ГОСТ 30530-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Шум

МЕТОДЫ РАСЧЕТА
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ШУМОВЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК СТАЦИОНАРНЫХ МАШИН

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский институт полиграфического машиностроения» (АО «НИИполиграфмаш»)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 12 от 21 ноября 1997 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Белоруссия	Госстандарт Белоруссии
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикгосстандарт
Туркменистан	Главная государственная инспекция Туркменистана

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28 апреля, 1998 г. № 158 межгосударственный стандарт ГОСТ 30530-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 12.1.023-80 в части 2.4, 2.6-2.8

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2001 г.

Введение

Настоящий стандарт - второй (первый - ГОСТ 27409) из серии стандартов, устанавливающих принципы, правила и методы технического нормирования шума машин, а также порядок обеспечения нормативных значений шумовых характеристик при разработке оборудования.

Цели разработки настоящего стандарта - обеспечить проведение технического нормирования шума машин на базе санитарного нормирования и дать разработчикам, изготовителям и пользователям машин средства для определения предельных значений шумовых характеристик, удовлетворение которым гарантирует выполнение санитарных норм шума на рабочих местах с учетом условий эксплуатации оборудования в цехах промышленных предприятий: групповая установка машин и наличие отраженного звука от ограждающих поверхностей помещения.

Применение стандарта позволит:

- формулировать требования к шумовым характеристикам оборудования;

- при разработке машин определять необходимость и экономическую целесообразность реализации мероприятий по снижению шума в источнике, т.е. проводить акустическое проектирование машин;

- при постановке машин на производство предлагать, при необходимости, мероприятия по снижению шума на пути его распространения от источника до рабочего места;

- оценивать уровень выпускаемой техники на соответствие требованиям к шуму, т.е. определять качество акустической проработки конструкции машины;

- определять необходимость проведения работ, направленных на снижение шума выпускаемого оборудования.

Задачи разработки стандарта - установить методы расчета предельно допустимых шумовых характеристик (ПДШХ) стационарных машин, являющихся технической нормой шума машин по ГОСТ 27409, которые позволяют учесть различные условия эксплуатации промышленного оборудования.

Основное назначение ПДШХ - служить ориентиром для разработчиков малошумной техники и проектировщиков помещений с источниками шума. В связи с этим ПДШХ обязательно должны быть указаны в техническом задании на разработку или проект.

Изготовители и покупатели машиностроительной продукции также должны иметь информацию о ПДШХ, с тем чтобы представлять, в каких случаях производимая (приобретаемая) продукция удовлетворяет требованиям безопасности, а в каких необходимо дополнительное снижение ее акустической активности или применение вторичных мер по снижению шума на пути его распространения от источника до рабочего места.

Настоящий стандарт устанавливает два метода расчета значений ПДШХ машин: для случая равномерного размещения в помещении однотипного оборудования и для случая произвольного расположения машин различных типов. В первом случае расчет базируется на принятом в ГОСТ 12.1.023 алгоритме, когда совместное функционирование источников звука учитывается с помощью двух интегральных параметров: поправки на групповую установку машин, значения которой определены эмпирически, и поправки на акустические характеристики помещения. Во втором случае решают конкретную обратную задачу с учетом схемы расположения оборудования и рабочих мест в помещении.

Оба метода предназначены для расчета предельно допустимых значений октавных уровней звуковой мощности, которые являются исходными данными для расчета предельно допустимых значений остальных шумовых характеристик: корректированного уровня звуковой мощности, уровней звука и звукового давления излучения. Соответствующие процедуры расчета также установлены настоящим стандартом.

Диапазон частот ограничен 45-11200 Гц. После разработки методов расчета шумовых характеристик в октавной полосе со среднегеометрической частотой 31,5 Гц они будут введены в настоящий стандарт.

Стандарт имеет рекомендательный характер. Он предназначен, в первую очередь, заказчикам и разработчикам оборудования, а также проектировщикам производственных помещений для обеспечения контрактных отношений в части соблюдения санитарных норм шума на рабочих местах. Он может быть использован изготовителями (поставщиками) машиностроительной продукции для оценки допустимости шума машины в регламентированных условиях эксплуатации и определения мер по устранению ограничений на использование машин, налагаемых санитарными нормами шума.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 3 2 Нормативные ссылки. 3 3 Определения. 3 4 Рассчитываемые величины.. 3 5 Методы расчета предельно допустимых значений октавных уровней звуковой мощности. 3 5.1 Общие положения. 3 5.2 Метод обратной задачи. 4 5.3 Метод поправок. 5 6 Расчет предельно допустимых значений корректированных уровней звуковой мощности, уровней звука и звукового давления излучения на рабочих местах и в других характерных точках. 6 Приложение А Метод решения системы уравнений. 6 Приложение Б Расчет элементов матрицы системы уравнений. 8 Приложение В Оптимизация предельно допустимых значений уровней звуковой мощности. 11 Приложение Г Повышение предельно допустимых значений уровней звуковой мощности путем выбора рационального положения рабочего места. 13 Приложение Д Сведения о программе PDHX для расчета предельно допустимых значений уровней звуковой мощности с помощью ЭВМ.. 14 Приложение Е Пример расчета ПДШХ методом обратной задачи. 14 Приложение Ж Библиография. 17

