Производственный шум

Производственный шум представляет собой сочетание звуков различной интенсивности и частоты.

По происхождению шумы подразделяются на следующие виды.

Шум механического происхождения — шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом.

Шум аэродинамического происхождения — шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.).

Шум электромагнитного происхождения — шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.).

Шум гидродинамического происхождения — шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).

Воздушный шум — шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения.

Структурный шум — шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

Звук как явление физическое представляет собой колебательное движение упругой среды. Физиологически он определяется ощущением, воспринимаемым органом слуха и центральной нервной системой при воздействии на него звуковых волн. Шум или звук характеризуются различными параметрами.

В физическом отношении основными параметрами шума или звука являются:

• частота колебаний звуковой волны (f);

• интенсивность звука (J);

• звуковое давление (P).

Частота звука характеризуется числом колебаний звуковой волны в единицу времени (с) и измеряется в герцах (Гц). Органами слуха человека воспринимаются звуки с частотами от 20 до 20 000 Гц, которые называются слышимыми звуками. Звуковые волны с f<20 Гц называются инфразвуковыми, а волны с f>20 ООО Гц — ультразвуковыми.

Разность давлений в возмущенной (звуком) и воздушной невозмущенной среде называется звуковым давлением. Единицы измерений звукового давления Па, Н/м².

Интенсивность звука — средний поток энергии звуковой волны проходящий в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению потока. Интенсивность звука измеряется в ваттах на м2 (Вт/м2).

Зависимость интенсивности звука J от звукового давления определяется по формуле

J =Р²: рс, Вт/м²,

где Р— звуковое давление, Н/м²;

р — плотность воздуха, кг/см³;

с — скорость звука, м/с;

рс — волновое сопротивление среды.

Человек способен воспринимать звуки в большом диапазоне интенсивностей. Нижнему порогу слышимости при частоте 1000 Гц соответствует интенсивность 10^-12 Вт/м². При интенсивности звука в 10² Вт/м² создается ощущение боли в ушах; этот уровень называется порогом болевого ощущения; он превышает порог слышимости в 10¹⁴раз. Поэтому пользоваться абсолютными значениями интенсивности звука и звукового давления крайне неудобно.

В акустике принято измерять не абсолютные величины интенсивности звука или звукового давления, а их относительные логарифмические уровни, взятые по отношению к пороговому значению: J ₀ = 10^-12 Вт/м² и Р₀=2·10^-5 Н/м².

Величина порогового звукового давления Р₀ выбрана таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях (Р= 760 мм рт. ст., Т= 20 °С) интенсивность звука была равна пороговому значению

J₀ =Р²₀: р₀с₀, Вт/м²,

Если интенсивность звука J больше исходной в 10 раз, т. е. J/J₀ = 10, то принято считать, что интенсивность звука J превышает исходную на 1 Б (бел); при J/J₀ = 100 — превышает на 2 Б и т. д., т. е. уровень интенсивности звука можно определять по формуле:

L = lg·J:J₀, Б.

Поскольку органы слуха человека способны различить прирост звука на 0,1 Б, т. е. на 1 дБ (децибел), то эта единица в практике акустических измерений принята как основная.

Уровень интенсивности звука (в дБ) определяется по формуле:

L = 10·lg·J:J₀, дБ.

Органы слуха человека не одинаково чувствительны к звукам различной частоты. Наибольшая чувствительность — на средних и высоких частотах (300—4000 Гц) и наименьшая — на низких (20—100 Гц). Поэтому субъективная оценка громкости звука зависит не только от уровня звукового давления, но и от спектрального состава (спектра частот) шума. Для сравнения громкости звуковых волн (шума) различных частот пользуются величиной, которая называется уровнем громкости звука. Уровни громкости измеряются в фонах (безразмерная величина). Фоном называется уровень громкости звука частотой 1000 Гц при уровне звукового давления в дБ.

На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровню звукового давления, для других частот они существенно различаются.

Для физиологической оценки действия шума используются полученные в результате изучения свойств органов слуха воспринимать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости кривые равной громкости звуков на различных частотах, так называемые изофоны.

В силу различной восприимчивости органами слуха звуков с равными уровнями звуковых давлений на разных частотах весь частотный диапазон их, ощущаемый слуховым аппаратом, разделяется на 9 октавных полос. Каждая октавная полоса характеризуется граничными и среднегеометрическими частотами.

Среднегеометрическая частота определяется по формуле

f_ср=√ f_чн· f_чв,

где f_чн и f_чв — соответственно нижняя и верхняя граничные частоты, Гц.

Совокупность всех уровней звукового давления 9 октавных полос называется предельным спектром.

В современных шумомерах используются две частотные характеристики: «А» и «Лин». Первая имеет завал на низких частотах и поэтому имитирует кривую чувствительности уха человека к звукам различных частот; вторая — практически линейна во всем диапазоне измерения частот. Уровни звукового давления, измеренные по шкале «А» шумомера, служат для ориентировочной оценки шума и называются уровнями звука в дБА.

Отрицательное действие шума на организм человека в наибольшей степени сказывается на органах слуха и центральной нервной системе. Даже незначительный шум (50-60 дБА) создает значительную нагрузку на нервную систему, воздействует на нее психологически.

Наиболее часто такое явление наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Вредное воздействие слабого шума на человеческий организм зависит от возраста, здоровья, физического и душевного состояния людей, вида труда, степени отличия от привычного шума, индивидуальных свойств организма. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может оказать сильный раздражающий эффект. Известно, что такие заболевания, как гипертония и язвенная болезнь, неврозы, желудочно-кишечные и кожные, связаны с перенапряжением нервной системы под воздействием шума в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а иногда и к заболеваниям.

Длительное воздействие сильного шума (более 80 дБА) вызывает общее утомление, снижает слуховую чувствительность, может привести к профессиональной тугоухости и даже к шумовой травме (при уровнях более 120 дБА).

Шумовые травмы, как правило, бывают связаны с влиянием высокого звукового давления, что может наблюдаться, например, при взрывных работах. При этом у пострадавших отмечаются головокружение, шум и боль в ушах, может лопнуть барабанная перепонка.

Вредное влияние производственного шума сказывается не только на органах слуха. Под влиянием шума порядка 90—100 дБА снижается острота зрения, изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности, повышается внутричерепное и кровяное давление, появляются головные боли и головокружение, нарушается процесс пищеварения. При этом наблюдается понижение трудоспособности и уменьшение производительности труда на 10-20 %, а также рост общей заболеваемости на 20—30 %.

Действие шума способствует ослаблению внимания и замедлению психических реакций, что в условиях производства приводит к опасности возникновения несчастных случаев. В условиях подземных выработок шум мешает вовремя распознать звуки, обычно предшествующие и сопровождающие движение пород — обвалы кровли, выбросы угля и газа. Точно так же шум может заглушить сигналы при работе механизмов.

Инфразвук — звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимости частот — 20 Гц, которые не воспринимаются человеком. Низкая частота обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются и легче огибают препятствия, что объясняет их способность распространяться на значительные расстояния с небольшими потерями энергии.

Источниками инфразвука могут быть средства транспорта, компрессорные установки, мощные вентиляционные системы, системы кондиционирования и др. Часто инфразвук сопутствует шуму.

Инфразвук оказывает неблагоприятное влияние на работоспособность человека, вызывает изменения со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной систем организма, отмечаются жалобы на раздражительность, рассеянность, головокружение.

Под действием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов в звуковом диапазоне имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.

Ультразвук — это колебания в диапазоне частот от 20 кГц и выше, которые не воспринимаются человеческим ухом.

Источниками ультразвука являются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи, аэродинамические процессы. Он нередко сопутствует шуму при работе реактивных двигателей, газовых турбин и др.

Ультразвук передается человеку контактным или воздушным способом. Локальное воздействие на человека может приводить к поражению нервного и суставного аппарата, а общее воздействие — к функциональным изменениям центральной нервной, сердечнососудистой систем и др.

Основными характеристиками ультразвука являются уровни звукового давления (дБ) и виброскорости (дБ).

Поиск по сайту: