ШУМ – КАК ОПАСНЫЙ И ВРЕДНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ФАКТОР

1. Шум. Основные характеристики.

2. Классификация шума.

3. Нормирование. Влияние на здоровье человека.

4. Инфразвук. Его характеристика.

5. Ультразвук. Его характеристика.

6. Вибрация. Основные понятия.

1. Шум. Основные характеристики.

Шум – совокупность нежелательных с гигиенической точки зрения звуков резкой интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у людей неприятное субъективные ощущения.

Звуковая волна – распространение колебательного движения в среде.

Звуковые волны имеют определенную частоту колебаний, измеряемую в герцах (Гц – одно колебание в с), чем больше частота колебаний, тем выше звук. Орган слуха человека воспринимает диапазон колебаний от 16 до 20000 Гц (наиболее чувствителен к частотам от 50 до 5000 Гц).

Колебания с частотой выше 20000 Гц называются ультразвуком (УЗ), ниже 16 Гц – инфразвуком (ИФ) (слухом не воспринимаются).

Основными характеристиками шума являются:

частота колебаний f, (Гц),

интенсивность звука I, (Вт/м²)

звуковое давление Р, (Па).

Звуковое давление – давление, создаваемое звуковым полем в среде.

Интенсивность звука – (сила, мощность потока энергии) средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности.

I = P / S

Р – звуковое давление, Па;

S – площадь, м²

Минимальные и максимальные звуковые давления и интенсивность звукаб которые в состоянии воспринять ухо человека называются пороговыми.

При f=1000 Гц порог слышимости I₀=10^-12 Вт/м² – при 20 дБ

болевой порог I=10² Вт/м² – при 140 дБ - максимально воспринимаемый звук. Между ними находится область слышимости.

Так как разница между ними очень велика, для оценки шума используют не абсолютные значения интенсивности, а ее уровень в логарифмических единицах, называемых уровнями интенсивности шума (Белл). По шкале Белл каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Ухо человека реагирует на величину в 10 раз меньшую, чем Белл. Поэтому используют дБ. (1 дБ = 0,1 Б)

Весь диапазон человеческого слуха укладывается в 13-14 дБ.

Уровень силы звука можно определить (используют при акустических расчетах):

L = 10 lg (I /I₀ ), дБ

где I – интенсивность звука в данной точке вт/м ² ,

I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышемости. I₀=10^-12Вт/м²

Уровень звукового давления можно определить (используют при измерении шума и оценке его воздействия на человека т.к. ухо реагирует на давление, а не на интенсивность):

L = 20lg Р/Р_0, дБ

Р – звуковое давление в данной точке, Па;

Р₀=2 10^-5 – пороговая величина среднеквадратичного звукового давления, Па.

Шум в производственном помещении создается, как правило, несколькими одновременно работающими машинами. Тогда общая сила звука I_общ = I₁+I₂+…+I_n,

но общий уровень силы звука (дБ), создаваемый всеми источниками:

L_общ= 10lg(I₁+I₂+…+I_n) / I₀

При равной интенсивности источников:

I₁=I₂=…=I_n=I

L_общ=10lg (I n)/I₀=10 lg n + 10 lg I/ I₀= L+10 lg n

L – уровень силы звука 1 источника, дБ;

n – количество источников.

При разной интенсивности источников:

L_общ= L_больщ+l

L_больщ – наибольший уровень силы звука из суммированных;

l – добавка (по табл. или граф.) – т.к. разные интенсивности звука.

Но уровень силы звука не позволяет судить о физиологическом ощущении громкости. Восприятие громкости звука зависит не только от уровня силы звука, но и от его частот. Т.е. звуки одинаковые по своей силе, но разные по частоте, могут оказаться на слух неодинаково громкими (октавы). Для оценки субъективного ощущения шума введится характеристика – громкость.

Громкость измеряется в фонах. Если на слух какой-либо звук окажется таким же громким, как звук с f=1000 Гц и с уровнем силы L = 1 дБ, то уровень громкости этого звука равен 1 фон.

Интенсивность шума определяют в пределах октав.

Октава – диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней (например, 40-80, 80-160 Гц). Для обозначения октавы обычно берут не диапазон частот, а среднегеометрические частоты: например, для октавы 40-80 – 62,5 Гц, для октавы 80-160 – 125 Гц (63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000).

f_{средне геометр} = т.е. f₁/f₂ = 2 - октава

Шум классифицируют следующим образом:

По причине возникновения:

Воздушный (аэродинамический) - движение потоков воздуха, газов или жидкости с большой скоростью.

Механический – трение и удары узлов и деталей машин и механизмов.

По характеру спектра шумы различают:

широкополосные с непрерывным спектром шириной более 1 октавы (сплошной);

тональные(дискретный), когда интенсивность шума в узком диапазоне частот резко преобладает над остальными частотами.

импульсные – шум, воспринимаемый, как следующие друг за другом удары (ухудшает точность работы, затрудняет прием информации).

по распределению звуковой энергии во времени шумы подразделяются на:-

постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А);

непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не ее чем на 5 дБ(А);

непостоянные в свою очередь подразделяются по длительности на:

а) колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно меняется во времени;

б) прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется[на 5дБ и более] (резко падает до фонового);

в) импульсные, состоящие из одного или нескольких сигналов длительностью менее 1с каждый.

2. Нормирование шума

Нормальная речь - 30-40 дБ;

Звуков, заглушающих разговорную речь – 65-70 дБ

Вблизи автомобиля - 70-90 дБ;

Допустимый - 50-85дБ.

Двигатели внутреннего сгорания – 110-130 дБ.

Центробежные вентиляторы – 80 – 105 дБ.

Реактивные двигатели на расстоянии 2-3 метра от выхлопа – более 140 дБ.

В соответствии с этими нормами допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука на рабочих местах должны приниматься:

- для широкополосного, постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума в зависимости от вида трудовой деятельности – 60-85дБ;

- для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, - на 5дБ меньше фактического уровня шума в помещении;

- для колеблющегося во времени и прерывистого шума максимальный уровень звука не должен превышать 100дБ (непостоянный);

для импульсного шума максимальный уровень звука не более 125 дБ (непостоянный).

Для постоянного шума нормируется: уровень звукового давления в октавных полосах (8 октав), дБ, и уровни звука по шкале А, дБ А.

Шум при котором недопустимо находиться без средств защиты даже кратковременно при любой частоте – 135 дБ.