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).
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.
Понятие «шум». Классификация шумов. Источники шума
Шум - это совокупность звуков разной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения .
С физиологической точки зрения, шумом является любой нежелательный звук, мешающий восприятию полезных звуков в виде производственных сигналов и речи.
Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющее механическое колебательное движение упругой среды (воздуха), носящее, как правило, беспорядочный случайный характер. При этом источником его является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой.
Классификация шумов по следующим признакам:
По спектру:
Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.
По характеру спектра:
По характеру спектра шумы подразделяют на:
Тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона.
Выраженным тон считается если одна из третьеклассных полос частот превышает остальные не менее чем на 10 дБ.
По частоте (Гц)
По частотной характеристике шумы подразделяются на:
Низкочастотный;
Среднечастотные;
Высокочастотный.
По временным характеристикам:
Постоянный;
Непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся (уровень звука изменяется во времени непрерывно), прерывистый (уровень звука ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более), импульсный (состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука различаются не менее чем на 7 дБ).
По природе возникновения:
Механический;
Аэродинамический;
Гидравлический;
Электромагнитный.
Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а так же источники, вызывающие вибрацию.
Классификация производственных помещений по опасности поражения электрическим током
В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:
1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.
2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
2.1 сырости или токопроводящей пыли;
Сырыми помещениями называются помещения, в которых относительная влажность длительно превышает 75%.
Пыльными помещениями называются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п.
Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и нетокопроводящей пылью.
2.2 токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, типичные и т.п.);
2.3 высокой температуры;
Жаркими помещениями называются помещения, в которых под воздействием различных тепловых излучений температура превышает постоянно или периодически более 1 сут. +35єС (например, помещения с сушилками, сушильными и обжигательными печами, котельные и т.п.).
2.4 возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
3.1 особой сырости;
Особо сырыми помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).
3.2 химически активной или органической среды;
Помещениями с химически активной или органической средой называются помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.
3.3 одновременно двух или более условий повышенной опасности.
4. Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особоопасным помещениям .
Спектром шума называется зависимость уровней звукового давления от частоты. Понятие спектрального состава шума источника, представление о разложении шума на спектральные составляющие широко используется в практике шумозащиты.
Человеческое ухо различает звуки по спектральному составу в диапазоне от 20 до 20 000 Гц (условно звуковой диапазон). Звук с частотой ниже 20 Гц называется инфразвуком, а выше 20 000 Гц – ультразвуком.
По положению максимума в спектре шум условно делят на низкочастотный, где основные составляющие в спектре сосредоточены на частотах до 250 Гц, среднечастотный (500 Гц) и высокочастотный (1000 и выше Гц). (Рис. 2.2.)
По характеру спектра шум делится на:
· широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
· тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (устанавливается при измерениях в третьоктавных полосах частот по превышению УЗД в одной полосе над соседними на величину не менее 10 дБ);
· смешанный, когда на сплошные участки накладываются отдельные дискретные составляющие.
Рис. 2.2. Классификация шума по положению максимума в спектре: 1 – высокочастотный, 2 – низкочастотный, 3 – среднечастотный.
По временным характеристикам шум подразделяется:
· на постоянный шум, уровень звука которого за выбранный отрезок времени (например, 8-часовой рабочий день для оценки рабочих мест) изменяется во времени не более чем на 5 дБА (рис. 2.3, а);
· непостоянный шум, уровень звука которого за выбранный отрезок времени изменяется более чем на 5 дБА.
Рис. 2.3. Временные характеристики шума: а – постоянный; б - прерывистый; в - импульсный
Примером импульсного, например, шума может служить процесс ударного забивания свай, прерывистый шум возникает при некоторых процессах деревообработки (распиловке и др.)
Непостоянный шум, в свою очередь, подразделяется:
· на колеблющийся во времени, УЗ которого непрерывно меняется во времени;
· прерывистый, УЗ которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причём длительность интервалов, в течение которых УЗ остаётся постоянным, составляет не менее 1 с) (рис. 2.3, б).;
· импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых длительностью менее 1 с, при этом УЗ, измеренные на импульсной характеристике шумомера и на фильтре А отличаются не менее чем на 7 дБ (рис. 2.3, в).
Как правило, УЗД используются для характеристики постоянного шума, характеристикой непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) УЗ, дБА, который определяется по формуле:
где – текущее значение среднего квадратичного звукового давления с учётом коррекции А шумомера, Па; – время действия шума, ч.
Эквивалентный по энергии УЗ данного непостоянного шума соответствует уровню такого постоянного шума, энергия которого равна энергии непостоянного шума за промежуток времени.
Значения могут быть получены при измерениях шумомером с аналогичной характеристикой. Для того чтобы легче ориентироваться с эквивалентным УЗ следует, например, помнить, что уменьшение в 2 раза времени воздействия приводит к снижению на 3 дБА, а в 10 раз – на 10 дБА.
2.2. Операции с децибелами и примеры расчётов
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.
