Физические характеристики шума, воздействие шума на организм человека. Нормирование шума

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра управления в социально-экономических  системах 
 
 
 
 
 

Дисциплина: Безопасность Жизнедеятельности

Физические характеристики шума, воздействие шума на организм человека. Нормирование шума. 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил  студент группы 3242/3

      Казенкин  А.П.

      Проверил

      доцент  кафедры «Безопасность жизнедеятельности»

      Струйков Г.В. 

        
 

Санкт-Петербург

2010

Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Шум как гигиенический фактор – это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятные субъективные ощущения.

     Шум как физический фактор представляет собой волнооборазно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер. 

  1. Классификация и  физические характеристики  шума 

  Шум классифицируют по следующим признакам:

  1. По характеру спектра

• широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
• тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона.

     Тональный характер шума для практических целей (при контроле его параметров на рабочих местах) устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

  2. По временным характеристикам:

• постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБ А при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187;
• непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБ А при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

     Непостоянный  шум следует подразделять на:

• колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
• прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБ А и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;
• импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеренные в дБ AI и дБ А соответственно на временных характеристиках “импульс” и “медленно” шумомера по ГОСТ 17187, отличаются не менее чем на 7 дБ.

 

 3. По частоте:

• низкочастотный;
• среднечастотный;
• высокочастотный.

4. По  природе возникновения:

• механический;
• аэродинамический;
• гидравлический;
• электромагнитный.

     К физическим характеристикам шума относятся  – скорость распространения; частота; мощность; давление звука (звуковое давление); громкость.

     Скорость  распространения  звука. Шум распространяется с гораздо меньшей скоростью, чем световые волны. Скорость звука в воздухе - примерно 330 м/с, в жидкостях и твердых телах скорость распространения шума выше, она зависит от плотности и структуры вещества.

     Например, скорость звука в воде равна 1,4 км/с, а в стали – 4,9 км/с.

     Частота шума. Основной параметр шума - его частота (число колебаний в секунду). Единица измерения частоты - 1 герц (Гц), равный 1 колебанию звуковой волны в секунду. Человеческий слух улавливает колебания частот от 20 Гц до 20000Гц. При работе систем кондиционирования учитывают обычно спектр частот от 60 до 4000Гц. Для физических расчетов слышимая полоса частот делится на 8 групп волн. В каждой группе определена средняя частота: 62 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2 кГц, 4 кГц и 8 кГц.

     Любой шум раскладывается по группам частот, и можно найти распределение звуковой энергии по различным частотам.

     Мощность  звука какой-либо установки - это энергия, которая выделяется установкой в виде шума за единицу времени. Измерять силу шума в стандартных единицах мощности неудобно, так как спектр звуковых частот очень широк, и мощность звуков отличается на много порядков.

     Например, сила шума при поступлении в помещение воздуха под низким давлением равна одной стомиллиардной ватта, а при взлете реактивного самолета сила шума достигает 1000 Вт.

     Поэтому уровень мощности звука измеряют в логарифмических единицах – децибелах (дБ). В децибелах сила шума выражается двух- или трехзначными числами, что удобно для расчетов.

     Уровень мощности звука в дБ - функция отношения мощности звуковых волн возле источника шума к нулевому значению W₀, равному 10 - 12Вт.

     Уровень мощности рассчитывается по формуле: L_w = 10lg(W/W₀)

     Например, если мощность звука вблизи источника равна 10 Вт, то уровень мощности составит 130 дБ, а если мощность звука равна 0,001 Вт, то уровень мощности - 90 дБ.

     Мощность  звука и уровень мощности независимы от расстояния до источника шума. Они связаны лишь с параметрами и режимом работы установки, поэтому важны для проектирования и сравнения различных систем кондиционирования и вентиляции.

     Уровень мощности нельзя измерить непосредственно, он определяется косвенно специальным оборудованием.

     Уровень давления звука (L_p) - это ощущаемая интенсивность шума, измеряемая в дБ и измеряется по формуле: L_p = P/P₀

     Здесь P - давление звука в измеряемом месте, мкПа, а P₀ = 2 мкПа - контрольная величина.

