Охрана труда и БЖД

Любой источник шума характеризуется прежде всего звуковой мощностью.

Звуковая мощность источника Р — это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность источника (Вт)

где Jn — нормальная к поверхности составляющая интенсивности.

Окружая источник шума условной сферой с достаточно большим радиусом г (S = 4πr2), чтобы можно было считать источник точечным, получим величину средней интенсивности звука на поверхности этой сферы (Вт/м2):

Это выражение предполагает излучение шума по всем направлениям одинаковым, что справедливо для точечного источника, размеры которого малы по сравнению с излучаемыми им волнами. Однако источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по всем направлениям, т. е. обладают определенной направленностью излучения. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф — фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука, создаваемой направленным источником в данной точке J, к интенсивности JСр, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук в сферу, т. е.

где р — звуковое давление, измеренное на определенном расстоянии от источника, Н/м2; рСр — звуковое давление, усредненное по всем направлениям при том же расстоянии, Н/м2.

Характеристики направленности обычно представляются в виде зависимости показателя направленности ПН, измеряемого в децибелах шумомером, от угла между выбранным направлением на наблюдателя и осью источника (рис. 39, а):

На рис. 39, б приведен показатель направленности излучения шума осевым вентилятором, из которого видно, что излучение шума происходит в основном в осевом направлении.

Для того чтобы сравнивать шум различных машин друг с другом, производить расчеты уровней звукового давления в проектируемых помещениях, необходимо знать объективные характеристики шума, производимого машиной. Любая машина, будучи установлена в открытом пространстве, в тех или иных закрытых помещениях, создает различные уровни звукового давления, хотя ее звуковая мощность и остается неизменной.

В соответствии с ГОСТ 8.055—73 такими шумовыми характеристиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются:

1) уровни звуковой мощности шума Lp в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц;

2) характеристики направленности излучения шума машиной. Уровни звуковой мощности Lp (дБ) установлены по аналогии с уровнем интенсивности звука:

где Р — звуковая мощность, Вт; Р0 — пороговая звуковая мощность, равная 10 -12 Вт.

Кроме этих характеристик, являющихся основными и получаемых при типовых испытаниях, дополнительными шумовыми характеристиками являются октавные уровни звукового давления на определенном расстоянии от машины и уровни звука на расстоянии 1 м от наружного контура машины. Эти характеристики служат для контрольных испытаний машин по сокращенной программе и сопоставления их результатов с характеристиками машин, определяемыми при типовых испытаниях.

Установлены следующие методы определения шумовых характеристик машин:

1) метод свободного звукового поля; применяется в заглушенных камерах и в помещениях с большим поглощением звука или в открытом пространстве;

2) метод отраженного звукового поля; применяется в реверберационных камерах или в гулких помещениях;

3) метод образцового источника шума; применяется в обычных помещениях, цехах и реверберационных камерах;

4) метод измерения шумовых характеристик на расстоянии 1 м от наружного контура машины; применяется в заглушённых камерах, помещениях с большим звукопоглощением, в открытом пространство.

Наиболее точными методами являются первые два, причем основным методом определения шумовых характеристик машин является испытание в свободном звуковом поле.

Рассмотрим применение перечисленных методов определения уровня звуковой мощности.

Метод 1. Свободное звуковое поле характерно тем, что на достаточно большом расстоянии r от источника, большем длины звуковой волны % и размеров источника, звуковые волны распространяются так, что интенсивность звука убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Уровень звукового давления (дБ) снижается на 6 дБ при удвоении расстояния от источника:

Для создания условий свободного звукового поля, если нет возможности проводить измерения в открытом пространстве, строят специально заглушённые камеры, которые позволяют проводить измерения независимо от наружных условий. Заглушенной камерой называется звуко- и виброизолированное помещение, в котором имеют место условия, близкие к условиям распространения звука в свободном пространстве. На рис. 40, а показана одна из действующих заглушённых камер. Внутренняя поверхность камер облицовывается специальными звукопоглощающими клиньями, обеспечивающими плавный переход от малого акустического сопротивления воздуха в камере к большому акустическому сопротивлению стен. В результате почти полностью поглощается падающий на стены звук (отражение отсутствует).

Искомый уровень звуковой мощности Lp (дБ) определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S в м2 (см. рис. 40, а), за которую обычно принимается площадь полусферы, т. е. S = 2πr2 (r — расстояние от центра источника до точек измерений):

где S = 1 м2.

Метод 2. В тех случаях, когда не требуется знания характеристик направленности излучения шума, шумовые характеристики определяют в отраженном звуковом поле. Такое поле характеризуется постоянством уровней звукового давления в различных точках помещений, в качестве которых обычно используют ревербе-рационные камеры или обычные гулкие помещения.

Реверберационная камера представляет собой помещение объемом 60—1000 м3 с непараллельными внутренними ограждениями (рис. 40, б), поверхность которых является хорошим отражателем звука (коэффициент звукопоглощения а не превышает 0,05).

Уровень звуковой мощности (дБ)

где Lcp — средний уровень звукового давления в камере; А — эквивалентная площадь поглощения камеры в м2, которая определяется экспериментально по измерениям времени реверберации Т помещения и равняется А = 0,16(V/T) (V — объем помещения, м3); А1 = 1 м2.

Метод 3. При этом методе уровень звуковой мощности машины определяется путем сравнения шума машины с шумом образцового источника, уровень звуковой мощности Lp0 которого известен.

Измерив средние уровни звукового давления машины Lcp и образцового источника Lоб в одних и тех же точках, уровень звуковой мощности (дБ) затем определяют по формуле

Метод 4. Данный метод является приближенным. Он используется в основном для определения уровня звуковой мощности больших машин (рис. 40, в).

Уровень звуковой мощности (дБ) вычисляют по формуле

где Lcp — средний уровень звукового давления на измерительной поверхности S = πа (b + с); S1 = 1 м2.

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать на него различное действие.

Шум, даже когда он невелик (при уровне 50—60 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, здоровье, вид труда, физическое и душевное состояние человека в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может оказать сильный раздражающий эффект.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30—40 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 80 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека.

Под воздействием шума, превышающего на средних частотах 85—90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может постепенно привести к тугоухости, а иногда и к глухоте.

Действие шума на организм человека нельзя оценивать только по состоянию слуха. Более ранние нарушения наблюдаются в нервной системе и во внутренних органах, а изменение слуха развивается значительно позже.

Слуховой анализатор через центральную нервную систему связан с различными органами жизнедеятельности человека, поэтому шум оказывает влияние на весь организм человека. Под влиянием сильного шума (90—100 дБА) притупляется острота зрения, появляются головные боли и головокружение, изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности, повышается внутричерепное и кровяное давление, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов.

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает также раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма.

Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие.

Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего организма человека. Эти патологические изменения, возникшие под влиянием шума, рассматривают как «шумовую болезнь».

Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20— 30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях передача шума за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека.

При действии шума высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.

Аудиометрией называется испытание слуха, которое позволяет установить отклонение слуха человека от нормы. Их проводят с целью определения пригодности человека к определенной профессии и для оценки результатов шумового воздействия. Состояние слуха определяется с помощью аудиомера. Оно состоит в следующем: испытуемый, находясь в тихом помещении, через наушники слушает подаваемые чистые топа шума с разной интенсивностью, по показаниям приборов отмечается наименьшая интенсивность, при которой подводимый тон едва различается ухом. Результаты таких измерений изображают на графике, называемом аудиограммой, количественно определяющем потерю чувствительности слуха данного человека по отношению к нормальной чувствительности.

---

Полезная информация: