Что такое шум и звук. Что такое шум? Типы шума и уровень шума. – От временных характеристик
Звуки окружают нас повсюду - лишь в редких случаях современный человек может полностью погрузиться в тишину. В связи с этим возрастает значение регуляции шумовых параметров. На рабочих местах, к примеру, предъявляются специальные требования по организации условий труда. В перечень таких требований непременно входят и оптимальные показатели воздействия звука. Однако, исследование шума может потребоваться и в других ситуациях - в медицинском учреждении, в общественных местах и, разумеется, в домашних условиях. Для этой цели используют специальные приборы - шумомеры. Но для начала стоит разобраться с самой природой звука.
Источники звука
Большая часть источников городского шума формируется антропогенными Например, автотранспортом, воздушными потоками, которые проходят между зданиями, инженерно-техническими системами и т. д. Как правило, причины шума такого рода носят негативный характер, поскольку в них преобладают низкие частоты, а также хаотичная смена акцентов по всему спектру. Об этом можно судить особенно по работе промпредприятий и
Разумеется, наиболее благоприятная, с точки зрения акустики, обстановка отмечается за пределами города. В данном случае источником выступает сама природа. Одним из наиболее успокаивающих и расслабляющих является шум моря, который характеризуется периодическими и выраженными колебаниями. Неспешное и монотонное звучание создает неповторимый и привлекающий морской ритм, способствующий укреплению нервной системы.
Устройство приборов
На современном рынке шумомеров сегодня популярны цифровые приборы. Они имеют небольшие размеры и надежный пластиковый корпус, который дополняется микрофоном - впрочем, этот элемент может быть интегрирован внутрь устройства. В состав прибора также входит усилитель, элементы фильтрации, индикатор и детектор. Собственно, человеческое ухо имеет много схожих по функциональности частей. В свою очередь, специальная техника позволяет выполнять исследование шума с фиксацией нескольких параметров одновременно. Фильтры улавливают звуки с разными частотами, а информация о проведенных замерах отражается на экранах в децибелах. Что касается питания, то большинство шумомеров работают от аккумулятора, заряд которого может варьироваться от 50 до 70 ч.
Принцип работы
Что касается принципа действия, то в данном случае уместнее сравнение прибора с микрофоном. Главное отличие будет заключаться в том, что шумомер взаимодействует в процессе измерения с вольтметром, отградуированным в децибелах. Так как сигнал электрического потока на выходе с микрофона эквивалентен исходному шуму, добавка в уровне акустического давления, которое действует на мембрану, будет вызывать аналогичный прирост напряжения тока при поступлении в вольтметр. На этом принципе и строится измерение шума, показатели которого отражаются на дисплее. Для выполнения замеров показателей сигнал пропускают через специальные фильтры - это делается в момент, когда он находится на пути от микрофона к вольтметру.
Поскольку способность уха к восприятию звука определяется не только частотными свойствами шума, но и его интенсивностью, в приборах предусматривается несколько видов элементов фильтрации. Выбор конкретного устройства зависит от того, какими характеристиками обладает допустимый шум на участке проведения измерений. Фильтры дают возможность имитации амплитудно-частотного спектра в условиях заданной мощности шума.
Технико-эксплуатационные характеристики
Производители стремятся разграничивать модели, рассчитанные исключительно на измерение громкости, и аппараты для универсальных замеров. Тем не менее уровень громкости остается одной из ключевых характеристик практически всех шумомеров - этот показатель варьируется от 30 до 130 дБ. Важно отметить одну особенность измерителей шума. Некоторые модели при работе в условиях, когда коэффициент звука превышает максимальную планку шкалы, вовсе не производят исследование шума из-за ограничений своих возможностей. Следующая характеристика - точность измерений. Это качество определяется погрешностью, которая может составлять от 1 до 1,5 дБ. Соответственно, чем меньше отклонение в измерениях шумомера, тем выше его точность. На работу приборов может оказывать влияние температурный режим. Например, если указывается диапазон от 0 до 40 °С, то аппарат можно использовать на открытой местности.
