ИССЛЕДОВАНИЕ УРОВНЯ ШУМА И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗВУКОПОГЛАЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

В качестве источника шума в настоящей работе применяется электрозвонок. Измеритель шума и вибрации ИШВ-1, а также звукоизолирующие экраны из фанеры, стекла, картона, железа, дерева и др. с шумопоглощающей облицовкой или без нее.

Общие сведения

Шум – это беспорядочное сочетание различных по частоте, силе звуков, отрицательно действующих на человеческую деятельность и вызывающих неприятные ощущения.

Звук представляет собой волнообразное колебательное движение твердых тел, передающееся через упругую среду.

Длительное воздействие шума на организм человека приводит к снижению работоспособности за счет утомляемости; вызывает головную боль и снижает внимание к опасностям, расстройство нервной и сердечно-сосудистой систем; снижает секрецию желудка, приводит к развитию глухоты и тугоухости.

Снижение внимания нарушает точность координацию движений, ухудшает восприятие звуковых и световых сигналов опасности, нарушает правильность оценки угроз и может быть фактором, способствующим формированию опасных ситуаций.

Поэтому снижение отрицательного воздействия дума на организм – очень важная социально-экономическая задача.

Источником шума могут быть вибрирующие и колеблющиеся тела (ДВО, трансмиссии, вентиляторы и др.), которые вызывают звуковые волны, распространяющиеся в твердых, жидких или газообразных средах.

Распространение звуковых волн вызывает изменение атмосферного давления. Отклонение (разность) полного давления воздуха, вызываемого звуковой волной, от среднего атмосферного давления называется звуковым давлением

Ухо человека способно реагировать на изменение звукового давления в интервале от 2·10^-5 до 2·10² Па. Эти величины звуков называются соответственно нижним и верхним пороговым давлением.

Органы слуха человека воспринимают звуки с частотой от 16 до 20000 Гц.

Инфразвуки (до 16 Гц) и ультразвуки (свыше 20000 Гц) ухо человека не воспринимает. Звук от порога слышимости до болевого ощущения по интенсивности (звуковому давлению) изменяется в 10⁷...10¹² раз. Органы слуха воспринимают не абсолютные изменения звука по его интенсивности или давлению, а их относительный прирост или уменьшение. Указанная физиологическая особенность слухового аппарата человека позволяет избегать неудобств, связанных с оперированием большими числам. Поэтому были введены логарифмические величины – уровень интенсивности J и звукового давления Р, выраженные в децибелах ДБ, а в приборах – логарифмические шкалы.

Уровень интенсивности звука

, (1)

где J – фактическая интенсивность звука, Вт/м².

J₀ = 10^-12 – интенсивность, соответствующая порогу слышимости, Вт/м².

Уровень звукового давленая

, (2)

где Р – фактическое звуковое давления, Па;

P₀ – 2·10^-5 Па – давление на пороге слышимости.

Уровень интенсивности звука при пороге слышимости условно принят за единицу и назван белом (Б); величина, составляющая 0,1Б – 1 децибел (дБ).

Разложение шума на составляющие его тона с определением их величины на отдельных частотах называется спектральным анализом. Он производится шумомерами с помощью набора соответствующих фильтров, которые выделяют только ту часть звуков, которая характеризуется заданным интервалом частот. Спектр шума необходимо знать при определении источников шума и разработке мер защиты.

Слуховой аппарат человека по-разному воспринимает звуки различной частоты, поэтому введено понятие "громкость", которая измеряется в фонах. Один фон – это громкость при частоте 1000 Гц и уровне интенсивности в 1 дБ.

При этой частоте (1000 Гц) уровень громкости равен уровням звукового давления.

Зависимость величин, характеризующих шум, от его частоты называется частотным спектром (до 300 Гц – низкочастотный, 300 ... 800 Гц – среднечастотный и свыше 800 Гц – высокочастотный шум).

На практике измерение уровней шума ведут не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот: в октавных полосах полуоктавных и третьеоктавных. Октавные полосы характеризуются тем, что у них верхняя граница частоты (f_в) в 2 раза больше нижней (f_н), т.е.

. (3)

У полуоктавных полос это соотношение равно , а третье – октавных - . Для удобства и сопоставимости измерений граница всех полос частот стандартизированы.

Шум может быть широкополосный (с непрерывным спектром более одной октавы) и тональный - в спектре которого имеются выраженные дискретные тона.

Предельно допустимые уровни шума установлены ГОСТ 12.1.00383 (ССБТ. Шум. Общие требования безопасности), в октавных полосах частот для стандартного ряда среднегеометрических частот 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц (табл. 1).

Для ориентировочной оценки непостоянного шума на рабочих местах служит эквивалентный (по энергии) уровень звукового давления в дБА, определенный по ГОСТ 20445-75. Это значение ориентировочной оценки шума снимается по шкале А шумомера. Эта шкала имитирует общую чувствительность уха человека во всем диапазоне частот.

Таблица 1