Шум оказывает вредное влияние на весь организм человека и в первую очередь на центральную, нервную и сердечно-сосудистую системы. Физиологическое воздействие шума на человека неодинаково и зависит от частоты и длительности.

Шум на производстве неблагоприятно воздействуя на работающих, ослабляет внимание, увеличивает расход энергии при одинаковой физической нагрузке. В результате снижается производительность и ухудшается качество работы. А также может стать причиной несчастного случая. Считается, что снижение уровня шума в среднем 6-10 Дб ведет к росту производительности труда на 10-12%.

Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Любая точка звукового поля характеризуется звуковым давлением и скоростью движения частиц воздуха.

Шум характеризуется интенсивностью, звуковым давлением и частотой.

Интенсивностью шума называется поток звуковой энергии в единицу времени через единицу поверхности Вт/м ².

I=P/S

Органы слуха человека воспринимают квадрат звукового давления, которое связано с интенсивностью соотношением:

I=P²/gc

P-среднеквадратичное значение звукового давления Па

gc - удельное акустическое сопротивление среды

g - плотность среды кг/м³

c - скорость звука в среде.

Ощущение шума пропорционально относительному изменению его энергии. Поэтому шум оценивают не в абсолютных, а в относительных единицах – децибелах, означающих уровень шума относительно минимального едва различимого звука на пороге слышимости звука, дБ, равен:

L=10*LgI/I

А уровень звукового давления:

L=20*LgP/P

Где I и P – интенсивность, Вт/м² и звуковое давление Па, исследуемого звука

Звуки с максимальной интенсивностью, равной 10 Вт/м², вызывают в ухе боль (болевой порог). Диапазон слышимых звуков очень широк 130 Дб и выше.

Не менее широка и область частот звуковых колебаний, которые слышит человек от 16 до 20000 Гц. Этот диапазон разделен на октавные полосы, в которых верхняя частота в 2 раза больше низкой. Полоса характеризуется среднегеометрической частотой:

Fс.г.=√fв*fн

Где fв и fн – верхняя и нижняя частота полосы.

Среднегеометрические частоты стандартизированы. Fс.г. = 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000, 16000 Гц.

Ухо человека оценивает звуки разных частот по их громкости субъективно, т.е. с учетом одновременного звукового давления и частоты. Наибольшая чувствительность уха к звукам средних и высоких частот 800-4000 Гц, наименьшая к звукам низких частот 20-100 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц и более 20Гц человек не слышит, но организм воспринимает их.

Пользование шкалой децибел весьма удобно, так как почти весь диапазон слышимых звуков укладываются менее чем в 130 Дб. При уровнях звукового давления около 130Дб возникает резкая боль в ухе и дальнейшее повышение звукового давления может привести к разрыву барабанной перепонки. Вследствие этого для физиологической оценки шума приняты кривые равной громкости, по результатам изучения свойств органов слуха оцениваются звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости, определяя, какой из них сильнее или слабее. Уровень звука определяется в ранах. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления.

Спектры шума

Разложение шума на составляющие его тона (звуки с одной частотой) с определением их интенсивности называется спектральным анализом. А графическое изображение частотного состава шума называется спектром. Спектр шума дает представление об уровнях звукового давления на определенных частотах. Спектральный состав производственного шума необходимо знать при  разработке практических вопросов снижения шумов, так как способы уменьшения интенсивности низкочастотных и высокочастотных шумов имеют принципиальное значение.

Для получения частотных спектров шума производится измерение уровней звукового давления с помощью шумомера и анализатора спектра.

В соответствии с классификацией шумов, установленной ГОСТ 12.1.003-76, по характеру спектра шумы делятся на широкополосные и тональные. В тональном явно прослушиваются отдельные тоны, как правило, высокие тона. Широкополосные шумы не имеют четко выраженных тональных составляющих, в таком шуме представлены все частоты звукового спектра.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8 часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 Дб и непостоянные, уровень звука которых за 8 часовой рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 ДбА. Непостоянные шумы в свою очередь делятся на прерывистые, колеблющиеся во времени и импульсные.

Прерывистый шум характеризуется резким падением уровня звука до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума.

Колеблющийся во времени шум имеет уровень звука, непрерывно изменяющийся во времени.

Импульсный шум или ударные, которые воспринимаются как удары, следующие друг за другом. Уровень таких шумов может изменяться до 5 Дб в секунду.

Нормирование шума

Нормирование шума осуществляется двумя путями, согласно с ГОСТом 12.1.003-76 (Шум. Общие требования):

1.по предельному спектру шума через уровни звукового давления в Дб.

2.по уровню звука или эквивалентному уровню звука в ДбА.

Так как ориентировочная оценка шума, когда мы не знаем его частотного спектра, производится по шкале А шумомера в единицах ДбА с автоматической поправкой на чувствительность уха к частоте и поэтому размерность уровня шума содержит букву А.

Первый подход нормирования является основным для постоянного шума, для которого легко может быть оценен уровень средней интенсивности звука в течение приемлемого интервала времени.

Второй подход нормирования принимается для санитарно-гигиенической оценки, когда для постоянного шума неизвестен его спектральный состав, а для непостоянного – оказывается затруднительной оценка его средней интенсивности звука в течение рабочей смены.

В этом случае нормируемой характеристикой постоянного шума является его уровень звука в ДбА, измеренный на рабочем месте, для простой гигиенической оценки шума.

Допустимые уровни звукового давления в (Дб) и уровни звука (ДбА) на постоянных рабочих местах в помещении и на территории предприятий приведены в Диапозитиве №7.

Для жилых и общественных зданий и их территорий нормативные данные приводятся (таблица 3 с поправками, таблица 2 по СНИП 2-12-77 «Защита от шума»).

Следует сказать, что нормы устанавливают предельные значения параметров шума в различных производственных помещениях в зависимости от характера труда в них, а не от видов оборудования.

Зоны с уровнем звука выше 85 Дб следует обозначить знаками безопасности. Работающих в этой зоне администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты.

В зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 Дб в любой октавной полосе даже кратковременное пребывание работающих запрещается.

Для контроля шума на рабочих местах и проверки соответствия его санитарным нормам применяют шумомеры отечественные Ш-70 и Ш-71, прибор ИШВ-1 с октавными фильтрами и зарубежные. Измеряется шум на уровне головы работающих при включении не менее 2/6 установленного оборудования (ГОСТ 20-44-5-75).

Методы борьбы с шумом

Разработка мероприятий по борьбе с производственным шумом должна начинаться на стадии проектирования технологических процессов и машин, разработка плана производственного помещения и генерального плана предприятия, а также технологической последовательности операций. Этими мероприятиями должны быть:

1.уменьшение шума в источнике возникновения;

2.снижение шума на путях его распространения (звукоизоляция);

3.архитектурно-планировачные мероприятия;

4.совершенствование технологических процессов и машин;

5.акустическая обработка помещений;

6.санитарно-гигиенические мероприятия.

Для уменьшения шума в источнике возникновения необходимы следующие мероприятия:

1.замена ударных процессов и механизмов безударными.

2.замена металлических деталей пластмассовыми.

К методам снижения шума на других путях его распространения относится: применение шумозащитных кожухов, кабины наблюдения, глушителей аэродинимического шума.

Здесь же используют звукоизоляцию, в основу которой положен принцип отражения – большая часть падающей на ограждение звуковой энергии отражается и лишь ее небольшая доля (около 1/1000) проникает через ограждение.

Звукопоглощение основано на том, что звуковые волны, падающие на преграды, поглощаются в большей или меньшей степени. Большинство материалов применяемых в строительстве (бетон, кирпич) поглощает меньше 2% падающей на их поверхность звуковой энергии, отражая остальные 98% в помещении. Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и верхней части стен помещения 1,5-2,0 м от пола. Наибольшая эффективность обеспечивается при облицовке не менее 60% от общей площади стен и потолка помещения. Это снижает уровень шума  на 6-8 Дб, что соответствует снижению шума по громкости в 1,5-1,8 раза.

При невозможности облицовки стен и потолка звукопоглощающими плитами применяют объемные поглотители звука различной формы.

Для снижения аэродинамических шумов используют активные, реактивные и комбинированные глушители. Аэродинамические шумы возникают при работе вентиляторов, компрессоров (Диапозитив М10).