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Шум

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ШУМОВЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК СТАЦИОНАРНЫХ МАШИН

Noise. Methods for calculation of limit admissible noise characteristics of
stationary machines

Дата введения 1999-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на машины, механизмы и другое стационарно установленное производственное оборудование (далее - машины), шумовые характеристики которых могут быть определены с помощью методов по ГОСТ 23941, ГОСТ 27243 или по стандартам на машины отдельных видов, а условия эксплуатации приводят к необходимости учета шума, создаваемого одновременно работающими в помещении машинами, и звука, отраженного от ограждающих поверхностей помещения.

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета значений предельно допустимых шумовых характеристик (далее - ПДШХ), принятых в качестве нормативных значений шумовых характеристик машин по ГОСТ 27409.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.023-80 Система стандартов безопасности труда. Шум. Методы установления значений шумовых характеристик стационарных машин

ГОСТ 12.1.026-80 Система стандартов безопасности труда. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью. Технический метод

ГОСТ 23941-79 Шум. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования

ГОСТ 27243-87 Шум. Ориентировочный метод определения уровня звуковой мощности шума машин при помощи образцового источника звука

ГОСТ 27409-97 Шум. Нормирование шумовых характеристик стационарного оборудования. Основные положения

3 Определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями по ГОСТ 27409.

4 Рассчитываемые величины

4.1 Рассчитывают предельно допустимые значения следующих шумовых характеристик:

- корректированного уровня звуковой мощности L_WA дБ A;

- октавного уровня звуковой мощности L_W, дБ;

- уровня звука излучения на рабочем месте и в других характерных точках L_pA, дБ A;

- октавного уровня звукового давления излучения на рабочем месте и в других характерных точках L_p, дБ.

4.2 Предельно допустимые значения октавных уровней звуковой мощности L_W и октавных уровней звукового давления излучения L_p вычисляют в диапазоне частот 45-11300 Гц в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

5 Методы расчета предельно допустимых значений октавных уровней звуковой мощности

5.1 Общие положения

Предельно допустимые значения октавных уровней звуковой мощности рассчитывают методами:

- обратной задачи;

- поправок.

Метод обратной задачи используют при эксплуатации машин различных типов, произвольным образом расположенных в помещении. Метод поправок применяют при эксплуатации однотипного оборудования, равномерно расположенного в помещении.

Допускается использовать специальные методы расчета ПДШХ в соответствии с нормативными документами на машины конкретных типов, учитывающими особенности эксплуатации, конструкции машины, а также эффективность средств защиты от воздушного шума, предусмотренных в проекте, задающем условия эксплуатации машины.

5.2 Метод обратной задачи

5.2.1 В соответствии с заданными условиями эксплуатации машин в помещении определяют число п одновременно работающих машин и число п_p рабочих мест. По схеме расположения оборудования каждой машине присваивают порядковый номер j от 1 до п и каждому рабочему месту - порядковый номер j от 1 до п_p.

5.2.2 Предельно допустимые значения звуковой мощности в октавных полосах частот определяют, решая систему линейных алгебраических уравнений (далее - система или система уравнений)

, (1)

где Р_i - предельно допустимое значение звуковой мощности в октавной полосе частот i-й машины, Вт;

а_ji - элементы матрицы системы, м^-2;

I- предельно допустимое значение интенсивности звука в октавной полосе частот на рабочем месте, Вт/м².

Алгоритм рекомендуемого метода решения системы дан в приложении А.

5.2.3 Элементы а_ji матрицы системы (1) состоят из двух слагаемых:

, (2)

где

- слагаемое, описывающее долю прямого звука, приходящего в j-ю точку от i-го источника шума, м^-2;

 

- слагаемое, описывающее долю отраженного звука в j-й точке для i-го источника шума, м^-2.

Значения слагаемых зависят от взаимного расположения рабочих мест и источников шума, а также от акустических характеристик помещения. Способ их вычисления приведен в приложении Б.

5.2.4 Предельно допустимые значения интенсивности звука I в октавных полосах частот определяют по формуле

I = I10^0,1L, (3)

где I - опорное значение интенсивности звука, I = 1 пВт;

L - предельно допустимое значение уровня звукового давления в октавной полосе частот на рабочих местах по ГОСТ 12.1.003, дБ.

