Восприятие шума и единицы измерения

Колебания, воспринимаемые человеком, как слышимые звуки лежат в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц. Колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуком, выше 11,2 кГц – ультразвуком.

Область слышимых звуков также ограничена определенными значениями звукового давления. Международной организацией по стандартизации принято минимальное давление, способное вызвать ощущение едва слышимого звука (нижний абсолютный порог ощущений – порог слышимости звука) p₀ = 2×10^-5 Па на частоте f = 1000 Гц. Этому давлению соответствует пороговая интенсивность I₀ = 10^-12 Вт/м². Максимальное давление, способное вызвать болевые ощущения, p_б = 2×10² Па и соответственно I₀ = 10² Вт/м² . На принятой частоте 1000 Гц человеческий орган слуха воспринимает наибольший диапазон звуковых давлений.

В соответствия с основным психофизическим законом
Вебера-Фехнера между субъективными ощущениями человека и физическими раздра­жителями (в данном случае звуком) существует логарифмическая за­висимость, которая показывает, что с ростом силы раздражителя ощущения изменяются гораздо медленнее, т.е. прирост ощущения про­порционален логарифму отношений энергий сравниваемых раздражителей. Поэтому для оценки интенсивности звука наиболее объективной оказалась шкала, которая дает возможность судить о звуке не по абсо­лютной величинеего интенсивности, а по уровню интенсивности, пред­ставляющему собой логарифм отношения фактически создаваемой интен­сивности I, к минимальной пороговой интен­сивности I₀.

Уровень интенсивности (уровень силы звука)

. (4)

Если воспользоваться формулой (1), получим выражение для уров­ня звукового давления

, (5)

Зависимости (4) и (5) свидетельствуют о том, что уровень интенсивности звука и уровень звукового давления – синонимы. За еди­ницу измерения уровня интенсивности и уровня звукового давления в этих формулах принят бел (Б). Слуховой анализатор человека спо­собен различать прирост звука в 0,1 Б, поэтому на практике пользуют­ся децибелом (дБ) – величиной в 10 раз меньшей, чем бел. В этом случае выражения (4) и (5) можно записать

(6)

Нетрудно убедиться, что увеличению интенсивности звука в 10, 100, 1000, 10 000 раз соответствует увеличение его уровня соответственно на 10, 20, 30, 40 дБ и т.д. Поэтому, если один ис­точник генерирует звук с уровнем интенсивности 50 дБ, а второй – с уровнем 100 дБ, то нельзя сказать, что интенсивность (сила) звука второго источника в два раза больше первого. В действительности сила звука второго источника больше первого в 100 000 раз.

Уровни громкости звука. Два звука, имеющие одинаковый уровень звукового давления, но разную частоту, органом слуха будут оценены как разные по величине, т. е. громкости, так как орган слуха обладает различной чувствительно­стью на разных частотах. Поэтому по величине звукового давле­ния без указания, к какой частоте оно относится, нельзя судить о громкости восприятия его органом слуха. Для субъективной оценки громкости установлено понятие уровня громкости, безразмерная единица которого фон – уровень громкости тона
частотой 1000 Гц, с пороговым звуковым давлением, равным 2×10^–5 Па. Иначе говоря, 10 фон есть уровень громкости звука, для которого уровень звукового давления равногромкого с ним звука частотой 1000 Гц ра­вен 10 дБ, на других частотах соотношение между фонами и децибелами определяется по кри­вой равной громкости, показан­ной на рис. 1. Звуки различной частоты и звукового давления, расположенные на одной кривой, производят впечатление звуков одинаковой громкости.

По мере повышения уровня кривые равной громкости при­ближаются к прямой, т. е. уровни громкости и звукового давления сближаются.

Восприятие частоты. Для оценки воздействия шума на организм человека необходимо знать распределение уровня звукового давления по частотам. Зависимость уровней звукового давления от частот называется частотным спектром шума.

При анализе шума уровни звукового давления могут измеряться как в октавах, так и в полу- и третьоктавных полосах.

Октава – это частотный интервал, в котором верх­няя граничная частота f _в больше нижней граничной f _н в 2 раза:

: 1, (7)

например 63,125, 250 …. Гц, третьоктава – отношение частот
f_в: f _н = 5:4, например 50,63, 80,100,.. Гц.

