1. Характеристика шуму

Людина живе в світі звуків від самого народження протягом всього життя. На лекції про освітлення ми говорили, що до 90% інформації про навколишнє середовище людина одержує від органів зору. З тих, що залишилися 5% - 10% доводиться на органи слуху. В нашій лекції траплятимуться два поняття: звук і шум. Вони, в принципі, рівнозначні, але поняття „звук" більш широке. Це музика, шелестіння листя, шум прибою. Крім того, це жива мова, яка відводить людині особливе місце в природі. Поняття шум трохи вужче. Існує два визначення шуму:

Шум - це неритмічне звукоутворення, безладна мішанина звуків.

Шум - це будь-який звук, що заважає людині.

Статистика стверджує, що останніми роками шум як в побуті, так і на робочих місцях постійно збільшується десь на 1-3 дБ в рік.

Як приклад збільшення шумності в побуті можна пригадати майже всі побутові пристрої, прилади і пристосування: пральні машини, пилососи, мопеди, електродрилі та інший електроінструмент.

Тому на даний час поряд з терміном „забруднення навколишнього середовища”, де мається на увазі в основному хімічне і механічне забруднення все частіше використовується поняття "шумове забруднення". Ученими ще не доведено, що небезпечніше: дихати повітрям, що містить шкідливі домішки, або цілодобово знаходиться під впливом сильного шуму. Абсолютна тиша - теж зло (космонавти, підводники і т.п.).

З історії боротьби з шумом. В деяких містах стародавньої Греції з метою боротьби з шумом заборонялося тримати в господарстві півнів. В Англії в XVII столітті був ухвалений закон, який забороняв сваритися з дружинами або чоловіками з 9 годин вечора до 6 ранку, щоб шум не заважав оточуючим.

Шум - це зло. У зв'язку з тим, що тиша на планеті стала дефіцитною, боротьба за тишу стала актуальним завданням.

З фізичної точки зору шум - це механічний коливальний рух частинок пружного (газового, рідкого або твердого) середовища, який має, як правило, хаотичний, випадковий характер і який хвилеподібно розповсюджується.

Частинки середовища, які безпосередньо примикають до джерела коливання залучаються до коливального процесу і зміщуються, приходячи в стан ритмічного згущення та розрідження. Цей процес через пружність середовища послідовно розповсюджується на суміжні частинки у вигляді звукових хвиль.

Джерелами шуму можуть бути:

1 Коливання тіл або їх поверхонь - викликає механічний шум (ефект використовується в театрі, наприклад, для імітації грому за допомогою коливання листа жерсті).

2 Нестаціонарні процеси в рідині або газі, що супроводжуються виникненням звукових хвиль - аерогідродинамічний шум, наприклад, шум несправних водорозбірних кранів у ванних кімнатах або кухнях.

3 Змінні магнітні сили, які приводять до коливань робочі органи електричних машин і апаратів, - електромагнітний шум, наприклад шум, який супроводжує роботу трансформаторів напруги електричного струму.

Основними параметрами, які характеризують шум, є:

1. Амплітуда коливання - максимальне відхилення від початкового положення частинок середовища, що проводить звук, в результаті залучення їх в коливальний процес джерелом коливання (наприклад, ніжками камертона).

2. Звуковий тиск - це змінний тиск, що виникає додатково до атмосферного тиску, в тому середовищі, через яке поширюються звукові хвилі. Він вимірюється в ньютонах на квадратний метр, Н/м2, або динах на квадратний сантиметр, дин/см2. У фазі стиснення звуковий тиск позитивний, у фазі розрідження - негативний. Позначається буквою р (малою).

3. Швидкість звуку - це відстань, на яку за одну секунду може поширитися хвильовий процес. В повітрі при t = 20 оС і нормальному атмосферному тиску вона дорівнює 334 м/с, при підвищенні температури швидкість звуку збільшується приблизно на 0,71 м/с на кожний градус. Для порівняння:

в сталі - 5000 м/с

в гумі - 40-60 м/с.

4. Довжина хвилі - це відстань між двома сусідніми згущеннями або розрідженнями в звуковій хвилі:

=С/f, (1)

де C - швидкість звуку, м/с;

f - частота, герц.

5. Сила звуку (інтенсивність) - це кількість енергії, що проходить в результаті поширення звуку через площу 1м2, розміщену перпендикулярно до напряму поширення звукової хвилі за одиницю часу. Інтенсивність звуку, Вт/м2, пов'язана із звуковим тиском залежністю

, (2)

де p - звуковий тиск, Н/м2;

ρ - густина середовища, Н/м3;

c - швидкість поширення звуку, м/с.

Декілька слів про наочність сили звуку:

1. За старих часів була страта "під дзвоном".

2. Літакам забороняється переходити звуковий бар'єр над населеними пунктами. Чому? Можуть бути серйозні руйнування і пошкодження скла вікон.

3. У США велике значення надається рекламі. З цією метою над 10 добровольцями на висоті 10-20м пролетів на надзвуковій швидкості літак. Сила звуку була такою, що 6 чоловік загинули на місці, 4 - померли в шпиталі.

6. Частотний склад шуму - це сукупність частот звуків, що входять до нього. За широтою спектра шуми поділяються на:

а) вузькочастотні - такі, що складаються з обмеженої кількості суміжних частот;

б) широкочастотні - включають майже всі частоти звукового діапазону.

За частотою звуків, що переважають, шум поділяється на:

низькочастотний - до 400 Гц;

средньочастотний - від 400 до 1000 Гц;

високочастотний - понад 1000 Гц.

У процесі еволюції людина звикла до звуків середньої частоти, оскільки ці частоти в природі найпоширеніші (спів птахів, шум лісу і моря). Тому на людину шум такої частоти діє більш сприятливо, ніж такої самої сили, але більш високої частоти. Цю обставину потрібно враховувати при проектуванні нових машин при виборі кількості оборотів або частоти коливань робочих органів (вібросита,, ущільнення формувальних сумішей і т.п.).

За величиною інтервалів між складовими звуками розрізняють:

а) дискретний (лінійний) шум - з інтервалами;

б) суцільний шум - без інтервалів;

в) змішаний шум.

За характером зміни загальної інтенсивності в часі розрізняють:

а) стабільні звуки - енергія звуку в часі змінюється не на багато;

б) переривчасті звуки - швидке періодичне наростання і спад енергії з паузами (ткацькі, швейні цехи).

При вимірюванні виробничих шумів спектр визначається в діапазоні від 22,5 до 11200 Гц.

Цей інтервал розбитий на смуги, які назвали октавами.

Октава - це така смуга звукового спектра, в якій верхня гранична частота відрізняється від нижньої граничної частоти в 2 рази. Тоді весь спектр набуде вигляду:

22,5-45 (31,5), 45-90 (63), 90-180 (125), 180-355 (250), 355-710 (500), 710-1400 (1000), 1400-2800 (2000), 2800-5600 (4000), 5600-11200 (8000).

В дужках зазначені середньогеометричні частоти дев’яти октав, за якими здійснюється нормування шуму.

Поширення звукових хвиль супроводжується появою ряду акустичних явищ.

Накладення звукових хвиль однакової частоти називається інтерференцією.

Процес огинання звуковою хвилею перешкод кінцевих розмірів називається дифракцією.

Виникаючі всередині замкнутих приміщень звукові хвилі, поширюючись від джерела, багато разів відбиваються від будівельних конструкцій, створюють умови для появи відлуння. Цей процес називається реверберацією.

Якщо звукова частота збігається з власною частотою коливання будь якої системи, амплітуда різко зростає. Це явище називається резонансом.

У понятті „шум” в акустиці наявне не тільки фізичне, але і фізіологічне значення.

З фізіологічної точки зору не кожний коливальний рух середовища, що проводить звук, сприймається організмом людини як звукове роздратування. Вухо людини здатне уловлювати механічні коливальні рухи середовища з частотою від 20 до 20000 Гц. Нижче 20 Гц і вище 20 тис. Гц знаходяться відповідно області нечутних людиною інфразвуків і ультразвуків.

У частотному діапазоні, що чує людина (20-20000 Гц), виділяють дві межі звукової енергії, яку сприймає людина як звук.

Мінімальна величина звукової енергії, що сприймає людина як звук, називається слуховим порогом (поріг чутності). Поріг чутності складає Iо = 10-12 Вт/м2. Звуковий тиск, що відповідає цій величині, дорівнює Ро = 2*10-5 Н/м2.