Производители
На рынке можно найти устройства как от специализированных производителей измерительного оборудования, так и продукцию от известных строительных брендов. К первой категории стоит отнести модели Testo, которые можно назвать лучшими в классе. Они отличаются широким емкими аккумуляторами и большим спектром замеров по децибелам. Однако, устройства этой марки самые дорогие - в среднем от 20 до 30 тыс. руб. Если планируется исследование шума в бытовых условиях, то можно обратить внимание на продукцию Geo-Fennel и ADA. Во-первых, модели этих производителей обеспечивают неплохую точность замеров, а во-вторых, они доступны по цене - в среднем такие аппараты стоят 3-4 тыс. руб.
Приборы и методы измерений шума. Для того чтобы сравнивать характеристики шума, создаваемого машинами и механизмами с допустимыми санитарными нормами, а также для разработки методов борьбы с шумом необходимо знать уровень его интенсивности и спектральный состав.
Существуют два метода измерений уровней шума: субъективный и объективный. Для измерения субъективным методом служат приборы—фонометры, в которых измеряемый звук или шум сравнивается с чистым тоном определенной частоты, возбуждаемым специальным генератором. Однако из-за сложности измерений и зависимости их результатов от характеристик слуха оператора они имеют весьма ограниченное применение.
Для измерения уровней шума объективным методом широкое распространение получили шумомеры. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора (измеритель). К выходу усилителя могут подключаться частотные анализаторы, самописцы и другие приборы.
Объективные шумомеры позволяют определить лишь приближенные значения уровней громкости шума из-за ограниченности частотных характеристик чувствительности.
Измерения уровней шума в промышленности производятся шумомерами различных типов, из которых наибольшее распространение получили шумомер Ш-63 с присоединенным к нему октавным полосовым фильтром ПФ-1 и шумомер Ш-3М с 1 / 3 -октавным анализатором ЛИОТ. На рис. 30 приведен общий вид шумомера Ш-63.
Рис. 30.
Шумомер имеет три шкалы (А, В и С), учитывающие частотный состав измеряемого шума. Характеристика шума по шкале А соответствует кривой громкости 40 фон, т. е. до некоторой степени субъективному восприятию уровня громкости и позволяет произвести ориентировочную оценку «неприятности» или «вредности» шума. Поэтому уровень шума, измеренный по шкале А в децибелах (дБ А), имеет большое значение для гигиенической практики оценки промышленных шумов.
Характеристика шума по шкале В соответствует кривой, равной громкости 70 фон.
Для получения спектра шума измерения должны производиться по шкале С. Прямолинейная частотная характеристика С в диапазоне 60—5000 Гц покажет чисто физическую величину — уровень звукового давления.
Спектральный состав шума исследуется специальными приборами, получившими название анализаторов шума. Чаще всего применяются октавные анализаторы, позволяющие измерять уровни звукового давления в октавных полосах.
Октавная
полоса
— это полоса, в
которой верхняя граничная частота равна удвоенной нижней частоте
(например, 45—90; 90—180 и т. д.). Октавная полоса
характеризуется средней частотой (среднегеометрической из верхней f 1 и нижней f 2 граничных частот 
Для измерения постоянного (стационарного) шума производят замеры уровней шума шумомером в течение 5—10 мин. за это время берется несколько отсчетов показаний стрелки прибора. Из всех показаний находят минимальное и максимальное значения и вычисляют средний уровень шума. При гигиенической оценке источника шума ориентируются на максимальные значения. Полученные уровни шума выражаются в децибелах или в децибелах А в зависимости от частотной коррекции, на которой производились замеры, — С или А.
Импульсные шумы (взрывные, ударные и т. п.) не могут быть измерены обычными шумомерами, так как последние обладают большой инерционностью. Для измерения энергетического уровня импульса применяются специальные шумомеры 2203 «Брюль и Къер», PSJ 201, РФТ-ГДР (рис. 31) и др.
Нормированные значения предельно допустимых уровней звукового давления приведены в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий СН 245—71. Предельно допустимые уровни звукового давления нормируются в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
В табл. 6 указаны действующие предельные спектры шума. Значения, указанные в таблице, должны быть уточнены в зависимости от характера шума и времени его воздействия. Так, например, указанные в табл. 6 значения могут быть увеличены для широкополосных шумов на 6 дБ, если суммарная длительность воздействия шума на человека составляет от 1 до 4 ч за смену, на 12 дБ — при длительности воздействия от 15 мин до 1 ч, на 18 дБ — при длительности воздействия от 5 до 15 мин и на 24 дБ— при длительности воздействия шума менее 5 мин. При разработке мероприятий борьбы с производственным шумом следует иметь в виду, что предельно допустимые уровни шума, установленные санитарными нормами, ориентированы не на устранение утомляющего действия шума, а лишь на исключение возможности развития профессионального заболевания (нормы учитывают технические трудности снижении уровня силы шума при разных производственных процессах).
