Меню
ГлавнаяМедпрепараты

Классификация шумов в зависимости от происхождения. Красный шум

Источниками шума могут быть колебания, возникающие при со­ударении, трении, скольжении твердых тел, истечении жидкостей и газов. В производственных условиях источниками колебаний явля­ются работающие станки, ручные механизированные инструменты (отбойные, рубильные молотки, перфораторы), компрессоры и т.д.

В зависимости от происхождения различают шум: механиче­ский (возникает при движении, соударении, зрении деталей машин и механизмов); аэро (гидро)динамический (возникает при движении газа, пара, жидкости в результате пульсации давления из-за турбу­лентного перемешивания потоков, движущихся с разными скоро­стями в свободных струях); термический (возникает при турбулизации пото­ка и флуктуации плотности газов при горении, а также мгновенном изменении интенсивности выделения тепла, приводящего к мгно­венному повышению давления); взрывной (импульсный).

Многообразие оборудования, используемого на ме­таллургических предприятиях, обусловливает наличие всех пере­численных разновидностей шума.

Шум - совокупность звуков, различных по частоте и интенсив­ности, вредно влияющих на организм человека. Возникает шум при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных сре­дах. С физической стороны шум характеризуется частотой колеба­ний, звуковым давлением, интенсивностью или силой звука.

Ухо человека способно воспринимать как слышимые звуковые колебания воздуха с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с часто­той ниже 16 Гц называются инфразвуковыми, а свыше 20000 Гц -ультразвуковыми. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое действие па организм че­ловека.

Сгуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствитель­ностью к звукам различной частоты. Минимальное звуко­вое давление и минимальная интенсивность звуков, воспринимае­мых слуховым аппаратом человека, определяют порог слышимости.Верхняя граница воспринимаемых человеком звуков принимается за так на­зываемый порог болевого ощущения. Между порогом слышимо­сти и болевым порогом лежит область слышимости.

Шумы классифицируются:

а) по характеру спектрана: широкополосный шум - шум с не­прерывным спектром шириной более одной октавы; тональный шум - шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие,

б) по временным характеристикам на: постоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зда­ний, па территории жилой застройки изменяется во времени не бо­лее чем на 5 дБА; непостоян­ный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5дБА.

Непостоянный шум подразделяется на; колеблющийся шум - шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; прерывистый шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность ин­тервалов, в течение которых уровень остается постоянным, состав­ляет 1 с и более; импульсный шум ~ шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1с.

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

  • Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

    Классификация шумов

    Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

    По спектру

    Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

    По характеру спектра

    По характеру спектра шумы подразделяют на:

  • широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
  • тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

  • низкочастотный (<400 Гц)
  • среднечастотный (400-1000 Гц)
  • высокочастотный (>1000 Гц)

По временны́м характеристикам

  • постоянный;
  • непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По природе возникновения

  • Механический
  • Аэродинамический
  • Гидравлический
  • Электромагнитный

    Измерение шумов

    Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

    Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах.

    Сила звука в децибелах

  • Разговор: 40-45
  • Офис: 50-60
  • Улица: 70-80
  • Фабрика (тяжелая промышленность): 70-110
  • Цепная пила: 100
  • Старт реактивного самолёта: 120
  • Вувузела: 130

Источники шума

Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума - различные двигатели и механизмы. Общепринятой является следующая классификация шумов по источнику возникновения: - механические; - гидравлические; - аэродинамические; - электрические.

Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию.

Неакустические шумы

Радиоэлектронные шумы - случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум), теплового излучения Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и т. д. (шумы космоса).

Воздействие шума на человека

Шум звукового диапазона приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни. При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами: по предельному спектру уровня шума и по дБА. Первый метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ. Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Цвета шума

Цвета шума - система терминов, приписывающая некоторым видам шумовых сигналов определённые цвета исходя из аналогии между спектром сигнала произвольной природы (точнее, его спектральной плотностью или, говоря математически, параметрами распределения случайного процесса) и спектрами различных цветов видимого света. Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом (акустика, электроника, физика и т. д.).

Белый шум

Белый шум - стационарный шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Примерами белого шума являются шум близкого водопада(отдаленный шум водопада - розовый, так как высокочастотные составляющие звука затухают в воздухе сильнее низкочастотных), или шум Шоттки на клеммах большого сопротивления. Название получил от белого света, содержащего электромагнитные волны частот всего видимого диапазона электромагнитного излучения.

В природе и технике «чисто» белый шум (то есть белый шум, имеющий одинаковую спектральную мощность на всех частотах) не встречается (ввиду того, что такой сигнал имел бы бесконечную мощность), однако под категорию белых шумов попадают любые шумы, спектральная плотность которых одинакова (или слабо отличается) в рассматриваемом диапазоне частот.

Статистические свойства

Термин «белый шум» обычно применяется к сигналу, имеющему автокорреляционную функцию, математически описываемую дельта-функцией Дирака по всем измерениям многомерного пространства, в котором этот сигнал рассматривается. Сигналы, обладающие этим свойством, могут рассматриваться как белый шум. Данное статистическое свойство является основным для сигналов такого типа.

То, что белый шум некоррелирован по времени (или по другому аргументу), не определяет его значений во временной (или любой другой рассматриваемой аргументной) области. Наборы, принимаемые сигналом, могут быть произвольными с точностью до главного статистического свойства (однако постоянная составляющая такого сигнала должна быть равна нулю). К примеру, двоичный сигнал, который может принимать только значения, равные нулю или единице, будет являться белым шумом только если последовательность нулей и единиц будет некоррелирована. Сигналы, имеющие непрерывное распределение (к примеру, нормальное распределение), также могут быть белым шумом.

Дискретный белый шум - это просто последовательность независимых (то есть статистически не связанных друг с другом) чисел.

Фликкер-шум, розовый шум

Фликкер-шум (фликкерный шум , 1/f шум , иногда розовый шум в узком прикладном понимании такого термина) - электронный шум, наблюдаемый практически в любых электронных устройствах; его источниками могут являться неоднородности в проводящей среде, генерация и рекомбинация носителей заряда в транзисторах и т. п. Обычно упоминается в связи с постоянным током.

Фликкерный шум имеет спектр розового шума, поэтому его иногда так и называют. Однако следует различать розовый шум, как математическую модель сигнала определённого вида, и фликкерный шум, как вполне определённое явление в электрических цепях.

В 1996 году в Институте теплофизики УрО РАН В. П. Ковердой и В. Н. Скоковым были экспериментально обнаружены интенсивные тепловые пульсации при переходе от пузырькового режима кипения жидкого азота к плёночному на тепловом участке высокотемпературного сверхпроводника. Спектр этих пульсаций соответствует фликкер-шуму

Красный шум

Красный шум (броуновский шум ) - шумовой сигнал, который производит броуновское движение. Из-за того, что по-английски он называется Brown (Brownian) noise , его название часто переводят на русский язык как коричневый шум .
Спектральная плотность красного шума пропорциональна 1/f², где f - частота. Это означает, что на низких частотах шум имеет больше энергии, даже больше, чем розовый шум. Энергия шума падает на 6 децибел на октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с белым или розовым шумом

Синий (голубой) шум

Синий шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность увеличивается с ростом частоты, и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

Фиолетовый шум

Фиолетовый шум - вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.


Серый шум

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую субъективную громкость для человеческого слуха на всём диапазоне воспринимаемых частот. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческий слух субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной плотности (без преобладания каких-либо частот).


Американский глоссарий Федерального стандарта 1037C по телекоммуникациям даёт определения белому, розовому, синему и чёрному шуму

Оранжевый шум

Оранжевый шум - квазистационарный шум с конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах музыкальных нот.

Красный шум

Красный шум - может быть как синонимом броуновского или розового шума, так и обозначением естественного шума, характерного для больших водоёмов - морей и океанов, поглощающих высокие частоты. Красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в океане.

