П2.2. Измерение уровня шума
Шум измеряют при помощи сонометра, микрофон которого имеет мембрану, которая определяет, подобно уху, все изменения акустического давления, но не делая различия между частотами.
Единица измерения – децибел (дБ) – рассчитывается из соотношения акустического давления и исходного акустического давления:
Lp = 10 log(P12 / P02),
где Р1 – акустическое давление звуковой волны; Р0 – исходное акустическое давление, Па.
Ухо человека воспринимает давления в диапазоне 2·10-5-20 Па.
Таблица П2.2.1. Источники звука
Измерение должно осуществляться на определенных частотах, интервалы которых строго выдерживаются, чтобы перекрыть весь диапазон чувствительности уха человека:
16 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 Гц
Сонометр обладает функцией, способной преобразовывать общий уровень шума в соответствии с кривой чувствительности уха, называемой кривой А. Он воспринимает уровень шума так, как его воспринимает человеческое ухо (дБ (А))
Каждый двигатель имеет характерный спектр шума, включающий шум механического происхождения и шум от системы выпуска отработавших газов (табл. П2.2.2).
Таблица П2.2.2. Шум двигателей Mitsubishi при 1500 об./мин.
Сложение шумов.
Если в наличии имеется два и более источников шума, происходит наложение шумов. Складываются изменения давления. Суммарный уровень шума двух источников (А и В) подсчитывается по формуле:
Lp = 10 log (PA2 + PB2) / Р0,
где РА, PB – акустическое давление звуковой волны источников А и В; Р0 – исходное акустическое давление, Па.
Норма ЕЭС (СЕЕ 84.236) ограничивает звуковую мощность LWA=100 на нагрузке 75 % от номинальной мощности двигателей для всех генераторных установок (ДГУ) для публичного и частного использования.
Звуковая мощность рассчитывается от величины акустического давления, иначе говоря, уровня шума, измеряемого сонометром:
LW(A) = Lp(A) + 10log(S / S0),
где LW(A) – звуковая мощность; Lp(A) – акустическое давление; S – площадь сферы измерения радиусом R; S0 – контрольная площадь (1 м2).
Примечание
С увеличением расстояния R уменьшается величина Lp (A). Но с увеличением расстояния R увеличивается и величина S. Эти величины изменяются пропорционально, следовательно величина LW(A) остается постоянной независимо от расстояния и формы поверхности измерений.
Нормы измерений.
Существующие нормы определяют величину R в зависимости от размера ДГУ (L – наибольший размер ДГУ):
• L < 1,5 м – R = 4 м;
• 1,5 < L < 4 м – R = 10 м;
• L > 4 м – R = 16 м.
Этими же нормами определяются 6 точек измерений на сфере. Среднее этих измерений используется для расчета LW (A)
Ограничение акустической мощности, а не акустического давления позволяет ввести эквивалент негативного влияния, оказываемого ДГУ независимо от ее размера и мощности.
Независимо от размера ДГУ энергия звука, производимая двигателем, остается неизменной, и два ДГУ различного размера при одинаковой величине LW(A) внесут одинаковое возмущение в окружающую среду.
Напротив, чем больше размер ДГУ, тем больше площадь излучения звука и, следовательно, выше значение 10log(5). Для обеспечения LW(A) = 100 потребуется меньшее значение Lp(A), а следовательно более эффективная звукоизоляция.