Поэтому во всех случаях, где это возможно, следует добиваться более низких уровней шума по сравнению с теми, которые установлены санитарными нормами. Так, шум, не превышающий 30— 35 дБ, не ощущается как утомительный или заметный и может рекомендоваться как предельно допустимый для читальных залов, конструкторских и технологических бюро, а также для помещений умственного труда.
Таблица 6 Допустимые уровни звукового давления и уровни звука на постоянных рабочих местах
| Наименование | Среднегеометрические частоты октавных полос в Гц | Уровни звука в дБА | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| Уровни звукового давления в дБ | |||||||||
1. При шуме, проникающем извне помещений, находящихся на территории предприятий: |
|||||||||
а) конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетно-электронных машин, помещения лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, помещения приема больных, здравпунктов |
71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
б) помещения управлений (рабочие комнаты) |
79 | 70 | 63 | 58 | 55 | 52 | 50 | 49 | 60 |
в) кабины наблюдения и дистанционного управления |
94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
г) то же, с речевой связью по телефону |
83 | 74 | 68 | 63 | 60 | 57 | 55 | 54 | 65 |
2. При шуме, возникающем внутри помещений и проникающем в помещения, находящиеся на территории предприятий: |
|||||||||
а) помещения и участки точной сборки, машинописных бюро |
83 | 74 | 68 | 63 | 60 | 57 | 55 | 54 | 65 |
б) помещения лабораторий, помещения для размещения «шумных» агрегатов счетно-вычислительных машин (табуляторов, перфораторов, магнитных барабанов и т.п.) |
94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
3. Постоянные рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятий |
103 | 96 | 91 | 88 | 85 | 83 | 81 | 80 | 90 |
Мы уже отмечали, что различают два вида шума по характеру его распространения в помещении: воздушный и структурный. При воздушном шуме вибрации, создаваемые, к примеру, динамиками работающего телевизора, вызывают звуковые волны в форме колебаний воздуха. Данный вид шума преобладает вне помещений. В первой из приведенных ниже таблиц указаны наиболее распространенные в быту источники, шум от которых превышает нормативный уровень (40 дБА днем, 30 дБА ночью - согласно СНиПу II-12-77).
В качестве источника шума может выступить и механическое действие, как, например забивание гвоздя в стену или перемещение мебели по полу. Этот шум называют структурным, и рождается он таким образом: вибрация пола от шагов передается стене, а ее колебания слышатся в соседнем помещении. Наиболее неприятный структурный шум - ударного типа. Чаще всего он распространяется на большие расстояния от источника. Тот же стук по трубе центрального отопления на одном этаже отлично слышен на всех остальных и воспринимается жильцами, как если бы его источник находился у них в комнате. Во второй таблице можно видеть источники структурного шума.
|
Таблица 2. Источники бытового шума |
||
| А. Воздушного | ||
| № | Источник шума | Уровень шума, дБА |
| 1 | Телевизор | 70 |
| 2 | Музыкальный центр | 85 |
| 3 | Разговор (спокойный) | 65 |
| 4 | Детский плач | 78 |
| 5 | Игра на пианино | 80 |
| 6 | Работа пылесоса | 75 |
| 7 | -//- стиральной машины | 68 |
| 8 | -//- холодильника | 42 |
| 9 | -//- электробритвы | 60 |
| 10 | -//- электрополотера | 83 |
| 11 | -//- принудительной вентиляции | 42 |
| 12 | -//- кондиционера | 45 |
| 13 | Приготовление пищи на плите | 35-42 |
| 14 | Наполнение ванны | 36-58 |
| 15 | Наполнение бачка в санузле | 40-67 |
| 16 | Вытекающая из крана вода | 44-50 |
| Б. Структурного | ||
| № | Источник шума | Уровень шума, дБА |
| 1 | Перемещения лифта | 34-42 |
| 2 | Стук закрываемой двери лифта | 44-52 |
| 3 | Стук закрываемого мусоропровода | 42-58 |
| 4 | Стук по трубе центрального отопления | 45-60 |
Существуют и такие бытовые приборы, которые являются источниками шума обоих видов. К таковым относится система принудительной вентиляции. Воздушный шум проникает в помещение через воздуховоды, а структурный возникает из-за вибрации стенок защитного кожуха вентилятора и собственно самих воздуховодов.
