Література

1. Батлук В.А. Охорона праці: Навч. посібник /В.А. Батлук, М.П. Кулик, Р.А. Яцюк. –Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2009. – 360 с

2. Гандзюк М.П. Основи охорони праці: Підручник / М.П. Гандзюк, Є.П. Желібо, М.О. Халімовський. За ред.. М.Л. Гандзюка. – К.: Каравела, 2008, - 384 с.

3. Катренко Л.А. Охорона праці в галузі освіти: Навч. посіб. / Катренко Л.А., Пістун І.П. – Суми: ВТД «Університетська книга», 2004. – 304 с.

Практична робота № 4

РОЗРАХУНКИ РІВНІВ ШУМУ

Мета роботи:

1. Ознайомлення з загальними відомостями про шуми та звукоізоляцію і звукопоглинання

2. Ознайомлення з методами розрахунку звукоізоляційних пристроїв.

3. Набуття практичних навичок визначення сумарного та еквівалентного рівня кількох джерел шуму та потрібного зниження рівня шуму.

Теоретичні відомості

1. Загальні відомості

Більшість виробничих процесів супроводжується дією на працюючих шуму. Шум — сукупність звуків різної інтенсивності і частоти, що викликає неприємні слухові відчуття.

Будь-який звук характеризується частотою коливань f, Гц, інтенсивністю І, Вт/м² і звуковим тиском р, Па. Звуковим тиском називають додатковий тиск, що виникає в середовищі від звукових хвиль. Швидкість коливань частинок середовища залежить від миттєвого звукового тиску і акустичного опору середовища р х с:

де р - густина середовища, кг/м³; с — швидкість поширення звукових хвиль у певному середовищі, м/с.

Інтенсивність звуку визначається за середнім значенням звукової енергії, що проходить за одиницю часу крізь одиницю площі, перпендикулярної до напрямку поширення звуку:

де /— інтенсивність звуку, Вт/м²; v — миттєва швидкість коливань, м/с.

Органом слуху людини механічні коливання сприймаються як звук у діапазоні частот 20…20000 Гц. Коливання з частотою меншою за 20 Гц (інфразвук) та понад 20000 Гц (ультразвук) не сприймаються органами слуху людини, але спричиняють біологічну дію на організм. Слухове сприйняття обмежене також нижньою і верхньою межами - порогом чутливості і больовим порогом. Значення інтенсивності звуку на цих порогах становлять відповідно 10^-12 Вт/м² та 10²Вт/м², тобто відрізняються у 1014 разів. Але орган слуху людини сприймає не абсолютну, а відносну зміну інтенсивності звуку приблизно у логарифмічній залежності. У зв'язку з цим для оцінки шуму користуються відносними рівнями інтенсивності чи звукового тиску у логарифмічних одиницях. При цьому збільшення будь-якої інтенсивності звуку в 10 разів відповідає приросту відчуття інтенсивності на одиницю, яку називають "бел" (Б). Рівні звукового тиску, що відповідають порогу чутливості і больовому порогу, становлять 0 і 120 дБ (1 дБ = 0,1 Б).

Рівень інтенсивності звуку у децибелах (дБ) визначають за формулою:

де Іо - інтенсивність звуку на порозі чутливості.

Рівень звукового тиску у децибелах визначають за формулою:

(1)

де р — звуковий тиск цього звуку; p₀ - звуковий тиск на порозі чутливості (p₀ = 2 х 10^-5 Па).

Рівень інтенсивності (або звуковою тиску) у децибелах не завжди відповідає фізіологічному відчуттю гучності звуку, тому що чутливість органу слуху людини не однакова до звуків різних частот. На рис. 4.1 наведено криві однакової гучності звуків, тобто кожна з них поєднує точки з однаковим відчуттям гучності. Кожен шумомір має стандартну характеристику "А", яка загрублює коливання на низьких частотах відпові­дно до суб'єктивного сприйняття їх органом слуху людини.