Звукова енергія, при якій звук викликає вже больові відчуття називається больовим порогом, вона відповідає силі I = 102 Вт/м2 і звуковому тиску більше Р = 20 Н/м2.

Діапазон великий: за силою (інтенсивності) - 1014;

за тиском - 106.

Оперувати такими цифрами незручно, крім того, вухо людини здатне реагувати на відносні зміни інтенсивності в часі, а не на абсолютне значення параметра.

Для органів слуху важливий не сам параметр звуку, а зміна фактичного параметра звуку відносно попереднього значення, або умовно взятого за граничний відлік. Тому в акустиці введено поняття рівень параметра як відношення фактичного значення параметра до граничного значення.

Міжнародною угодою за граничний відлік прийнятий звуковий тиск Р=2*10-5 Н/м2 (це поріг чутності). Тоді рівень параметра за звуковим тиском (рівень звукового тиску Lp) можна подати у вигляді

Lр= lg (рфак /ргр), (3)

де рфак - фактичне значення звукового тиску;

ргр - граничне значення звукового тиску;

lg - символ, який введений для того, щоб не оперувати великими числами: lg1014 = 14.

Логарифм відношення фактичного параметра звуку над прийнятим граничним значенням в акустиці називається белом (Б).

Але користуватися показником "Б" незручно, оскільки діапазон дуже малий, тому користуються величиною в 10 разів меншою - децибел (дБ). Тоді весь діапазон від слухового порогу до больового укладається в 14 Б або 140 дБ.

Декілька цифр для порівняння: вибух атомної бомби 200 дБ - смертельний поріг, хід годинника - 30 дБ, тиха розмова - 30 дБ, для наших навчальних приміщень нормальні умови роботи - 60 дБ, гучна музика - 110 дБ, токарний верстат до 100 дБ.

7.Гучність.

Звуки однієї інтенсивності на різних частотах суб'єктивно людина сприймає по-різному (з різною гучністю). Тому вводиться поняття „гучність звуку", „шуму". Одиниця гучності - фон.

Тільки на частотах 1000 Гц одиниці у фонах і дБ збігаються.

8. Звукова потужність.

Звукова потужність джерела звуку Р - це загальна кількість звукової енергії, що випромінюється джерелом шуму в навколишнє середовище за одиницю часу, Вт:

, (4)

де iн - нормальна до поверхні інтенсивність звуку, Вт/м2;

S - площа замкнутої поверхні, на яку розповсюджується звук, м2.

Рівень звукової потужності, дБ, визначається за формулою

’ (5)

де Pфак - фактична звукова потужність джерела, Вт;

Pгр - гранична звукова потужність, яка береться такою, що дорівнює 10-12 Вт.

Акустичний розрахунок.

Його проводять для оцінки очікуваних рівнів звукового тиску, які будуть в розрахункових точках на робочих місцях при проектуванні нових цехів.

До завдань акустичного розрахунку відносять:

1. Визначення рівнів звукового тиску в розрахунковій точці за відомим джерелом шуму і його шумовою характеристикою.

Для кожної машини в технічній документації зазначаються:

а) рівень звукової потужності джерела в октавних смугах частот;

б) характеристика спрямованості шуму, випромінюваного машиною.

2. Визначення необхідного зниження шуму.

3. Розроблення заходів щодо зниження шуму до допустимих величин.

Очікуваний рівень звукового тиску, створюваний в розрахунковій точці джерелом шуму відомої звукової потужності, залежить від того, де розміщена розрахункова точка: на відкритому просторі або в замкнутому приміщенні, рис.1 або рис.2.

Для відкритого простору:

Рисунок 1 - Схема акустичного розрахунку для джерела, розміщеного на відкритому просторі.

Рисунок 2 - Схема акустичного розрахунку для джерела, розміщеного в приміщенні.