Звук и шум
Итак, звук - это физический процесс, вызванный колебательным движением частиц среды. Звуковые колебания отличаются определенной амплитудой и частотой. Человек способен слышать звуки, различающиеся по амплитуде в десятки миллионов раз. Ну а воспринимаемые нашим ухом частоты располагаются в диапазоне 16-20 000 Гц. Характеризуется энергетика звука интенсивностью (Вт/м2), или звуковым давлением (Па). С рождения мы обладаем способностью слышать и раскаты грома, и малейший шелест листвы. Чтобы иметь возможность сравнивать столь разные звуки, были приняты: показатель уровня интенсивности звука L и единицы измерения - децибелы (дБ). Порог слышимости человека соответствует звуковому давлению 2 10 -5 Па, или 0 дБ. В свою очередь шум представляет собой хаотичное, нестройное смешение звуков, действующее на нервную систему отрицательно.
Для измерения звука используется децибел .
Это относительная логарифмическая единица измерения величин, связанных с интенсивностью звука (мощности, амплитуды, напряжения или тока сигнала, усиления/ослабления и т. п.). Чувствительность слуха носит логарифмический характер – нарастание интенсивности в виде степенной функции воспринимается на слух как линейное увеличение громкости, поэтому в ряде случаев удобнее пользоваться логарифмическими, а не линейными единицами. Десятичный логарифм отношения некоторой величины к ее эталонному значению – lg (X /X Э) – называется белом (Б), а его десятая часть – lg (X /X Э) / 10 – децибелом (дБ). Измерение в децибелах удобно еще и тем, что человеческое ухо различает относительное изменение интенсивности примерно на 1 дБ.
При измерениях абсолютной интенсивности звука (Вт/м 2) за эталонное значение принимается уровень порога слышимости для синусоидального сигнала с частотой 1 кГц – 10 в степени –12 (10 –12) Вт/м 2 . При этом порог слышимости определяется интенсивностью 0 дБ, а интенсивность, при которой начинаются болевые ощущения (болевой порог) – около 140 дБ. Интенсивность тихого шепота – около 35 дБ, громкого голоса – около 95 дБ,forte fortissimo оркестра – около 100 дБ, оркестрового тутти (звучания всех инструментов) – около 120 дБ.
При измерениях величин, с которыми интенсивность связана квадратичной зависимостью – напряжения, тока и звукового давления – в выражении для децибела множитель 10 меняется на 20 (двойка выносится из логарифма отношения квадратов).
При измерениях относительных величин за эталонный уровень принимается какое-либо значение величины. Например, при оценке усиления за него принимается единичное усиление (пропускание сигнала без изменения), равное 0 дБ. При этом 60 дБ соответствует усилению в 1000 раз (60 = 20lg 1000), а –20 дБ – ослаблению в 10 раз. Для описания характеристик усилителей и фильтров применяется также единица «децибел на октаву» (дБ/окт), показывающая изменение усиления при изменении частоты в два раза.
В акустике принято измерять громкость в дБ SPL (Sound Pressure Level ). Удвоение интенсивности звука приводит к увеличению уровня интенсивности на 3 дБ.
Выражая уровень звукового давления в децибелах, следует помнить, что при увеличении давления вдвое прибавляется 6 дБ.
Существуют разновидности измерений: dBA ,dBB ,dBC ,dBD – опорные уровни выбраны по частотным характеристикам «весовых фильтров» в соответствии с кривыми равной громкости.
