Выявление источников шума и определение их шумовых характеристик

Шум на рабочем месте инженера-программиста создается в основном за счет работы персональных компьютеров в помещении и работы периферийной техники (принтеры, сканеры), а также работы копировальной техники.

Таким образом, в рассматриваемом помещении можно выделить 10 источников шума: 7 персональных компьютеров, 3 принтера, 1 сканер, 1 копировальную машину.

Определим уровень шума 1 персонального компьютера.

Основной характеристикой звукового поля является уровень его звукового давления L

(1)

Где р - измеренное звуковое давление, Па; р₀ - исходное значение звукового давления, принимается значение р₀ на пороге слышимости органа слуха человека на частоте 1000 Гц, равное 2×10^-5 Па.

Орган слуха человека способен воспринимать значительный диапазон интенсивностей звука от едва слышимых (на пороге слышимости р₀= 2×10^-5Па) до звуков с болевыми ощущениями (на пороге болевого ощущения р_б=20 Па).

Уровни звукового давления источников шума составляющих персонального компьютера (во время работы) и периферийных устройств приведены ниже.

Таблица 5.3.1.Уровни звукового давления различных источников.

Источник шума	Уровень звукового давления (), дБ	С учетом поправки (), дБ
Жесткий диск
Вентилятор
Монитор
Клавиатура
Принтер
Сканер
Копир

Принтер, сканер и копир будем рассматривать как отдельные источники шума, т.к. они расположены не на всех рабочих местах (см. схему).

Типичное рабочее место оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК(будем считать, что в системном блоке находится 3 вентилятора), монитор, клавиатура. Рассчитаем уровень звукового давления от одного персонального компьютера:

По формуле (1) можно вычислить звуковое давление для каждой составляющей p_i. Здесь L_i и p_i параметры i-го источника шума, а i=1, 2, … n:

(2);

В соответствии с этим, для жесткого диска по формуле (2) определяем Па;

Для 1 вентилятора: Па;

Для монитора: Па;

Для клавиатуры: Па;

Звуковое давление нескольких источников суммируется по формуле (3). Поскольку в системном блоке все составляющие – источники шума расположены на расстоянии много меньшем контрольного расстояния для замера уровня шума (1м) можно считать, что формула (3) выполняется с достаточной точностью.

(3)

Тогда расчетный уровень звукового давления для одного ПК:

дБ

Будем считать, что персональные компьютеры работают в течение всего рабочего дня, тогда как сканер, принтер и копир используются не более получаса в день. Введем поправку на уровень звука устройства в зависимости от времени его работы, в соответствии с таблицей 7, приведенной в [7]:

Таблица 5.3.2. Поправка на уровень звука

Таким образом, поправка на уровень звука сканера, принтера и копира составляет -12дБ.

5.3.2. Выбор расчетных точек и определение допустимых уровней звукового давления L_доп для этих точек

В качестве расчетной точки выберем рабочее место № 2(см. схему помещения). В соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» установлены предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности в дБ, приведенные в таблице 5.3.3.:

Таблица 5.3.3. Предельно допустимые уровни звука

Таким образов, в соответствии с установленным уровнем напряженности 3.1. (напряженный труд первой степени) допустимый уровень шума составляет 60дБ.

5.3.3. Расчет уровней звукового давления L_р в расчетных точках

Октавные уровни звукового давления L_p в дБ в расчетных точках помещений, в которых находится несколько источников шума, рассчитываются по формуле:

(4)

Где m – количество источников шума, ближайших к расчетной точке (т.е. источников шума, для которых r_i ≤ 5 r _мин, где r _мин – расстояние в м от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума); n – общее количество источников шума в помещении с учетом среднего коэффициента одновременности работы оборудования.

-октавный уровень звуковой мощности источника шума в дБ;

Звуковая мощность источника W, Вт – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность источника:

,

где I(S), р (S) – законы распределения интенсивности звука и звукового давления по поверхности S.

Для характеристики источника шума используется также уровень звуковой мощности , дБ:

где Вт – пороговая звуковая мощность на частоте 1000 Гц, I ₀ =10^-12Вт/м², S ₀ = 1 м².

Для определения уровня звуковой мощности источника на некотором одинаковом от него расстоянии r в n точках измеряют уровень звукового давления P_I и вычисляют:

где S - площадь сферы радиусом r (если источник расположен на полу помещения, то площадь полусферы),

Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр - распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот.

Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф (j) - фактором направленности.

Фактор направленности показывает отношение интенсивности звука , создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности I _ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно:

где р _ср - звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); - звуковое давление в угловом направлении , измеренное на том же расстоянии от источника.

– эмпирический коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния между акустическим центром источника и расчетной точкой r (м) к максимальному габаритному размеру источника l _max (м) по графику:

Рис.5.3.3. Зависимость эмпирического коэффициента от отношения

S, м² – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку:

для источников шума, у которых r > 2 l _max, следует принимать при расположении источников шума (где r- расстояние от источника до расчетной точки, l _max-максимальный размер источника):

· в пространстве

· на поверхности пола, стены, перекрытия

· в двухгранном углу, образованном ограждающими поверхностями ;

· в трехгранном углу, образованном ограждающими поверхностями ;

В, м² – постоянная помещения, которая находится из выражения

Где -частотный множитель, определяемый по таблице 5.3.4:

Таблица 5.3.4 Значение частотного множителя

В₁₀₀₀ - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, которая рассчитывается в зависимости от объема V (м³) и типа помещения как:

· V/20 - для помещений без мебели с небольшим количеством людей (металлообрабатывающие цехи, машинные залы, испытательные стенды и т.д.);

· V/10 - для помещений с жесткой мебелью или с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты и т.д.);

· V/6 - для помещений с большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения административных зданий, жилые комнаты и т.п.);

· V/1,5 - для помещений с звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен;

- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый в зависимости от отношения постоянной помещения В к площади ограждающих поверхностей S _огр, которая определяется с учетом суммы площадей пола, потолка и стен помещения по графику:

Рис.5.3.4. Коэффициент нарушения диффузности звукового поля

В данном расчете будем считать, что источники излучает равномерно по всем направлениям, в связи с этим примем , .

Значения , для различных источников приведены в
таблице 5.3.5.:

Примем максимальный размер источника м для всех источников

Таблица 5.3.5. Значения для источников

Источник шума	Расстояние до источника r, м			, м2
ПК №1	0,5			3,142
ПК №2	3,1	6,2		120,702
ПК №3	4,1	8,2		211,137
ПК №4	6,0			452,162
ПК №5	5,1	10,2		326,686
ПК №6	5,3	10,6		352,810
ПК №7	3,2	6,4		128,614
Принтер	2,7	5,4		91,609
Принтер	5,8	11,6		422,518
Принтер	5,4	10,8		366,250
Сканер	5,6	10,2		393,882
Копир	1,0	2,0		12,561

Значение коэффициента в зависимости от среднегеометрической частоты для объема помещения V=124,002 м³ равно:

Таблица 5.3.6. Значения коэффициента

Среднегеометрическая частота, Гц
	0,8	0,75	0,7	0,8	1,0	1,4	1,8	2,5

примем =V/10=12,40 - для помещений с жесткой мебелью или с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты и т.д.).

Тогда постоянная помещения по среднегеометрическим частотам будет равна:

Таблица 5.3.7. Значения постоянной помещения

Среднегеометрическая частота, Гц
	12,63	11,84	11,05	12,63	15,79	22,1	28,42	39,48

Значение определяем по графику для . S _огр=6,225*6,225+6,225*3,2*4=118,431

Таблица 5.3.8. Значения коэффициента

Среднегеометрическая частота, Гц
	0,067	0,063	0,059	0,067	0,084	0,12	0,15	0,21
	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2

В нашем случае m=1, n=12.

Тогда октавные уровни звукового давления в помещении в соответствии с формулой (4):

Таблица 5.3.9. Октавные уровни звукового давления в помещении

Среднегеометрическая частота, Гц
	49,26	49,49	49,74	49,26	48,51	47,44	46,71	42,82

В соответствии с Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки" и ГОСТ 12.1.003.83:

Таблица 5.3.10. Допустимые уровни звукового давления

Таким образом, рассчитанные уровни звукового давления, дБ, в некоторых октавных полосах превышают допустимые значения.

Требуемое снижение уровней звукового давления определяется по формуле:

где -уровень звукового давления в i -ой октавной полосе, определяемый в расчетных точках проектируемого предприятия;  уровень звукового давления в той же полосе частот согласно допустимым нормам, определяемый в соответствии с ГОСТ 12.1.003.83.

Таким образом:

Т.к. уровень звукового давления, во всех октавных полосах не превосходит допустимый уровень более чем на 5 дБ, соответственно присвоен класс условий труда 3.1

Поиск по сайту: