tiếng ồn. Sự lan truyền tiếng ồn trong phòng kín
Theo các nhà khoa học [37,39] phần lớn các nguồn ồn ở trong không gian hở có thể được xem là các nguồn điểm, phát ra các sóng cầu. Sự giảm mức độ ồn với việc tăng khoảng cách từ nguồn được xác định theo công thức:
0 0 20lg r L L r dB , (3.14)
ở đây L0 mức ồn ở khoảng cách r0 so vơi nguồn.
Ngoài việc giảm tiếng ồn, từ việc tăng khoảng cách khỏi nguồn còn có vị trí tắt dần của nó, do sự hấp thụ nó bởi không khí. Các âm thanh tần số cao bị hấp thụ mạnh nhất.
Khi sóng âm gặp vật cản một phần năng lượng của nó được hấp thụ bởi vật cản, một phần bị phản xạ và một phần đi qua vật cản (hình 3.1). Điều này được tính bằng ba hệ số:
α = Uht/Uđ (3.15) Trong đó α - hệ số hấp thụ âm. Nó chỉ rõ phần nào của năng lượng âm đến Uđ bị hấp thụ bởi vật liệu.
β = Upx/Uđ (3.16) ở đây β - hệ số phản xạ. nó biểu thị phần năng lượng đến bị hấp thụ. τ = Uđq/Uđ = 2 1 2 2 P P (3.17)
Ở đây τ - hệ số dẫn âm (truyền âm). Nó biểu thị phần năng lượng đến đi qua được vật cản; P1- áp suất âm trong sóng tới; P2- áp suất âm trong sóng trước đó.
Trong ba hệ số trên, vai trò lớn nhất là hệ số hấp thụ âm α . Nó thuộc vào loại vật liệu, chiều dày, trong lượng riêng, tần số sóng âm tới và vào góc gặp. α được xác định bằng thực nghiệm theo tiêu chuẩn. Trị số α dao động trong khoảng từ 0,01 đối với thép là đến α =1 đối với cửa sổ mở.
Trong các gian xưởng sản xuất có nhiều thiết bị công nghệ (máy), thiết bị vận chuyển (băng chuyền, hệ thống vận chuyển sức gió), các loại vật liệu gia công, sản phẩm … tất cả các đối tượng này và con người đều có hệ số α và cùng với sàn, trần, tường nhà hấp thụ và phản xạ âm. Chúng càng nhiều thì sự hấp thụ càng lớn. Năng lượng tới U Năng lượng phản xạ Upx Năng lượng hấp thụ Uht
Hình 3.1. Sơ đồ phân bố năng lượng sóng âm
Từ hệ số α ta tính được lượng hấp thụ trên bề mặt có diện tích S: A = α.S m2 . (3.18) Tổng lượng hấp thụ A của toàn nhà xưởng có các đối tượng riêng đặt trong được xác định như tổng đại số lượng hấp thụ của gian riêng và các đối tượng riêng biệt:
1 1 n m i i j i i A S A m2 . (3.19) Trong đó αi hệ số hấp thụ âm của bề mặt thứ i, diên tích của nó bằng Si,m2; n – số lượng tổng các bề nặt; m – số lượng tổng các đối tượng.
1 n i i i S -
lượng hấp thụ âm của gian xưởng (tổng sàn,tường, trần, cửa sổ) m2; 1 m j i A –
lượng hấp thụ âm tổng của các đối tượng riêng biệt có trong gian xưởng (kể cả người) m2; sự tiêu âm (hút âm; hấp thụ âm) của các đối tượng riêng biệt được tính theo công thức (3.18) hay chọn theo tra bảng .
Đối với âm thanh của các gian xưởng không sản xuất thông thường có thể lấy α = 0,05. Sự tiêu âm tổng đối với các gian như thế có thể tính theo gần đúng:
3 2
0.35
A V m2 (3.20) ở đây V thể tích gian xưởng ,.m3.
Phần lớn các nguồn gây ồn được bố trí trong các gian kín. Các sóng âm của chúng (sóng thẳng) được lan truyền không bị cản chỉ đến trần, tường, vách ngăn, các máy bên cạnh, nghĩa là đến vật dạng màn chắn bất kì, rồi từ đó chúng được phản xạ ngắn nhiều lần. Do sự giao thoa của các sóng thẳng và các sóng phản xạ nhiều lần của tất cả các nguồn mà khoảng không gian nơi phân bố của các nguồn diễn ra chuyển động dao động liên tục, kết quả của điều này là mức âm thanh tại các điểm khác nhau của gian xưởng gần như nhau. Chỉ ở những khoảng cách nhỏ từ nguồn âm thì âm lượng mới giảm theo sự tăng của khoảng cách. Khi ra xa nguồn ồn lực âm thanh trong gian xưởng
sẽ không giảm, do nó được xác định bằng các sóng âm phản xạ (âm khuếch tán). Ngoài các dao động cưỡng bức trong khoảng không của gian xưởng xuất hiện các dao động riêng của không khí với các tần số gần với tần số của các phổ âm thành phần. Sự phản xạ nhiều lần của các sóng âm từ trần, tường và các vật trong không gian xưởng làm tăng mức ồn tới 10-15dB so với mức tiếng ồn của chính các nguồn này khi chúng ở không gian mở, và dẫn tới điều là sau khi dừng máy tiếng ồn không lập tức tắt mà dẫn dần dần trong khoảng thời gian xác định. Sự phát âm này sau khi ngắt nguồn ồn được gọi là phòng vang (gian phòng vọng âm).