Человеческий слух воспринимает звук и реагирует не на абсолютный прирост, а на относительный, то есть физиологические ощущения одинаковых приростов громкости возникают при изменении интенсивности звука не на одинаковое количество единиц, а в одинаковое число раз. То есть изменение звукового давления в 10 раз всегда воспринимается как одинаковый прирост громкости.
Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 90 дБА и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.
Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха, являются механическими колебаниями, распространяющимися в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной).
По физической природе шумы могут иметь следующее происхождение:
-механическое, связанное с работой машин и оборудования;
-аэродинамическое, вызванное колебаниями в газах;
-гидравлическое, связанное с колебаниями давления и гидроударами в жидкостях;
-электромагнитное, вызванное колебаниями элементов электромеханических устройств под действием переменного электромагнитного поля или электрических разрядов.
Основными источниками шума являются все виды транспорта, промышленные предприятия и бытовое оборудование. Подробно уровни шума от различных объектов указаны в таблице 10.1
Таблица 10.1 - Уровни шума от различных объектов
| Наименование показателя | Уровень шума, дБ |
| Зимний лес в безветренную погоду | 0 |
| Шепот на расстоянии 1 м. | 20 |
| Сельская местность | 30 |
| Машинное бюро | 60 |
| Салон автомобиля | 70 |
| Отбойный молоток | 90 |
| Грузовик | 100 |
| Гром | 130 |
| Взлет реактивного самолета | 140 |
| Выстрел из орудия | 170 |
Уровень шума в 80 дБ считается опасным, а 120 -130 дБ вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате человека (акустическая травма).
Шум порядка 90 .. 100 дБ вызывает постепенное ослабление слуха, нервно-психический стресс, язвенную болезнь, желудочно-кишечные, кожные заболевания, тугоухость, сердечно-сосудистые заболевания, заболевания щитовидной железы. Разрыв барабанных перепонок в органах слуха происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет около 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого порядка 196 дБ, приводит к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения). Длительное воздействие очень сильного шума приводит к агрессивному состоянию, разрушению тканей тела, обострению хронических заболеваний и снижению продолжительности жизни.
Однако не только сильные шумы, приводящие к мгновенной глухоте или повреждению органов слуха человека, вредно отражаются на здоровье и работоспособности людей. Шумы небольшой интенсивности, порядка 50...60 дБА, негативно воздействуют на нервную систему человека, вызывают бессонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда и повышает вероятность возникновения случайных ошибок и даже несчастных случаев.
Постоянное воздействии шума на организм человека может привести к патологическим изменениям, называемым шумовой болезнью (является профессиональным заболеванием). [10]
9.2 Измерение уровня шума
Для измерения уровня шума используется шумомер; в нем звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются, пропускаются через фильтры, выпрямляются и регистрируются стрелочным прибором. Современные приборы имеют три шкалы с частотными характеристиками А, В, С. Характеристика А имитирует кривую чувствительности уха человека, измеряемую в дБ (замер без фильтров); С - линейная во всем диапазоне частот; В большая чувствительность к низким частотам. Кроме того, имеется режим "медленно" и "быстро".
9.3 Нормирование шума
С целью нормирования диапазон разбивается на октавные полосы: f1, f2, f3, f4. В каждой полосе находятся fср.
Получены среднегеометрические частоты: 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Нормированной характеристикой шума является уровень звукового давления L, так как само звуковое давление и интенсивность изменяются в широких пределах и их нормировать невозможно. Также человеческое ухо подчиняется закону Вебера - Фехнера: принцип относительности восприятия шума человеком. Распространён частотный метод анализа шума. Измерение уровня звукового давления на среднегеометрических частотах с последующим сравнением по ГОСТ. [11]
9.4 Контроль шума
Для измерения уровня шума используют шумометры отечественного производства ИШВ-1, ВШВ-003, Роботрон, а также зарубежного – «Брюль и Кьер». Измерение шума на рабочих местах производится при включенной вентиляции и при 2/3 работающего оборудования. Осуществляется периодически службой Охраны Труда и сводится к измерению уровня звукового давления на любых частотах и сравнения.
9.5 Методы и средства защиты от шума
Защита от шума достигается разработкой шумобезопасной техникой, применением средств и методов индивидуальной и коллективной защиты, строительно-акустическими методами. Одним из методов создания благоприятной акустической обстановки является установление предельно допустимых уровней (ПДУ) шума на предприятиях, в жилых помещениях и т.д. ПДУ установлены исходя из того, что их действие в течение длительного времени не вызывает физиологических изменений в наиболее чувствительных к шуму системах организма, то есть эти уровни безвредны для организма человека и являются допустимыми. В производственных помещениях допустимый уровень шума 70 - 80 дБ.
Средства коллективной защиты делятся по отношению к источнику шума: снижающие шум в источнике возникновения (наиболее эффективно); снижающие шум на путях его распространения. По способу реализации:
- акустические - основываются на акустическом расчёте помещения и по принципу действия подбираются средства звукоизоляции, звукопоглощение, виброизоляция, демпфирование, применение глушителей шума.
- строительно-акустические методы применяют: экраны, звукоизоляцию, кабины наблюдения, дистанционное управление, кожухи, уплотнения и т.д. Наиболее эффективные звукоизолирующие материалы: трипласт (композиционный материал); пластобетоны с наполнителями из хлопка, опилок древесины, соломы и т. д. Звукопоглощающие материалы: мрамор, бетон, гранит, кирпич, ДВП, ДСП, войлок, минераловата, материалы со щелевой перпорацией.
- архитектурно-планировочные: рациональное размещение рабочих мест; рациональный режим труда и отдыха. Организационно-технические. Активная форма защиты – генерация шума в противофазе к источнику. Средства индивидуально защиты: наушники, ушные вкладыши, шлемофоны, каски.
9.5.1 Меры борьбы с шумом
Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты.
Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний, как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума — механические, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.
Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10... 15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей — деталями из пластмасс.
Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.
Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощающих материалах. В качестве звукопоглощающего материала применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые и минераловатные плиты, пористый поливинилхлорид и др. Толщина облицовок составляет 20-200 мм. В низких помещениях облицовывают только потолок, т.к.стены в них практически не влияют на отражение звука, а в высоких и вытянутых помещениях - облицовывают как стены, так и потолок.
9.5.2 Индивидуальные средства защиты от шума
Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами, так и индивидуальными средствами. В первую очередь, надо использовать коллективные средства, которые по отношению к источнику шума подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта. Haиболее эффективны мероприятия, ведущие к снижению шума в источнике его возникновения. Борьба с шумом после его возникновения обходится дороже и часто является малоэффективной.