Очікуваний рівень звукового тиску, дБ, можна визначити за формулою

Lp = LР + 10 lgФ - 10 lgS - ΔLp, (6)

де LP - рівень звукової потужності джерела, дБ;

Ф - фактор спрямованості, визначається за формулою

Ф = Iн/Iнн, (7)

де Iн - інтенсивність звуку, створювана направленим джерелом у розрахунковій точці;

Iнн - інтенсивність, яку створило б не направлене джерело тієї самої звукової потужності;

S - площа поверхні, на яку поширюється звук (береться S = 2r2 (площа півсфери), м2;

r - відстань між джерелом і розрахунковою точкою, м;

ΔLp - втрати звукової потужності на шляху розповсюдження шуму від джерела до розрахункової точки. За відсутності перешкод для шуму на невеликих (до 50 м) відстанях ΔLp = 0. При відстанях більше ніж до 50 м при поширенні звукових хвиль в повітрі спостерігається їх затухання через густину повітря та молекулярне затухання орієнтовно за такою залежністю: при збільшенні відстані від джерела шуму до розрахункової точки в два рази рівень шуму зменшиться на 6 дБ. Тобто, якщо припустити, що при відстані 50м ΔLp = 0, то при відстані 100м ΔLp = 6 дБ, при відстані 200м ΔLp = 12 дБ.

Розрахунок проводять в кожній з дев'яти октавних смуг. Результат порівнюють з допустимими значеннями за ГОСТом 12.1 003.83* і визначають необхідне зниження шуму (дБ).

При роботі джерела шуму в приміщенні звукові хвилі багато разів відбиваються від стін, стелі і різних предметів.

Орієнтовно це збільшує шум в приміщеннях на 10-15 дБ в порівнянні з шумом того самого джерела на відкритому просторі.

Для даного випадку очікуваний рівень звукового тиску в розрахунковій точці обчислюється за формулою

Lp = LР + 10 lg (Ф/S + 4/B), (8)

де В - т. зв. стала приміщення:

, (9)

де А - еквівалентна площа звукопоглинання:

А = αсер·Sпов. (10)

Тут αсер - середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення площею Sпов.

Він визначається як відношення інтенсивності поглиненого і падаючого звуку:

. (11)

У виробничих приміщеннях αсер дляорієнтовних розрахунків беруть 0,3 - 0,4.

2. Дія шуму на організм людини

Дія шуму на організм людини може проявлятися як у вигляді специфічного ураження органів слуху, так і порушень з боку багатьох органів і систем.

Причина хвороби кожного п'ятого пацієнта психіатричних лікарень - надмірний шум.

В Англії кожна третя жінка і кожний четвертий чоловік через шум страждають неврозом.

Терапевт академік М'ясников вважає, що надмірні децибели можуть бути джерелом гіпертонії.

Австрійський вчений Гріффт дійшов висновку, що шум - причина передчасного старіння, він скорочує життя в великих містах на 8-12 років.

Тривала дія інтенсивного шуму може призводити до надмірного подразнення клітин звукового аналізатора, його стомлення, а потім і до стійкого зниження гостроти слуху (туговухість). Встановлено, що стомлювальна дія шуму пропорційна його частоті (висоті). На частоті 4000 Гц шум найбільш не бажаний, може викликати раннє виражене погіршення слуху.

Імпульсний шум діє більш несприятливо, ніж стаціонарний. Шум також діє і на центральну нервову систему (викликає дратівливість, ослаблення пам'яті, зниження чутливості шкіри, розлад сну), змінюється діяльність функцій шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної системи.

Поєднання професійної туговухості з розладом центральної нервової системи, серцево-судинної системи у працівників в умовах підвищеного шуму може призвести до професійного захворювання - шумової хвороби.

Крім того, впливаючи на кору головного мозку, шум дратує, прискорює процес стомлення, ослаблює увагу і уповільнює психічні реакції. З цих причин шум в умовах виробництва може спричинити виникнення травматизму.

Ці шкідливі дії тим більші, чим сильніший шум і чим довша його дія.

При дії шуму дуже високих рівнів (більше 130 дБ) можливий розрив барабанної перетинки.

3. Нормування шуму

При нормуванні шуму використовують два методи:

1. Нормування за граничним спектром шуму.

2. Нормування рівня звуку в дБА.

Перший метод нормування є основним для постійних шумів. Відповідно до ГОСТу 12.1 003-83 нормуються рівні звукового тиску в 9 октавних смугах з середньо геометричними частотами:

31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000 Гц
107	95	87	82	78	75	73	71	69 дБ

Для основних цехів в залежності від виду виконуваної роботи.

Сукупність дев'яти допустимих рівнів звукового тиску в октавних смугах називається граничним спектром (ГС).

