Производственный шум

Шум – это любой звук, который человеком не воспринимается как информация, или который не является информацией.

Воздействие шума на человека

Шум является дополнительным раздражителем, увеличивающим нагрузку на центральную нервную систему. При выполнении работ, требующих высокой степени концентрации внимания, дополнительные раздражители ускоряют утомление центральной нервной системы, способствуя росту ошибок (например, работа оператора ЭВМ, диспетчера, руководителя). Если выполняемая работа не требует концентрации внимания, то повышенный шум может маскировать аудиосигнал, несущий информацию об опасности для человека. При очень высоких уровнях шума (не менее 120 дБ) оказывается непосредственное влияние на клетки головного мозга, временно нарушается его нормальная работа.

Количественные характеристики шума

С гигиенической точки зрения, шум характеризуется следующими физическими величинами:

звуковое давление Р, Па:, (13)

где РΣ - полное давление в переднем фронте звуковой волны; Pа- атмосферное давление в этой же точке.

Звуковое давление обычно имеет порядок 10 Па, а при 200 Па наступает необратимое поражение уха.

интенсивность звука I , Вт/м2 – плотность потока энергии в звуковой волне.

Поскольку абсолютное значение интенсивности шума и звукового давления малы, то в силу закона Вебера пользуются не абсолютными величинами, а их логарифмическими уровнями относительно порога слышимости на частоте 1000 Гц: (14 ) , (15)

где и - пороги слышимости по интенсивности звука и звуковому давлению на частоте 1000 Гц.

3. Поскольку ухо человека реагирует на акустические колебания разных частот неодинаково, весь диапазон слышимых частот разбит на октавы от 20 Гц до 20 кГц, и основной физической величиной, характеризующей воздействие шума на человека, является спектр уровней звукового давления, т.е. уровни звукового давления, измеренные в каждой из стандартных октавных полос со среднегеометрическими частотами:

Принцип формирования октав:

- верхняя граница октавы равна удвоенной нижней;

- нижняя граница октавы равна верхней границе предыдущей октавы;

- среднегеометрическая частота октавы.

f*, Гц 31,5
L, дБ L1 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10

Табл. 1. Спектр уровней звукового давления.

4. ГОСТ 12.1.003-83 допускает в качестве количественной характеристики шума использоватьуровень звука. Он измеряется шумомером, переключённым в режим А, при котором частотная характеристика тракта преобразования сигналов шумомера совпадает со стандартной частотной характеристикой слухового анализатора человека. LA , дБ«А» – уровень звука.

5. Согласно ГОСТ 12.1.003–83, шумы разделяются на постоянные и непостоянные. У непостоянного шума уровень звука в течение рабочей смены меняется более, чем на 5 дБ«А». Количественной характеристикой непостоянного шума является эквивалентный уровень звука., дБ«А», где n – количество интервалов времени, в течение которых уровень звука можно считать постоянным; Li – уровень звука в i-й интервал времени; τi* - относительная продолжительность i-го интервала.

Нормирование шума

В ГОСТ 12.1.003-83 в зависимости от вида работы приведены предельно допустимые значения шумового воздействия на человека, нормируются предельно допустимые значения уровней звукового давления в стандартных октавных полосах частот (предельный спектр) или предельно допустимое значение уровней звука.

 

 

17. Элементы акустического расчёта. Распространение звука на открытом пространстве (свободное звуковое поле)

Пусть имеем уединенный источник шума (ИШ) мощностью Р [Вт]. Источник излучает сферические акустические волны. Выберем произвольно на расстоянии r точку а и определим интенсивность звука в ней. Поскольку источник шума излучает сферические волны, то на расстоянии r от ИШ звуковая мощность Р проходит через поверхность полусферы S=4∙πr2 и интенсивность звука будет равна:

, Вт/м2

Если источник шума, излучающий сферические волны, расположен на идеально звукоотражающей поверхности, то звуковая волна имеет форму полусферы:

, Вт/м2

Рис.3.4. К определению интенсивности звука.

В общем случае, если источник мощностью Р находится в вершине телесного угла Ω [стерадиан], образованного идеально-звукоотражающими поверхностями (Рис.3.4), то интенсивность звука на расстоянии r от него определится:

, Вт/м2

где Ω = 4πr - для уединенного источника, 2π - для источника на бесконечной плоскости, π - для источника у бесконечно отражающей стены, π/2 - для источника в углу или в вершине трехгранного прямого угла.

Большинство источников шума не одинаково излучают в разных направлениях. Это обстоятельство учитывается введением фактора направленности Фa. Фактор направленности показывает во сколько раз интенсивность шума реального ИШ, излучаемого в данном направлении α отличается от интенсивности шума ИШ, излучающего сферические волны. С учетом фактора направленности, интенсивность iума реального ИШ излучающего в телесный угол Ω на расстоянии r будет равна:

, Вт/м2

Фактор направленности может быть задан таблицей, математическим соотношением или диаграммой. Если в задаче никаких сведений о его значении не приводится, то его принимают равным единице.

При распространении шума на расстояния в десятки метров и более начинает сказываться вязкость воздуха, приводящая к уменьшению шума по закону экспоненты. С учетом этого обстоятельства, окончательно интенсивность шума от ИШ мощностью Р на расстоянии r, излучающего в телесный угол Ω в направлении α определиться следующим образом:

, Вт/м2

где: к – коэффициент затухания, учитывающий вязкое трение во фронте звуковой волны.

Определим уровень интенсивности шума в расчетной точке по отношению к порогу слышимости:

Для уравнивания размерностей в первом слагаемом умножим I0 на величину S0 = 1 м2:

В этом выражении первое слагаемое называют уровнем звуковой мощности источника Lp. Он определяется на заводе-изготовителе в ходе испытаний и вносится в паспорт изделия.

Введя коэффициент затухания β [дБ/км], окончательно получим уравнение свободного звукового поля:

Шум в замкнутых помещениях.