Рівень звукового тиску, отриманий за характеристикою "А" шумоміру, нази­вають рівнем звуку, одиницею виміру якого є дБА (див. табл. 4.1). Шкала "А" шумоміру застосовується для орієнтовної оцінки шуму.

Весь діапазон звуків, що відчуває людина, поділяється на октавні смуги із середньогеометричними частотами від 65 до 8000 Гц, значення їх подвоюються від однієї до наступної смуги.

За характером спектра шуми бувають широкосмугові — з безперервним спект­ром завширшки понад одну октаву - і тональні, у спектрі яких в одній із третьоктавних смуг с дискретні тони з рівнем, що перевищує на 10 дБ і більше рівні у сусідніх смугах, тобто придушує їх.

За часовими характеристиками шум визначають як постійний (коливання рівня шуму протягом зміни не перевищують 5 дБ) і непостійний (коливання більше 5 дБ). Непостійний шум, своєю чергою, поділяють на змінний, уривчастий та імпульсний.

Рис. 4.1. Криві однакової гучності звуків

Таблиця 4.1

Нормативні рівні звукового тиску і рівні звуку для виробничих приміщень (витяг з ГОСТ 12.1.003-86)

Робочі місця	Рівні звукового тиску, дБ, в октавних смугах частот із середньо-геометричними частотами, Гц								Рівні звуку і еквівалентні рівні звуку, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Приміщення КБ,	71	61	54	49	45	42	40	38	50
програмістів
ЕОМ,
лабораторій для
теоретичних
робіт тощо
Приміщення	79	70	63	58	55	52	50	49	60
керування
(робочі кімнати)
Кабіни	83	74	68	63	60	57	55	54	65
спостережень і
дистанційного
керування з
мовним
зв'язком по
телефону
Приміщення і	94	87	82	78	75	73	71	70	80
дільниці
точного
збирання,
приміщення для
виконання
експерименталь-
них робіт
Постійні робочі	94	87	82	78	75	73	71	70	80
місця у
виробничих
приміщеннях і
на території
підприємств

При тривалому впливі шуму підвищеного рівня знижується гострота слуху, погіршується стан центральної нервової і серцево-судинної систем, шлунково-кишкового тракту та інших органів. Шум викликає передчасну втому, зниження продуктивності праці, послаблення пам'яті та уваги, спричиняє небезпечні ситуації. Шкідлива дія шуму визначається рівнем звукового тиску, часовою характеристикою, частотним складом і тривалістю дії. Рівень звукового тиску пов'язаний з відчуттям його гучності, а частотний спектр визначає тембр. Найбільш несприятливими є звуки з частотою понад 1000 Гц та тональні.

Рівень звукового тиску, отриманий за характеристикою "А" шумоміру, нази­вають рівнем звуку, одиницею виміру якого є дБА (див. табл. 4.1). Шкала "А" шумоміру застосовується для орієнтовної оцінки шуму.

Весь діапазон звуків, що відчуває людина, поділяється на октавні смуги із середньогеометричними частотами від 65 до 8000 Гц, значення їх подвоюються від однієї до наступної смуги.

За характером спектра шуми бувають широкосмугові — з безперервним спект­ром завширшки понад одну октаву - і тональні, у спектрі яких в одній із третьоктавних смуг с дискретні тони з рівнем, що перевищує на 10 дБ і більше рівні у сусідніх смугах, тобто придушує їх.

За часовими характеристиками шум визначають як постійний (коливання рівня шуму протягом зміни не перевищують 5 дБ) і непостійний (коливання більше 5 дБ). Непостійний шум, своєю чергою, поділяють на змінний, уривчастий та імпульсний.

