8. Шум. Основные понятия и определения, нормирование. Действие шума на человека, коллективные и индивидуальные меры защиты.

Шум-это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, возникающих при механических колебаниях в твердых жидких и газообразных средах. Шум частотой в 1000 Гц принят за эталонный при оценке громкости. Наименьшее звуковое давление, вызывающее ощущение звука на частоте 1000 Гц называется порогом слышимости. Звуковое давление 200 Па вызывает ощущение боли в органах слуха и называется болевым порогом.

1. Классификация шума по источникам возникновения

1.1 Механический шум, обусловленный колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. спектр механического шума занимает широкую область частот. Наличие высоких частот делают шум особо неприятным.

1.2. Аэрогидродинамические шумы возникают при движении газов и жидкостей, их взаимодействия с твердыми телами (шумы из-за периодического выпуска газа в атмосферу, например, сирена, шумы из-за образования вихрей, отрывных течений, турбулентные шумы из-за перемешивания потоков и т.п.).

1.3. Электромагнитный шум возникает в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных (во времени и в пространстве) магнитных полей, а также силы, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами (т.н. пондеромоторные силы).

2. Классификация по характеру спектра. Широкополосный шум (шум с непрерывным спектром шириной > 1 октавы). Тональный шум - шум, в спектре которого имеются дискретные тона, шириной менее одной октавы.

3. Классификация по временным характеристикам. Постоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А). Непостоянный шум - это изменение составляет больше чем 5 дБА. Непостоянные шумы в свою очередь делается на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

Специфическое воздействие шума (действие на слуховой анализатор). Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ (А^*)) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. Неспецифическое воздействие шума. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается. Существует термин «шумовая болезнь». К объективным симптомам шумовой болезни относятся: 1) снижение слуховой чувствительности, 2) изменение функции пищеварения (снижение кислотности), 3) сердечно-сосудистая недостаточность, 4) нейроэндокринные расстройства. К субъективным симптомам относятся: - раздражительность, - головные боли, -головокружение, -снижение памяти, - повышенная утомляемость, - потеря аппетита, - боли в ушах и т.д.

Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работ. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технич. объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве. Степень влияния шума зависит от его интенсивности и продолжительности воздействия, состояния ЦНС и что очень важно, от индивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Особенно чувствительны к шуму детский и женский организмы. Шум влияет на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, нарушает обмен вещ-в, язва желудка, гипертонические болезни, профессиональные болезни. Шум с уровнем звукового давления 30…35дБ является привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до 40…70дБ в условиях бытовой или природной среды создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном действии может стать причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75дБ может привести к потере слуха. При действии шума высоких уровней 140дБ-разрыв барабанных перепонок, контузия, при более высоких - более160дБ- смерть. Снижение слуха на 10дБ неощутимо, на 20дБ-серьезно мешает человеку, т.к нарушается способность слышать важные звуки, ослабление разборчивости речи. Помимо снижения слуха при воздействии шума наблюдается общие изменения в организме. Рабочие жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, повышение артериального давления.

Нормирование шума звукового диапазона осущ-ся 2 методами: по предельному спектру уровня звука и по дБА. Первый метод явл основным для постоянных шумов. По этому методу устанавливается ПДУ (предельно допустимый уровень) звукового давления в 9 октавных полосах со среднегеометр-ми значениями 63,125,250,500,1000,2000,4000,8000 Гц. В соответствии с ГОСТ шум на рабочих местах не должен превышать установленных значений. Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума на рабочем месте. Нормируемым параметром является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума.

Колебательная скорость v (м/с)-скорость колебания частиц воздуха относительно положения равновесия. Скорость распространения звука с (скорость звука) (м/с)-скорость распространения звуковой волны. При нормальных атмосферных условиях (темп 20 ºС, давление 10 в5степени Па) с=344м/с. Звуковое давление р (Па)-разность мужду мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде р=vpc, где p-плотность среды(кг/м³), pc-удельное акустическон сопротивление(Па*с/м), равное 410 Па*с/м для воздуха,1,5*10 в6степени Па*с/м- для воды, 4,8*10 в7степени Па*с/м-для стали.

При распространения звука со скоростью звуковой волны происходит перенос энергии, которая хар-ся интенсивностью звука. Интенсивность звука I-(Вт/м²)-энергия,переносимая звуковой волной в еденицу времени, отнесенная к площади поверхности, через которую она распространяется I=p²/(pc). Звуковое давление и интенсивность звука принято хар-ть их логарифмическими значениями-уровнями звукового давления и интенсивности звука. Уровень звукового давления L(p)=10 lg(p²/p²нулевое)=20 lg(р/р нулевое),где р-звуковое давление,Па; р нулевое-пороговое звуковое давление,равное 2*10в степени(-5)Па. Уровень интенсивности звука.L(i)=10lg(I/I нулевое), где I-интенсивность звука,Па; I нулевое-пороговая интенсивность звука,равная 10 в степени (-12),Вт/м².

В кач-ве пороговых значений приняты min значениязвукового давления и интенсивности звука, которые слышит человек при частоте звука в 1000Гц,поэтому они получили названия порогов слышимости. Важной хар-кой,определяющей распространение шума и его воздействие на человека, явл его частота. Диапазон звуковых частот разбит на октавные полосы(f1/f2=2),хар-мые их среднегеометрическими частотами f(cr)

Методы борьбы с шумом. Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба с шумом в источнике его возникновения —наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств. В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума. Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и ком­бинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звуко­поглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В ком­бинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.