ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ЕГО

Шум определяют как звук, оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью. Проявление вредного воздействия шума на организм человека разнообразно. Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может вызвать три возможных исхода: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определенных частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту. Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение, а в 150 – приводит к поражению слуха при любой частоте. Кроме того, производственный шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и анализом информации. Это отрицательным образом сказывается на производительности труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, нарушение зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения. У них отмечается повышенная склонность к неврозам. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях повышенного шума больше, то есть работа оказывается более тяжелой.

Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды, имеющие частоту примерно от 20 до 20000 Гц. Вредное воздействие шума увеличивается при увеличении частоты. На практике измерение уровней звукового давления проводят не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот: октавных, полуоктавных и третьоктавных. Октавные полосы характеризуются тем, что у них верхняя граница частоты (f_в ) в два раза больше нижней (f_н), то есть отношение f_в/f_н = 2. У полуоктавных полос это соотношение равно , а у третьоктавных – . Для удобства и сопоставимости измерений границы всех полос стандартизированы, а сами полосы измерений характеризуются не граничными частотами, а их среднегеометрическими величинами. Среднегеометрическая частота октавной полосы определяется выражением . Например, при f_н = 45 Гц, f_в = 90 , среднегеометрическая частота f_ср = 63 Гц.

Восприятие человеком звука зависит не только от его частоты, но от интенсивности и звукового давления.

Интенсивностью звука называется количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной за 1 с через площадку в 1 м², перпендикулярно направлению звука. Единицей измерения интенсивности звука является Вт/м² .

Отклонение результирующего давления воздуха, создаваемого звуковой волной, от атмосферного, называется звуковым давлением. Единицей измерения звукового давления является Па – Паскаль (1 Па= 1 Н/м²). Наименьшая интенсивность J_о и звуковое давление Р_о, которые воспринимает ухо человека, называются порогом слышимости. Пороговые значения J_о и Р_о зависят от частоты звука. При частоте 1000 Гц звуковое давление Р_о = 2·10^-5 Па, J_о = 10^-12 Вт/м². При звуковом давлении (2·10²Па) и интенсивности звука (10 Вт/м²) возникают болевые ощущения (болевой порог). Между порогом слышимости и болевым порогом лежит область слышимости. Разница между болевым порогом и порогом слышимости очень велика. Чтобы не оперировать большими числами, ученый Белл А.Г. предложил использовать логарифмическую шкалу. Логарифмическая величина, характеризующая интенсивность шума или звука, получила название уровня интенсивности шума или звука, которая измеряется в белах (Б):

,

где J – интенсивность звука в данной точке;

J₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости.

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то для уровня звукового давления можно записать:

,

где Р – звуковое давление в данной точке,

Р₀ – звуковое давление, соответствующее порогу слышимости при частоте 1000 Гц.

Ухо человека реагирует на величину, в 10 раз меньшую, чем 1 бел, поэтому распространение получила единица измерения децибел (дБ), равная 0,1 Б.

Тогда

.

Таким образом, уровень звукового давления – это выраженное в логарифмических единицах отношение значения звукового давления в определенной точке к исходному (стандартизированному) значению звукового давления. Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления – при измерении шума и оценке его воздействия на человека, так как орган слуха человека чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратическому давлению.

Субъективное восприятие шума человеком значительно отличается от физических характеристик звука, так как слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Звуки малой частоты человек воспринимает в меньшей степени, чем звуки большей частоты при той же интенсивности. Поэтому для оценки шума применяется параметр, который называется уровнем звука.

Уровень звука – это выраженное в логарифмических единицах отношение звукового давления в некоторой точке, скорректированного по частотной характеристике «А» шумомера, к исходному (стандартизированному) значению звукового давления.

, (4)

где Р_А – звуковое давление в некоторой точке, скорректированное по частотной характеристике «А» шумомера. Характеристика «А» шумомера имитирует кривую чувствительности уха человека. Единицей уровня звука является дБА (децибелы по частотной характеристике «А» шумомера).

Уменьшение шума также оценивается в децибелах:

(5)

Из выражения (5) следует, что если звуковое давление, создаваемое двигателем внутреннего сгорания снизить в 10 раз, то уровень звукового давления уменьшится на:

.

При совместном действии различных источников шума их интенсивности энергетически складываются. Суммарный уровень звука при наличии нескольких источников шума можно определить следующим образом:

1. Измеряют с помощью шумомеров уровни звука каждого источника шума.

2. Вычисляют разность двух складываемых уровней и по приложению 1 определяют добавку D.

3. Прибавляют найденную добавку к более высокому уровню и получают суммарный уровень звука от двух источников шума:

. (6)

4. Аналогичные действия производят с полученной суммой L_c и третьим уровнем звука и т. д.

КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМА

По характеру спектра шум подразделяется на следующие виды:

а) широкополосный, с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

б) тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие. Тональный характер шума для практических целей определяют в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее 10 дБ.

По временным характеристикам:

а) постоянные, уровень звука которых за 8‑часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ при измерениях на временной характеристике “МЕДЛЕННО” шумомера;

б) непостоянные, уровень звука которых за 8‑часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ^.А при измерениях на временной характеристике “МЕДЛЕННО” шумомера.

Непостоянные шумы бывают следующих видов:

а) колеблющиеся во времени, уровень звука которых изменяется во времени непрерывно;

б) прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

в) импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с. При этом уровни звука, измеренные соответственно на временных характеристиках “ИМПУЛЬС” и “МЕДЛЕННО” шумомера, отличаются не менее чем на 7 дБ.

НОРМИРОВАНИЕ ШУМА

Характеристикой постоянного шума являются:

1) уровни звуковых давлений в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц), определяемые по формуле (3);

2) уровень звука в дБА, определяемый по формуле (4).

Оценка постоянного шума на соответствие предельно допустимым уровням должна проводиться как по уровням звукового давления, так и по уровню звука. Превышение хотя бы одного из указанных показателей должно квалифицироваться как несоответствие нормам.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА. Эквивалентный уровень звука непостоянного шума – это уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же звуковое давление, как и данный непостоянный шум. Эквивалентный уровень звука определяется по формуле

(7)

где Р_А(t) – текущее значение звукового давления с учетом коррекции «А»;

Т – продолжительность рабочей смены.

Нормирование параметров шума производится в зависимости от вида трудовой деятельности. Категории норм шума в зависимости от основных видов трудовой деятельности для типичных рабочих мест приведены в приложении 2.

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий в случае широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульсного) шума для различных категорий норм шума представлены в приложении 3.

Для тонального и импульсного шума предельно допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ (дБА) меньше значений, указанных в приложении 3.

Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума не должен превышать 110 дБА.

В отраслевой документации рекомендуется устанавливать предельно допустимые максимальные уровни звука для колеблющегося и прерывистого шума категорий норм I – IV в соответствии с приложением 4.

Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звука или уровнем звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА (дБ).

При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих предельно допустимые: путем разработки шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной и индивидуальной защиты от шума.

Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБА должны быть обозначены знаками безопасности. Работающие в этих зонах должны обеспечиваться средствами индивидуальной защиты от шума.

Контроль нормируемых параметров шума на рабочих местах должен проводиться не реже одного раза в год.

С целью предупреждения и ранней диагностики профессиональных заболеваний для работающих в условиях повышенного шума необходимо проводить предварительные (при приеме на работу) и периодические медицинские осмотры в соответствии с действующими приказами Минздрава.

Уровни звука измеряют шумомерами 1 или 2 класса точности. Микрофон следует располагать на высоте 1,5 м над уровнем пола (если работа выполняется стоя) или на высоте уха человека, подвергающегося воздействию шума (если работа выполняется сидя). Микрофон должен быть ориентирован в направлении максимального уровня шума и удален не менее чем на 0,5 м от оператора, проводящего измерения. Значения уровней звука (или октавных уровней звукового давления) считываются со шкалы прибора с точностью до 1 дБА (дБ).