Конспект лекций. Основы охраны труда

13.1. Шум. Общие понятия и определения

Звуковые колебания любой среде возникают при нарушении его стационарного состояния под влиянием возмущающего силы. Частицы среды начинают колебаться относительно положения равновесия, при этом скорость этих колебаний (колебательная скорость) значительно меньше скорости распространения звуковых волн (скорости звука), которая зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды. При звуковых колебаний в воздухе образуются зоны пониженного и повышенного давления. Звуко-ным давлением Р, Па называется разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением в невозмущенном середовищи.
При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос энергии, количество которой определяется интенсивностью звука. Средний поток энергии в любой точке среды за единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука И, Вт / м.
Характеристикой источника шума является звуковая мощность W, которая определяется общим количеством звуковой энергии, излучающий источник шума в окружающую среду за единицу времени, то есть W = IS, Вт, где 5, м2 - площадь поверхности, на которой интенсивность звука равна И.
Восприятие человеком звука зависит не только от частоты, но и от интенсивности звука и звукового давления. Наименьшая интенсивность / 0 и звуковое давление Р0, которые спримае ухо человека, называется порогом слышимости или условным нулем слышимости. Пороговые значения / 0иР0 зависят от частоты звука. При частоте 1000 Гц звуковое давление Р0 = 2 - 10 "s Па, / 0 = 10 ~ 12 Вт/м2. При звуковом давлении Р = 2-Ю2 Па, а / = 100 Вт/м2 возникают болевые ощущения (болевой порог) в слуховых органах. Между порогом слышимости и болевым порогом лежит участок слышимости. Разница в интенсивности звука между болевым порогом и порогом слышимости очень большая (1014 Вт/м2 при частоте 1000 Гц). Пользоваться шкале, которая имеет такой большой разбег, невозможно. Поэтому А . Г. Белл предложил использовать логарифмическую шкалу, которая позволяет определять уровень шума в относительных единицах - белах (Б). Для болевого порога на частоте 1000 Гц эта относительная величина будет иметь значение:
L = lg / / 70 = lg 102/10 '12 = lg 10u = 14 Б.
Но шкала, имеет 14 делений для определения уровня интенсивности шума, что соответствует границе от нулевой слышимости до болевого порога, неудобна. В технике используют единицу в десять раз меньше - децибел (дБ). Таким образом, шкала слышимости составит 140 дБ - в уровнях интенсивности звуку.
В связи с тем, что интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, уровень звукового давления L "определяется выражением:
1 /) = 101ёР2/Р02 = 201ёР / Р0, дБ.
Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления - при измерении шума и оценке его воздействия на человека, потому что человеческий слуховой орган чувствителен не к интенсивности звука, а к средне-квадратичного давления.
Неспрятливий воздействие шума на человека зависит не только от уровня звукового давления, но и от частотного диапазона шума, а также от равномерности его влияния на протяжении времени. Каждый источник шума может быть представлено своими образующими тонами в виде зависимостей уровня звукового давления от частоты (частотным спектром шума или просто спектром). Спектры шумов могут быть линейчатый (дискретными), сплошными и смешанными. Большинство источников шума на предприятиях имеют смешанный или сплошной спектр. При оценке и анализе шумов, а также при проведении акустических расчетов, весь диапазон частот разделяют на полосы определенной ширины. Полоса частот, в которой отношение верхней граничной частоты / 2 до нижней /, равна 2, называется октавой. Если / 2 / ff = v2 = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. Для гигиенических целей шум, обычно ис в октавных, а не технических -1 / 3 октавных полосах частот.
Характеристикой каждой полосы частот является среднегеометрическими частотами /., которая для октавы рассчитывается по выражению / сг = ТТК / Г, а для 1/3 октавы за выражением / сг = § Jlf \.
Широкополосные шумы имеют непрерывный спектр, ширина которого превышает 1 октаву, а в спектре тональных шумов слышать отдельные тони.
По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные. Постоянными считаются такие шумы, уровень звука которых за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА. Непостоянные шумы, уровень звука которых изменяется по осьмигодинний рабочий день больше, чем на 5 дБА, в свою очередь, делятся на колебательные во времени, прерывистые и импульсные, состоящие из сигналов длительностью менее 1 с
Человеческое ухо неодинаково чувствует звуки различных частот. Звуки малой частоты человек воспринимает как менее громкие по сравнению со звуками большей частоты той же интенсивности. Поэтому для оценки субъективного ощущения громкости шума введено понятие уровня громкости, который отсчитывается от условного нулевого порога. Единицей уровня громкости есть фон. Он соответствует разнице уровней интенсивности в 1 дБ эталонного звука при частоте 1000 Гц. Таким образом, при частоте 1000 Гц громкости (в фонах) совпадают с уровнями звукового давления (в дБ). Уровень громкости является физиологической характеристикой звуковых колебаний. С помощью специальных физиологических исследований были построены кривые одинаковой громкости, по которым можно определять уровень громкости любого звука с заданным уровнем звукового давления (рис. 13.1).
При высоком звуковом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки . Наиболее неблагоприятными для органов слуха являются высокочастотные шумы (1 000-10 000 Гц).
Шум также воздействует непосредственно на разные отделения головного мозга, изменяя нормальные процессы высшей нервной деятельности. Этот вылил может негативно сказаться даже раньше, чем возникнут проблемы с восприятием звуков органами слуха. Характерным воздействием шума жалобы на повышение утомляемости, общую слабость, раздражение, апатию, ослабление памяти, потливость и другие недомогания. Практикой установлено также влияние шума на органы зрения человека - снижение остроты зрения и снижение чувствительности различение цветов. Страдает от шума также вестибулярный аппарат, нарушаются функции желудочно-кишечного тракта, повышается внутричерепное давление, нарушаются обменные процессы в организме и ин.
Шум, особенно непостоянный (колебательный, прерывистый, импульсный ухудшает способность к выполнению точных рабочих операций, затрудняет восприятие информации. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что наиболее чувствительными к воздействию шума являются такие операции, как сбор информации, составление и мислення.
Неблагоприятное влияние шума на работающего человека приводит к снижению производительности труда, создаются предпосылки для возникновения несчастных случаев и аварий . Все это определяет большое экономическое и оздоровительное значение мер по борьбе с шумом.

<- Глава 13. ШУМ , ВИБРАЦИЯ , ультразвука и инфразвука 13.2. Гигиеническое нормирование шума ->