Децибел акустический
Единица измерения уровня шума с наложенным на измеритель фильтром, учитывающим особенность восприятия шума слуховым аппаратом человека (нелинейность частотной характеристики уха). Величина дБА – уровень звукового давления, измеренный в дБ при помощи шумомера, содержащего корректирующую цепочку, снижающую чувствительность устройства на низких и очень высоких частотах для того, чтобы точнее имитировать чувствительность человеческого уха и получать отсчеты, дающие некоторые указания на громкость, неприятное действие или приемлемость звука. Значение дБА обычно на 10 единиц превосходит эквивалентное значение нормировочного индекса шума для данного звука.
В цифровой обработке понятие дБ считается от нуля и вниз, в область отрицательных значений. Ноль – максимальный уровень, представимый цифровой схемой.
В dBFS (Full Scale – «полная шкала») – опорное напряжение соответствует полной шкале прибора; например, «уровень записи составляет −6dBFS ». Для линейного цифрового кода каждый разряд соответствует 6 дБ, и максимально возможный уровень записи равен 0dBFS .
Основными физическими параметрами, характеризующими звук, является звуковое давление Р и интенсивность звукаI . Слуховой аппарат человека реагирует на величину, пропорциональную среднему квадрату звукового давления
где P(t) - разность между мгновенными значениями полного давления и средним давлением в среде при отсутствии звукового поля;
Т − время усреднения, которое для уха человека находится в пределах 30-100 мс.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Интенсивностью звука называется количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной в единицу времени через единицу поверхности.
Звуковое давление измеряется в паскалях (Па = 1 Н/м 2), а интенсивность звука - в Вт/м 2 .
Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависимостью:
где ρ − плотность среды, кг/м 3 ; С − скорость звука, м/с.
Область слышимости звуков ограничивается не только определенными частотами, но и определенными значениями давления и интенсивности звука. Максимальные и минимальные звуковые давления воспринимаемые человеком как звук, называются пороговыми . Минимальные значения (порог слышимости) соответствуют едва ощущаемым звукам и при частоте 1000 Гц равны Р о =2*10 -5 Па, I 0 =10 -12 Вт/м 2 .
Максимальные значения (порог болевого ощущения) соответствуют звукам, которые вызывают в органах слуха болевые ощущения и при частоте 1000 Гц равны Р б = 2*10 2 Па и I б =10 2 Вт/м 2 . Таким образом, величины звукового давления и интенсивность звука, которые различает человек, могут меняться в широком диапазоне: по давлению до 10 7 раз, по интенсивности до 10 14 раз. Ввиду того, что по закону Вебера-Фехнера раздражающее действие шума на человека пропорционально не квадрату звукового давления, а логарифму от него, были введены логарифмические величины - уровни звукового давления и интенсивности , измеряемые в децибелах (дБ). Бел – это логарифмическая единица отношения двух величин (десятичный логарифм отношения 2-х одноименных физических величин, например, мощностей, токов, звукового давления), 0,1 доля Бела – децибел. 1Б = 10дБ.
, дБ,
где L – уровень звукового давления, дБ; I 0 и Р о - интенсивность звука и звуковое давление, соответствующие порогу слышимости на частоте 1000 Гц.
Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты: наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (800-4000 Гц) и наименьшей - на низких (20-100 Гц).
Громкостью называется субъективное ощущение, позволяющее слуховой системе располагать звуки по определенной шкале от звуков низкой интенсивности ("тихие" звуки) к звукам большой интенсивности ("громкие" звуки).
Уровни звука в полосе шириной 1 Гц называются спектральной плотностью. Зависимости уровней звука от частоты называются спектром шума
Одинаковые по интенсивности, но разные по частоте звуки воспринимаются как звуки разной громкости. При равных условиях воздействующего шума наиболее раздражающее действие оказывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц. Поэтому для физиологической оценки шума используются кривые равной громкости (рис.1), позволяющие судить о том, какой звук субъективно сильнее или слабее, и вводится понятие уровня громкости звука, единицей измерения которого является фон. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления, следовательно, 1 фон - уровень громкости звука, для которого уровень звукового давления равногромкого звука на этой частоте равен 1 дБ.
Рис.1. Кривые равной громкости и зависимость уровня звукового давления в дБ от частоты при заданной громкости в фонах
При измерении шума для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъективному восприятию, используют корректированный уровень звукового давления (уровень интенсивности). Коррекция заключается в том, что вводятся зависящие от частоты звука поправки к уровню соответствующей величины (путем коррекции частотной характеристики шумомера). Эти поправки стандартизованы в международном масштабе.
Наиболее употребительна коррекция А. Корректированный уровень звукового давления
L A = L−∆L A называется уровнем звука и измеряется в дБА.
Стандартное значение коррекции приведено ниже:
Частота, Гц 16 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Коррекция L A , дБ 80 42 26,3 16,1 8,6 3,2 0 -1,2 -1,0 -
КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМА
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 шум классифицируется по спектральным и временным характеристикам.
По характеру спектра шум подразделяется на:
· широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы (здесь необходимо привести определение: окта́ва - музыкальный интервал, в котором соотношение частот между звуками составляет 1 к 2, то есть для октавы верхняя частота в два раза больше нижней. Субъективно на слух октава воспринимается как устойчивый, базисный музыкальный интервал. Два последовательных звука, отстоящие на октаву, воспринимаются очень похожими друг на друга, хотя явно различаются по высоте);
· тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональный характер шума, для практических целей, устанавливают измерением в третьоктавных (для третьоктавы fв/fн= ) полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. Например, шум дисковой пилы является тональным, а реактивного двигателя - широкополосным.
По временным характеристикам шум подразделяется на:
· постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
· непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5 дБА.
В свою очередь непостоянный шум подразделяется на:
· колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
· прерывистый, 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, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с.
ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ЧЕЛОВЕКА
Физиологическое воздействие шума на человека зависит от многих факторов: уровня звукового давления, его частотного состава, времени воздействия частоты повторения и индивидуальных особенностей. Дискретные составляющие в спектре шума увеличивают раздражающее действие по сравнению с исходным широкополосным шумом. На графике (рис.2) показаны зоны воздействия шума на человека в зависимости от уровня звука и времени воздействия.
зона I – применение защитных средств не требуется; зоны II и III – защита органов слуха обязательна; зона IV – пребывание человека с любой защитой запрещено
Рис. 2. Типичные зоны воздействия шума на человека
В общем, в зависимости от уровня и характера шума можно выделить несколько ступеней его воздействия на человека.
1. Шума нет - полное отсутствие шума противоестественно. Абсолютная тишина угнетает. Пребывание в полной тишине более нескольких суток ведет к психическим расстройствам.
2. Шум 20-60 дБА, - шумовой фон, постоянно действующий на человека в повседневной деятельности. Степень вредности такого шума во многом зависит от индивидуального отношения к нему. Привычный шум или шум, производимый самим человеком, не беспокоит. Шум свыше 40 дБА может создавать повышенную нагрузку на нервную систему, особенно при умственной работе. Воздействие на психику возрастает с увеличением частоты и уровня шума, а также с уменьшением ширины полосы частот шума,
3. Шум 60-80 дБА оказывает психологическое воздействие, создавая значительную нагрузку на нервную систему человека (особенно при умственной работе). В результате наблюдается повышенная утомляемость, раздражительность, ослабляется внимание, замедляются психические реакции, как следствие, снижается производительность и качество труда. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.
4. Шум 80-110 дБА оказывает физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под влиянием шума свыше 80 дБА наблюдается ухудшение слуха (снижение слуховой чувствительности в первую очередь на высоких частотах).
Однако действие сильного шума на организм человека не характеризуется только по состоянию слуха. Изменения в функциональном состоянии нервной системы и ряда органов наступают гораздо раньше, их совокупность характеризуется как шумовая болезнь. К объективным симптомам шумовой болезни относятся: снижение слуховой чувствительности, изменение функции пищеварения, выражающееся в понижении кислотности, сердечно-сосудистая недостаточность, нейроэндокринные расстройства. Длительное воздействие шума вызывает ряд таких серьезных заболеваний, связанных с перенапряжением нервной системы, как гипертоническая болезнь, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания.
Работающие в условиях сильного шума испытывают головные боли, головокружения, снижение памяти, боли в ушах. Человек затрачивает в среднем на 10-20% больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звуке ниже 70 дБА. Все это снижает работоспособность человека, безопасность его труда. Производительность труда снижается от шума тем больше, чем сложнее трудовой процесс и чем больше в нем элементов умственного труда.
Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБА имеет место снижение производительности труда на 20%.
Повышенный уровень шума приводит к росту не только профессиональной, но и общей заболеваемости. Об этом говорит тот факт, что общая заболеваемость рабочих шумных производств увеличена на 15-20%.
5. Шум выше 110 дБА оказывает травматическое действие на органы слуха. При шуме более 140 дБА возможен разрыв барабанной перепонки.
НОРМИРОВАНИЕ ШУМА
Целью санитарного нормирования является установление научно обоснованных предельно допустимых величин шума, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет не вызывают существенных изменений в состоянии здоровья человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности.
В условиях производства в большинстве случаев технически очень трудно снизить шум до очень малых уровней, поэтому при нормировании исходят не из оптимальных (комфортных), а из терпимых условий, т.е. таких, когда вредное действие шума на человека не проявляется или проявляется незначительно. Санитарные нормы - это компромисс между гигиеническими требованиями и техническими возможностями на данном этапе развития науки и техники.
Характеристики и допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.l.003-83. «Шум. Общие требования безопасности». Нормируемой характеристикой постоянного шума являются уровни звуковых давлений в децибелах в октавных полосах или 1/3-октавных со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Как известно, среднегеометрическое значение f
ср для полосы с верхней граничной частотой f
в и нижней f
н (для октавной полосы f
в в два раза больше f
н) определяется выражением f ср
= 
, например, если f
ср =63Гц, то f
н =45Гц и f
в =90Гц.
Совокупность допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот называется предельным спектром, а указанный метод нормирования - нормированием по предельному спектру шума (см. табл.1).Предельные спектры обозначают сокращением ПС с цифровым индексом, соответствующим уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Например, ПС-80 обозначает предельный спектр, имеющий в указанной октавной полосе допустимый уровень звукового давления 80 дБ. Значения предельно допустимых уровней звукового давления в нормируемых октавных полосах частот установлены с учетом одинакового физиологического и психологического воздействия шума на человека.
Таблица 1
Допустимые уровни звука и звукового давления на рабочих местах
| Вид трудовой деятельности, рабочие места | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА | |||||||||
| 31,5 | |||||||||||
| Творческая деятельность, руководящая работа, конструирование и проектирование, программирование, преподавание, врачебная деятельность | |||||||||||
| Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории | |||||||||||
| Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону | |||||||||||
| Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель-поездов | |||||||||||
| Рабочие места водителей и обслуживающего персонала (пассажиров) легковых автомобилей | |||||||||||
| Рабочие места в кабинах и салонах самолетов и вертолетов | |||||||||||
Примечания к табл.1:
Допускаемые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах следует принимать для тонального и импульсного шума на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице;
Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе;
Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБ меньше фактических уровней шума в этих помещениях (измеренных или определенных расчетом), если последние не превышают значения, указанные в таблице (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует), в остальных случаях - на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице.
Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимости осуществления мер по шумоглушению и др.) постоянного шума на рабочих местах допускается использование интегрального показателя - уровня звука в дБА, который измеряется шумомером с корректированной частотной характеристикой А (наряду с линейной частотной характеристикой, шумомеры имеют коррекцию А, имитирующую нелинейную амплитудно-частотную характеристику слухового аппарата человека) и определяется по формуле:
Р 0 - звуковое давление, соответствующее порогу слышимости (в воздухе Р 0 = 2*10 -5 Па). Уровень звука связан с предельным спектром зависимостью:
L A = ПС + 5дБ.
Характеристикой непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое среднеквадратичное звуковое давление (оказывает на человека такое же воздействие), что и данный непостоянный шум, определяемый по формуле:
где P A (t) – текущее среднеквадратическое значение звукового давления с учетом коррекции А шумомера, Па; Т - время действия шума.
Эквивалентный уровень измеряется интегрирующими шумомерами и может быть определён расчетным методом. Суть метода в том, что диапазон, подлежащий измерению уровней звука, разбивают на интервалы, затем через равные промежутки времени в течение определенного периода производят измерения уровня звука по шкале А шумомера и подсчитывают количество отсчетов в каждом интервале.
Допустимые уровни шума для различных видов трудовой деятельности согласно ГОСТ 12.1.003-83 приведены в табл.2.
Таблица 2
Уровни шума для различных видов трудовой деятельности
с учетом степени напряженности труда