Із збільшенням частоти шуму (більш неприємний шум) допустимі рівні зменшуються.

Другий метод: нормування загального рівня шуму, за шкалою А* шумоміра, використовується для орієнтовної оцінки постійного і непостійного шуму, в цьому випадку ми не враховуємо частотний спектр шуму.

4. Захисні заходи від виникнення шуму

Генерація шуму у виробничих умовах обумовлена різними причинами. Тому боротьба з шумом вимагає одночасного застосування комплексу заходів. Заходи можуть бути технічного і медичного характеру.

Повернемося до формули акустичного розрахунку (6):

Lp = LР + 10 lgФ - 10 lgS - ΔLp.

Аналізуючи її, можна визначити методи зниження шуму.

1. Зменшення шуму в джерелі його виникнення, LР↓.

1.1 Боротьба з механічним шумом:

а) заміна застарілого устаткування;

б) заміна ударних процесів безударними (клепки зварюванням і т.п.);

в) застосування замість прямозубих шестерень косозубих шестерень та ін. (шум зменшується на 5-10 дБ);

г) підвищення класу точності при виготовленні деталей устаткування;

д) заміна зубчастих і ланцюгових передач клиноремінними;

е) використання деталей з пластмас та інших “не звучних" матеріалів;

є) використання шаруватих матеріалів;

ж) застосування засобів віброізоляції і вібродемпферування;

з) своєчасний ремонт і правильна експлуатація устаткування.

1.2 Боротьба з шумом аеродинамічного походження:

а) вихровий шум (обтікання).

Звуковий тиск р пропорційний V6, Д6,де V - швидкість набігаючого потоку;

Д - геометрія тіла (основний розмір);

б) шум струменя при витоку потоку. З таким шумом боротися особливо важко: встановлюють глушники, знижують швидкість потоку.

1.3 Шум електромагнітного походження.

Він виникає внаслідок дії змінних в часі і просторі електромагнітних полів на феромагнітні маси.

Єдиний шлях боротьби - підвищення якості виготовлення виробів.

1.4 Гідродинамічний шум насосних установок (шум кавітації). Боротьба - поліпшення характеристик насосів, правильна експлуатація гідросистем.

2. Метод: зміна спрямованості шуму, 10lgФ↓.

3. Метод: акустичне планування підприємств і цехів: S=2πr2.

Із збільшенням відстані від джерела шуму до робочого місця в 2 рази рівень звуку знижується на 6 дБ.

3.3 Акустична обробка приміщень: ΔLp

Облицювальні матеріали:

1) скловолокно;

2) базальтове волокно;

3) мінеральна вата та ін.

Вибір звукопоглинального матеріалу і конструкції залежить від спектра шуму і типу приміщення.

Рисунок 3 - Акустична обробка приміщень:

а - звукопоглинальне облицювання; б-штучні поглиначі звуку; 1 - захисний перфорований шар; 2 - звукопоглинальний матеріал; 3 - захисна склотканина; 4 - стіна або стеля; 5 - повітряний проміжок; 6 - плита із звукопоглинального матеріалу.

4. Зменшення шуму на шляху поширення за допомогою звукоізоляції

Звукоізолюючі властивості огородження, встановленого на шляху поширення звуку, характеризується коефіцієнтом звукопроникності

, (12)

де Рпр - звукова потужність звуку, що пройшов через огородження;

Рпад - звукова потужність звуку, що поширився на огородження.

Звукоізолююча здатність однорідної перегородки, дБ, може бути визначена за формулою

R=20lg (G·f) - 47,6, (13)

де G - маса 1 м2 огородження, кг;

F - частота, Гц.

Звідси висновок:

1) звукоізолююча здатність огородження тим вища, чим воно важче (масивніше).

2) звукоізолююча здатність одного і того самого огородження зростає із збільшенням частоти звуку.

Звукоізоляція багатошарових огороджень, як правило, вища.

Іноді поняття “ізоляція" і “поглинання" звуку ототожнюється один з одним, хоча між ними є принципові відмінності.

Звукоізолююча конструкція служить для того, щоб не пропускати звук з шумного приміщення - тобто ефект відбиття звуку (матеріали щільні, тверді, масивні).

