Шумом называют всякий нежелательный звук. Шум как акустический процесс характеризуется с физической и физиологических сторон. С физической стороны он представляет собой явление, связанное с волнообразным распространением колебаний частиц упругой среды. с физиологической стороны он характеризуется ощущением, вызванным воздействием звуковых волн на органы слуха. Шум частотой в 1000 Гц принят за эталонный при оценке громкости. Наименьшее звуковое давление, вызывающее ощущение звука на частоте 1000 Гц называется порогом слышимости. Звуковое давление 200 Па вызывает ощущение боли в органах слуха и называется болевым порогом .
Параметры:
Скорость колебания частиц в воздухе окло полодения равновесия (скорость,м в сек)
Звуковое давление (в паскалях)
Интоенсивность (ватт на метр в квадрате)
1. Классификация шума по источникам возникновения 1.1 Механический шум , обусловленный колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. спектр механического шума занимает широкую область частот. Наличие высоких частот делают шум особо неприятным. 1.2. Аэрогидродинамические шумы возникают при движении газов и жидкостей, их взаимодействия с твердыми телами (шумы из-за периодического выпуска газа в атмосферу, например, сирена, шумы из-за образования вихрей, отрывных течений, турбулентные шумы из-за перемешивания потоков и т.п.). 1.3. Электромагнитный шум возникает в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных (во времени и в пространстве) магнитных полей, а также силы, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами (т.н. пондеромоторные силы). 1.4 Гидравлические возникают при стационарных и нестационарных процессах в жидкости
2. по характеру спектра . Широкополосный шум (шум с непрерывным спектром шириной > 1 октавы). Тональный шум - шум, в спектре которого имеются дискретные тона. 3. по временным характеристикам . Постоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А). Непостоянный шум - это изменение составляет больше чем 5 дБА. Непостоянные шумы в свою очередь делается на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.4. По частоте - инфразвук, просто звук, ультразвук.
Действие шума на организм. Специфическое и неспецифическое воздействие шума.
Шум -совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты.С физиологической точки зрения шум-это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.
Шум влияет на весь организм человека:угнетает ЦНС,вызывает изменение скорости дыхания и пульса, нарушает обмен вещ-в, язва желудка,гипертонические болезни,профессиональные болезни. Шум с уровнем звукового давления 30…35дБ явл привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40…70дБ в условиях бытовой или природной среды создает значительную нагрузку на нервную систему,вызывает ухудшение самочувствия и при длительном действии может стать причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75дБ может привести к потере слуха. При действии шума высоких уровней 130дБ-разрыв барабанных перепонок, контузия, при более высоких - более160дБ- смерть. Снижение слуха на 10дБ неощутимо, на 20дБ-серьезно мешает человеку,т.к нарушается способность слышать важные звуки, ослабление разборчивости речи.
Инфразвук при уровне 110-150 дБ вызывает субъективн ощущения в орг-зме (нарушение ЦНС,сердечн-сосуд сист,дыхат сист и тд). Инфразвук вызывает псхо-физиологич изм-я.
Ультразвук может возд-ть начеловека через воздушн среду и контактно. Функциональн нарушения ЦНС,ССС,ДС, возможно изм-е состава крови, нарушение капиллярного кровообращ-я.
Гигиеническое нормирование производственного шума. Измерение и оценка производственного шума.
Нормирование произв шума звукового диапазона осущ-ся отд-но для пост и непост шумов. Для пост шума уст-ся предельно допустимый уровень ПДУ звука в 9ти октавных полосах со среднегеометрич значенем частот 63-8000Гц. Измерения производятся при помощи шумомера в октавном режиме в дБ.
Измеренное значение сопоставляется с ГОСТ 12.1.003-83
Непост шум нормир-ся эквивалентным по энергии уровнем звука широкополосн пост шума,оказываеющ такое же возд-е, как и непостоянный шум. Измерения производятся в режиме шумомера А без учета октавных частот в дБ.
Инфразвук нормируется в соотв-ии с санитарными нормами по предельно-допутимым нормам зв.р.
Установлено,что общий ПАУ не должен превышать 100дБ.
Ультразвук нормир-ся в соотв-ии с ГОСТ 12.1.001-89 отд-но для распространяемого воздушным путем и отд-но для контактного.
Эквивал-ым назыв-ся уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет тоже самое среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течении определенного интервала времени.
Кроме эквивалентного уровня звука для непостоянного шума установлены максимальные уровни звука (дБА) – наибольшее значение уровня звука за период измерения.Допустимые уровни звукового давления находят по таблицам. Допускаются в качестве характеристики непостоянного шума использовать дозу шума. Доза шума D(Па 2 *ч) – интегральная величина, учитывающая акустическую энергию, воздействующую на чел-ка за определенный период времени:
Методы борьбы с шумом.
Мероприятия по борьбе с шумом
В кач-ве основоного метода исп-ся рац планировка пр-ва предприятия еще на стадии проектирования.
1 снижение шума в источнике Используются композитные материалы 2-х слойные. Снижение: 20-60 дБА.
2 изм-я направленности излучения шума.
3 Акустич обработка помещения.
Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту. След-но, для эф-го звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, примеси д быть открыты со стороны падения звука и закрыты с обратной стороны. Звукопоглощающими явл-ся материалы, у кот коэф звукопоглощения на ср частотах больше 0,2. Звукопоглощающ облицовки снижают шум на 6-8 дБ в зоне отраженного звука, на 2-3 дБ вблизи самого источника.
4 Уменьш-е шума а пути распространения. Предусматривает применение звкоизолирующ материала. Звукоизоляция тем эф-ее,чем тяжелее материал перегородки.
5 Глушение шума- наушники,шлемы,и тд. При более 125 дБ исп-т противошумные костюмы (скафандры).
Звук - акустические колебания упругой среды, распространяющиеся волнообразно с частотой от 20Гц до 20кГц.
Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты (физическое понятие).
Шум - всякий нежелательный для человека звук, оказывающий на него неблагоприятное раздражающее действие (физиологическое понятие).
Основные параметры звука (шума)
Частицы упругой среды, колеблясь относительно положения равновесия, создают в каждой точке звукового пространства переменное по времени давление. Разность между мгновенным значением этого давления и первоначальным значением в невозмущенной среде называется звуковым давлением Р (Па).
Интенсивность звука - поток энергии, переносимый звуковой волной в единицу времени, отнесенной к единице поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.
I=Р 2 /ρ∙c
W-энергия, Вт
Р – звуковое давление, Па
Ρ - плотность среды, кг/м 3
с – скорость распространения звука в среде, м/с
Величина звука также зависит от его частоты.
Поскольку звуковой диапазон частот слишком велик, для удобства расчетов используются следующие приемы:
1. весь звуковой диапазон разбивается на октавные полосы;
2. в качестве опорной точки в каждой октаве принимается средняя геометрическая частота;
3. принимается, что нижняя граница первой октавы = 45 Гц.
Октавная полоса - это полоса частот в которой верхняя граничная частота в 2 раза больше нижней, т.е. fв= 2∙fн
Для каждой октавной полосы определяется своя средняя геометрическая частота.
fср = fн∙fв.
Среднегеометрическими частотами являются 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Источник звука(шума) характеризуется звуковой мощностью
W=I∙4π∙r 2 ,
I - интенсивность звука, Вт/м 2
r - расстояние до «микрофона», м.
Звуковое давление, интенсивность звука и звуковая мощность являются физическими величинами, диапазон их изменения довольно широкий и поэтому в практических расчетах и при нормировании они почти не используются. Поэтому были введены специальные относительные логарифмические величины – уровни.
Уровень звукового давления :
L р = 20 ∙ lg (P/P 0),
P 0 = 2*10 -5 Па.
Уровень интенсивности звука:
L I = 10 ∙ lg (I/I 0),
I 0 = 10 -12 Вт/м 2
Уровень звуковой мощности:
L w = 10 ∙ lg (W/W 0),
W 0 = 10 -12 Вт.
P 0 , I 0 , W 0 – это звуковое давление, интенсивность звука и звуковая мощность на пороге слышимости на частоте 1000 Гц.
Если в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, складываются их интенсивности, а не уровни. Суммарный уровень интенсивности при этом составит
L I сумм = 10 ∙ lg
где L i – уровень шума i – го источника.
Если источники имеют одинаковый уровень
L Iсумм = 10 ∙ lg N + Li ,
где N- число источников
Классификация шумов
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 шумы делятся по спектральным, временным характеристикам.
По характеру спектра шума выделяют:
· тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.
По временным характеристикам шума выделяют:
· постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
· непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА.
Непостоянные шумы подразделяют на:
· колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
· прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;
· импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука отличаются не менее чем на 7 дБА.
Также шумы классифицируются по источнику:
· механический;
· аэродинамический;
· гидродинамический;
· электромагнитный.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ»
Кафедра основ безопасности систем и процессов
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМА
Методические указания по выполнению лабораторно-расчетной работы
для студентов всех направлений и форм обучения
Cанкт - Петербург
Лабораторный стенд для измерения шума: методические указания по выполнению лабораторно-расчетной работы/ сост.: Ю.А.Василевский, С.В.Анискин, И.О.Протодьяконов, И.Е.Слепцов, О.И.Протодьяконова; СПбГТУРП.-СПб., 2013. - 12 с.
Методические указания содержат сведения о лабораторном стенде для
измерения шума на рабочем месте и методике его измерения.
Предназначены для студентов всех направлений и форм обучения.
Рецензент: доцент СПб ГТУРП, канд. техн. наук В.И.Сарже
систем и процессов СПб ГТУРП (протокол № 6 от 28.03.13 г.).
Утверждены к изданию методической комиссией инженерноэкологиче-
ского факультета СПб ГТУРП (протокол № 7 от 1.04.2013 г.).
© Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, 2013
2. Классификация шумов по происхождению в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума.
Классификация»………………………………………………..... .. 6
3. Классификация шумов по характеру спектра и временным ха-
5. Интегральные критерии нормирования шума…..,………………….. 9
Библиографический список…………………………………………… 11
Введение
Данные методические указания разработаны в связи с усовершенствованием измерительного стенда для изучения воздействия шума на организм оператора.
В работе представлены: конструкция стенда, методика измерения, а также система классификации шумов.
1. Стенд для измерения уровня шума на рабочем месте
Стенд предназначен для измерения постоянного шума. Он состоит из генератора шума, шумовой камеры и шумомера. Схема стенда представлена на рис. 1.
Рис. 1 Схема стенда для измерения шума;
1 - системный блок компьютера; 2 - клавиатура; 3 - экран монитора;
4 - акустическая система; 5 - звуковая камера; 6 - шумомер; 7 - микрофон;
8- стрелочный прибор; 9 - первый аттенюатор; 10 - второй аттенюатор;
1 1 - шкала аттенюаторов: 12 - переключатель октав;
13 - вилка электрической сети
В качестве генератора шума используется персональный компьютер, ко-
торый включает: системный бок 1, клавиатуру 2, монитор 3 и акустические ко-
лонки 4. Рабочее место имитирует изображение на мониторе 3. В качестве при-
бора для измерения уровня шума используется шумомер 6, который включает микрофон 7 стрелочного прибора 8; 9, 10 - два аттенюатора, 11 - шкала атте-
нюаторов, 12 - переключатель октав; 13вилка для соединения с электрической
Генератор шума и шумомер объединяет шумовая камера 5, где установ-
лены звуковые колонки 4 и микрофон 5. Все стенки шумовой камеры отделаны звукоизолирующим материалом, что позволяет исключить воздействие внеш-
них шумов.
Устройство шумомера имеет ряд особенностей. Шкала стрелочного прибора 8 позволяет определить уровень шума только до 10 дБ. Это очень низкий уровень шума. Чтобы измерить более высокий уровень шума, в шу-
момере установлены два аттенюатора - устройства, позволяющие снизить уровень измеряемого звукового давления на определенное количество де-
цибел. Снижение уровня звукового давления отображается на шкале атте-
Работа по снижению шума аттенюаторами требует внимания. Каждый раз перед измерением аттенюаторы настраиваются на максимальное подав-
ление шума - 130 дБ. Задача студента заключается в поиске такого сниже-
ния шума, чтобы уровень шума показывал стрелочный прибор в пределах до 10 дБ, не зашкаливая. При этом условии работа с аттенюаторами закан-
чивается.
Для определения результата измерения Lx необходимо показание шкалы аттенюаторов LА сложить с показанием стрелочного прибора LB
где k - коэффициент снижения звукового давления
Из уравнений (2) и (3) следует, что аттенюаторы являются фильтрами звукового давления с кратностью, равной коэффициенту k.
2. Классификация шумов по происхождению в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума. Классификация»
Шум механического происхождения-шум, возникающий вследст-
вие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом.
Шум аэродинамического происхождения-шум, возникающий вслед-
ствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.).
Шум электромагнитного происхождения- шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.).
Шум гидродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).
Воздушный шум - шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения.
Структурный шум- шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.
3. Классификация шумов по характеру спектра и временным характеристикам в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»
По характеру спектра шум следует подразделять на:
Широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
Тональный , в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональный характер шума для практических целей (при контроле его
параметров на рабочих местах) устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10дБ.
По временным характеристикам шум следует подразделять на:
Постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5дБ А при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81;
Непостоянный , уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБ А при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81.
Непостоянный шум следует подразделять на:
- колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
- прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБ А 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, измеренные в дБ AI
и дБ А соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81, отличаются не менее чем на 7 дБ.
4. Характеристики и допустимые уровни шума на рабочих местах
Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления L B дБ в октавных полосах со среднегеометри-
ческими частотами 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, опре-
деляемые по формуле
где P - среднее квадратическое значение звукового давления, Па;
Р0 - значение звукового давления, соответствующее порогу слышимости на частоте 1000 Гц. В воздухе Р0 = 2∙ 10-5 Па.
Примечание:
Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимости осуществления мер по шумоглушению и др.) допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБ А, измеряемый на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81 и определяемый, по формуле
где РА - среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции "А" шумомера, Па.
Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является интегральный критерий - эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБ А, определяемый в соответствии со справочным приложением 2.
Дополнительно для колеблющегося во времени и прерывистого шума ограничивают максимальный уровень звука в дБ А, измеренный на временной характеристике "медленно", а для импульсного шума - максимальный урjвень звука в дБ A, измеренный на временной характеристике "импульс".
Допускается в качестве характеристики непостоянного шума использовать дозу шума или относительную дозу шума.
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах следует принимать:
для широкополостного постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума по табл.2 методических указаний (МУ) 14-48.
Примечание:
Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.
для тонального и импульсного шума - на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 2 МУ 14-48;
для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБ меньше фактических уровней шума в этих помещениях (измеренных или определенных расчетом), если последние не превышают значения, указанные в табл. 2 МУ 1448 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует), в остальных случаях - на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице 2 МУ14-48.
Дополнительно к требованиям, указанным выше, максимальный уровень звука непостоянного шума на рабочих местах, по пп. 6. и 13 табл.2 МУ 14-48 не должен превышать 110 дБ А при измерениях на временной характеристике "медленно", а максимальный уровень звука импульсного шума на рабочих местах по п. 6 таблицы 2 МУ 14-48 не должен превышать 125 дБ AI при измерениях на временной характеристике "импульс".
5 . Интегральные критерии нормирования шума
1. Эквивалентный (по энергии) уровень звука LA ЭKB в дБ(А) данного непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени, который определяют по формуле:
|
Защита от шума (ауд. 401 а, кафедра БЖД) Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «безопасность жизнедеятельности» для студентов всех форм обучения Барнаул 2003 УДК 628.517.2 (075.5) Гергерт В.Р., Стуров Д.С. Защита от шума: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех форм обучения / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. В работе приведены основные понятия, характеристики и определения по шуму. Даны сведения о нормировании и методах защиты от шума. Описан стенд оригинальной конструкции, выполненный по проекту В.Р. Гергерта и порядок выполнения задания по выбранному варианту. Приведены контрольные вопросы и литература для самоподготовки Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Цель работы Освоить: Основы защиты от производственного шума, методы измерения шума современными техническими средствами; оценивать результаты в сравнении с санитарными нормами. Последовательность выполнения работы 1. Ознакомиться с методическими указаниями и уяснить их содержание. 2. Выбрать самостоятельно или с помощью преподавателя вариант задания (таблица 2) и выполнить его в полном объеме. 3. Ответить на контрольные вопросы (пункт 4.7) 4. Оформить отчет в объеме пункта 4.6 и защитить его у преподавателя. Основные понятия и определения Звук и шум Современного человека шум преследует всюду: на производстве, в быту, на транспорте и т.д. Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека, снижает производительность труда, приводит к утомлению, увеличению ошибок в работе, к травматизму и заболеваниям. С физиологической точки зрения, шумом называется всякого рода нежелательные для человека звуки, которые мешают восприятию полезных звуков, нарушают тишину и покой людей, оказывают вредное или разрушающее действие на организм человека. С физической точки зрения, шум это, как правило, беспорядочное сочетание (нагромождение) множества разнообразных единичных звуков, отличающихся своей интенсивностью и частотой, например, шум в механическом цехе от разнообразных станков, шум в торговом зале магазина, в студенческой аудитории и т. п. Как физическое явление шум – это волновое колебание упругой среды. Отсюда выходит, что звуки могут распространяться не только в упругой воздушной среде, но и в жидкостях, металлах, земной коре и т.п. Физические характеристики шума Звуковыми волнами называются колебательные возмущения, распространяющиеся от источника звука в окружающей среде, а пространство, в котором они наблюдаются, называется звуковым полем . В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением , Па . На человеческий слух действует средний квадрат звукового давления. Длиной звуковой волны называется расстояние, измеренное вдоль направления распространения звуковой волны между двумя точками звукового поля, в которых фазы колебаний одинаковые. где - скорость звука, м/с Частота колебаний, Гц. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке Ј, Вт/м 2 . Величины звукового давления и интенсивность звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут изменяться в очень широких пределах. Так человек способен воспринимать звуковые давления в диапазоне величин от P max (болевой порог слышимости) до P 0 (минимально ощутимый звук) отличающихся друг от друга в 10 8 раз, а по интенсивности этот диапазон Ј max /Ј 0 отличается еще больше – в 10 16 раз. Естественно, оперировать такими шкалами величин неудобно, к тому же ощущения человека при воздействии шума пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления L p и уровни интенсивности L I , которые позволили сократить шкалу измеряемых величин от 0 да 140 децибел. 2 Уровень интенсивности звука определяют по формуле: Уровень звукового давления определяется по формуле
При пороговых значениях Ј 0 =10 -12 Вт/м 2 и P 0 =2∙10 -5 становятся равными уровни L I =L P =L – уровень звукового давления. Эта характеристика широко применяется в практике измерений и при нормировании шума. Звуковое давление и интенсивность звука являются характеристиками звукового поля в определенной точке пространства. Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность N (Вт) – это общее количество звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее пространство за единицу времени. Уровень звуковой мощности L N определяется по формуле где N звуковая мощность источника, Вт; N o – пороговая (минимально ощутимая) величина звуковой мощности, равная 10 -12 Вт. Частотный спектр шумов – это зависимость среднеквадратичных значений амплитуд параметров (P,Ј ,L) синусоидальных составляющих единичных звуков от частоты колебаний (рисунок 1).
Рисунок 1- Частотный спектр шумов: а,б,в – единичные синусоидальные звуки; г – частотный спектр шумов а,б,в … п, т.е. суммарная графическая зависимость P, Ј , L всех единичных звуков от частоты f, Гц; Если частотный спектр разделить на участки (полосы частот) таким образом, чтобы верхняя граница полосы по частоте была в 2 раза больше нижней границы, то такое давление спектра называется октавным делением , а сама полоса считается октавной полосой, т.е. если f 2 = 2f 1 ; f 3 = 2f 2 и т.д. При нормировании шума, исследованиях производственных шумов октавные полосы частот представляют не двумя граничными частотами, а одной среднегеометрической частотой f сг (рисунок 1), которая определяется соотношением: где f 1 и f 2 нижняя и верхняя граничные частоты. По воздействию на человека шумы подразделяют на низкочастотные (f < 400Гц ), малораздражительные для организма человека; среднечастотные (f = 400 – 1000 Гц ), и высокочастотные шумы (f >1000Гц ) – это очень раздражительные шумы. Шум частотой f = 0 – 20 Гц не слышимый для человека называется инфразвук. Шум частотой f = 20 – 20000 Гц это слышимые шумы. Шум f >20 кГц называется ультразвук - не слышимый для человека. 2.5 Шум и вибрации. Защита от шумов и вибраций Шумы и вибрации, также как электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения и воздействия радионуклидов относятся к энергетическим загрязнениям техносферы. И шумы, и вибрации оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека и общее самочувствие, но проявляется по- разному. Шумы , в основном, воздействуют на органы слуха , вызывая тугоухость, а также могут вызвать паталогичекие изменения сердечно сосудистой системы при длительном воздействии, ослабляют реакцию и внимание человека. Шум – это неблагоприятно воздействующие на человека сочетание звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющиеся во времени. Вибрации – это механические колебания упругих тел или колебательные движения механических систем, передаваемые телу человека или отдельным его участкам. Вибрация в основном, воздействует на внутренние органы человека, вызывая вибрационную болезнь. Основными параметрами звуковых колебаний является звуковое давление, интенсивность звука, частота, форма звуковой волны. Наименьшее значение звукового давления, воспринимаемое человеком на частоте 1 кГц равно Па, называется пороговым значением. Наименьшее значение, при котором возникают болевые ощущения, равно 20 Па (120 дБ по уровню). Для большинства людей болевой порог составляет 140 дБ. Наиболее неблагоприятным для человека является шум, лежащий в области средних слышимых частот в диапазоне 1000 – 4000 Гц. Неблагоприятное воздействие шума зависит от акустического уровня (уровня звукового давления или интенсивности звука), частотного диапазона и равномерности воздействия в течение рабочего времени. Звуковое давление – это разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при прохождении через нее звуковых волн и атмосферным давлением в отсутствии звуковых волн. Уровень звукового давления можно определить по формуле:
где – среднеквадратичное значение звукового давления в точке измерения, Па; – нулевое (пороговое) значение, Па. Шумовые колебания обладают свойством накопления в организме (кумулятивности). Вредность шума как фактора производственной среды приводит к необходимости ограничивать его уровень. Для профилактики и уменьшения вредного воздействия шума необходимо соблюдать гигиенические нормативы. В основу этих норм положены ограничения уровня звукового давления в пределах октавных полос всего спектра шума с учетом характера шума и особенностей трудовой деятельности. Совокупность октавных полос называется предельным спектром (ПС;рисунок 2.2), который показан для радиовещательной студии (б) и конструкторского бюро (а).
Рисунок 2.2 Например, «ПС-45» означает, что допустимый уровень звукового давления для помещения конструкторского бюро на частоте 1000 Гц не должен превышать с определенной точностью 45 дБ. Диапазон частот от 16 Гц до 20 кГц называется слышимым. Диапазон частот ниже 16 Гц – инфразвуковым, выше 20 кГц – ультразвуковым. И несмотря на то, что и инфразвуки, и ультразвуки не слышимы, их уровни тоже нормируют, т.к. оказывают неблагоприятное влияние на человека. Источниками шумов в городской среде является транспортные средства и промышленное оборудование, инфразвука – технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт и пневмоинструмент, ультразвука – ракетные двигатели и обдуваемые ветром водные поверхности и строительные площадки. Основными параметрами вибрации являются: частота и амплитуда колебания, вызывающие колебания тела человека при распространении вибрации по тканям организма, виброскорость и виброускорение. Бывает общая и местная. Общая подразделяется на транспортную, технологическую, транспортно-технологическую. Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации. Для защиты от шума и вибраций применяются различные средства и методы личной и коллективной защиты. Классификация методов и средств коллективной защиты показаны на рисунке 2.3. Средствами индивидуальной защиты являются наушники, беруши и др. Наиболее эффективными являются средства, снижающие уровни шумов и вибраций в самом источнике, это не всегда достижимо. Но уж ни в коем случае нельзя отказываться от использования других средств защиты! Самое обсуждаемое
 | ||||||
, дБ (2)
, дБ,