5.2.5 Предельно допустимые значения октавных уровней звуковой мощности L_W вычисляют по предельно допустимым значениям звуковой мощности Р по формуле

, (4)

где Р - опорное значение звуковой мощности, равное 1 пВт.

5.2.6 При наличии в помещении только одного рабочего места предельно допустимые значения октавных уровней звуковой мощности машин L_Wi вычисляют по формуле

(5)

где а_1j - элемент а_ji, матрицы системы (1), соответствующий i-й машине и единственному рабочему месту (j = 1), м^-2;

а = 1 м^-2.

5.2.7 Допускается, используя фактические значения октавных уровней звуковой мощности машин, оптимизировать рассчитанные по 5.2.2-5.2.6 значения ПДШХ, повышая их для машин, являющихся мощными источниками шума, за счет понижения до фактических значений рассчитанных предельно допустимых значений уровней звуковой мощности машин - слабых источников шума.

Фактические значения уровней звуковой мощности следует принимать по нормативной и технической документации на машины. Для разрабатываемых машин следует использовать данные о шумовых характеристиках машин, принятых при разработке за прототип.

Процедуры оптимизации, а также определения мощных и слабых источников шума приведены в приложении В.

5.2.8 Допускается повышать рассчитанные по 5.2.2 - 5.2.7 значения ПДШХ путем изменения положения рабочего места в помещении, если это положение не фиксировано выполняемым технологическим процессом. Алгоритм соответствующей процедуры повышения значений ПДШХ дан в приложении Г.

5.2.9 Расчеты по 5.2.2 - 5.2.8 выполняют для каждой октавной полосы нормируемого диапазона частот из указанных в 4.2.

Расчеты могут быть выполнены на персональной ЭВМ (ПЭВМ) с помощью программы PDHX, сведения о которой даны в приложении Д.

5.3 Метод поправок

5.3.1 Предельно допустимые значения уровней звуковой мощности в октавных полосах частот определяют по формуле

 

, (6)

где L_W - предельно допустимое значение уровня звуковой мощности машины в октавной полосе частот, дБ;

L - предельно допустимое значение уровня звукового давления в октавной полосе частот на рабочих местах по ГОСТ 12.1.003, дБ;

S - площадь воображаемой поверхности, окружающей машину и удаленной на одинаковое расстояние d от ее внешнего контура, м²;

S₁ = 1 м²_;

DL_пом - поправка, учитывающая влияние отраженного звука в помещении, дБ;

DL_груп - поправка на групповую установку машин, дБ.

Если фактические значения октавных уровней звукового давления на рабочих местах при типовых условиях эксплуатации машины меньше установленных ГОСТ 12.1.003, они должны быть подставлены в формулу (6) в качестве L.

5.3.2 Площадь воображаемой поверхности определяют при расстоянии d:

- менее или равном 1м - аналогично площади измерительной поверхности по ГОСТ 12.1.026*, принимая d = 1 м;

- более 1 м - по формуле

S = 2pR², (7)

где R - расстояние от рабочего места до акустического центра машины, м. За акустический центр принимают проекцию геометрического центра огибающего машину параллелепипеда на пол.

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51401-99.

5.3.3 Поправку DL_пом вычисляют по формуле

, (8)

где a - коэффициент звукопоглощения в помещении (способ вычисления a дан в приложении Б);

S_п. - параметр, зависящий от формы помещения, м².

Для соразмерных помещений значение S_п равно суммарной площади S_огр ограждающих поверхностей (стен, пола, потолка) помещения. Для несоразмерных помещений S_п = 10H², где Н - высота помещения, м.

5.3.4 Поправку DL_груп принимают по таблице 1.

Для одиночно устанавливаемых машин в типовых условиях эксплуатации принимают DL_груп= 0 дБ.

Для машин конкретного типа допускается устанавливать другие значения DL_груп, обоснованные расчетами или экспериментально.

Таблица 1 - Значения поправки DL_груп, дБ, в зависимости от числа рядов машин в помещении и расстояния между машинами

Число рядов машин в помещении	Расстояние между машинами, м, менее или равно
	3	5	8	10	15	20
1	5	4	3	2	1	1
2 и более	9	7	5	4	3	2

6 Расчет предельно допустимых значений корректированных уровней звуковой мощности, уровней звука и звукового давления излучения на рабочих местах и в других характерных точках

6.1 Предельно допустимые значения корректированных уровней звуковой мощности L_WA вычисляют по допустимым значениям октавных уровней звуковой мощности L_W по формуле

, (9)

где К_Ai - поправочный коэффициент, соответствующий частотной характеристике А шумомера для i-й октавной полосы, дБ.

Значения К_A для октавных полос приведены в таблице 2.

Таблица 2- Значения поправочного коэффициента K_А, соответствующего частотной характеристике А шумомера для октавных полос

Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц	KА, дБ	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц	KА, дБ
63	-26,0	1000
125	-16,1	2000	1,2
250	-8,6	4000	1,0
500	-3,2	8000	-1,1

Примечание - При использовании метода обратной задачи допускается оптимизировать и повышать предельно допустимые значения корректированных уровней звуковой мощности Р_Ai в соответствии с 5.2.7 и 5.2.8. При этом значение среднего коэффициента звукопоглощения в помещении, необходимое для расчета слагаемого

, следует определять по формулам (Б.7) - (Б.9).

6.2 Предельно допустимые значения уровней звука и октавных уровней звукового давления излучения вычисляют по допустимым значениям корректированных уровней звуковой мощности и октавных уровней звуковой мощности по формулам:

 

; (10)

 

, (11)

где S и S₁, - те же величины, что в 5.3.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Метод решения системы уравнений

А.1 Решение системы (1) выполняют с помощью метода подбора, схему которого используют в вычислительной практике для решения некорректно поставленных обратных задач. Рассматривают совокупность прямых задач и, начиная с нулевого приближения, решение системы подбирают таким образом, чтобы на каждом следующем k-м шаге приближения значение интенсивности звука

, вычисленное по формуле

 

, (A.1)

приближалось к допустимому значению I, стоящему в правой части системы (1).

В формуле (А.1)

- решение системы (1) на k-м шаге приближения; а_ji, п, п_p - те же величины, что в формуле (1).

А.2 За нулевое приближение принимают допустимые значения звуковой мощности машин, соответствующие их индивидуальной работе и определяемые по формуле

, (A.2)

где индекс j_i - номер рабочего места, ближайшего к i-й машине.

А.3 Каждое следующее (k + 1) приближение определяют с помощью рекурентной формулы

 

где

- коэффициент, показывающий, во сколько раз для k-го шага приближения значение интенсивности звука

шума, создаваемого i-й машиной на j-м рабочем месте, меньше максимального значения

:

- коэффициент, показывающий, во сколько раз для k-го шага приближения вычисленное по формуле (А.1) значение интенсивности суммарного шума

, создаваемого всеми машинами на j-м рабочем месте, отличается от допустимого значения I:

 

.

А.4 Процесс подбора решения системы (далее - процесс подбора или подбор) для j-го рабочего места прекращается, если выполняется одно из условий

 

, (А.4)

где ? - допускаемая погрешность расчета, дБ.

Вычисления повторяют последовательно для каждого рабочего места, начиная с первого, при этом в качестве нулевого приближения для каждого последующего рабочего места принимают значения

, обеспечивающие выполнение условий (А.4) на предыдущем рабочем месте.

После завершения процесса подбора для последнего рабочего места вычисляют по формуле (А.1) для каждого рабочего места значения

(К - общее число шагов приближения) и сравнивают их с допустимым значением I. Если для какого-либо рабочего места значение

оказывается более чем в 10^0,1D раз меньше допустимого значения I, повышают определенное в результате подбора значение мощности ближайшей к этому рабочему месту машины в 1/g^(K) раз. Процедуру повышения значений звуковых мощностей отдельных машин повторяют до тех пор, пока на всех рабочих местах не будет выполнено условие

 

(A.5)

А.5 Определенные в соответствии с процедурами А.2 - А.4 значения звуковых мощностей машин принимают за допустимые значения.

А.6 В соответствии с описанным алгоритмом составлена программа численного решения системы (1) для персонального компьютера, совместимого с IBM PC/XT/AT. В виде подпрограммы она включена в состав общей программы PDHX, сведения о которой даны в приложении Д.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Расчет элементов матрицы системы уравнений

Б.1 Расчет слагаемого

описывающего долю прямого звука

Б.1.1 Слагаемое

рассчитывают по формуле

 

, (Б.1)

где k_ji- параметр, учитывающий влияние ближнего звукового поля на значения уровней шума, создаваемого i-й машиной на j-м рабочем месте;

S_ji- площадь воображаемой поверхности, проходящей через j-е рабочее место, окружающей i-ю машину и удаленной на одинаковое расстояние d_ji от огибающего ее параллелепипеда, м².

Б.1.2 Параметр k_ji определяют по графику на рисунке Б.1 в зависимости от отношения расстояния R_ji, от акустического центра i-й машины до j-го рабочего места к максимальному размеру l_{max i}i-й машины.

Рисунок Б.1 - График для определения параметра ?_ji учитывающего влияние ближнего звукового поля на значения уровней шума, создаваемого i-й машиной на j-м рабочем месте

Б.1.3 Площадь S_ji, вычисляют по формулам:

- при R_jiменее 2 l_{max i}

S_ji = 4(e_jif_ji + f_jig_ji + e_jig_ji), (Б.2)

где e_ji, f_ji и g_ji - размеры воображаемой поверхности S_ji м:

 

 

l_i1, l_i2, l_i3 - размеры i-й ма;