3.2.3 Классификация шумов. Правило сложения шумов

Шумы классифицируются по происхождению, по характеру спектра и по временным характеристикам (см. рис. 1). Эта классификация лежит в основе нормирования шумов и способов защиты от них.

Рисунок 1 - Классификация шумов

По происхождению шумы делятся на механические, аэродинамические и электромагнитные. Это важно для понимания причины шума в каждом конкретном случае и принятия меры для его снижения.

Механические шумывызваны упругими колебаниями, трением и соударением деталей машин и механизмов.

Аэродинамические шумы вызваны вихревыми потоками газа при работе вентиляторов, турбин, воздуховодов и т. д.

Электромагнитные шумы вызваны колебанием ферромагнитных масс и витков обмоток под влиянием переменных магнитных полей (обмотки и сердечники трансформаторов, соленоидов, электродвигателей и др.).

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные (ДСН 3.3.6.037 – 99 «Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку»).

Широкополосные шумыимеют непрерывный спектр шириной более одной октавы.

Тональные шумыимеют в спектре выраженные дискретные тона (превышение уровня шума в третьоктавной полосе не менее 10 дБ над соседними полосами).

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.

Постоянные шумы изменяются в течение рабочего дня не более, чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы изменяются в течение рабочего дня более, чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы в свою очередь подразделяются на переменные, прерывистые и импульсные.

У переменных шумов уровень постоянно меняется во времени.

У прерывистых шумов уровень изменяется ступенчато (не менее, чем на 5 дБА через интервалы времени не менее 1 с).

Импульсные шумы состоят из одного или нескольких сигналов, длительностью менее 1 с и перепадом не меньше 7 дБА.

Сложный характер спектра часто вызван одновременным действием нескольких источников. Для расчета суммарного шума, создаваемого одновременно несколькими источниками, излучающими некогерентные волны, пользуются правилом сложения шумов. Согласно этому правилу необходимо складывать интенсивности шума от разных источников, а не уровни

, (5)

где n – количество источников.

Уровень шума равен

. (6)

Например, если действуют два источника одинаковой мощности, то суммарный шум равен

(7)

То есть действие двух одинаковых источников по сравнению с одним дает увеличение уровня звука на 3 дБ.

3.2.4 Измерение и нормирование шума

Измерение шума делается с целью его оценки (сравнения с нормативными значениями) и, при необходимости, снижения. Основным нормативным документом по шуму является ДСН 3.3.6.037 – 99 «Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку».

Основными методами нормирования шума являются:

• нормирование уровня звука (дБА);

• нормирование уровней звукового давления (дБ) в

октавных полосах (нормирование по предельному спектру).

Нормирование уровня звука (дБА) основано на измерении, при котором имитируется частотная чувствительность слуха человека. Стандартные измерительные приборы (шумомеры) имеют шкалы А, В, С, которые соответствуют кривым равной громкости (соответственно, 40, 70 и 90 дБ на частоте 1000 Гц; см. рис. 2). Измерение уровня шума в приборе производится через специальные фильтры, имитирующие эти кривые. Иначе говоря, прибор воспринимает шум так, как его слышит человек. Обычно для производственных и бытовых условий используется шкала А. Остальные шкалы разработаны для специфических условий (испытаний авиационной техники и др.) и в данном конспекте подробно не рассматриваются.

Рисунок 2 - Кривые равной громкости

Для оценки непостоянных шумов пользуются эквивалентным уровнем звука (усредненным по времени)

, дБА, (8)

где -среднеквадратическое звуковое давление, измеренное с учетом коррекции А, Па; - время действия шума, ч.

Измеренную (или рассчитанную) величину сравнивают с допустимой (нормированной). Этот метод применяется для нормирования постоянных и непостоянных шумов. В нем не учитывается частотная характеристика шума, однако он является простым с т. зр. проведения эксперимента и обработки результатов.

Нормирование уровней звукового давления (дБ) в октавных полосах

(нормирование по предельному спектру) основано на раздельном измерении уровней звукового давления в каждой октавной полосе и сравнении полученных значений с допустимыми значениями (предельным спектром). Измерения выполняются с помощью шумомеров с набором октавных фильтров, каждый из которых пропускает энергию в своей полосе частот. Таким образом, оценивается не один показатель шума, а весь спектр.

Предельным спектром (ПС) называется совокупность нормированных уровней звукового давления в восьми октавных полосах частот. Каждому ПС присвоен номер, который соответствует уровню звукового давления на частоте 1000 Гц.

Весь спектр звуковых колебаний разделен на 8 октавных полос, каждая из которых характеризуется среднегеометрической частотой

, (9)

где и- соответственно, верхняя и нижняя частоты октавной полосы. Верхняя частота в два раза больше нижней

. (10)

Стандартные значения среднегеометрических частот октавных полос составляют: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, Гц. На каждой из этих частот оценивают уровень звукового давления.

Это метод является наиболее точным, однако более сложным с т. зр. проведения эксперимента и обработки результата. Он используется для нормирования постоянных шумов.

В обоих методах измеренные величины сравнивают с допустимыми (нормированными) величинами. Оба метода нормирования шума могут быть использованы как при оценке реальных производственных шумов, так и в теоретических расчетах при проектировании защитных средств.

При определении допустимых величин учитывают вид трудовой деятельности. Чем выше доля умственного труда, тем меньшими должны быть допустимые величины. Так, например, допустимым эквивалентным уровнем шума для творческой и научной деятельности, конструирования, программирования и обучения является 50 дБА, что соответствует ПС-45. Для работы в цехах (металлообработка, сварка, испытания и т. п.) допустимый эквивалентный уровень шума – 80 дБА, что соответствует ПС-75.

В некоторых случаях, когда шум носит крайне непостоянный характер, или по каким-либо причинам невозможно использовать рассмотренные методы, нормирование осуществляют по дозе шума (в данном конспекте не рассматривается).