Для октавной полосы среднегеометрическое значение определяется по формуле

=1,41× f _н (8)

Общий уровень шума – уровень звукового давления во всём слуховом диапазоне, равный суммарному уровню во всех полосах.

Сложение полосовых уровней, как и уровней нескольких источников шума, производится по формуле,

, (9)

где L₁, L₂,.... L_n – уровни в отдельных частотных полосах или уровни шума от различных источников.

Нормирование шума

Степень вредного воздействия шума, учитываемая при нормирова­нии, зависит главным образом от уровней звукового давления, частот­ного спектра шума и продолжительности его воздействия. При этом принимается во внимание характер спектра и его временные характеристики.

Уровень шума на рабочих местах должен соответствовать ГОСТ 12.1.003 "Шум. Общие требования безопасности" и СН 2.2.4/2.1.8.562–96 "Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки", а методика измерения уровня шума – требованиям ГОСТ 12.1.050 "Методы измерения шума на рабочих местах".

Для измерения уровня шума используют приборы (шумомеры), которые обычно снабжены корректирующими фильтрами с частотной коррекцией А, C, Лин. Общие уровни шума или звука, а также эквивалентные уровни звука измеряются по шкале А шумомера и выражаются в децибелах (дБА). Уровни звукового давления в октавных полосах частот измеряются с помощью фильтров шумомера и выражаются в децибелах (дБ).

ГОСТ 12.1.003 и СН2.2.4/2.1.8.562 устанавливают классификацию шумов по характеру спектра и временным характеристикам. По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные с непрерывным спектром шириной более одной октавы (например, шум двигателя внутреннего сгорания) и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона (например, шум дисковой пилы). Шум нормируется по восьми октавам: 62,5; 125; 250; 500; 1 000; 2 000; 4 000; 8 000 Гц.

Тональный характер шума устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По частотному составу шум делится на низкочастотный
f £ 300 Гц; среднечастотный – f = 300 ¸ 600 Гц и высокочастотный – f ³ 800 Гц. Высокочастотные шумы оказывают более вредное влияние на человека, чем низкочастотные.

По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный шум, который в течение 8 ч (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА, и непостоянный, который в течение 8 ч изменяется более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера.

Непостоянные шумы подразделяются:

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

- прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение 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 дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно", отличаются не менее чем на 7 дБ.

Нормируемыми параметрами для постоянного шума являются уровни звукового давления в октавных полосах частот (предельные спектры) в дБ и уровень звука, являющийся общей характеристикой шума, измеряемой по шкале А шумомера в дБА.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) уровни звука, дБА (или доза шума), а также максимальные уровни звука, дБА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянного шума – это уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени. Доза шума – интегральная величина, учитывающая акустическую энергию, воздействующую на человека, за определенный период времени. Эквивалентный уровень звука и доза шума определяются по формулам, приведенным в ГОСТ 12.1.003 «Шум. Обшие требования безопасности».

В Приложении 1 приведены допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах, а в Приложении 2 - предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудового процесса. Количественная оценка тяжести и напряженности трудового процесса проводится в соответствии с Руководством
Р 2.2.2006-05 "Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда".

Максимальный уровень звука непостоянного шума (колеблющегося во времени и прерывистого шума) на рабочих местах не должен превышать 110 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно», импульсного – 125 дБ АI при измерениях на временной характеристике "импульс".

На судах рыбопромыслового флота согласно "Санитарным правилам для морских судов промыслового флота" допустимые уровни звука нормируются в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в зависимости от назначения помещения, условий и времени пребывания в нем.

В Приложении 3 на основании СН 2.5.2.047–96 "Уровни шума на морских судах" приведены предельные величины допустимых уровней шума на морских судах.

Максимальный уровень звука в МКО и на рабочих местах и в других посещаемых помещениях не должен превышать 110 дБА. Запрещается нахождение людей в зонах с уровнями шума 120 дБА и выше даже при использовании СИЗ. Эпизодическая (случайная) работа в помещениях (зонах) с уровнями шума 110-119 дБА, например при устранении неполадок, допускается не более 4-х часов в сутки с применением одновременно противошумных наушников и противошумных вкладышей.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: