4 Методичні вказівки

Вивчаючи матеріал теми, звернути увагу на поняття «шум», параметри звукового поля, класифікацію шуму в залежності від частоти, характеру спектра, за часовими характеристиками.

Важливо знати, що шум як загальний подразник за певних значень своїх характеристик може шкідливо впливати на органи і системи організму. Інтенсивний шум, що постійно діє на органи слуху, може призвести до професійного захворювання – постійної втрати слуху. При дуже високих тисках може трапитись пряме руйнування барабанної перетинки. Шум впливає також на різні відділи головного мозку, що у свою чергу змінює нормальні процеси вищої нервової діяльності.

Опрацьовуючи матеріал, звернути увагу на принципи нормування шуму: за граничним спектром шуму, при якому встановлюють гранично допустимі рівні звукового тиску; рівня звуку (дБА) за шкалою «А» шумоміра, який дає можливість визначити інтегральну оцінку всього шуму.

Розглянути найбільш оптимальні та ефективні засоби і методи захисту від шкідливого впливу шуму.

Розкриваючи дану тему програми, необхідно звернути увагу на параметри інфра- і ультразвукових коливань; дію інфразвуку і ультразвуку на організм людини; нормування та контроль їх рівнів; методи та засоби захисту.

¨ Теоретичні відомості

Шум – сукупність звуків різної інтенсивності і частоти, що виникають внаслідок коливальних процесів і безладно змінюються протягом часу.

Звук – це розповсюдження звукової хвилі в пружному середовищі.

Джерелом шуму може бути тіло, що коливається. Будь-які механічні коливання у діапазоні частот 20…20000 Гц сприймаються органом слуху людини як звук. Коливання з частотою менше 20 Гц породжують інфразвук, а понад 20000 Гц – ультразвук. Ці коливання не сприймаються органами слуху людини, але спричиняють біологічну дію на організм.

Шум, що розповсюджується у твердих тілах, одержав назву структурного, а у повітрі – повітряного.

Будь-який звук характеризується частотою коливань, інтенсивністю і звуковим тиском.

Частина простору, в якому поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем.

Додатковий тиск, що виникає в повітряному середовищі від звукових хвиль, називають звуковим тиском.

При розповсюдженні звукової хвилі в просторі відбувається перенос енергії, кількість якої визначається інтенсивністю звуку. Середній потік енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці площі поверхні, нормальної до напрямку розповсюдженої хвилі, називається інтенсивністю звуку.

Характеристикою джерела шуму є звукова потужність, яка визначається загальною кількістю звукової енергії, що випромінює джерело шуму в навколишнє середовище за одиницю часу.

Шум, як правило, є поєднанням звуків різної частоти й інтенсивності і може розглядатися як сума гармонійних коливань. Розкладання шуму на гармонійні складові називається спектральним аналізом.

Сприймання людиною звуку залежить не тільки від частоти, а й від інтенсивності звуку та звукового тиску. Мінімальні і максимальні звукові тиски, що сприймаються як звук, називають пороговими. Нижня межа, де сила звуку сприймається органами слуху, називається порогом чутності, верхня, де сила звуку викликає больові відчуття органів слуху, - больовим порогом. Нижче від порогу чутності на всіх частотах орган слуху не сприймає ніяких звуків, а вище від больового порогу відчувається лише біль.

Оскільки людина сприймає звуки в дуже великому діапазоні інтенсивності звуку і звукового тиску, то користуватися для оцінки звуку абсолютними їх значеннями незручно. До того ж вухо людини здатне реагувати на відносну зміну цих параметрів, а не на абсолютну. Тому прийнято оцінювати інтенсивність звуку і звуковий тиск відносно значень порога чутливості у відносних логарифмічних одиницях – децибелах (дБ). Виміряні таким чином величини називаються рівнями.

Залежно від частоти розрізняють шуми низькочастотні (16…350 Гц), середньочастотні (350…800 Гц) і високочастотні – понад 800 Гц.

Залежно від характеру спектра шуми поділяються на широкосмугові з безперервним спектром, шириною більше однієї октави, і тональні, у спектрі яких є дискретні тони, які чуються.

За часовими характеристиками шуми поділяються на постійні та непостійні. Постійні шуми – це шуми, рівень звуку яких за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА.

Непостійні шуми поділяються на:

• коливні в часі – рівень звуку безперервно змінюється в часі;

• переривчасті – рівень звуку змінюється ступнево, причому тривалість інтервалів, протягом яких рівень шуму залишається постійним, складає 1 секунду і більше;

• імпульсні – один або декілька звукових сигналів, кожний тривалістю менше 1 секунди.

Нормування шуму для робочих місць регламентується санітарними нормами та державним стандартом. Для постійних шумів нормування ведеться по граничному спектру шуму. Граничним спектром зветься сукупність нормативних рівнів звукового тиску в дев’яти стандартизованих октавних смугах частот із середньо геометричними частотами 31,5; 63; 125; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Кожний граничний спектр позначається цифрою, яка відповідає допустимому рівню звукового тиску (дБ) в октавній смузі із середньо- геометричною частотою 1000 Гц. Для орієнтовної оцінки приймається за характеристику постійного шуму на робочому місці рівень звуку в дБА, що вимірюється по шкалі «А» шумоміра.

У виробничих умовах часто шум має непостійний характер. Для цих умов найбільш зручно застосовувати середні величини, які звуться еквівалентним (по енергії) рівнем звуку, що характеризує середнє значення енергії звуку в дБА. Цей рівень вимірюється спеціальним інтегруючим шумоміром або розраховується.

При тривалій дії шуму на організм знижується гострота зору і слуху, підвищується кров’яний тиск, знижується увага. Сильний і довготривалий шум може бути причиною функціональних змін серцево-судинної і нервової систем, навіть можлива виразка шлунку. Шум в аудиторії за нормами не повинен перевищувати 55 дБА, на вулиці – 70 дБА. Допустимий рівень шуму на вулиці вдень – 50 дБА, вночі – 40 дБА. Допустимий рівень шуму у квартирі вдень – 40 дБА, вночі – 30 дБА. Шум з рівнем звукового тиску 110 дБА призводить до шумового сп’яніння, а потім починають руйнуватися різні тканини органів людини, у першу чергу слуховий апарат.

Забороняється навіть недовготривале перебування а зонах з октавними рівнями звукового тиску вище 135 дБ у будь-якій октавній смузі. До 135 дБ можна знаходитись в приміщенні, використовуючи засоби індивідуального захисту. Шум в 155 дБ викликає опіки, шум в 180 дБ призводить до смерті.

Для вимірювання рівнів звукового тиску і звуку використовують: вимірювач шуму та вібрації ВШВ-1; шумомір типу Ш-71 з октавними фільтрами ОФ-5 і ОФ-6; шумомір PS1-202 з октавними фільтрами OF-101 фірми RFT (Німеччина); шумоміри типу 2203, 2209 з октавними фільтрами типу 1613 фірми «Брюль і К’єр» (Данія).

Заходи захисту від шуму:

• Зменшення шуму в джерелі виникнення досягається шляхом його конструктивних змін: заміна металевих деталей на пластмасові, усунення проміжків у зубчатих передачах, заміна підшипників кочення і зубчатих передач, заміна ударної дії безударною, зменшення частоти обертів валів та інше.

• Звукоізоляція. До звукоізолюючих заходів належать огородження, стіни, перегородки, перекриття, спеціальні звукоізолюючі кожухи.

• Звукопоглинання. Застосовуються пористі матеріали, звукопоглинальне облицювання стелі, верхніх частин стін і штучні звукопоглиначі – об’ємні звукопоглинаючі тіла різної форми, які вільно і рівномірно підвішуються в об’ємні приміщення.

• Архітектурно-планувальні заходи. Найбільш шумні виробництва рекомендують компонувати в окремі комплекси із забезпеченням розривів між найближчими сусідами за СН 245-71. Всі шумні цехи розміщуються за межами міста з повітряного боку з використанням озеленення.

• Засоби індивідуального захисту протишумні навушники, протишумні каски і шлеми, спеціальний протишумний одяг.

Ультразвук, як і звук, характеризується ультразвуковим тиском, рівнем звукового тиску, інтенсивністю та частотою коливань. При розповсюдженні в різних середовищах ультразвукові хвилі поглинаються тим швидше, чим вища їх частота. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища. Ступінь його біологічного впливу при контакті з рідким середовищем, в якому поширюються ультразвукові коливання, залежить від часу контакту, інтенсивності, частоти і характеру ультразвукових коливань. У людей, що працюють з ультразвуковими установками нерідко спостерігається функціональні порушення нервової, серцево-судинної систем, зміна кров’яного тиску, складу і властивостей крові, головний біль, швидка втомлюваність.

З метою підвищення безпеки людини слід застосовувати ультразвук більш високих частот, які більш безпечні, передбачати дистанційне управління і системи блокування. Ультразвукові установки повинні мати кожухи або екрани із органічного скла або сталевих листів, що оброблені протишумною мастикою, гумовим покриттям. При обслуговуванні установок, що випромінюють ультразвук, слід застосовувати спеціальні рукавички з багатошарового матеріалу (гума, тканина) та захоплювачі-маніпулятори, що виключають безпосередній контакт людини з вібруючим обладнанням.

Інфразвук характеризується інфразвуковим тиском, інтенсивністю, частотою коливань. У виробничих умовах інфразвук утворюється при роботі тихохідних великогабаритних машин та механізмів (компресорів, металообробного обладнання, електричних та механічних приводів машин та ін.), що здійснюють обертальні або зворотно-поступальні рухи з повторним циклом до 20 разів за секунду. Інфразвук аеродинамічного походження виникає при турбулентних процесах, в потоках газів та рідин. Багато природних явищ – землетруси, виверження вулканів, морські бурі і т.п. – супроводжуються випромінюванням інфразвукових коливань. Інфразвук несприятливо впливає на весь організм людини, в т.ч. і на органи слуху, знижуючи слухову чутність на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження, в результаті якого виникає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується кровообіг, виникає відчуття страху і тощо. Важкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тиску та тривалості.

У відповідності до санітарних норм рівні звукового тиску інфразвуку в октавних смугах із середньо геометричними частотами 2; 4; 8 та 16 Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в діапазоні частот 32 Гц – 102 дБ.

Боротьба з несприятливим впливом інфразвуку ведеться в тих самих напрямках, що і боротьба з шумом. Найдоцільніше зменшувати інтенсивність інфразвукових коливань на стадії проектування машин та агрегатів.

´ Питання для самоконтролю

1. Що таке звук та шум? Їх коротка характеристика.

2. За якими показниками характеризується шум?

3. Як поділяються шуми за частотою, за характером спектру, за часовими характеристиками?

4. Який вплив на організм людини здійснює шум?

5. Як нормується шум?

6. Які прилади застосовуються для вимірювання параметрів шуму?

7. Які заходи сприяють захисту людини від шкідливого і небезпечного впливу шуму?

8. В чому полягає метод звукоізоляції?

9. В чому полягає метод звукопоглинання?

10. Що таке ультразвук? Дайте його характеристику.

11. В чому полягає шкідливість ультразвуку на людину?

12. В чому полягають методи захисту від ультразвуку?

13. Що таке інфразвук? Дайте його характеристику.

14. В чому полягає небезпека інфразвуку на людину?

15. Які методи захисту від інфразвуку Ви знаєте?

& Прочитайте

Л-7, с.11…28; Л-8, с.165…183; Л-9, с.135…141; Л-10, с.82…91, 388…413; Л-11, с.193…200; Л-12, с.318…332