Зменшення шуму на шляху поширення за допомогою звукоізоляції

Звукоізолюючі властивості огородження, встановленого на шляху поширення звуку, характеризується коефіцієнтом звукопроникності

 

, (5.12)

 

де Р_пр - звукова потужність звуку, що пройшов через огородження;

Р_пад - звукова потужність звуку,що поширився на огородження.

Звукоізолююча здатність однорідної перегородки, дБ, може бути визначена за формулою

 

R=20lg(G·f) -47,6, (5.13)

 

де G – маса 1 м² огородження, кг;

F – частота, Гц.

Звідси висновок:

1) звукоізолююча здатність огородження тим вища, чим воно важче (масивніше).

2) звукоізолююча здатність одного і того самого огородження зростає із збільшенням частоти звуку.

Звукоізоляція багатошарових огороджень, як правило, вища.

Іноді поняття “ізоляція” і “поглинання” звуку ототожнюється один з одним, хоча між ними є принципові відмінності.

Звукоізолююча конструкція служить для того, щоб не пропускати звук з шумного приміщення – тобто ефект відбиття звуку (матеріали щільні, тверді, масивні).

Звукопоглинальні матеріали і конструкції призначені для поглинання звуку, як в приміщеннях з джерелом звуку, так і в сусідніх приміщеннях. Для цих цілей використовують пористі матеріали, в яких великі втрати на тертя.

Окрім зазначеного вище, на виробництві для боротьби з шумом використовують звукоізолюючі кожухи, екрани, кабіни – це локальний метод боротьби. Ослабленню виробничого шуму сприяють планувальні заходи, які враховують доцільне взаємне розташування приміщень і об'єктів з урахуванням їх шумності. Шумні цехи повинні бути сконцентровані в глибині території, віддалені від інших виробництв і захищені зоною деревних і чагарникових насаджень.

Враховують також “розу вітрів” при розміщенні агрегатів з інтенсивним шумом.

Крім заходів технологічного і технічного характеру, застосовуються засоби індивідуального захисту:

а) антифони у вигляді навушників і вкладишів, з сумішей волокон органічної бактерицидної вати і ультра тонких полімерних волокон (знижують шум на 15-30 дБ);

б) шоломи – при дії шуму з рівнем >120 дБ.

 

Прилади для вимірювання шуму – шумоміри.

Сучасні прилади для вимірювання шуму (параметрів шуму) перетворюють звукові коливання в електричний струм, величину якого вимірюють стрілочними індикаторами, дБ або дБА. Для вимірювання шуму використовуються шумоміри типу ШУМ-1М(Росія), RFT(Німеччина), Брюль і Кьер (Данія).

В комплекті з відповідними шумомірами використовуються частотні аналізатори шуму для визначення рівнів шуму за частотами.

Вимірювання шуму на робочих місцях промислових підприємств здійснюється на рівні вуха працівника при включенні не менше 2/3 наявного устаткування.

Для однотипного устаткування з рівнем шуму кожного - L₁ – замір в центрі кожної групи.

Сумарний рівень сили шуму можна також обчислити за формулою

L = L₁ + 10lgn, (5.14)

 

де n – кількість устаткування одного типу з рівнем шуму кожного L₁.

У разі змішаного розміщення декількох груп різнотипного устаткування шумова характеристика знімається не менше, ніж на трьох робочих місцях для кожного типу устаткування.

Математично сумарний рівень сили шуму в цьому випадку може бути знайдений за формулою

 

L = 10lg ((N·10^0,1·L1 + M·10^0,1·L2 +...+ K·10^Lk),(5.15)

 

де N – кількість однакових в групі джерел шуму з рівнем L1;

M - кількість однакових в іншій групі джерел шуму з рівнем L2;

K - кількість однакових в групі джерел шуму з рівнем L_k.

 

Ультразвук

 

До ультразвуку відносять коливання з частотою вище 16- 20 тис. Гц, які не сприймаються вухом людини. Із збільшенням частоти ультразвукових коливань збільшується їх поглинання середовищем і, як наслідок, його нагрівання.

В промисловості ультразвуки використовуються:

а) для аналізу і контролю (дефектоскопія, структурний аналіз речовин, визначення фізико-хімічних властивостей матеріалів);

б) в медицині для лікування суглобів, нервової системи. Для цих цілей використовують ультразвукові коливання великої частоти від 500 кГц до 5 Мгц і малої потужності – 0,1; 0,2 Вт/см².

