Определение шумового загрязнения

Цель работы: изучить метод измерения и оценки шума в помещениях.

Теоретическая часть.

Акустический шум - это звук (даже если нежелательный), то есть с физической точки зрения - это механические колебания, распространяющиеся в газообразной, жидкой или твердой среде. Характеристикой таких колебаний служит их частота (или частоты в случае шума), амплитуда и фаза.

Слуховой аппарат человека воспринимает не все механические колебания. Во-первых, для того чтобы быть слышимыми, колебания должны быть определенной силы и частоты. Слышимые колебания находятся внутри некоторой области, называемой областью слышимости. У каждого человека эта область различна, кроме того, она зависит от возраста человека, возможной потери слуха, физических условий и т.д.

.

Простейшие колебания - это чистый тон, представляющий собой синусоиду (рис.1) с частотой f = 1/Т. За единицу частоты принят Герц (Гц), равный одному колебанию в секунду. Принято считать, что ухо человека воспринимает колебания частотой от 20 до 20 000 Гц. Данный диапазон частот называется звуковым.

Рис. 12 Пример синусоидального колебания

Звуковой диапазон частот разбивают на 8 октавных полос. Октавой называют полосу, конечная частота которой в 2 раза, а среднегеометрическая - в больше начальной. Например, октава 180-355 характеризуется среднегеометрической частотой 250 Гц.

В зависимости от применяемых измерительных приборов, полосы могут быть как октавными (с отношением граничных частот равным 2), так и полу октавными и треть октавными, с отношением граничных частот, соответственно равным и Среднегеометрические частоты октавных полос анализа стандартизованы: 31.5; 63; 125;250;5О0; 1000; 2000; 4000; 8000.

Влияние шума на организм человека

Чтобы понять, чем вреден шум, необходимо знать анатомию и физиологию органов слуха.

Слух - способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Эта способность воплощается слуховым анализатором.

Орган слуха - ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора (рис.2). Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, затянутого упругой барабанной перепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат для улучшения приема звука высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой 2000 - 5000 Гц на 10...20 дБ и это обстоятельство определяет повышенную опасность звуков указанного диапазона. В полости среднего уха расположены, так называемые слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко, связанные как бы в одну цепь. Они служат для передачи звуковых колебаний от барабанной перепонки во¹ внутреннее ухо, где расположен специальный воспринимающий звук орган, называемый кортиевым. В среднем ухе амплитуда колебаний уменьшается, а мышца среднего уха обеспечивает защиту от звуков низкой частоты. Полость среднего уха сообщается с полостью носоглотки с помощью евстахиевой трубы, по которой во время глотания воздух проходит в полость среднего уха.

Внутреннее ухо отличается наиболее сложным устройством. Оно состоит из трех частей: улитки, трех полукружных каналов и мешочков преддверия. Улитка воспринимает звуковые раздражения, а мешочки преддверия и полукружные каналы - раздражения, возникающие от перемены положения тела в пространстве.

Звуковые волны проникают в слуховой проход, приводят в движение барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале улитки передаются волокнам основной перепонки кортиева органа в резонанс тем звукам, которые поступают в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа. Возникающий нервный импульс передается в соответствующий отдел головного мозга, в котором синтезируется соответствующее представление.

Орган слуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки окружающей среды. Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при
большой интенсивности и по этой причине обычно не слышны. Очень интенсивные звуки слышимого диапазона могут вызвать боль в ухе и даже повредить слух.

Механизм защиты слухового анализатора от повреждения при воздействии интенсивных звуков предусмотрен анатомическим строением среднею уха, системой слуховых косточек и мышечных волокон, которые являются механическим передаточным эвеном, ответственным за появление акустического рефлекса блокировки звука в ответ на интенсивный звуковой раздражитель. Возникновение акустического рефлекса обеспечивает защиту чувствительных структур улитки внутреннего уха от разрушения. Скрытый период возникновения акустического рефлекса равен приблизительно 10 мс.

Таким образом, орган слуха выполняет две основных задачи: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустического сигнала.

Интенсивный шум при ежедневном воздействии медленно и необратимо влияет на звуковоспринимающий отдел анализатора. Потеря слуха прогрессирует с увеличением времени воздействия шума. В настоящее время достаточно полно изучена клиника профессиональных потерь слуха от шума (тугоухость).

Основные симптомы профессиональной тугоухости: постепенное развитие потери слуха на оба уха, первоначальное ограничение слуха в зоне 4000 Гц с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность восприятия речи. Профессиональное снижение слуха связано с поражением слухового нерва.

Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передаются в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействуют на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияют на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек подверженный воздействию интенсивного шума, затрачивает в среднем на 10-20% физических и нервно-психологических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую ими при уровне звука ниже 70 дБ (А). Установлено повышение на 10-15% обшей заболеваемости рабочих шумных производств.

Шумовое воздействие вызывает общую реакцию в коре и подкорковых структурах мозга, усугубляющуюся сосудистыми нарушениями.

Многочисленные исследования показывают изменения артериального давления, тонуса периферических сосудов и особенно капилляров.

Исследование влияния шума на вегетативные сосудистые реакции позволяют сделать вывод об отсутствии "привыкания к шуму" и свидетельствуют о постоянстве реакции вегетативной нервной системы на шум.

Вредность шума подтверждается также тем, что у работающих, находящихся постоянно в условиях шума, процент общих заболеваний выше, чем у работающих в относительно тихих условиях. При уровне шума более 145 дБ возможен разрыв барабанных перепонок.

Звуковые колебания воспринимаются не только ухом, но непосредственно и через кости черепа (так называемая костная проводимость), что используется в некоторых моделях слуховых аппаратов и аудиоплееров.

Аудиометрия - наука, изучающая воздействие шума на человека, определила, что шумы с дискретным спектром более опасны, чем со сплошным. (Шумы вентиляционных систем опаснее оборудования швейных ателье). Это связано с тем, что два звуковых колебания близких по частоте, взаимно маскируют друг друга.

С точки зрения времнных характеристик различают шумы постоянные (изменение во времени до 5 дБ) и непостоянные (более 5 дБ). Непостоянные оказывают более сильное воздействие на человека (шум в деревообрабатывающих цехах, мастерских ремонта обуви) т.к. адаптация органов слуха к переменному звуковому раздражению затруднена.

Шумы делятся на природные и антропогенные. К большинству природных шумов человек приспособился в процессе эволюции и даже раскаты грома не особо опасны для нашего слуха. Их кратковременное воздействие не приводит к патологическим изменениям. Некоторые виды природных шумов оказывают даже благотворное воздействие на нервную систему (шелест листвы, пение птиц, шелест волн на пляже).

Борьба с шумом на пути его распространения возможна с помощью звукопоглощения, звукоизоляции, установки глушителей шума, а также путём применения средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Термины и определения.

Звуковое давление - переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука, L дБА, непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давления, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц».

Допустимый уровень шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Максимальный уровень звука L дБА - уровень звука, соответствующий максимальному показателю измерительного, прямо показывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышаемое в течение 1% времени измерения при регистрации автоматическим устройством.

Классификация шумов, воздействующих на человека.

По характеру спектра шума выделяют:

- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1
октавы;

- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны.
Тональный характер шума для практических целей устанавливается
измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня
в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют:

- постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера "медленно".

- непостоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера "медленно".

Непостоянные шумы подразделяются на:

- колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;

- прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяются (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течении которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

- импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристика "импульс" и "медленно", отличаются не менее чем на 7 дБА.

Устройство и работа точного импульсного шумомера 00 024.

Область применения.

Точный и импульсный шумомер - это батарейный прибор для точного определения уровня шумов с любой характеристикой во времени.

Он приспособлен:

- для всех измерений в рамках борьбы с шумами;

- для внедрения в промышленном производстве и транспортном деле;

- для исследовательских работ в технике, строительстве и других специальных областях Специальная схема запоминания позволяет сохранять максимальный уровень шумового импульса.

Рис.13. Точный импульсный шумомер 00 024.

1 - микрофон; 2 - крепительный болт; 3 - переключатель оценки; 4 -переключатель диапазона; 5 - крепеж ремня для ношения; 6 - кнопка EIN/AUS (ВКЛ./выкл.); 7 - кнопка кон фоля напряжения батареи; 8 - регулятор нулевой точки; 9 - кнопка гашения (сброса); 10 - кнопка временной оценки ИМПУЛЬС; 11 - кнопка временной оценки SLOW/FAST (МЕДЛЕННО/БЫСТРО); 12 - крышка батарейной кассеты; 13 - регулятор калибровки.

С помощью внешних фильтров могут быть проведены частотные анализы.

Путем подключения контактного переходника вместо микрофона можно при использовании пьезоэлектрических датчиков замерять шумы в твердом теле.

Установка прибора для измерений.

При любом измерении измерительный микрофон должен быть направлен к источнику звука.

До настоящего времени влияние шума на человека изучалось изолированно: в частности, промышленного шума - на рабочих различных производств, служащих административно-управленческого аппарата; городского и жилищно-бытового шума - на населении различных категорий в условиях проживания. Эти исследования позволяли обосновать нормативы для постоянного и непостоянного производственного и бытового шума в различных местах и условиях пребывания человека.

При оценке шумового режима, создаваемого в жилом доме проникающим транспортным шумом, измеряют уровни звука. Шумовой характеристикой транспортных потоков являются эквивалентный уровень звука La дБ (А).

Микрофон должен быть направлен в сторону транспортного потока и удалён не менее чем 0,5 от человека, проводящего измерения. Переключатель частотной характеристики прибора при проведении измерений устанавливают в положение "А", а переключатель временной характеристики - в положение "быстро". * Значения уровня звука регистрируют по максимальному показанию при колебании стрелки прибора в момент отсчета.

Эквивалентный уровень звука в дБА, измеренный на территории жилой застройки или полученный расчётным методом за время измерения, сравнивается с величиной допустимого эквивалентного уровня звука в дневной и ночной период суток (65 и 55 дБА) и зависит от величины максимальных уровней звука.

Цель работы:

1. Определить постоянный либо непостоянный шум в аудитории.

2. Оценить шумовой режим от проникающего транспортного шума

3. Сравнить полученные результаты с допустимыми и сделать выводы.