Физико-гигиеническая характеристика шума

Если из окружающей среды внезапно исчезнут привычные звуки, то человек будет испытывать значительные неудобства, волнение и даже чувство беспричинного страха: ведь люди рождаются и живут в мире звуков. Не следует забывать, что цивилизация достигла высокого уровня развития благодаря способности к общению в форме речи — одного из видов связи с помощью звуков. Тем не менее шум является одним из главных неблагоприятных производственных факторов. Из-за шума у работающих возникает более быстрое утомление, которое приводит к снижению производительности на 10...15%, увеличению числа ошибок при выполнении операций трудового процесса и, следовательно, к повышенной опасности возникновения травм. При длительном воздействии шума снижается чувствительность слухового аппарата, возникают патологические изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах.

Шум — это совокупность звуков различной силы и частоты (высоты), беспорядочно изменяющихся во времени. По своей природе звуки являются механическими колебаниями твердых тел, газов и жидкостей в слышимом диапазоне частот (16...20 000 Гц). В воздухе звуковая волна распространяется от источника механических колебаний в виде зон сгущения и разрежения. Механические колебания характеризуются амплитудой и частотой.

Амплитуда колебаний определяет давление и силу звучания: чем она больше, тем больше звуковое давление и громче звук. Сущность слухового восприятия состоит в улавливании ухом отклонения давления воздуха, создаваемого звуковой волной, от атмосферного. Значение нижнего абсолютного порога чувствительности слухового анализатора составляет 2-10~5Па при частоте 1000 Гц, а верхнего порога — 200 Па при той же частоте звука.

Частота колебаний влияет на слуховое восприятие и определяв! высоту звучания. Колебания с частотой ниже 16 Гц составляют область инфразвуков, а выше 20 000 Гц — ультразвуков. С возрастом (примерно с 20 лет) верхняя граница воспринимаемых человеком частот снижается: у людей среднего возраста до 13... 15 кГц, пожилого — до 10 кГц и менее. Чувствительность слухового аппарата с увеличением частоты от 16 до 1000 Гц повышается, на частотах 1000...4000 Гц она максимальна, а при частоте более 4000 Гц падает.

Физиологической особенностью восприятия частотного состава звуков является то, что ухо человека реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост частот: увеличение частоты колебаний вдвое воспринимается как повышение высоты звучания на определенную величину, называемую октавой. Поэтому октавой принято называть диапазон частот, в котором верхняя граница вдвое больше нижней. Слышимый диапазон частот разбит на октавы со средними геометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 и 16000Гц.

19.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМА

По источнику образования шум подразделяют на:

механический — создается колебаниями твердой или жидкой поверхности;

аэро- и гидродинамический — возникает в результате турбулентности соответственно газовой или жидкой среды;

электродинамический — обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 300 Гц), среднечастотный (от 300 до 800 Гц) и высокочастотный (более 800 Гц).

По характеру спектра шум бывает:

широкополосный — имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы;

тональный — характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области одной-двух октав.

По времени действия различают следующие виды шума:

постоянный — изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня;

непостоянный — уровень его звукового давления за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от среднего уровня.

Непостоянный шум, в свою очередь, можно подразделить на:

колеблющийся — с плавным изменением уровня звука во времени;

прерывистый — характеризуется ступенчатым изменением уровня звукового давления на более чем 5 дБА при длительности интервалов с постоянным уровнем давления звука не менее 1 с;

импульсный — состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1 с.

Классификацию шума важно учитывать при разработке мероприятий по снижению его вредного влияния на работающих. Например, определение источника возникновения шума и выработка соответствующих оптимальных мер противодействия, направленных на уменьшение уровня давления звука, создаваемого его генератором, способствуют повышению работоспособности людей и снижению их заболеваемости.

Определение частотного спектра шума также важно для обеспечения безопасности и гигиены труда. Так, если низкочастотные звуки распространяются в пространстве сферически от источника их образования, то высокочастотные — в виде узконаправленного потока волн. Поэтому шум низкой частоты легче проникает через неплотные преграды и от него нельзя защититься экранированием, которое особенно эффективно при борьбе с распространением высокочастотного шума.

Неодинаковое действие на организм человека различных видов шума учитывают при его гигиеническом нормировании.

. НОРМИРОВАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ШУМА

Нормирование шума проводят двумя методами: 1) по предельному спектру шума в дБ; 2) по интегральному показателю (уровню звука) в дБА.

Первый метод применяют для нормирования постоянного шума. В основу норм положены ограничение уровня звукового давления в пределах октав, характер шума и особенности труда (табл. 19.1) для девяти октавных полос со средними геометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Полосу с f _c = 16 000 Гц не учитывают, так как звуки такой частоты слышны слабо.

Второй метод заключается в нормировании интегрального (по всему диапазону частот) уровня шума, измеренного по шкале А шумомера. Этот показатель называют уровнем звука и обозначают дБА. Шкала А шумомера предназначена для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, приблизительно со-

Рис. 19.2. Устройство для измерения шума и вибрации ВШВ-003:

 

Для различных видов работ принимают разные значения предельного спектра (ПС) шума. Предельным спектром называют совокупность уровней звукового давления для учитываемых десяти октавных полос. Обозначение ПС-80 соответствует допустимому уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Приведенные в таблице 19.1 уровни звука связаны с предельным спектром зависимостью: L[дБА] = ПС + 5дБ.

Принцип действия приборов для измерения шума основан на преобразовании колебаний звукового давления в электрическое напряжение, которое после усиления регистрируется стрелочным устройством. Шкала последнего отградуирована в децибелах.

Конструкции современных шумомеров (рис. 19.2) позволяют измерять шум по трем шкалам — А, В и С, которые введены для условного соответствия прибора особенностям слуха среднего человека. При положении переключателя на отметках "А" или "В" фиксируют условную величину — уровень звука. По этому показателю проверяют соответствие шума норме. Если уровень звука, измеренный в положении "А" прибора, выше нормы, то далее определяют, в каких именно октавных полосах частот уровень звукового давления больше допустимого. Для этого переключателем

поочередно устанавливают одно из средних геометрических значений октавных полос — от 16 до 8000 Гц, анализируя колебания в пределах 10... 12 500 Гц. Прибором ВШВ-003 можно измерять уровни звукового давления в пределах 25...140 дБ, а также соответствующие уровни звука.

При измерении шума в помещениях, где работают стоя, микрофон располагают на высоте 1,5 м от пола; если же рабочие операции выполняют сидя, то микрофон устанавливают на высоте уха работающего и направляют в сторону источника шума. При наличии непостоянных рабочих мест измерения делают не менее чем в трех точках рабочей зоны, в которой люди проводят основную часть времени, стараясь охватить по возможности большее пространство.