Шум: поняття і характеристики

У сучасному світі в умовах науково-технічного прогресу шум став однією з форм фізичного (хвильового) забруднення природного середовища. Шумом прийнято вважати усі неприємні та небажані звуки чи їх сукупність, які заважають нормально працювати, сприймати потрібну звукову інформацію та відпочивати. Адаптація до нього практично неможлива.

Загалом шум – це коливання частинок навколишнього середовища різної частоти, сили, висоти, тривалості, що сприймається органами слуху людини як небажані сигнали. Величина миттєвої амплітуди шуму описується гаусовим розподілом. У випадку коли шум містить усі звукові частоти, такий шум називають білим. Якщо шум переважно складається з високочастотних звукових коливань, він називається фіолетовим (за аналогією із світловими коливаннями); коли ж домінують низькочастотні звукові коливання, шум називається рожевим.

Людина живе у світі звуків. Різні звуки по-різному сприймаються організмом і викликає неоднакові відповідні реакції. Значна кількість шумів антропогенного характеру, значну кількість з яких людина навіть не чує, негативно позначаються на її самопочутті і здоров'ї. В основному шуми виникають при експлуатації різних машин чи виконанні технологічних процесів, тому ці шуми називають "технічними". Технічні шуми розглядаються як своєрідне забруднення середовища. Найбільш істотний і масштабний вплив на життєві функції людей робить розповсюдження шуму в повітряному середовищі. Галузь науки, присвячена вивченню впливу шуму на людський організм, називається аудіологією.

Інтенсивність шуму виміряється у ватах на квадратний метр. Мінімальна інтенсивність звуку, що сприймається вухом, називається порогом чутності. Верхньою границею інтенсивності звуку, що людина ще здатна сприймати, називається порогом болючого відчуття. Поняття інтенсивності і голосності шуму хоча і приймається в побуті за синоніми, однак не зовсім тотожні.

Інтенсивність - об'єктивна характеристика процесу, а голосність - характеристика його суб'єктивного сприйняття. Встановлено, що голосність звуку зростає набагато повільніше його інтенсивності. Прийнято вважати, що приріст відчуття пропорційний десятковому логарифму відносини енергії двох порівнюваних джерел звуку. Відчуття шуму залежить не тільки від рівня звукового тиску, але також від спектрального складу гармонійних коливань. З обліком цього виділяють наступні октавні смуги середньо геометричних частот - 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В октавній смузі частот нижня частота f у два рази менше верхньої f; октави характеризуються середньо геометричною частотою. Вплив шуму на організм людини залежить також від його тимчасових характеристик. Встановлено, що шум володіє "кумулятивною" властивістю, що полягає в тому, що безупинні, періодичні чи навіть епізодичні шумові роздратування сумуються в людському організмі, призводячи до негативних біологічних наслідків. Нервова енергія людського організму витрачається непродуктивно на боротьбу з вплив шуму. Шум є причиною й активатором багатьох важких захворювань, зокрема гастриту, виразки шлунка, серцево-судинних захворювань, виснаження нервової системи і психічних розладів.

Шум у заводських цехах і інших приміщеннях часто породжується не гармонійними хвильовими коливаннями повітря, а вібрацією металевих конструкцій. Вплив цих вібрацій викликає в людини стомлюваність, поразка центральної нервової системи, слухового, вестибулярного й опорно-рухового апаратів. [8]

Вібрації з частотами 6-12 Гц (близькими до частот власних коливань людського організму) особливо небезпечні для здоров'я людей. Якщо виробничий шум нормується по припустимих рівнях звукового тиску, то вібрація нормується по рівнях коливальних швидкостей в октавних смугах частот. Залежно від фізичної природи шуми можуть бути:

- механічного походження, які виникають при вібрації поверхонь машин і обладнання, а також при поодиноких або періодичних ударах в з'єднаннях деталей або конструкціях в цілому;

- аеродинамічного походження, які виникають внаслідок процесів, що відбуваються в газах (вихрові процеси; коливання робочого середовища, зумовленого обертанням лопаточних коліс; пульсації тиску при русі в повітрі тіл з великими швидкостями; витоки стиснутого повітря, пари або газу);

- електромагнітного походження, які виникають внаслідок коливань елементів (ротора, статора, сердечника, трансформатора та інших) електромеханічних пристроїв під дією змінних магнітних полів);

- гідродинамічного походження, які виникають внаслідок процесів, що протікають в рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку тощо).