Основная характеристика шума

Шум в понятии гигиены - это множество звуков с разными интенсивностями и частотами, воспринимаемыми органами слуха человека и вызывающие неприятные субъективные ощущения.

Производственный шум - это шум на рабочих местах, на территории и на участках предприятий, возникающие во время производственного процесса.

Характер возникновения производственного шума зависит от источника шума и вида его возникновения. Механический шум создается в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также при одиночных или периодических ударах в местах соприкосновения деталей сборочных единиц или конструкций в целом. При движении воздуха или газа по трубопроводу создается аэродинамический шум, в вентиляционных системах или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах [3]. Шум электромагнитного происхождения создается из-за колебаний элементов электромеханических устройств (статора, ротора, трансформатора, сердечника и т. д.) под воздействием переменных магнитных полей. Возникновение гидродинамического шума создается вследствие процессов, происходящие в жидкостях (кавитация, гидравлические удары, турбулентность потока.

Шум в понятии физики означает распространение волнообразного механического колебательного движения упругой среды, который носит обычно случайный характер. Данный шум характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. С физиологической точки зрения шум - это ощущение, которое воспринимается органами слуха человека во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц.

При распространении в среде колебательного движения называется звуковой волной, а область этой среды, в которой она распространяется звуковым полем.

Звуковые волны - это колебательные возмущения, распространяющиеся от источника шума на окружающую среду.

Длина волны - это расстояние, которое проходит звуковая волна в течение периода колебания (расстояние между двумя соседними слоями воздуха, имеющие одинаковое звуковое давление, которые измерены одновременно).

Звук, распространяющийся в воздухе, называют воздушным звуком, в твердых телах называется структурным. Часть воздуха, которая охвачена колебательным процессом, называется звуковым полем. Свободным называют такое звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий.

Диффузным называют такое звуковое поле, в котором звуковые волны попадают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (особенно характерна для помещений, у которых внутренние поверхности имеют высокий коэффициент отражения звука).

В реальных условиях (на помещение или на территории предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельному значению диффузного или свободного звукового поля [7].

Звук в воздухе распространяется в виде продольных волн, у которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространенной формой продольных звуковых колебаний является сферическая волна. Она излучается равномерно во все стороны источником звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны .

Структурный звук распространяется в виде поперечных и продольных волн. Отличием поперечных волн от продольных, является то, что колебания в поперечных волнах происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. Распространение в воздухе звуковой волны сопровождается периодическим понижением и повышением давления. Давление, превышающее атмосферное, называют акустическим, или звуковым давлением. Чем больше звуковое давление, тем громче звук .

Мерой интенсивности звуковых волн на любой точке пространства - это величина звукового давления - избыточное давление в данной точке среды по сравнению с давлением при отсутствии звукового поля. Единицей измерения звукового давления P является паскаль (Па):1 Па =1 Н/м². Существует нижняя и верхняя граница слышимости. Нижней границей слышимости называют порогом слышимости, а верхней - болевым порогом. Порог слышимости - это наименьшее изменение звукового давления, которое ощущает человеческое ухо. При частоте 1000 Гц (на этой частоте ухо имеет наибольшую чувствительность) порог слышимости уха составляет Р = 2-10⁵ Н/м². Порог слышимости воспринимают всего лишь 1 % людей на планете.

Болевым порогом называют максимальное звуковое давление, которое воспринимает человеческое ухо как звук. Если звуковое давление выше болевого порога, то такое давление может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц болевым порогом считается звуковое давление Р - 20 Н/м². Отношение звуковых давлений при болевом пороге и пороге слышимости составляет 106. Это диапазон звукового давления, воспринимаемая человеческим ухом. Для более точной и полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками образования шума в окружающую среду за единицу времени [18].

Поток звуковой энергии, проходящая в течение 1 с через площадь 1 м² перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука.

Между слуховым восприятием и раздражением существует приблизительно логарифмическая зависимость, для измерения звукового давления, силы звука и звуковой мощности в связи с этим принята логарифмическая шкала. Это позволяет вложить большой диапазон значений в сравнительно небольшой интервал логарифмических единиц. В логарифмической шкале каждая следующая степень этой шкалы больше предыдущей в 10 раз. Мерой этой единицы измерения считается 1 Бел (Б). В акустике используют более маленькую единицу децибел (дБ), 1дБ = 0,1 Б. Величина, которая выражается в белах или децибелах, называют уровнем этой величины. Область звуков, которую слышит человек, ограничивается так и частотами от 20 и до 20 000 Гц, так и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. На рис. 1.1 кривой обозначены предельные значения уровней звукового давления [18].

Рисунок 1.1 Предельные значения уровней звукового давления

Нижняя кривая соответствует порогу (началу) слышимости. Логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления P соответствует порогу слышимости (L = 0 дБ) на частоте 1000 Гц, которая принята стандартной частотой в акустике. Порог слышимости зависит от частоты звука. Например, в диапазоне частот 900 - 4000 Гц величина порога слышимости уха минимальна, то при изменении частоты вверх и вниз по частотной шкале его величина увеличивается; особенно заметное увеличение порога слышимости происходят на низких частотах. Из-за этого высокочастотные звуки более неприятны для уха, нежели чем низкочастотные, при одинаковых уровнях звукового давления.

Верхняя точка кривой на рис. 1 соответствует болевому порогу (I = 120-130 дБ). Звуки, которые превышают этот порог, могут вызвать боли в ушах и повредить органы слуха.

Область по частотной шкале, которая лежит между этими кривыми, называют областью слухового восприятия уха. В зависимости от шума и уровня шума, продолжительности влияния шума, так же от индивидуальных особенностей человека, шум может оказывать на него различные неприятные ощущения и действия.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: