường rắn Dạng mặt sóng: Mặt sóng mặt chứa điểm (phân tử) có trạng thái dao động thời điểm Theo đặc điểm nguồn Sóng cầu Sóng phẳng Sóng trụ Sóng uốn 1.1 Sóng âm Sóng cầu Có bề mặt sóng hình cầu đồng tâm Xuất kích thước nguồn âm nhỏ nhiều so với khoảng cách nơi phát nguồn thu Sóng phẳng Xuất ống tròn tần số định Giữ biên độ sóng bất biến 1.1 Sóng âm Sóng trụ Đặc trưng mặt sóng hình trụ Loại sóng hữu với nguồn âm tạo hình cầu ống dài Sóng uốn Lan truyền mỏng Vd: Kết cấu tường 1.1 Sóng âm 1.1.1.2 Các đại lượng đặc trưng sóng âm Tần số: Số dao động phân tử thực đơn vị thời gian Kí hiệu: f Đơn vị: (Hz) f ( Hz ) = c λ Tai người cảm thụ âm có tần số từ 16 đến 20.000 Hz 1.1.1 Sóng âm 1.1.1.2 Các đại lượng đặc trưng sóng âm Chu kỳ: Là số thời gian tính giây để hoàn thành 1dao động T (s) = Kí hiệu: T f Đơn vị: giây (s) Bước sóng: Là khoảng cách ngắn điểm có pha dao động c λ = = c.T Kí hiệu: λ f Đơn vị: m Tại người cảm thụ âm có bước sóng λ = 1,7cm ÷20m 1.1.1 Sóng âm Vận tốc truyền sóng âm Là đặc trưng quan trọng trình truyền âm Kí hiệu: c Đơn vị: m/s Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào môi trường & dạng sóng âm lan truyền Vận tốc âm không khí: c = 20,05 KT , m / s c = 331,5 + 0.61t, m/s 1.1.2 Các đơn vị đo âm theo hệ thập phân Công suất nguồn âm Công suất nguồn âm tổng số lượng nguồn xạ vào không gian đơn vị thời gian Kí hiệu: W Đơn vị: Watt (W) Cường độ âm Là số lượng âm trung bình qua đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền đơn vị thời gian Kí hiệu: I Đơn vị: W/m2 Ir = I 4πr 1.1.2 Các đơn vị đo âm theo hệ thập phân Áp suất âm: Áp suất áp suất dư sóng âm gây áp suất khí Kí hiệu: P Đơn vị: N/m2 Đối với sóng phẳng I= p ρ c0 Âm trở trường âm Kí hiệu: Z Công thức tính: Z = ρ.C Đơn vị: kg/m2.s 1.1.2 Các đơn vị đo âm theo hệ thập phân Mật độ lượng âm: Là số lượng âm chứa đơn vị thể tích môi trường Kí hiệu: E Đơn vị: J/m3 Trong sóng âm chạy (chỉ truyền phản xạ trở lại) thì: E= I P2 = C SC Mật độ lượng âm đại lượng vô hướng đặc trưng quan trọng trường âm hướng sóng âm 1.1.3 Các đơn vị đo âm theo thang lôgarít Mức công suất âm Là tỷ lệ suất âm suất tham khảo Kí hiệu: Lw Đơn vị: dB W L w = 10 lg   Wo  , dB  Mức cường độ âm Cảm giác nghe to tai người âm không tỷ lệ thuận với cường độ âm Kí hiệu: LI Đơn vị: dB I LI = 10 lg  I  , dB  1.1.3 Các đơn vị đo âm theo thang lôgarít Mức áp suất âm Thông thường máy đo mức âm thường dùng để đo áp suất âm p L p = 20 lg (dB ) Kí hiệu: Lp p0 Đơn vị: dB Mức mật độ lượng âm Kí hiệu: LE Đơn vị: dB L E = 10 lg E (dB ) E0 10 Mục đích công tác bảo hộ lao động Thông qua biện pháp khoa học kỹ thuật, tổ chức, kinh tế xã hội để loài trừ yếu tố nguy hiểm có hại phát sinh trình lao động người Tạo nên điều kiện môi trường thuận lợi ngày cải thiện, nhằm đảm bảo sức khỏe cho người lao động, trì phát triển sức lao động sống, nâng cao suất lao động Một số khái niệm định nghĩa Điều kiện lao động Là tổng thể yếu tố kỹ thuật, kinh tế, tổ chức, xã hội, tự nhiên thể qua yếu tố: Quy trình công nghệ Công cụ lao động Đối tượng lao động Môi trường lao động Con người lao động tác động qua lại chúng tạo điều kiện cần thiết cho hoạt động người trình sản xuất 138 Một số khái niệm định nghĩa (tt) Các yếu tố nguy hiểm có hại Các yếu tố vật lý như: nhiệt độ, độ ẩm, tiếng ồn, rung động, xạ, bụi, ánh sáng Các yếu tố hóa học như: chất độc, hơi, khí, bụi độc, chất phóng xạ Các yếu tố sinh vật vi sinh vật như: vi khuẩn, vi trùng, siêu vi khuẩn, côn trùng… Các yếu tố nhân trắc học Các yếu tố tâm lý Một số khái niệm định nghĩa (tt) Tai nạn lao động Là tai nạn gây tổn thương cho phận, chức thể người lao động, gây tử vong trình lao động gắn liền với việc thực công việc nhiệm vụ lao động Bệnh nghề nghiệp Bệnh phát sinh tác động điều kiện lao động có hại người lao động 139 7.1 Vệ sinh lao động Môi trường xung quanh ảnh hưởng đến điều kiện lao động ⇒ ảnh hưởng đến người, dụng cụ máy móc trang thiết bị, ảnh hưởng có khả lan truyền phạm vi định Sự chịu đựng tải dẫn đến khả sinh bệnh nghề nghiệp ⇒ Để phòng ngừa bệnh nghề nghiệp tạo điều kiện tối ưu cho sức khỏe tình trạng lành mạnh cho người lao động mục đích vệ sinh lao động Đối tượng nhiệm vụ vệ sinh lao động Vệ sinh lao động nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố có hại sản xuất sức khỏe người lao động, nhằm bảo vệ sức khỏe người lao động, đồng thời nâng cao suất lao động 140 Nội dung nghiên cứu môn vệ sinh lao động Đặc điểm vệ sinh trình sản xuất Biến đổi sinh lý, sinh hóa thể Việc tổ chức lao động nghỉ ngơi hợp lý Các biện pháp đề phòng tình trạng mệt mỏi lao động, hạn chế ảnh hưởng yếu tố tác hại nghề nghiệp sản xuất Quy định tiêu chuẩn vệ sinh, chế độ bảo hộ lao động cho xí nghiệp người lao động Phân loại tác hại nghề nghiệp Tác hại liên quan đến trình sản xuất Các yếu tố vật lý hóa học Các yếu tố vi sinh Tác hại liên quan đến tổ chức lao động Thời gian lao động không hợp lý Cường độ lao động không phù hợp với sức khỏe người lao động Điều kiện chỗ làm việc không tiêu chuẩn quy định Công cụ phương tiện lao động không phù hợp 141 Phân loại tác hại nghề nghiệp Tác hại liên quan đến điều kiện vệ sinh an toàn Chiếu sáng không hợp lý Thiếu phương tiện phòng hộ lao động Không có hệ thống thông gió, chống bụi, chống nóng, tiếng ồn… ảnh hưởng môi trường lao động Tác động yếu tố môi trường lao động đến người Các yếu tố môi trường lao động Tiếng ồn Rung động Yếu tố nhiễu Yếu tố tổn thương Yếu tố sử dụng Phụ thuộc nhiều vào hoạt động lao động Vượt giới hạn cho phép Phụ thuộc thời gian tác động, tổn thương thính giác Âm dùng làm tín hiệu Âm nhạc tác động tốt cho tinh thần Những Vượt qua giới hạn cho ứng dụng hành động phép Phụ thuộc vào thời lĩnh vực y học xác gian tác động, tổn thương sinh học, ảnh hưởng đến tuần hoàn máu 142 Tác động yếu tố môi trường lao động đến người Các yếu tố môi trường lao động Yếu tố nhiễu Yếu tố tổn thương Yếu tố sử dụng Chiếu sáng độ Khi không đủ sáng Giảm thị lực Dùng làm tín (cường độ thấp) cường độ thấp hiệu cảm nhận - Mật độ chiếu Mật độ chiếu sáng Mật độ chiếu sáng Tăng cường khả sáng cao làm hoa mắt cao, vượt khả sinh học Mật độ chiếu sáng thích nghi (nhận biết tương phản, thay đổi ảnh mắt hình dạng…) hưởng đến phạm - Cường sáng vi nhìn thấy Tác động yếu tố môi trường lao động đến người Các yếu tố môi trường lao động Yếu tố nhiễu Yếu tố tổn thương Yếu tố sử dụng Khí hậu Nhiệt độ không khí Các xạ Độ ẩm Tốc độ gió Phạm vi cảm nhận dễ chịu thời tiết người Thời tiết vượt Điều kiện giới hạn cho phép thời tiết dễ làm cho người chịu không chịu dựng n ổi Độ không Bụi chất Nhiễm độc tố đến khí ô nhiễm khác mức không cho ảnh hưởng đến phép người 143 Tác động yếu tố môi trường lao động đến người Các yếu tố môi trường lao động Trường điện từ Yếu tố nhiễu Yếu tố tổn thương Yếu tố sử dụng Không có cảm Tác động nhiệt hay ứng dụng nhận chuyển tác động gián tiếp lĩnh đổi vượt giới vực y học hạn cho phép Cơ sở đưa giới hạn yếu tố ảnh hưởng Giá trị giới hạn phụ thuộc vào tác động điều kiện môi trường cách hoạt động Những tiến tri thức người làm thay đổi giá trị giới hạn Do bước phát triển khoa học kỹ thuật, xuất yếu tố ảnh hưởng môi trường lao động Việc xác định chênh lệch so với giá trị giới hạn cần thiết, thể mặt trị, kinh tế, xã hội quốc gia 144 Vi khí hậu sản xuất Khái niệm định nghĩa Vi khí hậu trạng thái lý học không khí khoảng không gian thu hẹp gồm yếu tố như: Nhiệt độ, t0c Độ ẩm, ϕ Tốc độ lưu chuyển không khí, v (m/s) Bức xạ nhiệt Ánh sáng Điều kiện vi khí hậu sản xuất phụ thuộc vào tính chất trình công nghệ khí hậu khu vực 145 146 Các bệnh nghề nghiệp Từ tháng 2/1997 đến VN công nhận 21 bệnh nghề nghiệp bảo hiểm: Bệnh phổi silic Bệnh bụi phổi amniang Bệnh bụi phổi Bệnh nhiễm độc chì hợp chất chì Bệnh nhiễm độc benzen đồng đẳng benzen Bệnh nhiễm độc thủy ngân hợp chất thủy ngân Bệnh nhiễm độc mangan hợp chất mangan Bệnh nhiễm độc TNT Bệnh nhiễm độc tia phóng xạ tia X Các bệnh nghề nghiệp (tt) Bệnh điếc nghề nghiệp tiếng ồn Bệnh rung chuyển nghề nghiệp Bệnh sạm da nghề nghiệp Bệnh loét da, loét vách ngăn mũi, viêm da, chàm tiếp xúc Bệnh lao nghề nghiệp Bệnh viêm gan vi rút nghề nghiệp Bệnh leptospira nghề nghiệp Bệnh nhiễm độc asen hợp chất asen nghề nghiệp Bệnh nhiễm độc nicotin nghề nghiệp Bệnh nhiễm độc hóa chất trừ sâu nghề nghiệp Bệnh giảm áp nghề nghiệp Bệnh viêm phế quản mãn tính nghề nghiệp 147 Các biện pháp đề phòng tác hại nghề nghiệp Các biện pháp kỹ thuật công nghệ Ứng dụng tiến kỹ thuật, đổi công nghệ khí hóa tự động hóa khâu gây hại cho người Biện pháp kỹ thuật vệ sinh lao động Ứng dụng kỹ thuật để thực giải pháp vệ sinh lao động thông gió, chiếu sáng, chống ồn, chống rung… Biện pháp phòng hộ cá nhân: bảo đảm trang bị phòng hộ cá nhân với yêu cầu sử dụng tốt Biện pháp tổ chức lao động khoa học: phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tính chất công việc, khả thể trạng người lao động, điều kiện phương tiện lao động… Các biện pháp đề phòng tác hại nghề nghiệp Biện pháp y tế bảo vệ sức khỏe người lao động Thực quy định bảo vệ bảo vệ sức khỏe cho người lao động: Khám định kỳ Giám định khả lao động