Физические характеристики шума. Непосредственно примыкающие к источнику колебания частицы упругой среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются

Непосредственно примыкающие к источнику колебания частицы упругой среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются, приходя в состояние ритмичного сгущения и разрежения. Этот процесс в силу упругости сплошной среды распространяется последовательно на смежные частицы в виде волны. Амплитуда колебания звучащего тела пропорциональна амплитуде смещения частиц проводящей среды, т. е. звукового давления. Последнее представляет собой переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному, в той среде, через которую проходят звуковые волны. Оно выражается
в Па, т.е. в ньютонах на квадратный метр (Н/м²). От величины звукового давления зависит интенсивность звука (шума).

Звуковая волна характеризуется периодом колебания Т, измеряемым в секундах. Период колебания связан обратным отношением с частотой f, т.е.
Т= 1 /f.

Частота колебания f – число полных колебаний, совершенных в течение одной секунды. Единица измерения частоты – герц (Гц) равна 1 колебанию в секунду.

Распространение звуковых волн сопровождается переносом колебательной энергии в пространстве. Ее количество, проходящее через площадь 1 м², расположенную перпендикулярно направлению распространения звуковой волны, обусловливает интенсивность или силу звука I. Единица измерения – ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Частотный состав шума характеризует его спектр, т. е. совокупность входящих в него частот. По спектру устанавливается степень распределения звуковой энергии данного шума. Если в составе шума преобладают звуки с частотой колебания до 400 Гц, то шум относят к низкочастотному, при преобладании звуков с частотой в диапазоне 400…1000 Гц – к среднечастотному, свыше
1000 Гц – к высокочастотному.

По официальной классификации шумов, принятой в РФ (ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности), шумы следует подразделять по характеру спектра на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.

По временным характеристикам шумы следует подразделять на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени незначительно, и непостоянные. Последние, в свою очередь, следует подразделять на колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из них длительностью менее 1 с.

Минимальная величина звуковой энергии, способная трансформироваться в нервный процесс, т. е. воспринимаемая ухом человека как звук, называется слуховым порогом (порогом слышимости) и составляет 10^–12 Вт/м². Звуковое давление, соответствующее этой величине, равно 2×10^–5 Н/м² (Па). Высший предел, при котором воспринимаемый звук вызывает уже болевое ощущение, соответствует силе звука 10² Вт/м² (звуковое давление 20 Н/м²).

Десятичный логарифм отношения двух интенсивностей звука I и I ₀ называется уровнем интенсивности:

L_I = lg I/I ₀ ,Били L_I = 10 ×lg I/I ₀, дБ. (6.2)

В настоящее время общепринято характеризовать интенсивность звука (шума) в уровнях звукового давления, определяемых по формуле

, (6.3)

где Р – определяемая величина звукового давления, Па; Р ₀ – пороговая величина звукового давления (2×10^–5, Па).

6.2. Гигиеническая характеристика шума

В настоящее время шум становится одним из наиболее распространенных социально-гигиенических факторов внешней, в первую очередь, производственной среды в связи с интенсификацией и механизацией технологических процессов, развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспорта. Введение новых высокопроизводительных видов оборудования с постоянным увеличением скоростей движения машин и механизмов, широкое применение пневматического инструмента различного назначения, расширение станочного парка создают предпосылки для возникновения новых источников интенсивного шума и усиления интенсивности его при интенсификации существующих ранее технологических процессов. Воздействие шума на организм может проявляться как в виде специфического поражения органа слуха, так и нарушений со стороны многих органов и систем.

6.3. Гигиеническое нормирование шума

Нормирование шума ведется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 [5], в котором определены основные характеристики производственных шумов и соответствующие им нормы шума на рабочих местах. Нормы предусматривают дифференцированный подход в соответствии с характером производственной деятельности в условиях шума, т. е. нормируемые уровни звукового давления имеют различные предельные спектры для разных профессиональных групп и помещений, где осуществляется различная по характеру работа (умственный труд, нервно-эмоциональное напряжение, преимущественно физический труд и т. д.). В нормах учитываются характер действующего шума (тональный, импульсный, постоянный) и время воздействия шумового фактора при расчете эквивалентных его уровней для непостоянных шумов. Кроме стандарта, действуют также санитарные нормы [6]. В этих документах характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемыми по формуле 6.3.

Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимости применения мер по шумоглушению и др.) допускается за характеристику постоянного широкополосного шума на рабочем месте принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле

, (6.5)

где Р_А – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции по кривой чувствительности «А» шумомера, Па.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах являются эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА и по СН 2.2.4/2.1.8-562-96 максимальные уровни звука L_{А макс}, дБА

Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие санитарным нормам.

Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в табл. 6.3. (извлечения из ГОСТ 12.1.003-83).

В санитарных нормах предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах приведены с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности и представлены в табл. 6.4.