Звукопоглинальні матеріали і конструкції призначені для поглинання звуку, як в приміщеннях з джерелом звуку, так і в сусідніх приміщеннях. Для цих цілей використовують пористі матеріали, в яких великі втрати на тертя.

Окрім зазначеного вище, на виробництві для боротьби з шумом використовують звукоізолюючі кожухи, екрани, кабіни - це локальний метод боротьби. Ослабленню виробничого шуму сприяють планувальні заходи, які враховують доцільне взаємне розташування приміщень і об'єктів з урахуванням їх шумності. Шумні цехи повинні бути сконцентровані в глибині території, віддалені від інших виробництв і захищені зоною деревних і чагарникових насаджень.

Враховують також “розу вітрів” при розміщенні агрегатів з інтенсивним шумом.

Крім заходів технологічного і технічного характеру, застосовуються засоби індивідуального захисту:

а) антифони у вигляді навушників і вкладишів, з сумішей волокон органічної бактерицидної вати і ультра тонких полімерних волокон (знижують шум на 15-30 дБ);

б) шоломи - при дії шуму з рівнем >120 дБ.

Прилади для вимірювання шуму - шумоміри.

Сучасні прилади для вимірювання шуму (параметрів шуму) перетворюють звукові коливання в електричний струм, величину якого вимірюють стрілочними індикаторами, дБ або дБА. Для вимірювання шуму використовуються шумоміри типу ШУМ-1М (Росія), RFT (Німеччина), Брюль і Кьер (Данія).

В комплекті з відповідними шумомірами використовуються частотні аналізатори шуму для визначення рівнів шуму за частотами.

Вимірювання шуму на робочих місцях промислових підприємств здійснюється на рівні вуха працівника при включенні не менше 2/3 наявного устаткування.

Для однотипного устаткування з рівнем шуму кожного - L1 - замір в центрі кожної групи.

Сумарний рівень сили шуму можна також обчислити за формулою

L = L1 + 10lgn, (14)

де n - кількість устаткування одного типу з рівнем шуму кожного L1.

У разі змішаного розміщення декількох груп різнотипного устаткування шумова характеристика знімається не менше, ніж на трьох робочих місцях для кожного типу устаткування.

Математично сумарний рівень сили шуму в цьому випадку може бути знайдений за формулою

L = 10lg ( (N·100,1·L1 + M·100,1·L2 +... + K·10Lk), (15)

де N - кількість однакових в групі джерел шуму з рівнем L1;

M - кількість однакових в іншій групі джерел шуму з рівнем L2;

K - кількість однакових в групі джерел шуму з рівнем Lk.

5. Ультразвук

До ультразвуку відносять коливання з частотою вище 16 - 20 тис. Гц, які не сприймаються вухом людини. Із збільшенням частоти ультразвукових коливань збільшується їх поглинання середовищем і, як наслідок, його нагрівання.

В промисловості ультразвуки використовуються:

а) для аналізу і контролю (дефектоскопія, структурний аналіз речовин, визначення фізико-хімічних властивостей матеріалів);

б) в медицині для лікування суглобів, нервової системи. Для цих цілей використовують ультразвукові коливання великої частоти від 500 кГц до 5 Мгц і малої потужності - 0,1; 0,2 Вт/см2.

Внаслідок малої довжини хвилі в повітрі високо частотний ультразвук не поширюється, а може впливати при контакті джерела з поверхнею тіла людини

в) очищення і знежирення деталей;

г) механічна обробка твердих матеріалів;

д) зварювання, паяння, лудіння.

Тут використовують коливання низьких частот 18-30 кГц і високої потужності до 6-7 кВт/см2.

Низькочастотний ультразвук разом з високочастотним шумом (реактивні двигуни, газові турбіни) поширюється через повітря, але на відміну від шуму затухає у міру віддалення від джерела.

Дія ультразвуку від потужних установок на людину: ураження нервового периферичного і судинного апарату в місцях контакту. Це дуже небезпечно у момент вивантаження деталей з ультразвукових ванн. У працівника на низькочастотних ультразвукових установках при систематичній дії можуть спостерігатися функціональні зміни нервової системи, серцево-судинної системи, слухового і вестибулярного апарату, головні болі, порушення сну.

