Общие сведения о шуме

Шумом считаются любые нежелательные звуки, мешающие работе или отдыху, оказывающие на человека вредное или опасное воздействие.

Вредное воздействие шума отражается на деятельности центральной и вегетативной нервных систем человека, что приводит к нарушениям жизненно важных функций организма, управляемых этими системами: мышления, кровообращения, дыхания, обмена веществ и др.

Шум до 30 дБ вызывает слабые психологические реакции, 55дБ – оптимальный уровень функционирования слухового анализатора, 60 дБ – оказывает заметное влияние на работоспособность, более 65 дБ – вызывает вегетативные изменения в организме, 110-120 дБ – яркие болевые реакции, 150-160 дБ – катастрофические последствия (шок, судороги, паралич).

При длительном воздействии шума появляются головные боли, головокружение, беспричинная раздражительность, неустойчивое эмоциональное состояние, быстрое утомление, снижается производительность труда, ослабляется память и внимание, увеличивается количество счетных ошибок, нарушается координация движений, изменяются ритм дыхания и кровяное давление, нарушаются секреторная и моторная функция желудка, снижается кислотность желудочного сока, нарушаются процессы цветоощущения.

Нарушение координации движений, ослабление внимания и ослабления восприятия красного цвета могут стать причиной аварий и несчастных случаев.

Шум высоких энергий, воздействуя на орган слуха, вызывает тугоухость и глухоту, которые являются профессиональными заболеваниями некоторых категорий работников.

Вредное действие шума зависит от субъективных особенностей его восприятия, например, высокочастотные шумы нас раздражают больше, чем другие. Поэтому шум рассматривается не только как физическое явление, оцениваемое физическими (объективными) характеристиками: частотой, звуковым давлением, уровнем звукового давления и др., но и как физиологическое явление – специфические ощущения, возникающие в органе слуха, оцениваемые физиологическими (субъективными) характеристиками: уровнем громкости и громкостью. Физиологические характеристики используются для субъективной оценки шума и эффективности шумозащитных мероприятий.

4.2.1 Физические характеристики шума

Частота Гц. Ухо человека воспринимает звуки как механические колебания упругой среды частотой от 16 до 20000 Гц. Восприятие звукового диапазона зависит от частоты: звуки высоких частот нам кажутся более громкими и более неприятными. Поэтому при оценке вредного действия необходимо иметь представление о частотном составе шума, который определяется с помощью анализаторов шума, представляющих собой систему фильтров, отстроенных на определенные среднегеометрические октавные частоты.

Спектр шума – совокупность уровней звукового давления в октавных полосах частот - является комплексной характеристикой шума.

Октава – интервал между двумя частотами, логарифм отношения которых при основании два равен единице, т. е. это диапазон частот, в котором конечная частота в два раза больше начальной. Звуковой диапазон составляет 9 октав. Среднегеометрическая частота октавного диапазона определяется по формуле:

, Гц

где - среднегеометрическая частота октавного диапазона, Гц;

- начальная частота октавного диапазона, Гц;

- конечная частота октавного диапазона, Гц.

Октавные диапазоны и среднегеометрические октавные частоты представлены в табл. 4.2.1

Таблица 4.2.1 Октавные диапазоны и среднегеометрические октавные частоты

Звуковое давление, Р, Па – переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний. Диапазон восприятия звуковых давлений человеческим ухом очень широк: для звука частотой 1000 Гц от Па (порог слышимости) до Па (болевой порог). Пользоваться такими цифрами неудобно, к тому же ухо человека способно оценивать не абсолютное, а относительное изменение звукового давления. Поэтому для практических целей введено понятие уровня звукового давления, измеряемого в децибелах.

Уровень звукового давления , дБ - величина, определяемая по формуле:

,

где – звуковое давление, создаваемое источником шума, Па;

Па - звуковое давление на пороге слышимости звука частотой 1000 Гц - условное стандартное значение.

Уровни звукового давления непосредственно в децибелах измеряются специальными приборами-шумомерами, которые в совокупности с анализаторами позволяют получить спектр шума.

Уровень звука, , дБА – уровень звукового давления, измеренный на шкале «А» шумомера, чувствительность которой близка к чувствительности уха человека. Используется эта характеристика для ориентировочной оценки шума, например, при аттестации рабочих мест по условиям труда.

4.2.2 Физиологические характеристики

Ухо человека неодинаково чувствительно к звукам различной частоты, поэтому субъективные ощущения, возникающие в органе слуха, не соответствуют объективным характеристикам шума, определяемым с помощью приборов. Звуки одинаковых уровней звукового давления, но различных частот, воспринимаются как разные по громкости. Высокочастотные звуки воспринимаются как более громкие.

Для сравнения неприятного воздействия звуков разных уровней звукового давления и различных частот введена характеристика – уровень громкости.

Уровень громкости, L, фон – условная характеристика. Фон – единица сравнения, равная децибелу на частоте 1000 Гц. На других частотах этого равенства нет. Переход от децибелов к фонам осуществляется по кривым равной громкости, построенным на основе экспериментального сравнения громкости звуков различных частот с эталонной частотой 1000 Гц (рис. 4.2.1).

Все звуки различных уровней звукового давления и частот, лежащие на одной кривой равной громкости, имеют одинаковый уровень громкости, соответствующий номеру кривой, и являются равногромкими.

Уровни громкости в фонах не выражают непосредственную величину субъективного ощущения громкости человеком, т. е. изменение уровня громкости в 2 или 3 раза не означает, что во столько же раз изменилось субъективное восприятие громкости.

Рисунок 4.2.1 Кривые равной громкости звуков

Громкость, S, сон – условная характеристика, позволяющая дать субъективную количественную оценку различным источникам шума. Один сон принят равным сорока фонам. Зависимость между уровнем громкости и громкостью (рис. 4.2.2) определяется формулой:

где S – громкость, сон;

L – уровень громкости, фон.

Рисунок 4.2.2 Зависимость между уровнем громкости и громкостью звука

Шкала сонов введена для оценки субъективного восприятия громкости звука. В ней громкости разделены на субъективно равные ступени, называемые сонами. Эта шкала служит для того, чтобы дать числовое выражение громкости звуков, пропорциональное субъективной оценке наблюдателя с нормальным слухом. Изменения громкости в два раза соответствует интервалу в 10 фон: 40 фон равны 1 сону (международный стандарт), 50 фон – 2 сонам, 60 фон – 4 сонам, то есть при увеличении уровня громкости на 10 фон звук ощущается органом слуха как в два раза более громкий.

Наличие шкалы громкости позволяет определить во сколько раз один источник шума громче другого, во сколько раз уменьшился шум после проведения мероприятий по шумоглушению и т. п. Для этого необходимо подсчитать сумму сонов двух сравниваемых спектров шума, частное от деления будет искомой величиной.

Вредное действие шума на организм человека зависит от уровня звукового давления, частотного состава и характера шума. Важнейшим фактором при оценке вредного действия является субъективное восприятие шума в зависимости от вида трудовой деятельности.

Действующие в настоящее время санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» учитывают специфические особенности восприятия шума человеком. Нормируемыми параметрами постоянного шума являются предельно допустимые уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и уровни звука в дБА (табл. 4.2.2 ).

Средства коллективной защиты от шума представлены на рис. 4.2.3.

Рисунок 4.2.3 Средства коллективной защиты от шума на пути его

распространения

Таблица 4.2.2 – Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (СН 2.2.4/2.1.8.562-96)