2. Нормування та вимірювання шуму

Шум це сукупність звуків різної частоти та інтенсивності, які виникають через коливальний рух частинок у пружних сере­довищах (твердих, рідких, газоподібних). Процес поширення ко­ливального руху в середовищі називають звуковою хвилею, яка ха­рактеризується частотою коливань, звуковим тиском та інтен­сивністю.

ГОСТ 12.1.003—76 шуми класифікує: по характеру спектру на широкосмугові (ширина безперервного спектру більш за одну октаву) і тональні (перевищення рівня октави більше 10 дБ); по тимчасових характеристиках - на постійні (рівень звуку за 8 годин змінюється не більше ніж на 5 дБА) і непостійні (рівень звуку за 8 годин змінюється більш ніж на 5 дБА). Непостійні шуми підрозділяють на ті, що коливаються в часі, переривисті і імпульсні.

Шум негативно впливає на організм людини в цілому, пер­шою чергою, на центральну нервову систему, викликаючи зни­ження рівня уваги, сповільнення реакції організму та прискорюю­чи втому.

Медичні дослідження показують, що тривалі дії інтенсивного шуму і вібрації на організм людини приводять до втрати слуху, розладу нервової системи і, як наслідок до захворювань серцево-судинної системи або до появи професійних захворювань — шумової і вібраційної хвороби. Шум підвищує нервову напругу, уповільнює психічні і зорові реакції, є причиною швидкої стомлюваності і зниження продуктивності праці на 15...30 %.

Вплив шуму. Під впливом інтенсивного шуму (90...100дБА) знижується зорова реакція на 25%, знижується уважність водіїв машин, сповільнюються психічні реакції, з'являються головні болі і запаморочення, прискорюється процес стомлення, порушуються пульс, дихання і обмін речовин. З цих причин шум може сприяти виникненню виробничого травматизму.

Оскільки шум приводить до розладу нервової системи, поразки слухового аналізатора, він кінець кінцем приводить до хронічних захворювань нирок, кора головного мозку, до підвищеного кров'яного тиску, головних болів, спазмів судин серця і інших хвороб.

Слуховий аналізатор людини сприймав звукові коливання в інтервалі частот 16 - 20000 Гц. Звукові коливання з частотою нижче за 16 Гц (інфразвук) та понад 20 кГц (ультразвук) органа­ми слуху не сприймаються.

Ультразвук. Основними документами, що регламентують безпеку при роботі з ультразвуком, є ГОСТ 12.1.0011-89 «ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности» і ГОСТ 12.2.051-80 «Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности».

Генераторами ультразвука є ультразвукове технологічне устаткування і прилади. Під час їх роботи при частоті 20...70 кГц створюється нечутний вухом шум в 100... ...120 дБ. При перебуванні людини в полі ультразвукового генератора з'являються слабкість, головні болі, болі у вухах, порушується ритм роботи серця, відбувається розлад нервової системи, а при зіткненні з предметами і речовинами, в яких збуджені ультразвукові коливання, відбувається контактне опромінювання.

Контактна дія ультразвуку повинна виключатися засобами автоматизації та дистанційним керуванням. В разі необхідності використовують спеціальний інструмент з віброізолюючою рукояткою та захисні рукавиці.

Допустимі рівні ультразвуку в зонах контакту працюючого з приладами або обладнанням не повинні перевищувати 110 дБ.

Характеристикою ультразвуку, що передається контактними шляхами, є пікове значення віброшвидкості (м/см) в частотному діапазоні від 1х10⁵ до 1х10⁹ або його логарифмічні рівні.

Дія інфразвуку. Інфразвукові коливання повітря породжуються органними трубами, сонячними спалахами, грозами, землетрусами, тихохідними двигунами, промисловими вентиляторами і ін.

Ці коливання викликають сильну втому, знижують розумову здатність, порушують роботу мозку, викликають непритомність і тимчасову сліпоту. А могутні нечутні звуки з частотою 7 Гц зупиняють серце або руйнують кровоносні судини. Це виникає при збігу частоти коливань звукових хвиль з так званим альфаритмом головного мозку.

Інфразвукові коливання ще мало вивчені.

При поширенні звукових коливань у повітрі періодично з'являються області розрідженого та стиснено­го повітря. Різниця тисків між цими областями визначається як звуковий тиск. Кількість енергії, яку переносить звукова хвиля в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної її по­ширенню, характеризує інтенсивність звуку. Мінімальна інтен­сивність звуку, яку сприймає вухо, називають порогом чутності. Поріг чутності залежить від частоти звукової хвилі. Для порівняння за стандартну частоту прийнято 1000 Гц. Звукові хвилі цієї частоти мають поріг чутності при інтенсивності звуку 10'² Вт/м² і звуковому тиску 210"⁵ Па. Больові відчуття у вусі ви­никають при інтенсивності звуку 100 Вт/м² і звуковому тиску 200 Па. Оскільки ці величини змінюються в широких межах, то для гігієнічної оцінки шуму використовують не абсолютні значення, а десяткові логарифми відношення цих значень до умовного нуль­ового рівня, який відповідає порогу чутності. Логарифми цих відношень називають рівнями інтенсивності та звукового тиску і вимірюються в белах (Б). Але на практиці використовують оди­ницю в десятеро меншу від бела, а саме децибел (дБ), оскільки ву­хо людини здатне розрізняти рівні інтенсивності звуку порядку 0,1 Б. Отже, порогу чутності відповідає рівень інтенсивності зву­ку ОдБ, а порогу больового відчуття - 120-130 дБ. Рівні інтенсив­ності звуків, які створюються деякими джерелами шуму, наведені в табл. 2.1.

Допустимі рівні звукового тиску в дБ в октавних смугах частот, рівні звуку в дБА і еквівалентних рівнях звуку в дБАэ на робочих місцях в приміщеннях і самохідних машинах (окрім легкового автомобіля) слід приймати: для широкосмугового шуму по графіках рис. 12 і табл. 2.2; для тонального, імпульсного і шуму, що створюється вентиляційними установками, — на 5 дБ менше значень, вказаних на рис. 12.

Сумарний рівень інтенсивності звуку L_с, який створюється декількома джерелами шуму з однаковим рівнем L₁ обчислюють за формулою (2.1):

L_с= L₁+lgN (2.1)

де N - кількість джерел.

Таблиця 2.1 - Рівні інтенсивності шуму від різних джерел

Джерело шуму	Рівень інтенсивності, дБ
Шелестіння листя дерев	10
Шепіт на відстані	15
Тиха розмова	40
Шум автомобіля легкового	60
Крик на відстані 1 м	80
Шум автомобіля вантажного	90
Автомобільна сирена	110
Літак під час злітання	130

Таблиця 2.2 - Допустимі рівні звукового тиску в дБ, рівні звуку і еквівалентні рівні звуку в дБА на робочих місцях тракторів, самохідних шасі, самохідних причіпних і навісних сільськогосподарських машин, будівельних, землерийний-транспортних, меліоративних і інших аналогічних машин, вантажного автотранспорту (ГОСТ 12.1.003—76)

Робочі місця	Рівні звукового тиску в дБ із середньо- геометричними частотами, Гц								Рівні звуку та еквівалентні рівні звуку, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Водія та обслуговую-чого персоналу	99	92	86	83	80	78	76	74	85

Рисунок 12 – Графік норм рівнів звукових коливань у дБ та рівнів звуку, дБА згідно з ГОСТом 12.1.003-76 та СніП 11.12-77

Одним із основних джерел шуму в містах є автомобільний транспорт. Шум транспортного потоку залежить від виду транс­порту, інтенсивності руху, стану покриття вулиць. Збільшення шуму, зростання частки міського населення, яке піддається його дії, та наявність застарілої вуличної мережі низької пропускної здатності вимагають оптимальної організації транспортних потоків у великих містах з метою зменшення його негативного впливу на населення. Рівні шумового забруднення у містах від основних джерел шуму можна подати в дванадцяти-бальній системі, характеристика якої свідчить, що якщо рівень шуму складає 35 дБА і менше, то шумове забруднення відсутнє, 90 дБА і більше свідчать про небезпечне шумове забруднення.

Рівень виробничого шуму оцінюється коефіцієнтом рівня виробничого шуму К_у.ш

К_у.ш=У_шн./У_шф (2.2),

де К_у.ш – коефіцієнт рівня виробничого шуму;

У_шн - нормативна величина виробничого шуму, дБ;

У_шф – фактична величина виробничого шуму, дБ.

Якщо фактична величина, заміряна в конкретних виробничих умовах, менше гранично допустимих, тоді К_у.ш не підраховується, а приймається рівним 1.

У тих випадках, коли потрібно визначити рівень шуму (виробничого) на ділянці чи в цеху, необхідно користуватися формулою 2.3:

(2.3)

де m – кількість робочих місць на ділянці.

При визначенні рівня виробничого шуму цілком на ділянці може статися, що на одному робочому місці рівень шуму перевищує рівень шуму на іншіх робочих місцях цієї ділянки. У таких випадках при порівняльній оцінці однотипних ділянок по шуму необхідно обраховувати окремо високий рівень шуму на цьому робочому місці.

За рівнем шуму визначається коефіцієнт соціальної небезпеки Т_і, пов'язаної із шумовим забрудненням і-тої території, що визначається за формулою 2.4:

Т_і =0,04(L_i-55)H_i (2.4)

де L_i — рівень шуму на території, який перевищує граничнодо­пустимий рівень у 55 дБА;

Н_i — кількість людей, які піддаються дії шуму. Інтегральний показник соціальної небезпеки шумового за­бруднення визначається як

T= (2.5)

Для зменшення шкідливого впливу шуму на працівників за­лежно від видів роботи встановлені його допустимі рівні на робочих місцях. Еквівалентний рівень шуму з урахуванням допусти­мих рівнів для всіх частот не повинен перевищувати:

• 50 дБА у приміщеннях конструкторських бюро, лабора­торіях;

• програмістів, теоретичних робіт, медичних закладів;

• 60 дБА у приміщеннях для керування та робочих кімнатах;

• 80 дБА у виробничих приміщеннях на постійних робочих місцях, в експериментальних лабораторіях.

Зниження рівнів шуму в приміщеннях досягається за допо­могою:

• зменшення шуму в джерелі його утворення;

• ізоляції джерел шуму;

• архітектурно-конструкторських рішень;

• використання засобів індивідуального захисту.

Найефективнішим засобом є зменшення шуму в джерелі його утворення шляхом створення нового покоління машин та механізмів. Поряд із звукоізоляцією-перегородками, кабінами, екранами, які запобігають поширенню звуків, використовують звукопоглинання, за якого енергія звукової хвилі переходить у теплову енергію повітря у порах. Серед засобів індивідуального захисту використовують протишумові вкладиші.