Внаслідок малої довжини хвилі в повітрі високо частотний ультразвук не поширюється, а може впливати при контакті джерела з поверхнею тіла людини

в) очищення і знежирення деталей;

г) механічна обробка твердих матеріалів;

д) зварювання, паяння, лудіння.

Тут використовують коливання низьких частот 18-30 кГц і високої потужності до 6-7 кВт/см².

Низькочастотний ультразвук разом з високочастотним шумом (реактивні двигуни, газові турбіни) поширюється через повітря, але на відміну від шуму затухає у міру віддалення від джерела.

Дія ультразвуку від потужних установок на людину: ураження нервового периферичного і судинного апарату в місцях контакту. Це дуже небезпечно у момент вивантаження деталей з ультразвукових ванн. У працівника на низькочастотних ультразвукових установках при систематичній дії можуть спостерігатися функціональні зміни нервової системи, серцево-судинної системи, слухового і вестибулярного апарату, головні болі, порушення сну.

Допустимі норми звукового тиску для робітників у ультразвукових установок наступні:

 

 

Середньогеометричні Рівень звукового тиску, частоти, кГц дБ

 

12,5 80

16,0 90

20,0 100

25,0 105

31,5 110

 

Профілактичні заходи:

а) створення автоматичного ультразвукового устаткування і установок з дистанційним керуванням;

б) використання малопотужного устаткування;

в) установка звукоізолюючих пристроїв з листової сталі, дюралюмінію, покритих гумою;

г) застосування робочого інструменту з віброізолюючими рукоятками і гумових рукавичок;

д) застосування ультразвуку більш високих частот, як більш безпечного;

 

Інфразвук

 

Інфразвук - це механічні коливання, що поширюються в пружному середовищі з частотою менше 20 Гц, які не чує людина. Він відрізняється від чутних звуків значно більшою довжиною хвилі. Поширення інфразвуку від джерела може відбуватися на великі відстані. Чим більша амплітуда, тим більший інфразвуковий тиск і відповідно сила звуку.

Впливу інфразвуку людина може піддаватися під час роботи, в період відпочинку. Багато явищ природи (виверження вулканів, землетруси, морські бурі) генерують інфразвукові хвилі.

На виробництві вони утворюються при роботі потужних компресорних машин, дизельних двигунів, вентиляторів та інших великогабаритних машин. Вони можуть бути механічного і аеродинамічного походження.

Інфразвук несприятливо впливає на весь організм людини, в т.ч. і на органи слуху, знижуючи слухову чутність на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження, в результаті якого виникає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується гострота зору та слуху, порушується периферійний кровообіг, виникає відчуття страху і т. ін. Крім того, вони призводять до струсу грудної клітки, явища морської хвороби. Важкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тиску та тривалості дії.

Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску, що перевищує 150 дБ, людина перенести не в змозі. Частота коливань від 1-15 Гц є особливо небажаною через резонансні явища в організмі.

Частота 1-3 Гц – киснева недостатність, порушення ритму серця.

Частота 5-9 Гц – хворобливе відчуття в грудній клітці і в нижній частині живота. Частота 8-12 Гц – біль в ділянці попереку, гортані та інших органах. Особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що вона може збігатися з α-ритмом біострумів мозку.

За даними деяких авторів, дії інфразвуку рівнем більше 170 дБ протягом 10 хвилин є смертельним. При рівні понад
150 дБ починаються багато небажаних процесів: подразнення шкіри, її почервоніння, кашель, задуха, болі при ковтанні і ряд інших хворобливих симптомів. Деякі люди при рівні інфразвуку 140-150 дБ і експозиції 2 хвилин відчувають сильне нездужання, інші переносять таку дію безболісно. Межа розладів починається при дії інфразвуку з рівня близько 120 дБ. Інфразвук рівнем 110 дБ не надає явно виражених стресових дій на людський організм, але тривала дія ідентична звуковому навантаженню чутного спектру частот.

Короткочасна (15 хвилин) дія інфразвуку рівнем 135 дБ призводить до розвитку процесу гальмування в центральній нервовій системі (ЦНС), зниженню працездатності, змінам з боку серцево-судинної дихальної та інших систем, рівень 110 дБ – до зниження лабільності ЦНС.

У відповідності до санітарних норм рівні звукового тиску інфразвуку в октавних смугах із середньо геометричними частотами 2;4;8 та 16Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в діапазоні частот 32Гц – 102дБ.

На окремих промислових підприємствах встановлено, що в 30% обстежених приміщень без джерел шуму рівень інфразвуку був вище, ніж в приміщеннях з його джерелами. Подібні явища спостерігалися як в приміщеннях, відокремлених тільки стіною від приміщень з джерелом інфразвуку, так і в кімнатах будівель, що знаходяться на відстані десятків метрів від будівлі з джерелом. Інфразвук може огинати великі екрани і при проходженні однакової відстані має менше загасання, ніж чутний звук. Так, при роботі ударного молотка на 1-му поверсі рівень інфразвуку в конторі на 3-му на 9-22 дБ вище, ніж на 1-му поверсі.

До основних заходів боротьби з несприятливим впливом інфразвуку можна віднести:

· підвищення швидкохідності машин, що дозволяє перевести максимум звуку в смугу частот за межею інфразвуку:

· підвищення жорсткості конструкцій великих розмірів;

· ліквідація низькочастотних вібрацій.

 

Тести для самоконтролю

 

Серед запропонованих варіантів знайдіть та обґрунтуйте правильну відповідь.

 

1 Чим розрізняються поняття „звук” і „шум”:

· поняття „звук” більш широке;

· „звук” і „шум” розрізняються частотою переважаючих звуків;

· ні чим;

· поняття „звук” більш вузьке?

2 Що являє собою шум з фізичної точки зору:

· це хвилеподібний коливальний рух часток пружного середовища, яке поширює звук;

· це нестаціонарні процеси в рідині або газі;

· це перемінні магнітні сили, що призводять до коливань робочі органи електричних машин;

· це коливання фізичних тіл або їх поверхонь?

3 Які з перелічених параметрів є параметрами, що характеризують шум:

· амплітуда, тиск, сила, швидкість;

· висота, ширина, довжина, потужність;

· температура, вологість, тиск, частота;

· інтенсивність, потужність, голосність, ємність?

4 Яка особливість шуму з фізіологічної точки зору:

· існує слуховий поріг;

· не всякий коливальний рух часток звукопровідного середовища сприймається як звук;

· існує поріг голосності;

· існує поріг виявлення?

5 Яка інтенсивність шуму є слуховим порогом:

· 10^-12вт/м²;

· 20 вт/м²;

· 10^-10вт/м²;

· 10^-8вт/м²?

6 Шуми яких із зазначених частот може чути людина:

· 25 Гц;

· 10 Гц;

· 12 Гц;

· 12000 Гц?

7 Розкрийте поняття „децибел”:

· десята частина Белла;

· одиниця для оцінення рівня параметра звуку;

· одиниця для оцінення значення звукового тиску;

· одиниця для оцінення сили звуку?

8 Для чого проводиться акустичний розрахунок:

· для оцінення очікуваних рівнів звукового тиску на створюваних робочих місцях;

· для розроблення заходів щодо зниження шуму;

· для оціненняреверберації приміщення;

· для оцінення резонансу приміщення?

9 Які з перелічених симптомів характерні для такого професійного захворювання як шумова хвороба:

· розлад центральної нервової системи;

· приглухуватість;

· зниження гостроти зору;

· підвищена температура тіла?

10 У скількох октавних смугах здійснюється нормування шуму:

· у дев'ятьох;

· у п'ятьох;

· у чотирьох;

· у восьми?

11 Що називається граничним спектром:

· сукупність допустимих рівнів звукового тиску;

· сукупність допустимих рівнів сили звуку;

· максимальні рівні звуку, створювані акустичною системою;

· граничні значення шумових характеристик устаткування?

12 Скільки є методів нормування шуму:

· два;

· один;

· чотири;

· три?

13 Назвіть найбільш раціональний метод боротьби із шумом серед названих:

· зменшення шуму в джерелі його виникнення;

· акустичне планування підприємств і цехів;

· врахування спрямованості шуму;

· акустична обробка приміщень;

· зменшення шуму на шляху поширення.

14 Які твердження про ультразвук з перелічених є правильними:

· високочастотний ультразвук у повітрі не поширюється;

· до ультразвуку відносять звукові коливання частотою 12 кГц;

· в даний час немає допустимих норм звукового тиску для працівників в ультразвукових установках;

· при поширенні ультразвуку в повітрі відбувається його охолодження?

15 Які твердження про інфразвук з перелічених є правильними:

· частоти коливань від 1 до 12 Гц є найбільш небажаними через можливі резонансні явища в організмі людини;

· інфразвук - це механічні коливання, що поширюються в пружному середовищі з частотою 12 Гц;

· найбільш ефективним методом боротьби з інфразвуком є звукоізоляція;

· інфразвук у повітрі не поширюється?