При тривалому впливі шуму підвищеного рівня знижується гострота слуху, погіршується стан центральної нервової і серцево-судинної систем, шлунково-кишкового тракту та інших органів. Шум викликає передчасну втому, зниження продуктивності праці, послаблення пам'яті та уваги, спричиняє небезпечні ситуації. Шкідлива дія шуму визначається рівнем звукового тиску, часовою характеристикою, частотним складом і тривалістю дії. Рівень звукового тиску пов'язаний з відчуттям його гучності, а частотний спектр визначає тембр. Найбільш несприятливими є звуки з частотою понад 1000 Гц та тональні.

Нормування шуму здійснюється згідно з ГОСТ 12.1.003-88 "Шум. Общие требования безопасности" (витяг з якого наведено у табл. 4.1) за двома принципами: за граничним спектром шуму (допустимими рівнями звукового тиску у дБ за всіма октавними смугами) і за інтегральним показником - "рівнем звуку" у дБА (за шкалою "А" шумоміра).

Нормування враховує більшу біологічну небезпеку тонального і імпульсного шуму та тривалість дії протягом зміни шляхом введення до нормативних (табличних) значень поправок. Для тонального і імпульсного шуму поправка від'ємна у 5 дБ, для тривалості дії шуму до 4 годин поправка додатна у 5 дБ. Нормативні значення рівнів разом з поправками є допустимими. Наприклад, допустимий рівень широкосмугового шуму тривалістю понад 4 годин дорівнює нормативному, тому що поправка у такому випадку дорівнює нулю.

Для боротьби з виробничим шумом застосовують такі основні заходи: змен­шення шуму в його джерелі, звукоізоляцію, віброгасіння, звукопоглинання, архітек­турно-планувальні заходи, застосування засобів індивідуального захисту та ін.

Звукоізоляція - це здатність огороджувальних конструкцій відбивати і послаб­лювати звукову енергію, що надходить. Звукоізолювальна здатність конструкцій

(стіни, перекриття, загородки, кожухи) тим більша, чим більша її поверхнева густина, тобто маса її 1 м². Саме тому ці конструкції виготовляють з металу, товстого скла, залізобетону, цегли. На рис. 4.2 показані схематично джерела шуму (ДШ) і засоби звукоізоляції на промисловому підприємстві та можливі шляхи поширення шуму з одного приміщення в інше.

Для звукопоглинання використовують здатність таких пористих матеріалів, як шлаковата, повсть, пінополіуретан, поглинати енергію звукових хвиль. Облицювання внутрішніх поверхонь приміщень чи кожухів машин зменшує рівень шуму на 6-8 дБ і більше. Крім названих матеріалів, застосовують також перфоровані екрани, об'ємні підвісні поглиначі, драпірують стіни тканинами тощо.

Найбільший ефект щодо зниження шуму досягається суміщенням методів звуко­ізолювальні і звукопоглинання. З цією метою, наприклад, звукоізолювальні металеві кожухи із середини облицьовують звукопоглинальними матеріалами, а огорожі роблять багатошаровими з м'якими або повітряними прошарками. На рис. 4.3 показані деякі схеми звукоізолювальних кожухів.

Рис. 4.2. Засоби звукоізоляції на промисловому підприємстві (а) та шляхи поширення шуму з одного приміщення в інше (б):

а: 1 - звукоізолювальні огорожі; 2 - звукоізолювальні кабіни; 3 – звукоізолювальні кожухи; 4 - акустичні екрани; нарис. 3.2,

б: 1 - пряме проникнення шуму крізь огорожі; 2 —пряме проникнення шуму крізь будь-який отвір в огорожі; 3 — шлях непрямої передачі шуму крізь огорожу; 4 - передавання структурного шуму від джерела вібрації крізь підвалини, перекриття.

Рис. 4.3. Схеми звукоізолювальних кожухів

а — знімного; б - розсувного; в - копотного типу; г - неоднорідної конструкції; 1 – стінка кожуха; 2 - звукопоглинальне облицювання; 3 - машина; 4 - віброізолювальні опори машини;

5 - віброізолювальні прокладки; 6 - глушники в отворах для циркуляції повітря; 7 - глушник в отворі для кабеля; 8 - перфорований лист або сітка