Полный справочник санитарного врача

Общее понятие о шуме

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений окружающей среды. Представление о шуме включает всякие неприятные или нежелательные звуковые воздействия, мешающие восприятию полезных сигналов, нарушающие тишину, оказывающие вредное или раздражающее влияние на организм человека, снижающие его работоспособность.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.

Звук – колебания частиц воздушной среды, которые воспринимаются органами слуха человека в направлении их распространения. Звук как физический процесс представляет собой волновое движение упругой среды. Ощущает человек механические колебания с частотами от 20 до 20 000 Гц.

С возрастом этот диапазон суживается, особенно за счет понижения слышимости высоких тонов, до частот 12 000 Гц и даже 6000–8000 Гц.

Ультразвуковой диапазон – свыше 20 кГц, инфразвук – меньше 20 Гц, устойчивый слышимый звук – 1000–3000 Гц.

Физические характеристики шума:

1) интенсивность звука, J (Вт/м²);

2) звуковое давление, P (Па);

3) частота, f (Гц).

При распространении звуковых волн имеет место перенос звуковой энергии, величина которого определяется интенсивностью звука.

Интенсивность звука – звуковая мощность на единицу площади, передаваемая в направлении распространения звуковой волны, количество энергии, переносимое звуковой волной за 1 с через площадь в 1 м², перпендикулярно распространению звуковой волны. J – интенсивность в точке измерения (Вт/м²).

Интенсивность звука связана со звуковым давлением выражением.

I=VP,

где P – среднеквадратичное звуковое давление;

V – среднеквадратичное значение колебательной скорости частиц в звуковой волне.

Звуковое давление – дополнительное давление воздуха, которое возникает при прохождении через него звуковой волны. Звуковое давление – переменная составляющая давления воздуха, возникающая вследствие колебаний источника звука, накладывающаяся на атмосферное давление.

Минимальное звуковое давление и минимальная интенсивность звуков, едва различимых слуховым аппаратом человека, называются пороговыми.

Чувствительность слухового аппарата человека наибольшая в диапазоне 2000–5000 Гц. Эталонный звук – звук частотой 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости по интенсивности 10–12 Вт/м², а соответствующее ему звуковое давление р₀– 210 Па. Порог болевого ощущения I_тах =10 Вт/м². Различие в 1013 раз.

Учитывая протяженный частотный диапазон (20–20 000 Гц) при оценке источника шума, используется логарифмический показатель, который называется уровнем интенсивности (дБ).

Уровень звука обычно выражают в дБ.

При расчетах и нормировании используется такой показатель, как уровень звукового давления (дБ).

P – звуковое давление в точке измерения (Па);

P₀ – пороговое значение 2 x 10^–5 (Па).

При распространении звуковых волн в воздухе в каждой точке звукового поля возникают попеременные сжатие и разрежение, что приводит к изменению давления в среде по сравнению с атмосферным (статическим) давлением. Разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля называется звуковым давлением P (Па).

Звуковое давление, воспринимаемое ухом человека, может меняться от порога слышимости до болевого порога в 10E + 10 раз. При этом ощущение степени изменения звукового давления (субъективное восприятие человеком) согласно психофизическому закону Вебера – Фехнера почти совпадает с логарифмической кривой. Поэтому в акустике для оценки звуковых воздействий на человека принято использовать не абсолютные величины изменения звукового давления, а относительные – логарифмические.

Принято измерять и оценивать относительные уровни интенсивности звука и звукового давления по отношению к пороговым значениям, выраженным в логарифмической форме.

Уровень интенсивности: LI = 10 lg I / 10.

Уровень звукового давления: Lp = 20 lg P / P₀.

Слышимый диапазон составляет 0–140 дБ.

Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность (P) – общее количество звуковой энергии, излучаемой в окружающее пространство в секунду.

Уровень звуковой мощности источника шума LP = 10 lg P / P₀, где Р₀ – пороговая величина, равная 10–12 Вт.

Интенсивность звукового давления в слуховом диапазоне варьирует от 0 до 140 (дБ), что соответствует физическим пределам давления от 2 x 10^–5 до 102 Па (1 Па соответствует 1 н/м²).

Если давление P₀ = 2 x 10^–5 Па представляет порог слышимости, то уровень звукового давления 102 Па (140 дБ) вызывает у человека болевое ощущение, а дальнейшее увеличение давления грозит разрушением слухового аппарата. Каждому увеличению уровня звука на 10 дБ соответствует возрастание звукового давления на порядок, т. е. в 10 раз.

Таблица 16

Характеристика восприятия звука органом слуха человека