4 Вопрос: Шум. Его влияние на организм, нормирование и методы защиты.

Для успешной борьбы с шумом необходимо знать его физические характеристики, закономерности возникновения и распространения.

Шумом считают звуки, негативно воздействующие на организм человека, мешающие его работе и отдыху.

Шум нормируется согласно следующих нормативных документов:

• ДСН 3.3.6.037-99 «Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку».

• ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

Звук, а значит и шум в какой-либо точке пространства, по воздействию на человека, характеризуется такими физическими величинами, как звуковое давление, интенсивность и частота колебаний.

Воздушное пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. В результате колебаний генерируемых источником звука, в воздухе возникает звуковое давление, которое накладывается на атмосферное.

Разницу между атмосферным давлением и значением полного давления в данной точке звукового поля называют звуковым давлением (Р), единица измерения – паскаль (Па). [1 Па = 1 Н/м²]

Распространение звуковой волны сопровождается переносом звуковой энергии.

Отношение среднего потока звуковой энергии в любой точке пространства за единицу времени, к единице площади поверхности перпендикулярной направлению распространения волны, называют интенсивностью или силой звука в данной точке (I) и измеряют в Вт/м².

Интенсивность звука определяют расчетным способом, т.к. измерить ее с помощью приборов невозможно, из-за отсутствия приборов позволяющих измерить этот параметр.

Звуковое давление (Р) измеряют с помощью шумомера, оно связано с интенсивностью звука (І) следующей зависимостью:

,

где ρ – плотность среды (кг/м³);

с – скорость звука в данной среде (м/с).

Выделяют два пороговых значения звукового давления и интенсивности звука - это порог слышимости и порог болевого ощущения.

Порогом слышимости называют минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, воспринимаемые органом слуха человека. При частоте звука f = 1000 Гц, принятой базовой в акустике, порог слышимости имеет следующие значения: Р₀ = 2·10^-5 Н/м², I₀ = 10^-12 Вт/м².

Порогом болевого ощущения называют звуковое давление (Р_б = 20 Н/м²) и интенсивность звука (I_б = 1 Вт/м²), при которых в органе слуха человека начинают возникать болевые ощущения.

Большой диапазон между пороговыми значениями слышимости и болевого ощущения (звукового давления – 10⁶, а интенсивности звука – 10¹²) вызвал значительные трудности при их практическом использовании.

Т.к. человек воспринимает звуки в очень большом диапазоне интенсивности звука и звукового давления, поэтому использовать для оценки звука их абсолютные значения неудобно. К тому же органы слуха человека реагируют на относительное, а не абсолютное изменение этих параметров. Поэтому принято оценивать интенсивность звука и звуковое давление относительно значений порога чувствительности в относительных логарифмических единицах - децибелах (дБ).

Т.е. от абсолютных параметров звука Р и I, перешли к относительным значениям – к уровням (L), используя при этом логарифмическую шкалу.

С учетом этих обстоятельств основными характеристиками шума являются уровень звукового давления и уровень интенсивности звука.

Уровень интенсивности звука определяют по формуле:

, (дБ)

где I – интенсивность звука в данной точке (Вт/м²);

I₀ – интенсивность звука на пороге слышимости для частоты 1000 Гц

(I₀ = 10^-12 Вт/м²).

Уровень звукового давления определяют по формуле:

, (дБ)

где Р – звуковое давление в данной точке, Па (Н/м²);

Р₀ – пороговое звуковое давление (на пороге слышимости) [Р₀ = 2·10^-5 Па].

В зависимости от частоты акустические (звуковые) колебания подразделяются на 3 (три) диапазона:

• инфразвуковые – до 20 Гц;

• звуковые – от 20 до 20000 Гц;

• ультразвуковые – более 20000 Гц.

Органы слуха человека воспринимают акустические колебания в звуковом диапазоне от 20 до 20000 Гц.

В свою очередь звуковой диапазон подразделяется на:

• низкочастотный - до 400 Гц;

• среднечастотный - от 400 до 1000 Гц;

• высокочастотный с частотой свыше 1000 Гц.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» установлены предельные уровни шума, табл.2.3.

Таблица 2.3 - Соотношение частоты и уровня звукового давления:

Рабочие места и территория промышленных предприятий	Средне геометрические октавные полосы, Гц.
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	Уровень звукового давления, дБ
	103	98	95	88	85	83	81	80

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека даже небольшой шум (50-60 дБА) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывает на нее психологическое воздействие.

Степень вредности любого шума зависит также от того, насколько он отличается от обычного шума, или шума, который вызывает сам человек.

Шум более 70 дБА может оказать физиологическое влияние на человека и привести к очевидным изменениям в ее организме.

Под влиянием шума, превышающего 85-90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Если величина уровня шума превышает 85 дБА необходимо вывесить предупреждающий знак, предписывающий необходимость применения СИЗ органов слуха.

При действии шума высоких уровней (более 145 дБ) может разорваться барабанная перепонка.

При нормировании шума используют два метода:

• нормирование по предельному спектру шума;

• нормирование уровня звука в дБА. (Определенный по шкале «А» шумомера без учета частоты, т.е. чистый шум.)

Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. В этом случае уровни звукового давления (дБ) нормируются в восьми октавных полосах частот со средне геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Совокупность восьми предельных уровней звукового давления называют предельным спектром (ПС).

Второй метод нормирования, основан на измерение шума по шкале «А» шумомера, что эмитирует чувствительность органов слуха человека к шумам различной громкости. Уровень звука в дБА, используют для ориентировочных оценок постоянного и непостоянного шума, т.к. в этом случае спектр шума неизвестен. Уровень звука в дБА связан с предельным спектром зависимостью:

L_А = ПС ± 5

То есть, в зависимости от вида шума табличные значения подлежат уточнению:

• для тонального и импульсного шума допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни шума и эквивалентные уровни шума на рабочих местах необходимо брать на 5 дБ меньше справочных значений;

• для шума создающегося в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления – на 5 дБ меньше фактического уровня шума в помещении, если он не превышает справочных значений.

Мероприятия, снижающие воздействие шума:

1. Снижение в источнике возникновения за счет применения «незвучных» материалов.

2. Звукоизоляция - это изменение направления звука в сторону от рабочей зоны, за счет применения экранов и преград.

3. Акустическая обработка шумных помещений, поверхности которых имеют высокую звукоотражающую способность, осуществляется за счет отделки их специальными шумопоглощающими материалами: штукатуркой, ультратонким стекловолокном, а также применение искусственных поглотителей шума.

4. Глушение звука – осуществляется за счет применения глушителей шума, которые подразделяют на:

• активные, снижение шума происходит в результате его поглощения слоями звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность;

• реактивные, отражают поступающую в них звуковую энергию обратно к источнику звука. Представляют собой расширения и повороты на пути движения звуков, где в различных каналах происходит снижение уровня аэрогазодинамических шумов;

• комбинированные, снижение шума происходит в результате его поглощения и отражения.

5. Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ подразделяются на:

• внутренние – это беруши из мягкой пластмассы;

• внешние – наушники и шлемофоны.

Примеры:

Шум в аудитории согласно нормативным документам не должен превышать 55 дБА, на улице – 70 дБА.

Допустимый уровень шума на улице днем – 50 дБА, ночью – 40 дБА.

Допустимый уровень шума в квартире днем – 40 дБА, ночью – 30 дБА.

Для сравнительной оценки: средний уровень громкости речи человека составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м производит шум 120 дБ.

Органы слуха человека наиболее чувствительны к частотам от 1000 до 4000 Гц.

Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от окружающего мира, человеку необходим шум в 10-20 дБ. Это шум листвы в парках или лесах.

11