Физические и физиологические характеристики шума, нормирование

Шум — сочетание различных по частоте и силе звуков, которые оказывают вредное и раздражающее действие на человека. В качестве звука мы понимаем упругие колебания частиц воздушной среды, которые распространяются волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде вследствие воздействия какой-либо возмущающей силы. Как физическое явление, шум – волновое движение упругой среды, как физиологическое: звуковые волны в диапазоне от 16 до 20000 Гц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом. Слышимый шум — 20 - 20000 Гц, ультразвуковой диапазон — свыше 20 кГц, инфразвук — меньше 20 Гц. Наибольшая чувствительность 1000-4000 Гц.

Источники слуха характеризуются звуковой мощностью (W) – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником звука в единицу времени.

Физические характеристики шума

- Интенсивность звука - кол-во звуковой энергии, переносимое звуковой волной за 1 с через площадь в 1 м2, перпендикулярно распространению звуковой волны. R – расстояние до поверхности.

- Звуковое давление P [Па]— дополнительное давление воздуха, которое возникает при прохождении через него звуковой волны (разность между мгновенным значением полного давления и значением в невозмущенной среде).

Каждое колебание характеризуется частотой, то есть количеством колебаний в секунду. По частоте шумы разделяются на: низкочастотные (ниже 400 Гц), среднечастотные (400-1000), высокочастотные (свыше 1000).

Вредное воздействие шума: сердечно-сосудистая система; неравная система; органы слуха (барабанная перепонка), вызывая гипертонию, кожные заболевания, язвенную болезнь. Поэтому шум надо нормировать в соответствии с нормативными требованиями: ГОСТ. Шум. Общие требования безопасности, Санитарные нормы: Шум в рабочих местах в помещениях жилых общественных зданий и на территории жилой застройки. Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха и снижение работоспособности и производительности труда работающих. Согласно этим документам, нормируется уровень звукового давления в зависимости от частотного спектра. Учитывая протяженный частотный диапазон (20-20000 Гц) при оценке источника шума, используется логарифмический показатель, который называется уровнем звукового давления (УЗД): . Р - звуковое давление в точке измерения [Па]; Р0 - минимальное значение, которое может воспринимать человеческое ухо 10в -3 [Па]. УЗД показывает во сколько раз фактическое значение превышает пороговое. 140 Дб – порог болевого ощущения.

Для постоянных шумов нормируются уровни звукового давления УЗД (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Каждой частоте соответствует предельное значение УЗД,не оказывающее негативное влияние на человека в течении 8-часового рабочего дня.

Санитарными нормами СН 2.2.4 / 2.1.8.562 – 96 ²Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки², а также ГОСТ 12.1.003 – 83 с целью ограничения шумового воздействия на человека устанавливаются предельно допустимые значения уровня звука и предельный спектр шума для различных видов трудовой деятельности. При этом учитывается назначение помещений, характер территории застройки и время суток (таблица 56, 57, 58).

При нормировании параметров шума также учитываются их временные характеристики. Согласно ГОСТ 12.1.003 - ²Шум. Общие требования безопасности² по временным характеристикам шум классифицируется как постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на
5 дБА, и непостоянный.

Непостоянный шум подразделяется на прерывистый и импульсный. Уровень звука прерывистого шума меняется ступенчато на 5 дБА и более, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет
1 секунду и более.

Импульсный шум состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых имеет длительность менее одной секунды. При этом уровни звука должны отличаться не менее чем на 7 дБА.

Нормируемый параметр непостоянного шума – эквивалентный уровень звука в дБА, то есть значение уровня звука длительного постоянного шума, который в пределах регламентированного интервала времени T = t₂ – t₁ имеет то же самое значение уровня звука, что и рассматриваемый шум, уровень звука которого изменяется во времени:

 

(141)

где L_Ai – средний уровень звука в i – том интервале, дБА;

t_i – временной интервал, в течение которого уровень находится в заданных пределах, с;

i – номер интервала уровней (i = 1,2,…n).