Захист від шуму та вібрації - Студопедія
5.6.1 Шум, його вплив на організм людини та гігієнічне нормування
Шумом називають всякий несприятливо діючий на людину звук. Зазвичай шум є поєднанням звуків різної частоти та інтенсивності. З фізичної точки зору звук є механічними коливаннями пружного середовища. Звукова хвиля характеризується звуковим тиском р,Па, коливальною швидкістю υ, м/с, інтенсивністю I, Вт/м 2 і частотою - числом коливань в секунду ƒ, Гц.
Звукові коливання будь-якого середовища (наприклад, повітря) виникають при порушенні її стаціонарного стану під впливом сили, що обурює. Частинки середовища починають коливатися щодо положення рівноваги, причому швидкість цих коливань (коливальна швидкість) значно менша за швидкість поширення звукових хвиль (швидкості звуку), яка залежить від пружних властивостей, температури і щільності середовища.
Під час звукових коливань у повітрі утворюються області зниженого та підвищеного тиску, які визначають звуковий тиск.
Звуковим тискомназивається різниця між миттєвим значенням повного тиску та середнім тиском у необуреному середовищі.
При поширенні звукової хвилі у просторі відбувається перенесення енергії. Кількість енергії, що переноситься визначається інтенсивністю звуку. Середній потік енергії в будь-якій точці середовища в одиницю часу, віднесений до одиниці площі поверхні, нормальної напрямку поширення хвилі, називаєтьсяінтенсивністю звукув даній точці.
Характеристикою джерела шуму служитьзвукова потужністьР, яка визначається загальною кількістю звукової енергії, що випромінюється джерелом шуму в навколишній простір за одиницю часу.
Слуховийорган людини сприймає як чутного звуку коливання пружного середовища, мають частоту приблизно від 20 до 20 000 Гц, але найважливіший для слухового сприйняття інтервал від 45 до 10 000 Гц.
Сприйняття людиною звуку залежить тільки від його частоти, а й від інтенсивності і звукового тиску. Найменша інтенсивністьI0та звуковий тискР0, які сприймає людина, називаютьсяпорогом чутності.Порогові значенняI0іР0залежить від частоти звуку. При частоті 1000 Гц звуковий тискР0= 2 · 10 -5 Па,I0= 10 -12 Вт/м 2 . При звуковому тиску 2 · 10 2 Па та інтенсивності звуку 10 Вт/м 2 виникають болючі відчуття (больовий поріг). Між порогом чутності та больовим порогом лежить область чутності. Різниця між больовим порогом та порогом чутності дуже велика. Щоб не оперувати великими числами, вчений А. Г. Белл запропонував використати логарифмічну шкалу. Логарифмічна величина, що характеризує інтенсивність шуму або звуку, отримала назву рівня інтенсивності шуму L або звуку, яка вимірюється в безрозмірних одиницях білах (Б): L=lg(I/I0), де I - інтенсивність звуку в даній точці; I0 – інтенсивність звуку, що відповідає порогу чутності.
Оскільки інтенсивність звуку пропорційна квадрату звукового тиску, то рівня звукового тиску можна записати:
Вухо людини реагує на величину в 10 разів меншу, ніж білий, тому поширення набула одиниця децибел (дБ), що дорівнює 0,1 Б, тоді
Рівнями інтенсивності шуму зазвичай оперують при виконанні акустичних розрахунків, а рівнями звукового тиску - при вимірюванні шуму та оцінці його впливу на людину, тому що наш орган слуху чутливий не до інтенсивності звуку, а до середньоквадратичноготиску.
Отримати уявлення про рівні звукового тиску різних джерел шуму можна за табл. 13.
| Джерело шуму | Звуковий тиск, Па | Рівень звукового тиску, дБ |
| Шепіт на відстані 0,3 мм | 2 · 10 -3 | |
| Мова середньої гучності на роз- | 2 · 10-2. 1 · 10 -1 | 60. 74 |
| стоянні 1 м | ||
| Металорізальні, ткацькі та дерево- | 2 · 10-1. 2 | 80. 100 |
| вообробні верстати (на робочому рівні | ||
| чим місці) | ||
| Пневмопреси, пневмоклепка на | 2 · 10 | |
| відстані 1 м | ||
| Реактивні двигуни на відстані | Понад 2 · 10 2 | Понад 140 |
| ні 2. 3 м від вихлопу |
За тимчасовими характеристиками шуми поділяються на постійні та непостійні. Постійним вважається такий шум, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на 5 дБа. Непостійні шуми, рівень звуку яких змінюється за 8-годинний робочий день більш ніж на 5 дБА, у свою чергу діляться на коливаються в часі, переривчасті та імпульсні (що складаються з сигналів тривалістю менше 1 с).
Суб'єктивне сприйняття шуму людиною значно відрізняється від описаних фізичних характеристик звуку, оскільки слуховий орган неоднаково чутливий до різних частот. Звуки малої частоти людина сприймає як менш гучні проти звуками великий частоти тієї ж інтенсивності. Тож оцінки суб'єктивного відчуття гучності шуму запроваджено поняття рівня гучності, який відраховується від умовного нульового порога. Одиницею рівня гучності є тло. Він відповідає різниці рівнів інтенсивності в 1 Беталонного звуку за частоти 1000 Гц. Таким чином, на частоті 1000 Гц рівні гучності (у фонах) збігаються з рівнями звукового тиску (децибелах). Рівень гучності є фізіологічною характеристикою звукових коливань. За допомогою спеціальних фізіологічних досліджень було побудовано криві рівної гучності, якими можна визначити рівень гучності будь-якого звуку із заданим рівнем звукового тиску (рис. 16).
Численними дослідженнями встановлено, що шум є загальнобіологічним подразником і в певних умовах може впливати на всі органи та системи організму людини. Найбільш повно вивчено вплив шуму на слуховий орган людини. Інтенсивний шум при щоденному впливі призводить до виникнення професійного захворювання - приглухуватості, основним симптомом якого є поступова втрата слуху на обидва вуха, що спочатку лежить в області високих частот (4000 Гц), з подальшим поширенням на нижчі частоти, що визначають здатність сприймати мовлення.
При дуже великому звуковому тиску може статися розрив барабанної перетинки. Найбільш несприятливим для органу слуху є високочастотний шум (1000. 4000 Гц).
Крім безпосереднього на орган слуху шум впливає різні відділи мозку, змінюючи нормальні процеси вищої нервової діяльності. Ця так звана неспецифічна дія шуму може виникнути навіть раніше, ніж зміни в органі слуху. Характерними є скарги на підвищену стомлюваність, загальну слабкість, дратівливість, апатію, ослаблення пам'яті, пітливість тощо.
Мал. 16. Криві рівної гучності
Дослідженнями останніх років встановлено, що під впливом шуму настають зміни в органі зору людини(знижується стійкість ясного бачення та гострота зору, змінюється чутливість до різних кольорів та ін.) та вестибулярному апараті; порушуються функції шлунково-кишкового тракту; підвищується внутрішньочерепний тиск; відбуваються порушення в обмінних процесах організму тощо.
Шум, особливо уривчастий, імпульсний, погіршує точність виконання робочих операцій, ускладнює прийом та сприйняття інформації. У документах Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) наголошується, що найбільш чутливими до шуму є такі операції, як стеження, збирання інформації та мислення.
Через війну несприятливого впливу шуму на працюючого людини відбувається зниження продуктивність праці, збільшується шлюб у роботі, створюються передумови виникнення нещасних випадків. Все це обумовлює велике оздоровче та економічне значення заходів боротьби з шумом.
Для постійних шумів нормування ведеться граничним спектром шуму.Граничним спектромназивається сукупність нормативних рівнів звукового тиску у восьми октавних смугах частот із середньогеометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Кожен граничний спектр позначається цифрою, що відповідає допустимому рівню шуму (дБ) у октавній смузі із середньогеометричною частотою 1000 Гц. Наприклад, ПС-85 означає, що в цьому граничному спектрі допустимий рівень шуму в октавній смузі із середньогеометричною частотою 1000 Гц дорівнює 85 дБ.
Для орієнтовної оцінки ГОСТ допускає за характеристику постійного шуму на робочому місці приймати рівень звуку в дБА, що вимірюється за шкалою «А» шумоміра та визначається за формулою
деРА -середньоквадратичний звуковий тиск з урахуванням корекції шумоміра, Па;
Р0 =2 · 10 -5 - Пороговий середньоквадратичний звуковий тиск, Па.
У виробничих умовах часто шум має непостійний характер. У цих умовах найбільш зручно користуватися деякою середньою величиною, яка називається еквівалентним (за енергією) рівнем звукуLекві характеризує середнє значення енергії звуку в дБА. Цей рівень вимірюється спеціальними шумомірами, що інтегрують, або розраховується.
Як приклад у табл. 14 наведено допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях у виробничих приміщеннях та на території промислових підприємств для широкосмугового шуму.
Стандарт пропонує зони з рівнем звуку вище 85 дБА позначати спеціальними знаками, а тих, хто працює в цих зонах, забезпечувати засобами індивідуального захисту. Стандарт забороняє навіть короткочасне переривання людей у зонах із октавними рівнями звукового тиску понад 135 дБ у будь-якій октавній смузі.
Т а б ли ця 14
| Робочі місця | Рівні звукового тиску в дБ в октавних смугах із середньогеометричними частотами, Гц | Рівні звуку та еквівалентні рівні звуку, до А |
| Постійні робочі місця та робочі зони у виробничих приміщеннях та на території підприємства |
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: