Теоретическая часть. 1.1.Основные определения

1.1.Основные определения.

Шум как физическое явление представляет собой беспорядочные сочетания волновых колебаний упругой среды. Колебания, распространяющиеся в воздушной среде, составляют воздушный шум, упругие колебания твердых тел – структурный шум.

С физиологической точки зрения шум представляет собой неблагоприятный внешний фактор среды, неприятный для восприятия, мешающий работе и отдыху.

Внедрение в производство новых технологических процессов, рост мощности оборудования и машин привели к тому. Что человек подвергается действию шума высокой интенсивности. Действуя на центральную нервную систему. Шум оказывает неблагоприятные влияния на деятельность организма человека, вызывая тяжелые заболевания, головную боль, головокружение, ослабление внимания, нарушение функций слуховых органов.

Сильный шум в условиях производства значительно снижает производительность труда и может явиться причиной несчастного случая.

Человеческое ухо воспринимает звуковые волны с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуками, с частотой выше 20000 Гц – ультразвуками.

Распространение звуковых волн характеризуется частотой колебаний, звуковым давлением и интенсивность. Частотой называется количество колебаний или его частиц в единицу времени.

Частота измеряется в герцах (Гц).

Звуки различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на орган слуха человека. Чтобы вести эффективную борьбу с шумами, необходимо знать их звуковой спектр.

Анализ шума производится с помощью набора электрических фильтров, каждый из которых вырезает в исследуемом шуме определенную полосу частот. Полоса характеризуется граничными частотами (fн – нижняя и fв - верхняя), шириной и средней частотой

fср = √ fн · fв

Полоса, в которой fв/ fн= Z, называется октавой. Если fв / fн = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. При колебаниях частиц среды в ней развивается переменное избыточное давление, называемое звуковым давлением. Звуковое давление – это разность между мгновенным значением полного давления в среде вследствие распространения звуковых колебаний и средним давлением в невозмущенной среде. Звуковое давление обозначается Р и измеряется в Па.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенной к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке. Интенсивность звука обозначается I, единица измерения Вт/ м².

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело на практике, могут меняться в очень широких пределах: по давлению до 10⁸ раз, по интенсивности до 10¹⁶ раз. Естественно, что оперировать такими цифрами неудобно. Кроме того, ухо человека способно оценивать не абсолютное, а относительное изменение интенсивности, при этом ощущения человека пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления и интенсивности.

Уровень интенсивности определяется по формуле:

У

L_I = 10 lg ------,

I₀

где: I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (I₀ = 10¹² Вт/м²) на частоте 1000 Гц.

Величина уровня звукового давления выражается формулой:

P

L_p = 20 lg -----,

P₀

где Р – звуковое давление, создаваемое источником шума, Па;

Р₀ – пороговое звуковое давление (минимальный порог слышимости при частоте звука 1000 Гц), равное Р₀ = 2 х 10 ^-5 Па.

Величину уровня интенсивности применяют при получении формул акустических расчетов, а уровни звукового давления – для измерения шума оценки его воздействия на человека.

Для полной характеристики источника шума введено понятие – звуковая мощность. Звуковой мощностью называется общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в окружающее пространство в единицу времени.

Уровни звуковой мощности установлены аналогично уровню интенсивности звука:

P

L_p = 10 lg -----,

P₀

где L_p – уровень звуковой мощности, ДБ;

Р - звуковая мощность источника, Вт;

Р₀ – пороговая звуковая мощность, принятая 10^-12 Вт.

За единицу уровня звукового давления принят бел. На практике при измерении звуков и шумов принят децибел, единицу в 10 раз меньшую, чем бел.

Для n одинаковых источников шума суммарный уровень звукового давления определяют по формуле:

L = L₁ + 10 lg n,

где L₁ – уровень звукового давления одного источника, ДБ;

n - число одинаковых источников.

Суммарный уровень звукового давления при совместном действии двух разных по интенсивности источников определяют по формуле:

L = L₁ + Δ L,

где L₁ – больший из двух суммируемых уровней;

ΔL - добавка, определяемая по таблице:

L1-L2, АБ
ΔL,AБ		2,5		1,8	1,5	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2

1.2.Нормирование шума.

В настоящее время нормы допустимого шума на рабочих местах регламентируются требованиями ГОСТ 12.1 003-76 «ССБТ.Шум.Общие требования безопасности».

Нормируемыми характеристиками шума являются уровни звуковых давлений в октавных полосах частот в дБ со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки постоянного шума допускается использование суммарного уровня звукового давления, измеренного по шкале «А» шумомера, в дБА. В этом случае спектр шума неизвестен.

1.3.Измерение шума.

Измерение шума производят с целью определения уровней звуковых давлений на рабочих местах и соответствия их действующим нормам, а также для разработки и оценки эффективности мероприятий по снижению шума.

Для измерения шума применяется шумомер. В шумомере звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются и, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямители, регистрируется стрелочным прибором.

Для определения спектров шума шумомер подключают к фильтрам-анализаторам. Измерения производятся на уровне уха, работающего при включении на менее 2/3 установленного оборудования.

В настоящее время используют отечественные шумомеры Шум-1M, прибор ИШВ-I, ВШВ-003, из зарубежных применяются аппараты фирмы (ГДР) и «Брюль и Къер» (Дания).

1.4.Методы борьбы с шумом.

В качестве мер борьбы с шумом применяются следующие:

1.Снижение шума машин и механизмов в источнике его образования. Это осуществляется проведением мероприятий конструктивного, технологического и эксплуатационного характера (совершенствование кинематических схем, безударное взаимодействие деталей, изменение жесткости или массы для уменьшения амплитуд вибраций и установление резонансных явлений, применение материалов с большим внутренним трением, уменьшение зазоров в сочленениях, тщательная балансировка вращающихся деталей, качественная смазка и др.).

2.Ослабление шума, распространяющегося по воздуху и корпусным конструкциям, путем применения средств звукоизоляции и звукопоглощения.

Звукопоглощение достигается облицовкой части внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами, а также размещением в помещении штучных поглотителей.

Для снижения шума от вентиляционных установок используются различного рода глушители: абсорбционные, реактивные, комбинированные.

Методами звукоизоляции изолируется источник шума или помещение от шума, проникающего извне. Звукоизоляция достигается созданием герметичной преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, кабин, кожухов, выгородок, экранов.

3.Средства индивидуальной защиты. Применение их целесообразно тогда, когда активные методы не обеспечивают желаемого акустического эффекта или являются не экономичными. К средствам индивидуальной защиты от шума относятся вкладыши, наушники, шлемы. Они позволяют снизить шум до 40 дБ. (ССБТ, ГОСТ 12. 1. 029 – 80 «Средства и методы защиты от шума»).