13 Шум. Основные характеристики шума. Виды производственного шума Действие шума на организм человека. Нормирование шума (частотный спектр, октава).

Шум – совокупность различных по частоте и силе звуков, мешающих нормальной деятельности человека и вызывающих у него неприятные ощущения. Это одна из форм параметрического загрязнения окружающей среды, адаптация организма в которой практически невозможна.

Звук – колебательное движение упругой среды, вызванное действием некоторой возмущающей силы и воспринимаемое органами слуха.

Шум – всякий нежелательный для человека звук, представляющий упругие колебания, распространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде. Звук, распространяющийся в воздушной среде – воздушный шум, а передающийся по конструктивным элементам – структурный (распространяющийся быстрее).

Единица измерения звукового давления – Па.

Звуковое давление определяется амплитудой колебания звуковой волны. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке за единицу времени, отнесенный к единице поверхности – интенсивность звука.

I=Pср²/P_С, где Pср² – средний квадрат звукового давления, P_С – удельное акустическое сопротивление среды.

Вел-ны звукового давления и интенсивности звука, с которыми прих-ся иметь дело в практике акустики, и которые способен воспринимать чел-к измен-ся в очень широких пределах: по давлению - до 10⁸ раз, по интенсивности – до 10¹⁶ раз.

За ед-цу уровня интенс-ти звука принят Б (Бел). Это десятичный логарифм отн-я интенс-ти звука к пороговой интенс-ти. L₁ = 10 lg (I/I₀), I₀ – интенс-ть звука, соотв-щая порогу слышимости на частоте 1000 Гц (10^-12 Вт/м²).

Звуковое давление опр-ся по ф-ле: L₂ = 20 lg (Р/Р₀), Р₀ – порог звукового давления, при норм. условиях на частоте 1000 Гц Р₀ = 2*10^-5 Па.

Ухо чел-ка четко различает изменение уровня звука на 0,1 Б. Поэтому в практике расчетов исп-ся дБ (децибел).

Использ-е среднеквадратич-х вел-н хорошо согласуется с тем, что именно они отражают кол-во энергии, переносимой сигналом, регистрируемой измерительными приборами, а также вызывающей соотв-щую реакцию органов слуха чел-ка.

Уровни звукового давления применяют для измерения шума и оценки степени его возд-я на чел-ка. Уровни интенс-ти исп-ют при проведении акустич-х расчетов.

Ухо ч-ка может воспринимать слышимые звуковые колебания 20 Гц – 20 кГц.

Зав-ть среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума от частоты наз-ют частотным спектром шума.

По хар-ру спектра шум бывает:

• широкополосный (с непрерывным спектром и шириной более одной октавы)

• тональный (в спектре которого имеются выраженные дискретные тона)

По временным хар-кам:

• постоянный (ур-нь звука которго за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ)

• непостоянный (более чем на 5 дБ): колеблющийся во времени (шум, ур-нь звука которого непоср-но измен-ся во времени), прерывистый (ур-нь звука которого ступенчато измен-ся во времени на 5 дБ и более, причем длительность интервалов, в теч.кот-х ур-нь остается постоянным составляет 1 сек и более), импульсивный (шум, состоящий из одного или неск-х звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 сек, при этом ур-ни звука измен-ся не более чем на 7 дБ).

При оценке возд-я шума на чел-ка весь частотный диапазон разбивают на ряд октавных полос, в каждой из кот-х верхняя граница в 2р превышает нижнюю.

Указанные полосы стандартизованы и определены соотв-щими нормативными документами. 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Ниже 20 Гц нах-ся область, неслышимая чед-ком – инфразвук, свыше 20 Гц – ультразвук.

Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, так и отдельных ее частей. Причинами возникновения этих колебаний явл-ся механич, аэродинамич, гидродинамич и электрические явления. В связи с этим выделяют: механич.шумы, аэродинамич., гидродинамич. и эл/магнитные шумы.

Механические шумы возникают вследствие движения мех-мов с переменным ускорением, соударения деталей (штамповка, ковка и др.операции). Аэродинамич.шумы вызваны движением жидкости или газа (они явл-ся главной составляющей шума вентиляторов, компрессоров, воздуховодов). Гидродинамич.шумы возникают вследствие стационарных и нестац-х процессов в жидкости. Эл/магнитные шумы возникают в электрических машинах и оборуд-ии за счет взаимод-я ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и в простр-ве магнитных полей.

Область слышимых звуков огранич-ся не только диапазоном частот 20-20000Гц, но и определенными значениями звуковых давлений. На рис.1 показаны предельные значения ур-ня звукового давления в виде 2-х кривых.

П ороговое звуковое давление минимально только на частоте 1000 Гц и принято считать F= 1000 Гц и L=0 стандартной частотой в акустике. Верхняя кривая соотв-ет болевому порогу 120-130 дБ. Звуки, превышающие по уровню этот порог, м.вызвать боли или повреждение слух.аппарата чел-ка. Область м/у этими двумя кривыми наз-ся областью слухового восприятия.

В зав-ти от уровня и хар-ра шума, его продолжит-ти и индивид-х особенностей чел-ка шум может оказывать разл. действие. Даже небольшой ур-нь шума 50-60 дБ влияет на нервную систему. Причиной м/б пол, возраст, условия труда. Уровень шума до 70 дБ оказывает значит.физиологические изменения. 85-90 дБ - снижает слуховую чувствит-ть в области высоких частот. Шум, возд-я на кору головного мозга, увеличивает процесс утомления, снижает реакцию.

Звуковые колеб-я м.восприним-ся не только ухом, но и непоср-но через кости черепа (костная проводимость). Возд-е шума свыше 140 дБ приводит к разрыву барабанной перепонки.

Нормирование шума произв-ся 2 методами:

1. По предельному спектру шума (этот м-д явл-ся основным для постоянных шумов. В соотв-ии с ним устан-ся допустимые ур-ни звукового давления в перечисленных выше октавных полосах 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Контроль ур-ней шума произв-ся шумометрами).

2. По уровню звука (этот м-д исп-ся для ориентировочной оценки непостоянного шума или постоянных шумов, спектр которых неизвестен).