Исследование производственного шума. Спектр шума

Методы измерения

Цель работы: изучить основные характеристики производственного шума и принципы его нормирования, ознакомиться с методами измерения и средствами защиты от шума, составить общие выводы и предложения по защите рабочих от производственного шума.

Основные понятия

Основными источниками шума внутри зданий и сооружений различного назначения и на площадках промышленных предприятий являются машины, механизмы, средства транспорта и другое оборудование.

Причинами возникновения шумов могут быть механические, аэродинамические и электромагнитные явления. Механические шумы вызваны ударными процессами, трением в деталях машин и др. Аэродинамические шумы возникают при течении жидкостей или газов. Электромагнитные шумы возникают при работе электрических машин.

Люди неодинаково реагируют на шум. Одна и та же доза шумового воздействия у одних людей вызывает повреждение слуха, у других – нет, у одних эти повреждения могут быть тяжелее, чем у других. Шум – это разного рода звуки, мешающие восприятию полезных сигналов, нарушающие тишину или оказывающие вредное воздействие на организм человека.

Звук представляет собой колебания среды (твердой, жидкой или газообразной), в которой он распространяется. Звук, распространяющийся в воздухе, называется воздушным звуком, а распространяющийся в материале (конструкциях) – структурным.

К доступным для измерения характеристикам звука относятся интенсивность I, звуковое давление Р и скорость с.

Интенсивность звука характеризуется потоком энергии, которую несет звук, приходящийся на единицу площади (Вт/м²). Соотношение между интенсивностью звука I и звуковым давлением Р следующее:

, (6.1)

где Р – звуковое давление ( разность между мгновенным значением полного давления и средним значением давления, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля); ρ – плотность среды, кг/м³; с – скорость звука в среде, м/с.

Для измерения интенсивности звука и таких параметров, как давление и мощность звука, вводится относительная логарифмическая единица, называемая уровнем звукового давления, или уровнем интенсивности L_i,

(6.2)

где I₀ – интенсивность звука, соответствующая пороговому уровню, I₀=10^-12Вт/м².

Человеческое ухо и многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление Р:

(6.3)

где Р₀ – пороговое звуковое давление, Р₀=2∙10^-12 Па.

Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления следует из формулы

(6.4)

где ρ_0, с₀ – соответственно плотность среды и скорость звука при нормальных атмосферных условиях (t = 20 °C, Р₀ = 2∙10^-5 Па).

Уровень звука измеряется в децибелах (дБ), 1 дБ = 0,1 Б.

При наличии в помещении нескольких источников звука суммарный уровень звукового давления:

(6.5)

где п – количество источников шума; L_i – слагаемые уровни шума.

Если же имеется п одинаковых источников шума с уровнем L_i , то общий уровень звукового давления

, (6.6)

Суммирование уровней звукового давления производится согласно СНиП 23-03-2003.

Спектр шума

Важной характеристикой звука является зависимость его уровня от частоты (f). Нижняя граница восприятия человеком звука составляет около 20 Гц, а верхняя – около 20000 Гц. Зависимость уровня звука от частоты называется спектром шума.

Определение интенсивности звука для каждой частоты потребовало бы бесконечного числа измерений, поэтому весь возможный диапазон частот разделяют на октавы. Октавная полоса частот – полоса частот, в которой верхняя граничная частота (f_в) в 2 раза больше нижней (f_н). Для каждой октавы подсчитывают среднегеометрическое значение частоты:

.

Граничные и среднегеометрические (в этих границах) частоты приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1