Зелёный шум

Зелёный шум - шум естественной среды. Подобен розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц

Чёрный шум

Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:

  • Тишина
  • Шум со спектром 1/f β , где β > 2 (Manfred Schroeder, «Fractals, chaos, power laws »). Используется для моделирования различных природных процессов. Считается характеристикой "природных и искусственных катастроф, таких как наводнения, обвалы рынка и т. п. "
  • Ультразвуковой белый шум (с частотой более 20 кГц), аналогичный т. н. «черному свету» (с частотами слишком высокими, чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на наблюдателя или приборы).
  • Шум, спектр которого имеет преимущественно нулевую энергию за исключением нескольких пиков

Классификация шумов

Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

Поспектру

· Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По характеру спектра

По характеру спектра шумы подразделяют на:

  • · широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
  • · тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

  • · низкочастотный (
  • · среднечастотный (400-1000 Гц)
  • · высокочастотный (>1000 Гц)

Повременныммхарактеристикам

  • · постоянный;
  • · непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

По природе возникновения

  • · Механический
  • · Аэродинамический
  • · Гидравлический
  • · Электромагнитный

Акустический шум

Основные источники шума и его воздействие на организм человека

Среди проблем оздоровления окружающей среды борьба с шумами является одной из актуальнейших. В крупных городах шум является одним из основных физических факторов, формирующих условия среды обитания.

Рост промышленного и жилищного строительства, бурное развитие различных видов транспорта, все большее применение в жилых и общественных зданиях сантехнического и инженерного оборудования, бытовой техники привели к тому, что уровни шума в селитебных зонах города стали сравнимы с уровнями шумов на производстве.

Шумовой режим крупных городов формируется главным образом автомобильным и рельсовым транспортом, составляющим 60-70% всех шумов. Заметное влияние на уровень шума оказывает увеличение интенсивности воздушных перевозок, появление новых мощных самолетов и вертолетов, а также железнодорожный транспорт, открытые линии метро и метро мелкого заложения.

Вместе с тем, в некоторых крупных городах, где предпринимаются меры по улучшению шумовой обстановки наблюдается снижение уровней шума. Так, в Минске в последние десятилетия уровень шума снижается примерно на 4 дБ в 5 лет. Это обусловлено такими причинами как обновление транспортного парка при постоянном росте потоков грузовых и легковых перевозок, расширением сети метро и т.п.

Основными источниками производственных шумов, формирующих шумовой режим в рабочей зоне и оказывающих определенное влияние на уровни шума прилегающих жилых районов, являются: метало- и деревообрабатывающее оборудование, энергетические и вентиляционные установки, внутризаводской транспорт и др.

Предполагается, что тенденция роста шума в ближайшие десятилетия сохранится, что обусловливается, прежде всего, ростом автомобильного и других видов транспорта, развитием промышленности, механизацией сельского хозяйства и т.п.

Акустический шум определяется как совокупность различных по силе и частоте звуков, возникающих в результате колебательного движения частиц в упругих средах (твердых, жидких, газообразных).

Звуковые ощущения возникают в органах слуха при воздействии на них звуковых волн в диапазоне от 16 Гц до 22 тыс. Гц. Звук распространяется в воздухе со скоростью 344 м/с.

Основными количественными характеристиками шума являются интенсивность (Вт/м2), звуковое давление P(Па), звуковая мощность W(Вт), логарифмические уровни интенсивности или силы звука LI(дБ) и звукового давления LP(дБ).

Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука, т.е. звуки, имеющие различную частоту и интенсивность, могут оцениваться человеком как равногромкие. Это явление иллюстрируется кривыми равной громкости.

При восприятии звуковых сигналов на определенном акустическом фоне может наблюдаться эффект маскировки сигнала.

Эффект маскировки может отрицательно сказываться в акустических индикаторах и может быть использован для улучшения акустической обстановки (напри-мер, в случае маскировки высокочастотного тона низкочастотным, который менее вреден для человека.

С биологической точки зрения шумом может считаться любой нежелательный звук, мешающий восприятию полезных звуков в виде сигналов и речи.

По происхождению шум может быть механическим, аэрогидродинамическим и электромагнитным.

Механический шум возникает в результате ударов в сочленяющихся частях машин, их вибрации, что имеет место при механической обработке деталей, в зубчатых передачах, в подшипниках качения и т.п. Мощность звукового излучения поверхности, совершающей колебания, зависит от интенсивности колебаний вибрирующих поверхностей, из размеров, формы, способов крепления и др.

Аэрогидродинамический шум появляется в результате пульсации давления в газах при их движении в трубопроводах и каналах (турбомашины, насосные агрегаты, вентиляционные системы, компрессоры и т.п.).

Электромагнитный шум является результатом растяжения и изгиба ферромагнитных материалов при воздействии на них переменных электромагнитных полей (электрических машин, трансформаторов, дросселей и т.п.).

Воздействие шума на человека проявляется от субъективного раздражения до объективных патологических нарушений функции органов слуха, центральной нервной системы, сердечно сосудистой системы, внутренних органов.

Характер шумового воздействия обусловлен его физическими характеристиками (уровнем, спектральным составом и т.п.), длительностью воздействия и психофизиологическим состоянием человека.

Под воздействием шума снижается внимание, работоспособность. Шум нарушает сон и отдых людей.

Все разнообразие невротических и кардиологических расстройств, нарушения функций желудочно-кишечного тракта, слуха и т.д., которые возникают под влиянием шума, объединяется в симптомокомплекс «шумовой болезни».

Нормирование и гигиеническая оценка шумов

Слуховой анализатор человека способен воспринимать звуковые колебания в определенном диапазоне, как частот, так и интенсивностей, ограниченном верхним и нижним порогами, зависящими от звуковой частоты.

Для гигиенической оценки шума в качестве количественных характеристик используются не абсолютные значения интенсивности или звукового давления, а логарифмические уровни этих величин, определяемые отношением их к условному ну-левому уровню, соответствующему порогу слышимости на частоте 1000 Гц (и).

В связи с тем, что вредность шума зависит не только от его интенсивности, но и от частоты звуковых колебаний (высокочастотные шумы более вредны), при гигиенической оценке шума определяется не только общий уровень звукового давления, но и относительное распределение звуковой энергии по всей области звуковых частот.

Для этого спектр шума разбивается на отдельные частотные полосы, в каждой из которых определяется уровень звукового давления.

За ширину полосы принята октава, т.е. интервал частот, в котором высшая частота в два раза больше низшей частоты.

Весь звуковой диапазон разбит на восемь октав со следующими среднегеометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Октавные уровни звукового давления оцениваются в дБ, а общий уровень - в дБА, измеряемый по шкале «А» шумомера. В этом случае к фактическому уровню автоматически вносится поправка (коррекция) в соответствии с частотной характеристикой чувствительности слухового анализатора.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона, превышающие уровни в одной полосе, по сравнению с соседними, не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы делятся на постоянные, уровень звука на которых в течение рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБА, и непостоянные, уровень звука которых в течение рабочего дня изменяется более чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы бывают: колеблющиеся, 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, а уровень звука на 5 дБА и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука отличаются не менее чем на 7 дБА.

Допустимые уровни постоянных и непостоянных шумов регламентируются для производственных условий труда в зависимости от назначения производственного помещения или характера выполняемых работ и от характеристик шума, а для населенных мест - в зависимости от времени суток (ночное, дневное), места (внутри жилых комнат, в зоне отдыха) и вида жилого помещения.

Основным нормируемым параметром (характеристикой) постоянного шума на рабочем месте являются октавные уровни звуковых давлений в дБ. Правилами допускается использование уровня звука в дБА при ориентировочной оценке акустических условий.

Дополнительно для колеблющегося и прерывистого шума ограничивают максимальные уровни звука в дБА, измеренные на временной характеристике «медленно» (110 дБА), а для импульсного шума - максимальный уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «импульс» (125 дБА).

Принципы, методы и средства борьбы с шумами

Для защиты от шума применяются следующие основные принципы: снижение шума в источнике, ослабление его на пути распространения и применение административных (организационных) мер.

Устранения или ослабления шума в источнике достигают применением ряда конструктивных и технологических методов, в том числе: заменой механизмов ударного действия безударными; возвратно-поступательных движений вращательными; подшипников качения подшипниками скольжения; металлических деталей деталями из пластмасс или других незвучных материалов; соблюдением минимальных допусков в сочленениях; балансировкой движущихся деталей и вращающихся масс, смазкой, заменой зубчатых передач клиноременными и гидравлическими и т.п.

Так, замена прямозубых шестерен шевронными дает снижение шума на 4-5 дБ, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными - на 8-10 дБ, подшипников качения на подшипники скольжения - на 12-14 дБ. Применение текстолистовых или капроновых шестерен в паре со стальными позволяет снизить шум на 9-11 дБ.

Ослабление шума на пути распространения достигается звукоизоляцией, звукопоглощением и применением архитектурно-планировочных и строительно-акустических методов.

На производстве звукоизоляция реализуется устройством различных преград на пути распространения звуковых волн: кожухов, акустических экранов, кабин, выгородок, звукоизолирующих перегородок между помещениями и др. В жилой зоне с этой целью используют естественные или искусственные экраны.

Звукопоглощение используется для снижения отражения звуковой энергии от поверхностей преграды, а также увеличения звукопоглощающего фонда внутри производственных и других помещений и улучшения их акустических характеристик (сокращения времени реверберации).

Для звукопоглощения используются пористо-волокнистые материалы, звукопоглощающие свойства которых зависят от структуры материала, толщины слоя, частоты звука и наличия воздушного промежутка между слоем материала и отражающей стенкой.

В пористых материалах энергия звуковых волн частично переходит в тепловую за счет трения воздуха в порах и рассеивается. В качестве звукопоглощающих материалов и устройств применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волок-но, минеральную вату, пористый поливинилхлорид, древесноволокнистые и минераловатные плиты на различных связках с окрашенной и перфорированной поверхностью.

Улучшения характеристик производственных и иных помещений добиваются увеличением их эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на их внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также использованием штучных звукопоглотителей и кулис, представляющих собой объемные емкости раз-личной формы, заполненные звукопоглощающим материалом, и подвешиваемых к потолку равномерно по помещению или над источниками шума

Наибольший эффект при акустической обработке помещений достигается в точках, расположенных в зоне отраженного звука, при этом акустически обработанная поверхность должна составлять не менее 60% от общей площади ограничивающих поверхностей.

В узких и высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала (менее 60% от общей площади внутренних поверхностей), рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику шума, либо предусматривать устройство щитов в виде звукопоглощающих кулис.

Архитектурно-планировочные меры, применяемые для улучшения шумового режима в жилых районах, включают в себя ряд градостроительных приемов таких как: вынос из селитебных зон шумных промышленных объектов; использование территориальных разрывов между источниками шума и жилой застройкой; районирование и зонирование жилых территорий и объектов с учетом интенсивности источников шума; использование рельефа местности, специальных искусственных экранов-выемок, насыпей, экранов-стенок, экранов-зданий жилого и нежилого типа, озеленения и др.

Строительно-акустические методы включают в себя различные конструктивные и строительные средства: планировку помещений; использование звукопоглощающих конструкций (стен, перекрытий, окон и т.п.); снижение шума санитарно-технического оборудования и др.

Административные меры заключаются в регламентировании работ промышленных объектов, отдельных агрегатов, машин и оборудования, особой организации движения транспорта и т.п.

В качестве средств для временной защиты людей от шума и в случаях, когда применение других методов борьбы с шумами недостаточно, применяются индивидуальные средства. Они бывают внутреннего и наружного типов. К внутренним относятся вкладыши, закладываемые в слуховой канал уха, а к наружным - наушники, шлемы, каски.

Вкладыши бывают многократного (определенной формы и размеров) и однократного использования. Вкладыши многократного использования изготавливаются из эластичных материалов (литая или пористая резина, пластмассы, эбонит и др.), а для однократного - из рыхлых и легко деформируемых материалов (хлопковая вата, ультра- и супертонкое волокно и др.).

Вкладыши многократного использования более эффективны по сравнению с вкладышами однократного пользования, однако последние более удобны в эксплуатации - облегчают их подбор, не вызывают болевых ощущений и раздражений кожи наружного слухового прохода.

Противошумные наушники, шлемы и каски более эффективны, чем вкладыши. Они плотно прилегают к голове вокруг слуховых каналов (что достигается наличием эластичных уплотнительных валиков по краям чашек наушников), создают минимальное раздражающее действие. Однако применять их рекомендуется при высоких уровнях шума (более 120 дБ). Это вызвано тем, что использование их более двух часов может вызывать сильное раздражающее действие.

Основными методами борьбы с аэродинамическими шумами является установка глушителей в сечениях истечения газов и звукоизоляция источника, поскольку методы по их снижению в источнике образования малоэффективны.

Для снижения шума аэродинамических установок и устройств (вентиляционные установки, воздуховоды, пневмоинструмент, газотурбины, компрессоры и др.) применяются поглощающие (активные), отражающие (реактивные) и комбинированные глушители шума.

В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращение звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. Наиболее распространенным элементом активных глушителей являются облицованные звукопоглощающим материалом каналы круглого и прямоугольного сечения. Такие глушители называют трубчатыми. Чтобы достичь большей эффективности снижения звука в канале располагают звукопоглощающие пластины, цилиндры, соты. Такие глушители называют соответственно пластинчатыми, цилиндрическими и сотовыми. Если канал состоит из отдельных камер, то глушители называют камерными.

В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с воздуховодом. Внутренние поверхности этих камер могут облицовываться звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной - как поглотители звука. Таким образом, в комбинированных глушителях добиваются снижения шума как за счет поглощения, так и за счет отражения.

Борьба с шумами электромагнитного происхождения заключается в более плотной прессовке пакетов магнитопроводов (трансформаторов, дросселей и т.п.) и применении демпфирующих материалов.

Акустическое загрязнение окружающей среды

Акустическое загрязнение окружающей среды, интенсивный шум или нежелательный звук, возникающий в результате человеческой деятельности. Хотя звук химически или физически не изменяет и не повреждает окружающую среду, как это происходит при обычном загрязнении воздуха или воды, он может достигать такой интенсивности, что вызывает у людей психологический стресс или физиологические нарушения. В этом случае можно говорить об акустическом загрязнении среды.

Классификация шума

По источнику образования шум подразделяют на:

механический - создается колебаниями твердой или жидкой поверхности;

аэро- и гидродинамический - возникает в результате турбулентности соответственно газовой или жидкой среды;

электродинамический - обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 300 Гц), среднечастотный (от 300 до 800 Гц) и высокочастотный (более 800 Гц).

По характеру спектра шум бывает:

широкополосный - имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы;

тональный - характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области одной-двух октав.

По времени действия различают следующие виды шума:

постоянный - изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня;

непостоянный - уровень его звукового давления за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от среднего уровня.

Непостоянный шум, в свою очередь, можно подразделить на:

колеблющийся - с плавным изменением уровня звука во времени;

прерывистый - характеризуется ступенчатым изменением уровня звукового давления на более чем 5 дБА при длительности интервалов с постоянным уровнем давления звука не менее 1 с;

импульсный - состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1 с.

Классификацию шума важно учитывать при разработке мероприятий по снижению его вредного влияния на работающих. Например, определение источника возникновения шума и выработка соответствующих оптимальных мер противодействия, направленных на уменьшение уровня давления звука, создаваемого его генератором, способствуют повышению работоспособности людей и снижению их заболеваемости.

Определение частотного спектра шума также важно для обеспечения безопасности и гигиены труда. Так, если низкочастотные звуки распространяются в пространстве сферически от источника их образования, то высокочастотные - в виде узконаправленного потока волн. Поэтому шум низкой частоты легче проникает через неплотные преграды и от него нельзя защититься экранированием, которое особенно эффективно при борьбе с распространением высокочастотного шума. Неодинаковое действие на организм человека различных видов шума учитывают при его гигиеническом нормировании.

По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:

· механические,

· аэродинамические и гидродинамические,

· электромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения и т.п. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков

Аэродинамические и гидродинамические шумы:

·шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

·шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;

·кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами

Шумы электромагнитного происхождения возникают в различных электротехнических изделиях (например при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины).

Все шумовые (звуковые) процессы классифицируются по временным и спектральным характеристикам.

Спектр шума – это распределение эффективных значений частотных составляющих уровней звукового давления (интенсивности) или мощности в интересующей области частот.

По характеру спектра шума различают:

тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах час-тот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума различают:

постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время из-мерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характерис-тике шумомера «медленно»;

непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной ха-рактеристике шумомера «медленно».

Непостоянные шумы подразделяют на:

колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;

прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, сос-тавляет 1 с и более;

импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответствен-но на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

Примером импульсного шума может служить ударный процесс забивки свай, звук вы-стрела, хлопок при прохождении самолетомзвукового барьера и т. п.

В практике борьбы с шумом по положению максимума в спектре часто его делят на низкочастотный , где основные составляющие в спектре сосредоточены на частотах до 300 Гц, среднечастотный область частот 300÷800 Гц и высокочастотный свыше 800 Гц.

Любой процесс колебаний может быть или однозначно определен в каждый момент времени или носить случайный неопределенный характер. Иными словами колебания описываются математическими функциями, где аргументом является время, что и опреде-ляет характер процесса. Следовательно, в зависимости от временной и частотной характе-ристик процесс колебаний (например, звуковых) может быть:

детерминированным – процесс не изменяющийся во времени, т. е. повторяющимся че-рез промежуток времени Т, называемым периодом;


случайным (недетерминированным) – процесс, у которого изменение аргумента носит случайный неопределенные характер.

Общим случаем детерминированного процесса являются гармонические колебания и волны.

6.5. НОРМИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ШУМА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

Целью нормирования шумовых характеристик на рабочих местах (санитарное норми-рование) в производственных помещениях является установление научно обоснованных допустимых уровней (ДУ) и предельно допустимых уровней (ПДУ) шума ограничивающих их вредное влияние на организм человека .

ДУ − это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и су-щественных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму. ДУ шума устанавливаются для помещений жилых, обществен-ных зданий и территории жилой застройки.

ПДУ − это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать забо-леваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последую-щих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувст-вительных лиц.

При нормировании шумовых характеристик рабочих мест, как правило, регламенти-руется общий шум на рабочем месте независимо от числа источников шума и характерис-тик каждого в отдельности. Нормируемые значения характеристик шума установлены с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности.

Первые нормы уровней шума на рабочих местах были приняты в СССР в 1956 г. В на-чале 1960-х годов Международная Организация по Стандартизации (ISO) предложили подход к нормированию шума исходя из критерия риска потери слуха. Эти рекомендации ISO стали базой для принятия норм по шуму во многих странах. ISO было предложено в качестве норм использовать частотно-зависимые нормировочные кривые, которые учиты-вают следующее свойство слуха: звук высокой частоты при одинаковом уровне с низко-частотным, воспринимается как более неприятный, чем низкочастотный (стандарт ISO R 1996). Таким образом, нормировочная кривая ограничивает в большей степени звук высо-ких частот, чем низких. Такие кривые называемые предельными спектрами (ПС) предназ-начены для нормирования постоянного шума. Для краткости ПС обозначается предельно допустимым уровнем звукового давления на частоте 1000 Гц (например, ПС-75). Санитар-но-гигиеническая оценка постоянного шума производится по интегральному показателю − уровню звука, дБА. Между ПС и интегральным показателем существует простая зависи-мость

L A норм = ПС + 5, (19)

где ПС − номер предельного спектра (например, ПС-75 соответствует интегральная нор-

ма L A норм = 80 дБА).

При проектировании средств защиты от шума необходимо учитывать различие зало-женное в ПС, чем жестче норма, тем больше затрат на ее соблюдение и выше риск пов-реждения слуха.

В нашей стране шум на рабочих местах в производственных помещениях нормирует-ся в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и ГОСТ 12.1.003-83* . Инфразвук на рабо-чих местах в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки нор-мируется в соответствии с СН 2.2.4./2.1.8. 583-96 . Ультразвук нормируется в соответ-ствии с требованиями ГОСТ 12.1.001-83 и СанПиН 2.2.4./2.1.8.582-96 .

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 нормирует уровни шума на рабочих местах в кабинах маши­ниста тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель-поездов и автомотрис, скорост-ных и пригородных электропоездов, в помещениях для персонала вагонов поездов даль-него следования, в слу­жеб­ных помещениях, в рефриже­ра­тор­ных секциях, в вагонах элек-тро­стан­ций, в помещениях для отдыха багажных и почтовых отделений, в служебных по-мещениях багажных и почтовых вагонов, в вагонах-ресторанах. Инфразвук нормируется в кабинах машиниста тягового подвижного состава .