ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

КАФЕДРА "БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ"

Исследование средств защиты от шума

Методические указания

к лабораторным и практическим занятиям

Ростов-на-Дону

2005

Составители: доцент, к.х.н. Кравченко В.М.

доцент, к.т.н. Петинова М.П.

доцент, к.х.н. Озерянская В.В.

доцент, к.ф.н. Басилаиа М.А.

УДК 504.054(07)

Исследование средств защиты от шума: Методические указания к лабораторным и практическим занятиям / Издательский центр ДГТУ, 2005, 8 с.

Предназначены для студентов специальности 280202 – Инженерная защита окружающей среды всех форм обучения.

Печатается по решению методической комиссии гуманитарного факультета.

Научный редактор – проф., д.ф.н. Аствацатуров А.Е.

Рецензент – доцент, к.х.н. Пустовая Л.Е.

© Издательский центр ДГТУ

2005

1 Цель работы

Получить представление о физической природе шума, его влиянии на организм человека и средствах защиты окружающей среды от шумового воздействия.

2 Общие положения

Шум является одним из видов физического загрязнения окружающей природной среды. Шумовое загрязнение проявляется в превышении естественного уровня звуковых колебаний и анормальном изменении звуковых характеристик (периодичности, силы звука и т.п.). Ухо человека способно воспринимать звуковые колебания с частотой от 16 до 20000 Гц. Все шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (350-800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц).

Одной из характеристик любой произвольной точки звукового поля является звуковое давление, вызываемое переменной составляющей звуковой волны и измеряемое в паскалях (Па). Минимальное звуковое давление, на которое реагирует человеческое ухо, составляет 2·10^–5Па. Максимальное звуковое давление, воспринимаемое без ощущения боли, соответствует 100 Па. Так как ухо обладает чрезвычайно большим диапазоном чувствительности к изменению звуковой энергии, то такой широкий диапазон графически можно выразить, используя логарифмическую шкалу. В акустике звуковое давление измеряют не в абсолютных, а в относительных логарифмических единицах – децибелах (дБ), характеризующих уровень звукового давления. Уровень звукового давленияLрассчитывают по формуле:

L = 20 lg P/P₀ , (1)

где Р– действующее значение звукового давления стационарного звукового сигнала, Па;Р₀– пороговое звуковое давление (2·10^–5Па). Максимальный диапазон слышимых для человека звуков составляет в этой шкале от 0 до 170 дБ.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека не отражаются: шелест листвы и мерный шум морского прибоя соответствуют 20 дБ. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники с высокими (более 60 дБ) уровнями шума. Например, шум от отбойного молотка составляет 90 дБ, от тяжелого грузовика – 100 дБ, оркестра поп-музыки – 110 дБ, взлет реактивного самолета – 140 дБ, старт космической ракеты – 150 дБ, выстрел из орудия – 170 дБ.

Уровни шума менее 80 дБ не вызывают опасности для слуха, при 85 дБ происходит некоторое ухудшение слуха, а при 90 дБ – серьезное его нарушение; при 95 дБ вероятность потери слуха составляет 50%, при 105 дБ она отмечается практически у всех лиц, подвергшихся шумовому воздействию. Уровень шума 110-120 дБ считается болевым порогом, а свыше 130 дБ – является разрушительным пределом для органа слуха.

Шум как экологический фактор приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности, развитию неврозов, росту сердечно-сосудистых заболеваний, шумовым стрессам, ухудшению зрения и т.п. Постоянный шум способен вызвать перенапряжение центральной нервной системы, из-за чего жители шумных районов города в среднем на 20% чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями и на 18-23% – атеросклерозом и нарушениями нервной системы. Особенно отрицательно шум воздействует на функциональное состояние сердечной системы у детей. Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека: он на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность жизни на 8-12 лет, толкает людей к насилию, суициду, убийству.

В зависимости от происхождения различают шум бытовой, производственный, промышленный, транспортный, авиационный, шум уличного движения и пр. Бытовой шум возникает в жилых помещениях от работы теле- и радиоаппаратуры, бытовых приборов и поведения людей. Производственный шум создается в производственных помещениях работающими механизмами и машинами. Источником промышленного шума служат промышленные предприятия, среди которых выделяются энергетические установки, компрессорные станции, металлургические заводы, строительные предприятия, создающие высокий уровень шума (более 90-100 дБ). Транспортный шум создается моторами, колесами, тормозами и аэродинамическими особенностями транспортных средств. Наиболее сильный шум – авиационный – создается работой двигателя и аэродинамическими характеристиками самолета – до 100-105 дБ над трассой воздушного транспорта.

Для защиты населения от вредного влияния внешнего шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие параметры. Разработаны нормы допустимых уровней шума от различных источников.

При санитарно-гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливается такой уровень шума, действие которого в течение длительного времени не вызывает изменений комплекса физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем человеческого организма.

Нормативные уровни звукового давления и уровни звука для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов, мест отдыха устанавливаются в соответствии с санитарными нормами допустимого шума.

Таблица 1. Допустимые уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения

Наименование территории	Эквивалентный уровень шума, дБ
	Днем с 7 до 23 ч.	Ночью с 23 до 7 ч.
Селитебная зона населенных мест	55	45
Реконструируемая жилая застройка	60	50
Территория жилой застройки вблизи аэропортов и аэродромов	65	55
Зоны массового отдыха и туризма	50	30-35
Санитарно-курортная зона	40-45	30-35
Территория заповедников и заказников	до 25	до 20

Наибольшее значение имеет метод снижения шума на пути его распространения, включающий различные мероприятия: организацию необходимых территориальных разрывов между источниками внешних шумов и зонами различного хозяйственного назначения с нормируемым шумовым режимом, рациональную планировку и застройку территории, использование рельефа местности в качестве естественных природных экранов, шумозащитное озеленение.

Кроме градостроительных мероприятий, для ликвидации шумового загрязнения используют комплекс мероприятий – установку на оборудовании звукоизолируюших кожухов, глушителей.

Глушители являются одним из наиболее распространенных и эффективных средств снижения аэродинамического шума. Глушители устанавливаются в газовоздушных трактах, в вентиляционных системах, на всасывании компрессоров и газовых турбин, в системах выпуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и т.п.

Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Снижение шума в абсорбционных глушителях происходит за счет поглощения звуковой энергии в применяемых в них звукопоглощающих материалах, имеющих пористую структуру. Снижение шума в реактивных глушителях происходит путем отражения звука от элементов камер, перегородок, преград. Комбинированные глушители обладают свойством как поглощать, так и отражать звук. Абсорбционные глушители нашли широкое применение в вентиляционных системах, а также применяются для снижения шума на всасывании ДВС, компрессоров, газотурбинных установок. Реактивные глушители широко используются для глушения выпуска ДВС, устанавливаются на тепловозах, дорожно-строительных машинах, тракторах и сельскохозяйственных машинах.

Эффективность абсорбционных глушителей (∆L, дБ) зависит от толщины и площади звукопоглощающей облицовки и определяется по формуле Белова А.И.:

∆L = 4,4 ƒ(α) l_ГЛ. / d_ГЛ., (2)

где l_ГЛ.– длина глушителя;d_ГЛ.– диаметр глушителя, ƒ(α)– условный коэффициент звукопоглощения материала набивки (таблица 2).

Чем больше толщина звукопоглощающего материала, тем ниже граничная частота эффективной работы глушителя; чем больше длина и меньше диаметр, тем глушитель эффективнее.

1

d_ГЛ.

2

l_ГЛ.

Рисунок 1.Схема абсорбционного цилиндрического глушителя:

1– камера,2– звукопоглощающая набивка.

Таблица 2.Частотные значения условного коэффициента звукопоглощения

материала набивки абсорбционного глушителя

F, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
ƒ(α)	1,2	1,6	1,6	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0