     Уровень звукового давления зависит от внешних  факторов: расстояния до установки, отражения звука и т.д. Наиболее простой вид имеет зависимость уровня давления от расстояния. Если известен уровень мощности шума L_w, то уровень звукового давления L_p в дБ на расстоянии r (в метрах) от источника вычисляется так: L_p = L_w - lgr - 11

     Например, мощность звука холодильного блока равна 78 дБ. Уровень звукового давления на расстоянии 10 м от него равен: (78 - lg10 - 11) дБ = 66 дБ.

     Если  известен уровень звукового давления L_p1 на расстоянии r₁ от источника шума, то уровень звукового давления L_p2 на расстоянии r₂ будет вычисляться так: L_p2 = L_p1 - 20*lg(r₂/r₁)

     Например, уровень звукового давление на расстоянии 1 м от установки равно 65 дБ. Тогда уровень звукового давления на расстоянии 10 м от нее равен: (65 - 20*lg10) дБ = (65 - 20) дБ = 45 дБ.

     Вообще, в открытом пространстве уровень звукового давления снижается на 6 дБ при увеличении расстояния до источника шума в 2 раза. В помещении зависимость будет сложнее из-за поглощения звука поверхностью пола, отражения звука и т.д.

     Громкость шума. Чувствительность человека к звукам разной частоты неодинакова. Она максимальна к звукам частотой около 4 кГц, стабильна в диапазоне от 200 до 2000 Гц, и снижается при частоте менее 200 Гц (низкочастотные звуки).

     Громкость шума зависит от силы звука и его частоты. Громкость звука оценивают, сравнивая ее с громкостью простого звукового сигнала частотой 1000Гц. Уровень силы звука частотой 1000Гц, столь же громкого, как измеряемый шум, называется уровнем громкости данного шума.

     При малом уровне громкости человек менее чувствителен к звукам очень низких и высоких частот. При большом звуковом давлении ощущение звука перерастает в болевое ощущение. На частоте 1 кГц болевой порог соответствует давлению 20 Па и силе звука 10 Вт/м². 

     2. Воздействие шума на организм человека

     Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды  жизни. Влияние шума на организм зависит  от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний, угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление. Первые дошедшие до нас жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127гг.).

     Каждый  человек обладает рядом специализированных периферических образований- органов  чувств, обеспечивающих восприятие действующих  на организм внешних раздражителей (из окружающей среды). К ним относятся  органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Чтобы вести полноценный образ жизни человеку необходимы все эти органы, но внешние раздражители из окружающей его среды могут привести к потери одного из них. В данной работе я попробую всесторонне рассмотреть один из этих органов – орган слуха и влияние на него внешних раздражителей(шум в разных его проявлениях),последствия и предупреждение заболеваемости.

     Слух- способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Орган слуха – ухо , ему доступна область звуков –механических колебаний с частотой 16-20000Гц, но слуховой анализатор человека обладает акустическим рефлексом блокировки звука в ответ на интенсивный звуковой раздражитель, таким образом , орган слуха выполняет два задания: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение.

Развитие  техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. Мы живем в веке скоростей, где приемлемо применение на производстве высокоскоростных станков и агрегатов(двигатели, насосы, компрессоры, турбины, дробилки, центрифуги, и прочие установки имеющие движущие детали).

В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативными  воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др.

За последние  годы в связи с увеличением  различного количества транспорта, возросла интенсивность шума и в быту, поэтому  как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значение. Увеличение количества и развитие транспорта привело к шумовому загрязнению окружающей среды, чтобы как-то стабилизировать сложившуюся обстановку, принимается много мер, прежде всего, это требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая подвергается наибольшему воздействию шума, создаваемого различными видами транспорта(грузовой транспорт, поезда, самолёты и т.д.).

     К физическим характеристикам шума относятся: частота, звуковое давление, уровень  звукового давления.

По частотному диапазону, шумы подразделяются на низкочастотные- до 350Гц, среднечастотные- 350-800Гц, и высокочастотные  –выше 800 Гц.