Допустимі норми звукового тиску для робітників у ультразвукових установок наступні:

Середньо геометричні. Рівень звукового тиску, частоти, кГц дБ

12,580

16,090

20,0100

25,0105

31,5110

Профілактичні заходи:

а) створення автоматичного ультразвукового устаткування і установок з дистанційним керуванням;

б) використання малопотужного устаткування;

в) установка звукоізолюючих пристроїв з листової сталі, дюралюмінію, покритих гумою;

г) застосування робочого інструменту з віброізолюючими рукоятками і гумових рукавичок;

д) застосування ультразвуку більш високих частот, як більш безпечного.

6. Інфразвук

Інфразвук - це механічні коливання, що поширюються в пружному середовищі з частотою менше 20 Гц, які не чує людина. Він відрізняється від чутних звуків значно більшою довжиною хвилі. Поширення інфразвуку від джерела може відбуватися на великі відстані. Чим більша амплітуда, тим більший інфразвуковий тиск і відповідно сила звуку.

Впливу інфразвуку людина може піддаватися під час роботи, в період відпочинку. Багато явищ природи (виверження вулканів, землетруси, морські бурі) генерують інфразвукові хвилі.

На виробництві вони утворюються при роботі потужних компресорних машин, дизельних двигунів, вентиляторів та інших великогабаритних машин. Вони можуть бути механічного і аеродинамічного походження.

Інфразвук несприятливо впливає на весь організм людини, в т. ч. і на органи слуху, знижуючи слухову чутність на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження, в результаті якого виникає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується гострота зору та слуху, порушується периферійний кровообіг, виникає відчуття страху і т. ін. Крім того, вони призводять до струсу грудної клітки, явища морської хвороби. Важкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тиску та тривалості дії.

Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску, що перевищує 150 дБ, людина перенести не в змозі. Частота коливань від 1-15 Гц є особливо небажаною через резонансні явища в організмі.

Частота 1-3 Гц - киснева недостатність, порушення ритму серця.

Частота 5-9 Гц - хворобливе відчуття в грудній клітці і в нижній частині живота. Частота 8-12 Гц - біль в ділянці попереку, гортані та інших органах. Особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що вона може збігатися з α-ритмом біострумів мозку.

За даними деяких авторів, дії інфразвуку рівнем більше 170 дБ протягом 10 хвилин є смертельним. При рівні понад 150 дБ починаються багато небажаних процесів: подразнення шкіри, її почервоніння, кашель, задуха, болі при ковтанні і ряд інших хворобливих симптомів. Деякі люди при рівні інфразвуку 140-150 дБ і експозиції 2 хвилин відчувають сильне нездужання, інші переносять таку дію безболісно. Межа розладів починається при дії інфразвуку з рівня близько 120 дБ. Інфразвук рівнем 110 дБ не надає явно виражених стресових дій на людський організм, але тривала дія ідентична звуковому навантаженню чутного спектру частот.

Короткочасна (15 хвилин) дія інфразвуку рівнем 135 дБ призводить до розвитку процесу гальмування в центральній нервовій системі (ЦНС), зниженню працездатності, змінам з боку серцево-судинної дихальної та інших систем, рівень 110 дБ - до зниження лабільності ЦНС.

У відповідності до санітарних норм рівні звукового тиску інфразвуку в октавних смугах із середньо геометричними частотами 2; 4; 8 та 16Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в діапазоні частот 32Гц - 102дБ.

На окремих промислових підприємствах встановлено, що в 30% обстежених приміщень без джерел шуму рівень інфразвуку був вище, ніж в приміщеннях з його джерелами. Подібні явища спостерігалися як в приміщеннях, відокремлених тільки стіною від приміщень з джерелом інфразвуку, так і в кімнатах будівель, що знаходяться на відстані десятків метрів від будівлі з джерелом. Інфразвук може огинати великі екрани і при проходженні однакової відстані має менше загасання, ніж чутний звук. Так, при роботі ударного молотка на 1-му поверсі рівень інфразвуку в конторі на 3-му на 9-22 дБ вище, ніж на 1-му поверсі.

До основних заходів боротьби з несприятливим впливом інфразвуку можна віднести:

підвищення швидкохідності машин, що дозволяє перевести максимум звуку в смугу частот за межею інфразвуку:

підвищення жорсткості конструкцій великих розмірів;

ліквідація низькочастотних вібрацій.

Основні нормативні документи

ГОСТ 12.1 003-83* ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.