Характеристика производственного шума

 

Шумом называются звуковые колебания в диапазоне слышимых частот, способные оказать вредное воздействие на безопасность и здоровье работника. Шум, как и любой звук, характеризуется звуковым давлением р, измеряемым в Па (Н/м²), и частотой f, Гц.

Звук вызывает слуховые ощущения в диапазоне частот от 20 Гц до 20 000 Гц. Звуковое давление, с которыми сталкивается человек в окружающей и произ­водственной среде, находится в диапазоне значений от 2·10^-5 Па до 2·10² Па.

Для упрощения операций со столь большими числами, а также учитывая ло­гарифмическую зависимость между интенсивностью звука и его слуховым вос­приятием (закон Вебера-Фехнера) используют в величину логарифмического уровня звукового давления L, измеряемого в децибелах (дБ):

,                              (2.38)

где Р – среднеквадратичная величина звукового давления, Па; Р₀ – исходное значение звукового давления в воздухе, равное пороговому (т. е. минимально различаемому ухом человека как слышимый звук) значению звукового давления на частоте 1000 Гц, р₀ = 2·10^-5 Па.

Диапазон логарифмических уровней звукового давления составляет 0 – 140 дБ. Соотношение между разностями уровней (в дБ) и соответствующими им отношениями звукового давлениях (в разах) устанавливает формула (2.36) и ил­люстрирует табл. 2.29:

                         (2.39)

Таблица 2.29

Перевод соотношения уровней звукового давления (L ₁ – L ₂ ), дБ, в отношения звуковых дав­лений (P ₁ / P ₂), раз

(L 1 – L 2), дБ	(P 1 / P 2), раз	(L 1 – L 2), дБ	(P 1 / P 2), раз
1	1,12	12	4
3	1,41	20	10
6	2	40	100
10	3,15	60	1000

 

Для характеристики шума по частоте весь слышимый диапазон разбит на октавные полосы. У октавной полосы верхняя граничная частота f _в, в два раза выше нижней f _н:

                                    ,                                   (2.40)

Октавную полосу характеризуют среднегеометрической частотой f _сг, кото­рая обычно служит и для обозначения (наименования) октавы:

,                        (2.41)

 

Для некоторых целей может быть использовано более мелкое разбиение ок­тав на третьоктавные полосы.

В акустике приняты стандартные фиксированные значения октавных полос. Среднегеометрические частоты стандартных октавных полос составляют ряд зна­чений: 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Обобщенной амплитудно-частотной характеристикой шума (в том числе производственного) является октавный спектр, показывающий распределение уровней звукового давления по стандартным октавам.

Для характеристики шума, воздействующего на человека, применяют одночисловые интегральные величины.

Интегральной по частоте характеристикой шума является уровень звука, пред­ставляющий уровень звукового давления шума в нормируемом диапазоне частот, корректированный по частотной характеристике «А» шумомера по ГОСТ 17187-2010 и измеряемый в дБА.

Математический смысл уровня звука L_A, дБА, определяется формулой:

,                             (2.42)

где   L_i – уровень звукового давления в i -й полосе частот (октаве), дБ; К _Ai – поправка по частотной характеристике «А» шумомера (коэффициент коррекции) для i -й полосы (октавы), приведенная в табл. 2.30, дБ; п – число октавных полос.

Интегральной по времени характеристикой шума, изменяющегося во време­ни, является эквивалентный (по энергии) уровень звука, L_{A экв}, представляющий уровень звука постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое значение звукового давления, что и исследуемый непостоянный шум в тече­ние определенного интервала времени; измеряется в дБА.

Таблица 2.30

Значение коэффициента коррекции по «А», К _Ai

Частота, Гц (среднегеометриче­ская частота октавной полосы)	16	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
К Ai, дБ	80	42	26,3	16,1	8,6	3,2	0	-1,2	-1,0	1,1

 

Для характеристики меняющегося во времени (непостоянного) шума может также использоваться доза шума, E, измеряемая в Па²·ч, представляющая инте­гральную величину, учитывающую акустическую энергию, воздействующую на человека за определенный период времени t, в часах, и определяемую по формуле

                             (2.43)

где Р _А(t) – текущее значение среднеквадратического звукового давления с учетом коррекции по «А», Па.

По СН 2.2.4/2.1.8.562-96  и по ГОСТ 12.1.003-2014 шум, воздействующий на человека, классифицируется по нескольким критериям.

По характеру спектра шума выделяют:

−  широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

−  тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональ­ный характер шума для практических целей устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют:

− постоянный шум, уровень звука которого за восьмичасовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно»;

−  непостоянный шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день, ра­бочую смену или во время измерения в помещениях жилых и обществен­ных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно».

Непостоянные шумы подразделяют следующим образом:

−  колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изме­няется во времени;

−  прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уро­вень остается постоянным, составляет 1 с и более;

−  импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигна­лов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА1 и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

Для постоянного шума предусмотрена оценка спектра уровней звуково­го давления, в дБ, в девяти октавных полосах частот 31,5 до 8000 Гц, и уровня звука, измеряемого в дБА. Для непостоянного шума нормируется эквивалентный (по энергии) уровень зву­ка, измеряемый в дБА.

2.4.1.2. Нормируемые параметры производственного шума
и их предельно допустимые уровни

 

Нормируемые показатели производственного шума установлены в СН 2.2.4/2.1.8.562-96, СанПиН  2.2.4.3359-16 и в ГОСТ 12.1.003-2014. К основным нормируемым показателям шума относятся следующие показатели:

– Эквивалентный уровень звука L_{EX ,8 h} за 8-часовой рабочий день, дБ (daily noise exposure level):

,                        (2.44)

где L_{pA , eqTe} – эквивалентный уровень звука, определенный в соответствии с ГОСТ ISO 9612 и ГОСТ 12.1.003-2014для номинального рабочего дня, характеризующегося временным интервалом Т_е, дБ; Т_е – эффективная длительность номинального рабочего дня (т.е. интервал времени, в течение которого наблюдается воздействие шума, существенного и представительного для данного рабочего места), час; Т₀ – базовая длительность рабочего дня, равная 8 часов.

Эквивалентный уровень звука (с частотной коррекцией A) L_{pA , eqTe},дБ – десятикратный десятичный логарифм отношения усредненного на заданном временном интервале Т (с началом t ₁ и окончанием t ₂) квадрата звукового давления, корректированного по частотной характеристике A, P_A к квадрату опорного звукового давления P ₀ (P ₀=20 мкПа):

                             (2.45)

Ранее в межгосударственных стандартах по акустике в качестве единицы измерения данной величины указывали дБА.

С учетом поправок на импульсный и тональный шум, эквивалентный уровень звука L_{EX ,8 h} за 8-часовой рабочий день может быть рассчитан по формуле:

,             (2.46)

где T_i – продолжительность i-го интервала воздействия шума, ч; L_p,Aeq,Ti – эквивалентный уровень звука или звукового давления, измеренный на i -м интервале воздействия шума, дБА; K_i – поправка на характер шума, равная 5 дБ в случае тонального и (или) импульсного шума (применяется при L_p,Aeq,Ti > 75 дБА, во всех других случаях принимается K = 0 дБ).

– Максимальные уровни звука A, измеренные с временными коррекциями S и I;

– Пиковый уровень звука (с частотной коррекцией C) L_{p ,С peak}, дБ (C-weighted peak sound pressure level):

                             (2.47)

где Р_{С peak} – пиковое значение звукового давления, корректированного по частотной характеристике С, на интервале времени Т_е, определенное в соответствии с ГОСТ ISO 9612 и ГОСТ 12.1.003-2014.

Следует отметить, что при нормировании шума предельно допустимые уров­ни звука и эквивалентного уровня звука имеют одинаковые численные значения.

Нормативным эквивалентным уровнем звука на рабочих местах является 80 дБА. Максимальные уровни звука A, измеренные с временными коррекциями S и I, не должны превышать 110 дБА и 125 дБА соответственно. Пиковый уровень звука C не должен превышать 137 дБС. Предельно допустимые значения параметров шума при проведении СОУТ определяют по табл. 2.31.

Таблица 2.31