Под термином "шум" понимают любой неприятный или нежелательный звук либо их сочетание, которые мешают восприятию полезных сигналов, нарушают тишину, отрицательно влияют на организм человека, снижают его работоспособность.

Звук как физическое явление - это механические колебания упругой среды в диапазоне слышимых частот. Звук как физиологическое явление - это ощущение, воспринимаемое органом слуха при воздействии на него звуковых волн.

Звуковые волны возникают всегда, если в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды (газообразной, жидкой или твердой) колеблются вследствие воздействия на них любой возбуждающей силы. Однако не все колебательные движения воспринимаются органом слуха как физиологическое ощущение звука. Ухо человека может слышать лишь колебания, частота которых составляет от 16 до 20 000 в 1 с. Ее измеряют в герцах (Гц). Колебания с частотой до 16 Гц называются инфразвуком, более 20 000 Гц - ультразвуком, и ухо их не воспринимает. В дальнейшем будет идти речь лишь о слышимых ухом звуковых колебаниях.

Звуки могут быть простыми, состоящими из одного синусоидального колебания (чистые тона), и сложными, характеризующимися колебаниями различных частот. Звуковые волны, распространяемые в воздухе, называются воздушным звуком. Колебания звуковых частот, распространяющиеся в твердых телах, называют звуковой вибрацией, или структурным звуком.

Часть пространства, в которой распространяются звуковые волны, называют звуковым полем. Физическое состояние среды в звуковом поле, или, точнее, изменение этого состояния (наличием волн), характеризуется звуковым давлением (р). Это избыточное переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному в среде, где проходят звуковые волны. Измеряют его в ньютонах на квадратный метр (Н/м2) или в паскалях (Па).

Звуковые волны, возникающие в среде, распространяются от точки их появления - источника звука. Необходим определенный отрезок времени, чтобы звук достиг другой точки. Скорость распространения звука зависит от характера среды и вида звуковой волны. В воздухе при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении скорость звука составляет 340 м/с. Скорость звука (с) не следует смешивать с колебательной скоростью частиц (v) среды, являющейся знакопеременной величиной и зависящей как от частоты, так и от величины звукового давления.

Длиной звуковой волны (к) называется расстояние, на которое колебательное движение распространяется в среде за один период. В изотропных средах она зависит от частоты и скорости звука, а именно:

Частота колебаний определяет высоту звучания. Общее количество энергии, которая излучается источником звука в окружающую среду за единицу времени, характеризует поток звуковой энергии, определяется в ватах (Вт). Практический интерес представляет не весь поток звуковой энергии, а лишь та его часть, которая достигает уха или диафрагмы микрофона. Часть потока звуковой энергии, которая приходится на единицу площади, называется интенсивностью (силой) звука, ее измеряют в ваттах на 1 м2. Интенсивность звука прямо пропорциональна звуковому давлению и колебательной скорости.

Звуковое давление и интенсивность звука изменяются в большом диапазоне. Но ухо человека улавливает быстрые и незначительные изменения давления в определенных пределах. Существуют верхний и нижний пределы слуховой чувствительности уха. Минимальная звуковая энергия, формирующая ощущение звука, называется порогом слышимости, или порогом восприятия, для принятого в акустике стандартного звука (тона) частотой 1000 Гц и интенсивностью 10~12 Вт/м2. Звуковая волна большой амплитуды и энергии оказывает травмирующее действие, обусловливает появление неприятных ощущений и боли в ушах. Это верхний предел слуховой чувствительности - порог болевого ощущения. Он отвечает звуку частотой 1000 Гц при его интенсивности 102 Вт/м2 и звуковом давлении 2 х 102 Па. Способность слухового анализатора воспринимать большой диапазон звукового давления объясняется тем, что он улавливает не разницу, а кратность изменения абсолютных величин, характеризующих звук. Поэтому измерять интенсивность и звуковое давление в абсолютных (физических) единицах сверхсложно и неудобно.

В акустике для характеристики интенсивности звуков, или шума, используют специальную измерительную систему, где учтена почти логарифмическая зависимость между раздражением и слуховым восприятием. Это шкала белов (Б) и децибелов (дБ), отвечающая физиологическому восприятию и дающая возможность резко сократить диапазон значений измеряемых величин. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Например, если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале она отвечает увеличению на 1, 2, 3 единицы. Логарифмическая единица, которая отражает десятикратную степень повышения интенсивности звука над порогом чувствительности, называется белом, т. е. это десятичный логарифм отношения интенсивности звуков.

Следовательно, для измерения интенсивности звуков в гигиенической практике пользуются не абсолютными величинами звуковой энергии или давления, а относительными, которые выражают отношение энергии или давления данного звука к пороговым для слуха величинам энергии или давления. Диапазон энергии, который воспринимается ухом как звук, составляет 13-14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей, которая в 10 раз меньше, - децибелом. Эти величины называются уровнями интенсивности звука или звукового давления.

После стандартизации порогового значения Р0 уровни звукового давления, определяемые относительно него, стали абсолютными, так как они однозначно отвечают значениям звукового давления.

Звуковую энергию , излучаемую источником шума, распределяют по частотам. Поэтому необходимо знать, как распределяется уровень звукового давления, т. е. частотный спектр излучения.

В настоящее время гигиеническое нормирование осуществляется в звуковом диапазоне частот от 45 до 11 200 Гц.

Часто приходится складывать уровни звукового давления (звука) двух и более источников шума или находить их среднее значение. Производят последовательное сложение уровней звукового давления, начиная с максимального. Сначала определяют разницу между двумя составляющими уровнями звукового давления, после чего по разнице, определенной с помощью таблицы, находят слагаемое. Его приплюсовывают к большему из составляющих уровней звукового давления. Аналогичные действия производят с определенной суммой двух уровней и третьим уровнем и т. д.

Большинство шумов содержит звуки почти всех частот слухового диапазона, но отличается разным распределением уровней звукового давления по частотам и их изменением во времени. Классифицируют шумы, действующие на человека, по их спектральным и временным характеристикам.

По характеру спектра шумы разделяют на широкополосные с беспрерывным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.

По виду спектра шумы могут быть низкочастотными (с максимумом звукового давления в области частот менее 400 Гц), среднечастотными (с максимумом звукового давления в области частот 400-1000 Гц) и высокочастотными (с максимумом звукового давления на участке частот свыше 1000 Гц). При наличии всех частот шум условно называют белым.

По временной характеристике шумы разделяют на постоянные (уровень звука изменяется во времени не более чем на 5 дБА) и непостоянные (уровень звука изменяется во времени на более чем 5 дБА).

К постоянным могут быть отнесены шумы постоянно работающих насосных или вентиляционных установок, оборудования промышленных предприятий (воздуходувки, компрессорные установки, различные испытательные стенды).

Непостоянные шумы , в свою очередь, делят на колебательные (уровень звука все время меняется), прерывистые (уровень звука резко падает до фонового несколько раз за период наблюдения, причем продолжительность интервалов, в течение которых уровень шума остается постоянным и превышает фоновый, составляет 1 с и более) и импульсные (состоящие из одного или нескольких последовательных ударов продолжительностью до 1 с), ритмичные и неритмичные.

К непостоянному относится шум транспорта. Прерывистый шум - это шум от работы лебедки лифта, периодически включающихся агрегатов холодильников, некоторых установок промышленных предприятий или мастерских.

К импульсным могут быть отнесены шумы от пневматического молотка, кузнечно-прессового оборудования, хлопанья дверьми и т. п.

По уровню звукового давления шум делят на низкий, средней мощности, сильный и очень сильный.

Методы оценки шума зависят, прежде всего, от характера шума. Постоянный шум оценивают в уровнях звукового давления (L) в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Это основной метод оценки шума.

Для оценки непостоянных шумов, а также ориентировочной оценки постоянных шумов используют термин "уровень звука", т. е. общий уровень звукового давления, который определяют шумомером на частотной коррекции А, характеризующей частотные показатели восприятия шума ухом человека1. Непостоянные шумы принято оценивать по эквивалентным уровням звука. Эквивалентный (по энергии) уровень звука (LA экв, дБА) определенного непостоянного шума - это уровень звука постоянного широкополосного неимпульсного шума, который имеет то же среднеквадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного времени.

Классификация шумов

Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

Поспектру

· Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По характеру спектра

По характеру спектра шумы подразделяют на:

• · широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
• · тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

• · низкочастотный (
• · среднечастотный (400-1000 Гц)
• · высокочастотный (>1000 Гц)

Повременныммхарактеристикам

• · постоянный;
• · непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По природе возникновения

• · Механический
• · Аэродинамический
• · Гидравлический
• · Электромагнитный

Акустический шум

Основные источники шума и его воздействие на организм человека

Среди проблем оздоровления окружающей среды борьба с шумами является одной из актуальнейших. В крупных городах шум является одним из основных физических факторов, формирующих условия среды обитания.

Рост промышленного и жилищного строительства, бурное развитие различных видов транспорта, все большее применение в жилых и общественных зданиях сантехнического и инженерного оборудования, бытовой техники привели к тому, что уровни шума в селитебных зонах города стали сравнимы с уровнями шумов на производстве.

Шумовой режим крупных городов формируется главным образом автомобильным и рельсовым транспортом, составляющим 60-70% всех шумов. Заметное влияние на уровень шума оказывает увеличение интенсивности воздушных перевозок, появление новых мощных самолетов и вертолетов, а также железнодорожный транспорт, открытые линии метро и метро мелкого заложения.

Вместе с тем, в некоторых крупных городах, где предпринимаются меры по улучшению шумовой обстановки наблюдается снижение уровней шума. Так, в Минске в последние десятилетия уровень шума снижается примерно на 4 дБ в 5 лет. Это обусловлено такими причинами как обновление транспортного парка при постоянном росте потоков грузовых и легковых перевозок, расширением сети метро и т.п.

Основными источниками производственных шумов, формирующих шумовой режим в рабочей зоне и оказывающих определенное влияние на уровни шума прилегающих жилых районов, являются: метало- и деревообрабатывающее оборудование, энергетические и вентиляционные установки, внутризаводской транспорт и др.

Предполагается, что тенденция роста шума в ближайшие десятилетия сохранится, что обусловливается, прежде всего, ростом автомобильного и других видов транспорта, развитием промышленности, механизацией сельского хозяйства и т.п.

Акустический шум определяется как совокупность различных по силе и частоте звуков, возникающих в результате колебательного движения частиц в упругих средах (твердых, жидких, газообразных).

Звуковые ощущения возникают в органах слуха при воздействии на них звуковых волн в диапазоне от 16 Гц до 22 тыс. Гц. Звук распространяется в воздухе со скоростью 344 м/с.

Основными количественными характеристиками шума являются интенсивность (Вт/м2), звуковое давление P(Па), звуковая мощность W(Вт), логарифмические уровни интенсивности или силы звука LI(дБ) и звукового давления LP(дБ).

Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука, т.е. звуки, имеющие различную частоту и интенсивность, могут оцениваться человеком как равногромкие. Это явление иллюстрируется кривыми равной громкости.

При восприятии звуковых сигналов на определенном акустическом фоне может наблюдаться эффект маскировки сигнала.

Эффект маскировки может отрицательно сказываться в акустических индикаторах и может быть использован для улучшения акустической обстановки (напри-мер, в случае маскировки высокочастотного тона низкочастотным, который менее вреден для человека.

С биологической точки зрения шумом может считаться любой нежелательный звук, мешающий восприятию полезных звуков в виде сигналов и речи.

По происхождению шум может быть механическим, аэрогидродинамическим и электромагнитным.

Механический шум возникает в результате ударов в сочленяющихся частях машин, их вибрации, что имеет место при механической обработке деталей, в зубчатых передачах, в подшипниках качения и т.п. Мощность звукового излучения поверхности, совершающей колебания, зависит от интенсивности колебаний вибрирующих поверхностей, из размеров, формы, способов крепления и др.

Аэрогидродинамический шум появляется в результате пульсации давления в газах при их движении в трубопроводах и каналах (турбомашины, насосные агрегаты, вентиляционные системы, компрессоры и т.п.).

Электромагнитный шум является результатом растяжения и изгиба ферромагнитных материалов при воздействии на них переменных электромагнитных полей (электрических машин, трансформаторов, дросселей и т.п.).

Воздействие шума на человека проявляется от субъективного раздражения до объективных патологических нарушений функции органов слуха, центральной нервной системы, сердечно сосудистой системы, внутренних органов.

Характер шумового воздействия обусловлен его физическими характеристиками (уровнем, спектральным составом и т.п.), длительностью воздействия и психофизиологическим состоянием человека.

Под воздействием шума снижается внимание, работоспособность. Шум нарушает сон и отдых людей.

Все разнообразие невротических и кардиологических расстройств, нарушения функций желудочно-кишечного тракта, слуха и т.д., которые возникают под влиянием шума, объединяется в симптомокомплекс «шумовой болезни».

Нормирование и гигиеническая оценка шумов

Слуховой анализатор человека способен воспринимать звуковые колебания в определенном диапазоне, как частот, так и интенсивностей, ограниченном верхним и нижним порогами, зависящими от звуковой частоты.

Для гигиенической оценки шума в качестве количественных характеристик используются не абсолютные значения интенсивности или звукового давления, а логарифмические уровни этих величин, определяемые отношением их к условному ну-левому уровню, соответствующему порогу слышимости на частоте 1000 Гц (и).

В связи с тем, что вредность шума зависит не только от его интенсивности, но и от частоты звуковых колебаний (высокочастотные шумы более вредны), при гигиенической оценке шума определяется не только общий уровень звукового давления, но и относительное распределение звуковой энергии по всей области звуковых частот.

Для этого спектр шума разбивается на отдельные частотные полосы, в каждой из которых определяется уровень звукового давления.

За ширину полосы принята октава, т.е. интервал частот, в котором высшая частота в два раза больше низшей частоты.

Весь звуковой диапазон разбит на восемь октав со следующими среднегеометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Октавные уровни звукового давления оцениваются в дБ, а общий уровень - в дБА, измеряемый по шкале «А» шумомера. В этом случае к фактическому уровню автоматически вносится поправка (коррекция) в соответствии с частотной характеристикой чувствительности слухового анализатора.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона, превышающие уровни в одной полосе, по сравнению с соседними, не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы делятся на постоянные, уровень звука на которых в течение рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБА, и непостоянные, уровень звука которых в течение рабочего дня изменяется более чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы бывают: колеблющиеся, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более, а уровень звука на 5 дБА и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука отличаются не менее чем на 7 дБА.

Допустимые уровни постоянных и непостоянных шумов регламентируются для производственных условий труда в зависимости от назначения производственного помещения или характера выполняемых работ и от характеристик шума, а для населенных мест - в зависимости от времени суток (ночное, дневное), места (внутри жилых комнат, в зоне отдыха) и вида жилого помещения.

Основным нормируемым параметром (характеристикой) постоянного шума на рабочем месте являются октавные уровни звуковых давлений в дБ. Правилами допускается использование уровня звука в дБА при ориентировочной оценке акустических условий.

Дополнительно для колеблющегося и прерывистого шума ограничивают максимальные уровни звука в дБА, измеренные на временной характеристике «медленно» (110 дБА), а для импульсного шума - максимальный уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «импульс» (125 дБА).

Принципы, методы и средства борьбы с шумами

Для защиты от шума применяются следующие основные принципы: снижение шума в источнике, ослабление его на пути распространения и применение административных (организационных) мер.

Устранения или ослабления шума в источнике достигают применением ряда конструктивных и технологических методов, в том числе: заменой механизмов ударного действия безударными; возвратно-поступательных движений вращательными; подшипников качения подшипниками скольжения; металлических деталей деталями из пластмасс или других незвучных материалов; соблюдением минимальных допусков в сочленениях; балансировкой движущихся деталей и вращающихся масс, смазкой, заменой зубчатых передач клиноременными и гидравлическими и т.п.

Так, замена прямозубых шестерен шевронными дает снижение шума на 4-5 дБ, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными - на 8-10 дБ, подшипников качения на подшипники скольжения - на 12-14 дБ. Применение текстолистовых или капроновых шестерен в паре со стальными позволяет снизить шум на 9-11 дБ.

Ослабление шума на пути распространения достигается звукоизоляцией, звукопоглощением и применением архитектурно-планировочных и строительно-акустических методов.

На производстве звукоизоляция реализуется устройством различных преград на пути распространения звуковых волн: кожухов, акустических экранов, кабин, выгородок, звукоизолирующих перегородок между помещениями и др. В жилой зоне с этой целью используют естественные или искусственные экраны.

Звукопоглощение используется для снижения отражения звуковой энергии от поверхностей преграды, а также увеличения звукопоглощающего фонда внутри производственных и других помещений и улучшения их акустических характеристик (сокращения времени реверберации).

Для звукопоглощения используются пористо-волокнистые материалы, звукопоглощающие свойства которых зависят от структуры материала, толщины слоя, частоты звука и наличия воздушного промежутка между слоем материала и отражающей стенкой.

В пористых материалах энергия звуковых волн частично переходит в тепловую за счет трения воздуха в порах и рассеивается. В качестве звукопоглощающих материалов и устройств применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волок-но, минеральную вату, пористый поливинилхлорид, древесноволокнистые и минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и перфорированной поверхностью.

Улучшения характеристик производственных и иных помещений добиваются увеличением их эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на их внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также использованием штучных звукопоглотителей и кулис, представляющих собой объемные емкости раз-личной формы, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемых к потолку равномерно по помещению или над источниками шума

Наибольший эффект при акустической обработке помещений достигается в точках, расположенных в зоне отраженного звука, при этом акустически обработанная поверхность должна составлять не менее 60% от общей площади ограничивающих поверхностей.

В узких и высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала (менее 60% от общей площади внутренних поверхностей), рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику шума, либо предусматривать устройство щитов в виде звукопоглощающих кулис.

Архитектурно-планировочные меры, применяемые для улучшения шумового режима в жилых районах, включают в себя ряд градостроительных приемов таких как: вынос из селитебных зон шумных промышленных объектов; использование территориальных разрывов между источниками шума и жилой застройкой; районирование и зонирование жилых территорий и объектов с учетом интенсивности источников шума; использование рельефа местности, специальных искусственных экранов-выемок, насыпей, экранов-стенок, экранов-зданий жилого и нежилого типа, озеленения и др.

Строительно-акустические методы включают в себя различные конструктивные и строительные средства: планировку помещений; использование звукопоглощающих конструкций (стен, перекрытий, окон и т.п.); снижение шума санитарно-технического оборудования и др.

Административные меры заключаются в регламентировании работ промышленных объектов, отдельных агрегатов, машин и оборудования, особой организации движения транспорта и т.п.

В качестве средств для временной защиты людей от шума и в случаях, когда применение других методов борьбы с шумами недостаточно, применяются индивидуальные средства. Они бывают внутреннего и наружного типов. К внутренним относятся вкладыши, закладываемые в слуховой канал уха, а к наружным - наушники, шлемы, каски.

Вкладыши бывают многократного (определенной формы и размеров) и однократного использования. Вкладыши многократного использования изготавливаются из эластичных материалов (литая или пористая резина, пластмассы, эбонит и др.), а для однократного - из рыхлых и легко деформируемых материалов (хлопковая вата, ультра- и супертонкое волокно и др.).

Вкладыши многократного использования более эффективны по сравнению с вкладышами однократного пользования, однако последние более удобны в эксплуатации - облегчают их подбор, не вызывают болевых ощущений и раздражений кожи наружного слухового прохода.

Противошумные наушники, шлемы и каски более эффективны, чем вкладыши. Они плотно прилегают к голове вокруг слуховых каналов (что достигается наличием эластичных уплотнительных валиков по краям чашек наушников), создают минимальное раздражающее действие. Однако применять их рекомендуется при высоких уровнях шума (более 120 дБ). Это вызвано тем, что использование их более двух часов может вызывать сильное раздражающее действие.

Основными методами борьбы с аэродинамическими шумами является установка глушителей в сечениях истечения газов и звукоизоляция источника, поскольку методы по их снижению в источнике образования малоэффективны.

Для снижения шума аэродинамических установок и устройств (вентиляционные установки, воздуховоды, пневмоинструмент, газотурбины, компрессоры и др.) применяются поглощающие (активные), отражающие (реактивные) и комбинированные глушители шума.

В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращение звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. Наиболее распространенным элементом активных глушителей являются облицованные звукопоглощающим материалом каналы круглого и прямоугольного сечения. Такие глушители называют трубчатыми. Чтобы достичь большей эффективности снижения звука в канале располагают звукопоглощающие пластины, цилиндры, соты. Такие глушители называют соответственно пластинчатыми, цилиндрическими и сотовыми. Если канал состоит из отдельных камер, то глушители называют камерными.

В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с воздуховодом. Внутренние поверхности этих камер могут облицовываться звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной - как поглотители звука. Таким образом, в комбинированных глушителях добиваются снижения шума как за счет поглощения, так и за счет отражения.

Борьба с шумами электромагнитного происхождения заключается в более плотной прессовке пакетов магнитопроводов (трансформаторов, дросселей и т.п.) и применении демпфирующих материалов.

Акустическое загрязнение окружающей среды

Акустическое загрязнение окружающей среды, интенсивный шум или нежелательный звук, возникающий в результате человеческой деятельности. Хотя звук химически или физически не изменяет и не повреждает окружающую среду, как это происходит при обычном загрязнении воздуха или воды, он может достигать такой интенсивности, что вызывает у людей психологический стресс или физиологические нарушения. В этом случае можно говорить об акустическом загрязнении среды.

Классификация шума

По источнику образования шум подразделяют на:

механический - создается колебаниями твердой или жидкой поверхности;

аэро- и гидродинамический - возникает в результате турбулентности соответственно газовой или жидкой среды;

электродинамический - обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 300 Гц), среднечастотный (от 300 до 800 Гц) и высокочастотный (более 800 Гц).

По характеру спектра шум бывает:

широкополосный - имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы;

тональный - характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области одной-двух октав.

По времени действия различают следующие виды шума:

постоянный - изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня;

непостоянный - уровень его звукового давления за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от среднего уровня.

Непостоянный шум, в свою очередь, можно подразделить на:

колеблющийся - с плавным изменением уровня звука во времени;

прерывистый - характеризуется ступенчатым изменением уровня звукового давления на более чем 5 дБА при длительности интервалов с постоянным уровнем давления звука не менее 1 с;

импульсный - состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1 с.

Классификацию шума важно учитывать при разработке мероприятий по снижению его вредного влияния на работающих. Например, определение источника возникновения шума и выработка соответствующих оптимальных мер противодействия, направленных на уменьшение уровня давления звука, создаваемого его генератором, способствуют повышению работоспособности людей и снижению их заболеваемости.

Определение частотного спектра шума также важно для обеспечения безопасности и гигиены труда. Так, если низкочастотные звуки распространяются в пространстве сферически от источника их образования, то высокочастотные - в виде узконаправленного потока волн. Поэтому шум низкой частоты легче проникает через неплотные преграды и от него нельзя защититься экранированием, которое особенно эффективно при борьбе с распространением высокочастотного шума. Неодинаковое действие на организм человека различных видов шума учитывают при его гигиеническом нормировании.

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

· механические,

· аэродинамические и гидродинамические,

· электромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения и т.п. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков

Аэродинамические и гидродинамические шумы:

·шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

·шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;

·кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами

Шумы электромагнитного происхождения возникают в различных электротехнических изделиях (например при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины).

Шум как гигиенический фактор - это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

Физические параметры

1) Сила Вт/м

2) Частота Гц

3) Амплитуда мин

4) Длина волны м

5) Скорость распространение м/с

6) Звуковое давление Н/м2

Классификация шумов

По спектру

-Стационарный шум - шум, который характеризуется постоянством средних параметров: интенсивности (мощности), распределения интенсивности по спектру (спектральная плотность), автокорреляционной функции. Практически наблюдаемый шум, возникающий в результате действия многих отдельных независимых источников (например, шум толпы людей, моря, производственных станков, шум вихревого воздушного потока, шум на выходе радиопрёмника и др.), является квазистационарным. Классической моделью стационарного шума является белый шум.

-Нестационарный шум - шум, длящийся короткие промежутки времени (меньшие, чем время усреднения в измерителях). К таким шумам относятся, например, уличный шум проходящего транспорта, отдельные стуки в производственных условиях, редкие импульсные помехи в радиотехнике и т. п.

По характеру спектра

Тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается если одна из третьеклассных полос частот превышает остальные не менее чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

Низкочастотный

Среднечастотный

Высокочастотный

По временны́м характеристикам

Постоянный изменяется во времени не более 5 дБА

Непостоянный, изменяется во времени более 5 дБА

который в свою очередь делится на

Колеблющийся (непрерывно изменяющийся во времени),

Прерывистый ступенчато изменяется во времени на 5 и более дБА в сек и более

Импульсный ударный.

По природе возникновения

Механический

Аэродинамический

Гидравлический

Электромагнитный

Проведение измерения шума.

Результаты измерений должны характеризовать шумовое воздействие на работающего за время рабочей смены (рабочего дня). Установлена следующая продолжительность измерения непостоянного шума:

Половина рабочей смены (рабочего дня) или полный технологический цикл. Допускается общая продолжительность измерения 30 минут, состоящая из трех циклов каждый продолжительностью 10 минут – для колеблющегося по времени;

30 минут для импульсного;

Полный цикл характерного действия шума – для прерывистого.

Измерения шума для контроля соответствия фактических уровней шума на рабочих местах допустимым по действующим нормам должны проводиться при работе не менее 2/3 установленных в данном помещении единиц технологического оборудования в наиболее часто реализуемом (характерном) режиме его работы. Во время проведения измерений должно быть включено оборудование вентиляции, кондиционирования воздуха и другие, обычно используемые в помещении устройства, являющиеся источниками шума.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами:

1) по предельному спектру уровня шума метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ.

2) и по дБА. метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Влияние шума на организм многообразно и не ограничивается действием только на слуховой анализатор. В первую очередь, шум воздействует на ЦНС и вегетативную НС, за счет нарушений которой наблюдаются различные изменения во внутренних органах.

Различают специфическое и неспецифическое действие шума:

СПЕЦИФИЧЕСКОЕ действие шума:

нарушение функции центра слуха в височной области головного мозга и слухового анализатора вследствие длительного спазма сосудов звуковоспринимающего аппарата и нарушения обмена веществ, в результате чего развиваются дегенеративные изменения в нервных окончаниях и неврит слухового нерва (профессиональная тугоухость)

Профессиональная патология при воздействии шума называется “шумовая болезнь”, имеющая 3 стадии.

СТАДИИ ШУМОВОЙ БОЛЕЗНИ у человека могут быть выявлены при аудиометрии (определении остроты слуха субъективно или с помощью аудиометра):

1) слуховая адаптация – при действии повышенною уровня шума слуховой порог возрастает на 10-15 дБ (слух снижается на 10-15 ДБ), но через 1-Змин острога слуха приходит к норме (это нормальное физиологическое явление – ЦНС защищает себя от шума);

2) слуховое утомление – снижение остроты слуха на 15-20 дБ в течение часов или суток после прекращения действия шума (предпатология);

3) прогрессирующая тугоухость – постепенная полная потеря слуха на оба уха (высокочастотный шум более 80дБ быстро вызывает снижение слуха и развитие тугоухости при стаже до 5 лет).

Эта стадия шумовой болезни неизлечима, поэтому так важно выявлять шумовую болезнь на стадии слухового утомления и отстранять человека от действия шума.

НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ действие шума:

Под влиянием шума происходит возбуждение коры ГОЛОВНОГО мозга, гипоталамуса и спинного мозга, быстро развивается запредельное торможение, нарушение уравновешенности нервных процесов, затем происходит истощение нервных клеток (раздражительность, эмоц. неуйстойчивость, снижение внимания, памяти, работоспособности). Из гипоталамуса возбуждение поступает в гипофиз и корковое вещество надпочечников – стрессовая реакция в организме. При возбуждении спинного мозга наблюдается переключение перевозбуждения на центры вегетативной нервной системы – изменения функций ССС, ЖКТ и др.

В результате длительного действия интенсивного шума развивается ШУМОВАЯ БОЛЕЗНЬ – общее заболевание с поражением органа слуха, ЦНС, ССС, ЖКТ.

• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (превышение уровня звукового давления в одной из 1/3 октавной полосе над соседними, не менее чем на 10 дБ). Пример тонального шума – писк.
• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

Октава – ступень изменения высоты тона, который соответствует изменение частоты в 2 раза (1/2 октавы соответствует изменению частоты в 1,14 раза, а 1/3 октавы – в 1,25 раза). Слышимые человеком частоты охватывают диапазон 10 октав.

По временным характеристикам шумы разделяются на:

• постоянный , уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера (пример такого шума – шум в котельной);
• непостоянный , уровень звука который за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера. В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:

• колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени (пример такого шума – шум в цехе, где много станков, но работают они не все сразу, а группами);
• прерывистый , уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с. и более (пример такого шума – шум в цехе, где работает один станок);
• импульсный , состоящий из одного или нескольких сигналов, каждый длительностью менее 1 с., при этом уровни звука, измеренные в дБАI и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера отличаются не менее чем на 7 дБ (пример такого шума – работа пресса или молота).

дБА – обозначение уровня звука измеренного на характеристике «А» шемомера.

Основные характеристики звуковых колебаний – частота и амплитуда .

Частота звуковых колебаний воспринимается на слух как высота тона.

Единица измерения частоты – герц – это частота, при которой в 1 секунду происходит 1 колебание. Человек воспринимает звуковые колебания от 16 до 20000 гц.

Амплитуда звуковых колебаний воспринимается на слух как громкость.

Громкость звука растет пропорционально логарифму силы звука. Громкость звука изменится на единицу, если его энергия увеличится или уменьшится в 10 раз.

Единица громкости – бел .

Для практических целей используется десятая часть этой единицы – децибел (дБ).

Звук может состоять из одного чистого тона, но чаще всего он представляет собой сочетание многих тонов различных уровней (громкости) и высот (высокая и низкая частота). Уровень шума измеряется в децибелах (дБ).

Если нам кажется, что звук вызывает беспокойство, это происходит не из-за одной только громкости. Высота звука также является сильным фактором. Высокие тона раздражают сильнее, чем низкие. Чистые звуки могут вызвать беспокойство и поражение слуха даже более сильное, чем сложные тона.

Шумы от разных источников смешиваются друг с другом. Общий уровень шума в любом месте возрастает при увеличении количества источников шума. Однако различные уровни шума нельзя суммировать.

Например: два различных источника шума, каждый с уровнем шума по 80 дб вместе, дают уровень 83 дб, а не 160 дб.

Изменения от 80 до 83 дб воспринимаются ухом так же сильно, как и переход от 40 до 43 дб.

Сила звука (Е) – поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади (Вт/м); изменяется пропорционально квадрату звукового давления. Начальный уровень отсчета энергии звука Е = 10 вт/м.

Если энергия возрастет по отношению к начальному уровню в 10 раз, то громкость воспринимаемого звука увеличится на 10 дБ; энергия вырастет в 100 раз, громкость повысится на 20 дБ; в 1000 раз – на 30 дБ.

Всему диапазону в изменениях энергии звука, который доступен человеку, т.е. изменение примерно в 10 триллионов раз (10 000 000 000 000), соответствует изменение в ощущении громкости всего на 130 дБ.

Звуковое давление (р) – переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний. Единица звукового давления – паскаль (Па).

Уровень звукового давления (N) – отношение данного звукового давления р к нулевому (стандартному) уровню р, выраженному в дБ.

Порог слышимости – наиболее тихий звук (при частоте 1000 Гц), который еще слышит человек. Соответствуют звуковому давлению 2х10-5 Па, принятому в качестве нулевого (стандартного) уровня р.

При частотах ниже 16 или выше 20000 Гц слышимость отсутствует при любых звуковых давлениях.

Болевой порог – звуковое давление, вызывающее болевое ощущение. При частоте 1000 Гц болевой порог – 20 Па (2х102 Па), что соответствует уровню 120 дБ.

Дата публикования: 2015-01-15; Прочитано: 2503 | Нарушение авторского права страницы



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Производственный шум характеризуется спектром , который состоит из звуковых волн разных частот.

При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц — 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.

Спектр шума — распределение уровней звукового давления, интенсивности или мощности пооктавным полосам частот.

Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f 2 = 2 f 1 , называется октавой.

Для более детального исследования шумов иногда используются третьеоктавные полосы частот, для которых:

f 2 = 1,26 f 1 .

Октавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой :

Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (f сг мин = 31,5 Гц, f сг макс = 8000 Гц).

По частотной характеристике различают шумы:

— низкочастотные (f сг < 250);

— cреднечастотные (250 < f сг <= 500);

— высокочастотные (500 < f сг <= 8000).

Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. По этим признакам шумы подразделяют на несколько видов (табл.1).

Таблица 1

Классификация шумов

Способ классификации	Вид шума	Характеристика шума
По характеру спектра шума	широкополосные	Непрерывный спектр шириной более одной октавы
тональные	В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона
По временным характеристикам	постоянные	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ(А)
непостоянные:	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ(А)
колеблющиеся во времени	Уровень звука непрерывно изменяется во времени
прерывистые	Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ(А), длительность интервала 1с и более
импульсные	Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

— механические,

— аэродинамические и гидродинамические,

— электромагнитные.

При работе различных механизмов, агрегатов, оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы.

Любой источник шума характеризуется, прежде всего, звуковой мощностью.

Звуковая мощность источника W , Вт – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S , то звуковая мощность источника:

где I(S) , P(S) – законы распределения интенсивности звука и звукового давления по поверхности S .

Для характеристики источника шума используется также уровень звуковой мощности LW , дБ:

LW = 10 lg (W /W 0),

где W 0 =I 0 * S 0 = 10-12Вт — пороговая звуковая мощность на частоте 1000 Гц.

Для определения уровня звуковой мощности источника на некотором одинаковом от него расстоянии r в n точках измеряют уровень звукового давления PI и вычисляют

где S — площадь сферы радиусом r (если источник расположен на полу помещения, то площадь полусферы),

Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр — распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот.

Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф (j ) — фактором направленности.

Фактор направленности Ф (j ) показывает отношение интенсивности звука I (j ), создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности I ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно.

Ф (j ) = I (j ) /I ср = p 2(j )/p 2ср,

где р ср — звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); p (j ) — звуковое давление в угловом направлении j , измеренное на том же расстоянии от источника.

Характеристику направленности излучения можно описать через соответствующие уровни в дБ:

G(j ) = 10 lg Ф (j ) = 10 lg (I (j ) /I ср) = 20 lg (p (j )/p ср) = L — L ср.

Стандартными шумовыми характеристиками , которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются:

— уровни звуковой мощности, дБ в октавных полосах частот;

— максимальный показатель направленности излучения шума G max(j ) в октавных полосах частот в дБ;

— корректированный по шкале A уровень звуковой мощности LWА, дБА:

где LW i — уровень звуковой мощности i — ой октавы, дБ;

ΔL Аi — поправка по шкале А.

Необходимость введения поправок по шкале А обусловлена несоответствием уровней громкости, воспринимаемых человеческим ухом, уровням звуковых давлений на частотах, отличных от восприятия на стандартной частоте 1000 Гц. Согласно частотной характеристике А человек воспринимает чистый тон 100 Гц с уровнем звукового давления 29 дБ, как если бы он воспринимал уровень звукового давления 10 дБ чистого тона 1000 Гц.

Таблица 2

Стандартные значения поправок для частотной коррекции по шкале A

Частота, Гц	31,5
Коррекция D L А, дБА	26,3	16,1	8,6	3,2	-1,2	-1,0	1,1

Методы измерения шума

Все методы измерения шумов делятся на стандартные и нестандартные.

Стандартные измерения регламентируются соответствующими стандартами и обеспечиваются стандартизованными средствами измерения. Величины, подлежащие измерению, так же стандартизованы.

Нестандартные методы применяются при научных исследованиях и при решении специальных задач.

Измерительные стенды, установки, приборы и звукоизмерительные камеры подлежат метрологической аттестации в соответствующих службах с выдачей аттестационных документов, в которых указываются основные метрологические параметры, предельные значения измеряемых величин и погрешности измерения.

Стандартными величинами, подлежащими измерению, для постоянных шумов являются:

— уровень звукового давления L p, дБ, в октавных или третьоктавных полосах частот в контрольных точках;

— корректированный по шкале А уровень звука L A, дБА, в контрольных точках.

Для непостоянных шумов измеряются эквивалентные уровни L pэк или L Aэк.

Шумоизмерительные приборы— шумомеры — состоят, как правило, из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ.

Характеристики шума

Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) — быстро, S (slow) — медленно, I (pik) — импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S — колеблющихся и прерывистых, I — импульсных.

По точности шумомеры делятся на четыре класса 0, 1, 2 и 3.

Шумомеры класса:

— 0 используются как образцовые средства измерения;

— 1 — для лабораторных и натурных измерений;

— 2 — для технических измерений;

— 3 — для ориентировочных измерений.

Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по частотам: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на диапазон частот от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 — от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 — от 31,5 Гц до 8 кГц.

Для измерения эквивалентного уровня шума при усреднении за длительный период времени применяются интегрирующие шумомеры .

Приборы для измерения шума строятся на основе частотных анализаторов, состоящих из набора полосовых фильтров и приборов, показывающих уровень звукового давления в определенной полосе частот.

В зависимости от вида частотных характеристик фильтров анализаторы подразделяются на октавные, третьеоктавные и узкополосные.

Для измерения производственных шумов преимущественно используется прибор ВШВ-003-М2, относящийся к шумомерам I класса точности и позволяющий измерять корректированный уровень звука по шкалам А, В, С; уровень звукового давления в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне среднегеометрических частот от 16 до 8 кГц в свободном и диффузном звуковых полях. Прибор предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов.

Значения предельно допустимых шумовых характеристик машин следует устанавливать исходя из требований обеспечения на рабочих местах допустимых уровней шума в соответствии с основным назначением машины и гигиеническими требованиями. Методы установления предельно допустимых шумовых характеристик стационарных машин определяются по ГОСТ 12.1.023 — 80.

Шум — беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков, негативно влияющих на здоровье человека. Источники:1) Механические производственные шумы – возникают и преобладают на предприятиях, где широко используются механизмы с применением зубчатых передач и цепного привода, ударные механизмы, подшипники качения и т.п. В результате силовых воздействий вращающихся масс, ударов в сочленениях деталей, стуков в зазорах механизмов, движения материалов в трубопроводах и возникает этот вид шумового загрязнения. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.

2) Аэродинамические и гидродинамические производственные шумы — 1) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания; 2) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ механизмов (эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов); 3) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.

3) Электромагнитные шумы — возникают в различных электротехнических изделиях (например, при работе электрических машин).

Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины)...

Укажите, классификацию шумов по временным характеристикам в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83

Звук – беспорядочные колебания воздушной среды, передаваемые человеку через органы слуха. Слышимый диапазон лежит в пределах 20-20000 Гц. Ниже 20 Гц – инфразвук, выше 20000 Гц – ультразвук. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. Шум – сочетание звуков различной частоты и интенсивности.

По природе возникновенияМеханический,Аэродинамический, Гидравлический, Электромагнитный

Отдеьные категории шумов [Белый шум - стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Цветные шумы - некоторые виды шумовых сигналов, которые имеют определённые цвета, исходя из аналогии между спектральной плотностью сигнала произвольной природы и спектрами различных цветов видимого света. Розовый шум (в строительной акустике), у которого уровень звукового давления изменяется в октавной полосе частот. Обозначение: С; «Шум дорожного движения» (в строительной акустике) - обычный шум оживленной магистрали, обозначение: Alt+F4

Шумы делятся:

1.по частоте:

— низкочастотные (<=400 Гц)

— среднечастотные (400

— высокочастотные (>=1000 Гц)

для определения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивают на октавные полосы, где верхняя граница частоты равна удвоенной нижней

2.по характеру спектра:

— тональный (четко выраженные дискретные тона)

3.по времени действия

— постоянный (уровень шума в течение 8 часов изменяется не более чем на 5 Дб)

— непостоянный (импульсивный, быстро изменяющийся во времени, уровень шума в течение 8 часов изменяется не менее чем на 5 Дб)

Дата публикования: 2015-02-03; Прочитано: 3621 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Введение

1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.

1.1 Понятие шума.

1.2 Уровни шума. Основные понятия.

1.3. Болезнь, вызываемая шумом — патогенез и клинические проявления

1.4. Ограничение и нормирование шума.

2. Производственный шум. Его виды и источники. Основные характеристики.

2.1 Характеристика шумов в производстве.

2.2 Источники производственного шума.

2.3 Измерение шума. Шумомеры

2.4 Способы защиты от шума на предприятиях.

3. Бытовой шум.

3.1 Проблемы снижения бытового шума

3.2 Шум автомобильного транспорта

3.3 Шум от железнодорожного транспорта

3.4 Уменьшения воздействия авиа-шума

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Двадцатый век стал не только самым революционным в смысле развития техники и технологии, но и стал самым шумным во всей человеческой истории. Невозможно найти область жизни современного человека, где бы отсутствовал бы шум - как смесь раздражающих или мешающих человеку звуков.

Проблема «шумового нашествия» в современном мире признана практически во всех развитых государствах. Если за 20 с небольшим лет уровень шума вырос с 80 ДБ до 100Дб на улицах городов, то можно предположить, что в течение следующих 20-30 лет, уровень шумового давления достигнет критических пределов. Именно поэтому, во всем мире предпринимаются серьёзные меры, направленные на понижение уровней звукового загрязнения. В нашей стране вопросы звукового загрязнения и меры по его недопущению регулируются на государственном уровне.

Шумом можно назвать любой вид звуковых колебаний, который в данный конкретный момент времени вызывает у данного конкретного индивидуума эмоциональный или физический дискомфорт.

При прочтении данного определения может возникнуть своего рода «дискомфорт восприятия» — т. е. Состояние, в котором длина фразы, количество оборотов и применяемые выражения заставляют читающего поморщиться. Условно, состояние дискомфорта, вызываемое звуком можно охарактеризовать теми же симптомами. Если звук вызывает подобную симптоматику, мы с вами говорим о шуме. Понятно, что указанный выше способ идентификации шума в известной степени условен и примитивен, но, тем не менее, он не перестает быть правильным.

Классификация шумов по различным признакам

Ниже мы рассмотрим проблематику вопроса шумового загрязнения и обозначим основные направления, в которых ведется работа по борьбе с ними.

1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.

1.1 Понятие шума

Шум - это сочетание звуков различных по силе и частоте, способное оказывать воздействие на организм. С физической точки зрения источник шума — это любой процесс, в результате которого происходит изменение давления или возникают колебания в физических средах. На промышленных предприятиях, таких источников может присутствовать великое множество, в зависимости от сложности процесса производства и используемого в нем оборудования. Шум создают все без исключения механизмы и агрегаты, имеющие подвижные части, инструмент, в процессе его использования (в том числе и примитивный ручной инструмент). Кроме производственного, в последнее время все более значимую роль стал играть бытовой шум, весомую долю которого составляет шум транспортный.

1.2 Уровни шума. Основные понятия.

Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.

Таблица 1. Шкала шумов (уровни звука, децибел).

1.3 Болезнь вызываемая шумом — патогенез и клинические проявления

Поскольку шумовое воздействие на организм человека изучается сравнительно недавно, абсолютного понимания механизма воздействия шума на организм человека у ученых нет. Тем не менее, если говорить о влиянии шума, чаще всего изучается состояние органа слуха. Именно слуховой аппарат человека воспринимает звук, и соответственно, при экстремальных воздействиях звука слуховой аппарат реагирует в первую очередь. Кроме органов слуха, воспринимать звук человек может и через кожу (рецепторами вибрационной чувствительности). Известно, что люди, лишенные слуха, в состоянии при помощи прикосновений не только ощущать звук, но и оценивать звуковые сигналы.

Способность воспринимать звук посредством вибрационной чувствительности кожи, это своего рода функциональный атавизм. Дело в том, что на ранних этапах развития человеческого организма функцию органа слуха выполняли именно кожные покровы. В процессе развития, орган слуха эволюционировал и усложнился. Вместе с ростом его сложности, увеличилась и его уязвимость. Шумовое воздействие травмирует периферический отдел слуховой системы - так называемое «внутреннее ухо». Именно там и локализуется первичное поражение слухового аппарата. По мнению некоторых ученых, в воздействии шума на слух первостепенную роль играет перенапряжение и, как следствие, истощение аппарата воспринимающего звук. Специалисты – аудиологиисчитают длительное воздействие шума причиной, которая приводит к нарушению кровоснабжения внутреннего уха и является причиной изменений и дегенеративных процессов органе слуха, в том числе и перерождения клеток.

Существует термин «профессиональная глухота». Он имеет отношение к людям тех профессий, в которых избыточное шумовое воздействие носит более или менее постоянный характер. В ходе длительных наблюдений за такими пациентами, удалось зафиксировать изменения не только в органах слуха, но и на уровне биохимии крови, которые явились следствием избыточного шумового воздействия. К группе наиболее опасных воздействий шума следует отнести сложно диагностируемые изменения в нервной системе человека подвергающегося регулярному шумовому воздействию. Изменения в работе нервной системы обусловлены тесными связями слухового аппарата с разными её отделами. В свою очередь дисфункция в нервной системе приводит к дисфункции различных органов и систем организма. Нельзя в этой связи не вспомнить расхожего выражения о том, что «все болезни от нервов». В контексте рассматриваемой проблематики можно предложить следующий вариант этой фразы «все болезни от шума».

Первичные изменения слухового восприятия, легко обратимы, если слух не подвергался экстремальным нагрузкам. Однако со временем, при постоянном негативном вилянии изменения могут превратиться в стойкие и\или необратимые. В связи с этим следует контролировать продолжительность воздействия звука на организм, и меть ввиду, что первичные проявления «профессиональной глухоты» можно диагностировать у лиц, работающих в условиях шума около 5 лет. Далее риск потери слуха у работающих возрастает.

Для оценки состояния слуха у лиц, работающих в условиях воздействия шума, различают четыре степени потери слуха, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Критерии оценки слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума и вибрации (разработаны В.Е.Остапович и Н.И.Пономаревой).

Важно понимать, что вышесказанное не имеет касательства к экстремальным звуковым воздействиям (см.таблицу 1). Оказание кратковременного и интенсивного воздействия на орган слуха, может привести к полной потере слуха, ввиду разрушения слухового аппарата. Результатом получения такой травмы бывает полная потеря слуха. Такое воздействие звука встречается при сильном взрыве, крупной аварии и т. п.

Характеристики шума

Шумом называется беспорядочное сочетание различных по частоте и интенсивности звуков.

По происхождению шумы подразделяют на:

— механические (возникают при колебании поверхностей оборудования или строительных конструкций, при соударении и трении между деталями);

— аэродинамические (возникают при движении газов или жидкостей);

— электромагнитные шумы (возникают при работе электрических машин при взаимодействии магнитных полей).

Шум имеет волновую природу. При работе промышленной установки возникающие на ней колебательные процессы непосредственно или через корпусные конструкции воздействуют на частицы окружающей среды, примыкающие к установке и вызывает их колебательное движение. Эти колебания передаются другим частицам, от них – следующим и т.д. и образуется в среде упругая волна – звуковая волна. Звуковую волну можно представить, как непрерывное изменение в среде давления (Р), плотности и скорости (с). Звуковые колебания характеризуются скоростью их распространения и частотой.

Скорость распространения звуковой волны в газах:

С = , м/с,

Где γ – показатель адиабаты, соответствующий отношению удельной теплоемкости газа при постоянном давлении к удельной теплоемкости газа при постоянном объеме γ = Ср/Сv;

ρ0 — плотность газа, кг/м3;

Р0 – статическое давление, Па.

Т.к. из объединенного газового закона следует, что Р0/ ρ0 – пропорционально температуре Т0, то и скорость звука пропорциональна значению корня квадратного из абсолютной температуры среды

С =

Повышение температуры на 10С приводит к изменению скорости звука на 0,6 м/с.

Пользуясь этой формулой можно рассчитать скорость распространения звука в воздухе. Для нормальных условий (Р0 = 1 Па; ρ0 = 1,29 мг/м3; γ = 1,4; Т = 273 К) С = 332 м/с. На практике чаще пользуются значением С = 340 м/с, что соответствует Т = 293 К.

Важной характеристикой звуковой волны является частота и длина волны.

Частота звука f – число периодов колебаний в секунду, Гц

Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания с частотой 16 – 20000Гц. Меньше 16 Гц – инфразвук, более 20000Гц – ультразвук.

Звуковой диапазон разделяют на:

— низкочастотный – до 400 Гц;

— среднечастотный – 400 – 800 Гц;

— высокочастотный – свыше 800 Гц.

Длина волны определяется по формуле:

λ = С/f, мкм/с

Часть пространства, в котором распространяется звуковая волна, называется звуковым полем. Любая точка этого поля характеризуется определенным давлением Р и скоростью движения частиц воздуха. Давление, дополнительно возникающее в среде, при прохождении через нее звуковой волны, называется звуковым давлением, измеряется Р в Н/м2 или Па. Абсолютная величина звукового давления не велика, например, при соударении бутылок создается звук давлением 1 – 2 Па.

Распространение звуковой волны связано и сопровождается переносом энергии, которая характеризуется интенсивностью звука. Средний поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности нормальной к направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука. I, (Вт/м2). Интенсивность звука является функцией звукового давления и колебательной скорости в каждой точке среды I = Р2/ρ·С

Органы слуха человека способны воспринимать огромный диапазон интенсивности звука. Существуют пороговые значения интенсивности звука I0 и звукового давления Р0, едва ощутимые органами слуха.

Порог слышимости при f = 1000 Гц I0 = 10-12 Вт/м2 ; Р0 = 2 10-5 Па.

Максимальные значения I и Р вызывают болевые ощущения и превышают пороговые в 1014 раз.

При f = 1000 Гц болевой порог характеризуется I = 102 Вт/м2; Р = 2 102 Па.

Слуховой аппарат человека способен воспринимать не абсолютные приросты Р и I, а их отношения, поэтому была введена логарифмическая единица уровня интенсивности звука и уровня звукового давления Li Lр, взятые по отношению к пороговым значениям. За единицу измерения уровня интенсивности и звукового давления принята единица 1дБ – относительная величина, указывающая на логарифм отношения интенсивности звука к порогу слышимости. На практике применяют величину в 10 раз меньше Бэла – децибел, т.е.0,1 Б (прирост интенсивности звука в 0,1дБ уже различает ухо человека)

Уровень интенсивности и уровень звукового давления определяют по формулам:

= , дБ , дБ

Где I, Р – фактические значения интенсивности и звукового давления;

I0, P0 – значения интенсивности и звукового давления, соответствующие порогу слышимости.

Величина уровня интенсивности используется при проведении акустических расчетов, а уровня звукового давления – для измерения и оценки его воздействия на человека, поскольку органы слуха чувствительны не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению

При исследовании шумов машин и механизмов и их воздействия на человека рассматривают спектральные характеристики шума.

Под спектром шума понимают распределение уровня звукового давления в пределах диапазона слышимых звуков, т.е от 16 до 20000 Гц.

Спектры шума различают линейчатые (спектр периодического процесса, например шум дисковой пилы), сплошные (непрерывный процесс, например, шум реактивного двигателя)и смешанные (шум станков, вентиляторов, компрессоров).

Спектры шума

а – линейчатого; б – сплошного; в – смешанного

Весь диапазон слышимых звуков разбивают на частотные интервалы (полосы), которые характеризуются граничными значениями.

Полоса частоты, в которой верхняя граничная частота в 2 раза больше, чем нижняя называется октавной, т.е. f2/f1 = 2.

По спектру шум различается на тональный и широкополосный

Если же f2/f1 = = 1,26, то такая полоса называется третьоктавной.

Вместо того, чтобы характеризовать интервал двумя граничными частотами, используют понятие среднегеометрической частоты fсг = .

Среднегеометрические октавных полос стандартизированы ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ

Так обычно параметры звука, шума и вибрации оценивается в октавных или третьоктавных диапазонах.

По характеру спектра шумы делят на:

— широкополосные, имеющие непрерывный спектр шириной больше октавы;

— тональные, в спектре которого имеются дискретные тона, т.е. когда отдельные составляющие отделены друг от друга значительными частотными интервалами, в которых звука нет.

По временным характеристикам шумы бывают постоянные и не постоянные. Постоянные – шумы, уровень звука которых за 8 часов рабочего времени изменяется не более, чем на 5 дБ.

Непостоянные делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные, состоящие из отдельных звуковых сигналов. Колеблющиеся т.е. непрерывно изменяющиеся во времени. Прерывистый – уровень звука резко падает до фонового значения. Наиболее опасными для человека являются тональные, высокочастотные и не постоянные шумы.

Шум в производственных помещениях создают, как правило, несколько одновременно работающих машин. Поэтому возникает задача сложения уровней шума каждого источника. При этом необходимо помнить, что уровни нельзя складывать или вычитать как обычные числа ввиду их логарифмической природы.

Сложение нескольких одинаковых уровней следует выполнять по формуле:

,

где N – количество источников шума.

Сложение различных уровней шума определяют по формуле:

где L1, L2… Ln- уровни шума каждого источника, дБ.

Нормирование шума

Нормирование шума осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ и республиканских Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки»(постановление Минздрава от 16.11.2011 №115).

При нормировании шума используют два метода:

1) нормирование по предельному уровню шума

2) нормирование уровня звука в дБА.

Первый метод нормирования используют для постоянных шумов. Здесь нормируются уровни шума в дБ в зависимости от среднеквадратического звукового давления в 9 октавных полосах частот; 31,5; 63; 125: 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Совокупность девяти нормированных уровней звукового давления называется предельным спектром (ПС). Каждый спектр имеет свой индекс, например ПС80, где цифра 80 – нормативный уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц.

Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А шумомера и именуемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и не постоянного шума, т.к. в этом случае мы не знаем спектра шума.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются:

— эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА

— максимальный уровень звука в дБА

СанПиН устанавливает предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности.

ПДУ – уровни, которые при ежедневной, кроме выходных дней, работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего стажа работы не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследований в процессе работы и в отдаленные сроки жизни настоящего и будущего поколений.

Для тонального и импульсного шума, а также шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления предельно допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ (дБА) меньше указанных в таблице.

Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума не должен превышать 110 дБА.

Уровни звука связаны с ПС зависимостью LдБА = ПС + 5 дБ

В зависимости от характера шума (широкополосный или тональный) и длительности его воздействия в нормативные уровни шума вводятся поправки, приведенные в специальных таблицах. С учетом поправки полученный уровень шума называется допустимым.