Điều chỉnh khả lao động nhiệm vụ lao động cho phù hợp 148 7.2 Cơ sở kỹ thuật an toàn Định nghĩa: An toàn kiện định nghĩa khoảng thời gian định không xuất tổn thương người, môi trường phương tiện Kỹ thuật an toàn hệ thống biện pháp, phương tiện, tổ chức kỹ thuật phòng ngừa tác động yếu tố nguy hiểm gây chấn thương sản xuất người lao động Rủi ro Giới hạn rủi ro Phương thức thể kỹ thuật an toàn Những đặc trưng tai nạn lao động: Sự cố tổn thương tác động bên Sự cố đột ngột Sự cố không bình thường Các hoạt động an toàn 149 Tai nạn lao động (tt) Quá trình diễn biến tai nạn địa điểm xảy tai nạn Loại tai nạn liên quan đến yếu tố chịu tải Mức độ an toàn tuổi bền phương tiện lao động hay phương tiện vận hành Tuổi, giới tính, lực nhiệm vụ giao người lao động bị tai nạn Loại chấn thương Hệ số tai nạn tương đối: U q= U 1000 B U: số tai nạn xảy B: số lao động tương ứng Các yếu tố gây chấn thương sản xuất Các phận cấu sản xuất Các mảnh dụng cụ, vật liệu gia công bắn Các yếu tố nhiệt Điện giật Chất độc công nghiệp Các chất lỏng hoạt tính Bụi công nghiệp Chất gây cháy nổ Các yếu tố nguy hiểm khác: Làm việc cao Vật rơi từ cao Trơn trượt, vấp ngã 150 Các biện pháp phương tiện kỹ thuật an toàn Biện pháp phương tiện kỹ thuật an toàn Biện pháp an toàn dự phòng tính đến yếu tố người Thiết bị chắn an toàn Thiết bị cấu phòng ngừa Tín hiệu an toàn, màu sắc tín hiệu dấu hiệu an toàn Khoảng cách kích thước an toàn Cơ khí hóa – tự động hóa điều khiển từ xa Kiểm nghiệm phòng thiết bị Phương tiện bảo vệ cá nhân Phương tiện bảo vệ cá nhân Trang bị phương tiện cá nhân biện pháp kỹ thuật bổ sung có vai trò quan trọng Các loại trang thiết bị bảo vệ cá nhân: Trang bị bảo vệ mắt Trang bị bảo vệ quan hô hấp Trang bị bảo hộ quan thính giác để ngăn chặn tác hại xấu tiếng ồn Trang bị bảo vệ đầu Trang bị bảo vệ chân tay Quần áo bảo hộ lao động chống tác động nhiệt, hóa chất, chống cháy… 151 Thanks for participating! 152 [...]... nhiệt độ và độ ẩm 25 2.1.1.2 Sự hút âm của không khí Sự hút âm của không khí phụ thuộc vào: Tần số âm Nhiệt độ và độ ẩm của không khí Ví dụ: Xác định độ giảm mức âm của một nguồn điểm phát sóng cầu từ khoảng cách nguồn âm đến khoảng cách 50m ở ngoài trời có độ ẩm là 80% tại các tần số 1000Hz và 2000Hz 2.1.2 Xác định mức âm của nhiều nguồn Mức âm tại một điểm trong không gian có thể do nhiều nguồn âm... Bài tập ví dụ Một nguồn âm được đặt cao 3m trên một vùng cỏ dày cao 10cm Một đầu thu âm được đặt cao 3m trên mặt đất Các điều kiện gió và nhiệt độ được đo 2 lần trong ngày Vào 12 giờ trưa, tốc độ gió ở độ cao 2m là 2,6m/s và điều kiện nhiệt độ là sự giảm nhiệt độ là sự giảm nhiệt độ có một gradien là -0,250C/m • Vào lúc 7 giờ tối, vận tốc gió ở độ cao 2m là 0,5m/s và điều kiện nhiệt độ là sự đảo nhiệt... là tốc độ ma sát Phụ thuộc h0: độ dài thô địa hình, tra bảng A: hằng số Phương trình diễn tả sự thay đổi của vận tốc âm thanh theo chiều cao: dc dT = 0,585 , m / s.m dh dh Tác động của gradien gió 29 Tác động của gradien nhiệt độ Khi chỉ có gradient nhiệt độ hệ sóng và bóng âm đối xứng quanh nguồn âm Chiều cao Tác động của gradien nhiệt độ Bóng âm S o Chiều cao oC r S Bóng âm oC 30 Khi có nhiệt độ giảm... sóng, và góc tới hạn mà vượt qua nó sẽ không có vùng bóng những điều kiện ở (a) 12 giờ trưa và (b) 7 giờ tối • Vì cả hai nguồn âm và đầu thu đều ở độ cao 2m hoặc hơn nên gradien tốc độ được dùng trong bảng trên sẽ ở độ cao từ 2 – 5m 31 Ảnh hưởng của tường chắn đến truyền âm Truyền đi Phản xạ Tia nhiễu xạ Nguồn âm Vùng bóng âm Tường chắn Tác động của tường chắn Đặt một tường chắn giữa nguồn âm và nơi... đặc trưng sinh lý của âm thanh Tai người Là bộ máy thu nhận âm thanh rất phức tạp, tinh vi và hoàn thiện Cơ quan thu nhận âm thanh gồm tai và não bộ Gồm tai ngoài, tai giữa, tai trong Tai ngoài làm nhiệm vụ thu nhận và hướng sóng âm đến màng nhĩ Tai giữa: truyền sóng từ tai ngoài vào tai trong và biến đổi theo mức âm thanh độ cứng của màng nhĩ Tai trong làm nhiệm vụ biến đổi các dao động cơ học của... đồ lan truyền âm thành ngoài trời nguồn gần mặt đất 23 2.1.1.1 Sự giảm năng lượng âm theo khoảng cách Trường hợp nguồn âm điểm Một nguồn âm điểm có công suất W bức xạ sóng cầu, khoảng cách nguồn âm r(m) thì cường độ âm có thể xác định bằng công thức: Ir = L r = L w + 10lg 1 4πr 2 W 4πr 2 ⇒ Lr = L p − 20 lg r − 11, dB Mức chênh lệch mức âm tại các khoảng cách r1 và r2 với r2 > r1 ∆L = L1 − L2 = 20 lg... âm do tường chắn cho nguồn đường và nguồn A= điểm phụ thuộc vào hàm số Fresnel λ 25 (a) ( A + B − D) Xác định khả năng làm giảm tiếng ồn của tấm chắn bằng cách tra đồ thị dựa vào N 20 (b) Giảm âm, dB N= 2 15 10 5 0 0.1 1 10 Số Fresnel (N) 100 32 Bài tập áp dụng: • Một xa lộ nằm cách 18m đặt trước bức tường cao 2,5m Xác định mức âm giảm được ở tần số trung tâm là 1500Hz tại nguồn tiếp nhận cách tường... sóng có thể lan truyền thoải mái không gặp vật cản Tính chất để nhận dạng viễn trường khoảng cách giữa nguồn âm và nguồn tiếp nhận phải lớn hơn nhiều kích thước lớn nhất của nguồn âm và bước sóng Một đặc tính chung của vùng tự do và viễn trường là mức áp suất âm sẽ giảm 6dB mỗi khi khoảng cách nguồn tăng gấp đôi 2.1 Sự lan truyền âm thanh ngoài trời Đặc điểm: Không gian ngoài trời là trống trải, vì vậy... bản – âm có cường độ mạnh nhất có tần số f0 và các họa âm (có tần số 2f0, 3f0, và các âm có tần số khác Dao động âm là tổng hợp của dao động âm cơ bản với các họa âm và các âm tần số khác có mặt trong âm phức hợp 1.2.4 Mức to, độ to Mức to, độ to của 1 âm là sức mạnh cảm giác do âm thanh gây nên trong tai người, nó phụ thuộc vào p & tần số của âm Tai người nhạy cảm với âm có f = 4000 Hz & giảm dần đều... cách Trường hợp nguồn âm đường Xét nguồn âm đường (bức xạ sóng trụ), độ giảm cường độ âm từ khoảng cách r1 đến khoảng cách r2: I1 r2 r = ⇒ ∆L = 10 lg 2 , dB I 2 r1 r1 Về mặt lý thuyết các sóng phẳng không suy giảm năng lượng theo khoảng cách, mà chỉ suy giảm do sự hút âm nguyên tử 24 2.1.1.2 Sự hút âm của không khí Biểu đồ xác định sự hút âm của không khí ở 200C theo tần số âm và độ ẩm tương đối 1,0