Шум — сочетание звуков различной силы и высоты, изменяющиеся во времени и оказывающие отрицательное действие на человека. Характеризуется звуковым давлением р — среднеквадратичная разность самого высокого и самого низкого звука, [Па]. Предел измерения (2*10-5 до 100). Интенсивность шума: I — энергетическая характеристика шума [Вт/м2]. Диапазон (10-12 до 100). I=р2/рс — звуковое давление в определённой акустической среде. Уровень звукового давления Lр=10lg(р2/p02), дБ. Уровень интенсивности звука Lj=10lg(1/1о), дБ. 140 дБ — болевой порог, когда лопаются барабанные перепонки. Частота f, [Гц] — область слышимого диапазона [20Гц-20кГц]. Октава — область частотного спектра, когда отношение граничных частот f2\f1=2. Слышимых октав — 8. Среднегеометрические стандартные частоты Fср2=корень из f1f2. По частотным характеристикам шум разделяется: 1) широкополосный — звуки более 1 октавы; 2) тональный — звуки только одной частоты.
Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты, а именно — наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (800-4000 Гц) и наименьшей — на низких (20-100 Гц). Поэтому для физиологической оценки шума используют кривые равной громкости (рис.30), полученные по результатам изучения свойств органа слуха оценивать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости, т.е. судить о том, какой из них сильнее или слабее.
Уровни громкости измеряются в фонах. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления. По характеру спектра шума подразделяются на :
широкополостные : спектр больше одной октавы (октава, когда f(н) отличается от f(к) в 2 раза).
тональные — слышится один тон или несколько.
По времени шумы подразделяются на постоянные (уровень за 8 час. раб. день изменяется не более 5 дБ).
Непостоянные (уровень меняется за 8 час. раб.дня не менее 5 дБ).
Непостоянные делятся : колеблющиеся во времени — постоянно изменяются по времени; прерывистые — резко прерываются с интервалом 1 с. и более; импульсные — сигналы с длительностью менее 1 с.
Всякое возрастание шума над порогом слышимости увеличивает мускульное напряжение, значит повышает расход мышечной энергии.
Рис.30 Кривые равной громкости звуков
Под влиянием шума притупляется острота зрения, изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности, наступает понижение трудоспособности, ослабленность внимания. Кроме того, шум вызывает повышенные раздражимость и нервозность.
Тональный (преобладает определенный шум тон) и импульсный (прерывистый) шумы более вредны для здоровья человека, чем широкополосный шум. Длительность воздействия шума приводит к глухоте, особенно с превышением уровня 85-90 дБ и в первую очередь снижается чувствительность на высоких частотах.
Нормирование шума производится по ГОСТ 12.1.003-83 — шум, требования безопасности. Для постоянного шума нормируется уровень звукового давления на среднегеометрических частотах — допустимый спектр ДС — показывает уровень звукового давления на уровне 1000 Гц. непостоянный шум нормируется по эквивалентному уровню звука Lэкв=ДС-5,дБ.
Меры защиты: I) уменьшение шума в источнике. Например для механических шумов — (смазка), для аэродинамических — (системы глушителей), для шумов электромагнитного происхождения — более полная прессовка пакетов. 2) защита расстоянием, дистанционное управление процессом; 3) рациональная планировка оборудования и цехов, т.е. наиболее шумные цеха должны располагаться с подветренной стороны и выходить торцами на остальные здания; 4) использование звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Звукоизолирующие материалы (звуковая волна отражается), звукопоглощающие — звуковая энергия преобразуется в тепловую энергию. Звукоизолирующие материалы — сплошные (металл, кирпич и т.д.), в качестве звукопоглощающих — пенопласт, вата; 5) акустическая обработка помещений (снижение интенсивности отраженного шума); б Индивидуальные средства защиты: а) вкладыши в уши снижают уровень шума на 10-15 дБ, б) беруши, противошумные наушники на (15-20 дБ), в) шлемы (на 20-25 дБ).
Акустический расчет предполагает проведение 3 этапов:
1) Определение интенсивности шума на рабочих местах расчетным или инструментальным методом на всех восьми среднегеометрических частотах.
2) Сравнение рассчитанных либо замеренных уровней шума на рабочих местах с нормативными значениями.
3) Если хотя бы на одной из среднегеометрических частит наблюдается превышение уровня шума, то должны быть разработаны меры защиты.
Интенсивность шума на рабочих местах определяется по формулам
I=Iпр+Iотр, где Iпр = РФ/SK интенсивность прямого шума, Ф — фактор направленности шума (Ф=1), р- звуковое давление, S — площадь распространения шума, S = бr2, б — зависит от того как размещен источник (б=4п, если источник подвешен, б=2п, если источник стоит), r- расстояние от источника шума до расчетной точки, k — коэффициент, характеризующий затухание звука в воздухе. С учетом уровней звукового давления уровень шума в расчетной точке можно определить по формуле L=Lp+10lgФ-10lgб-20lgr-dLопр, где L — интенсивность прямого шума; Lр — уровень шума на каждой среднегеометрической частоте (приводится в паспорте машины); r — расстояние между источником и расчетной точкой; dLопр = a*r/1000; a — коэффициент, зависящий от частоты падающего звука.
Для наружных установок отражением пренебрегаем
Интенсивность отражённого шума Lотр= Р/4В, где В-постоянная помещения В=А/(1-ср); А- эквивалентная площадь помещения A=1/nS1*1; n -число поверхностей; ср-средний коэффициент звукопоглощения =1/n1
Для закрытых помещений уровень шума можно рассчитать по формуле L = Lр+10lg(Ф/S+4/В).
Меры защиты: I) уменьшение шума в источнике. Например для механических шумов — (смазка), для аэродинамических — (системы глушителей), для шумов электромагнитного происхождения — более полная прессовка пакетов. 2) защита расстоянием, дистанционное управление процессом; 3) рациональная планировка оборудования и цехов, т.е. наиболее шумные цеха должны располагаться с подветренной стороны и выходить торцами на остальные здания; 4) использование звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Звукоизолирующие материалы (звуковая волна отражается), звукопоглощающие — звуковая энергия преобразуется в тепловую энергию. Звукоизолирующие материалы — сплошные (металл, кирпич и т.д.), в качестве звукопоглощающих — пенопласт, вата; 5) акустическая обработка помещений (снижение интенсивности отраженного шума); б Индивидуальные средства защиты: а) вкладыши в уши снижают уровень шума на 10-15 дБ, б) беруши, противошумные наушники на (15-20 дБ), в) шлемы (на 20-25 дБ).
