Какие типы шума выделяют по характеру спектра. Красный шум

Источниками шума могут быть колебания, возникающие при со­ударении, трении, скольжении твердых тел, истечении жидкостей и газов. В производственных условиях источниками колебаний явля­ются работающие станки, ручные механизированные инструменты (отбойные, рубильные молотки, перфораторы), компрессоры и т.д.

В зависимости от происхождения различают шум: механиче­ский (возникает при движении, соударении, зрении деталей машин и механизмов); аэро (гидро)динамический (возникает при движении газа, пара, жидкости в результате пульсации давления из-за турбу­лентного перемешивания потоков, движущихся с разными скоро­стями в свободных струях); термический (возникает при турбулизации пото­ка и флуктуации плотности газов при горении, а также мгновенном изменении интенсивности выделения тепла, приводящего к мгно­венному повышению давления); взрывной (импульсный).

Многообразие оборудования, используемого на ме­таллургических предприятиях, обусловливает наличие всех пере­численных разновидностей шума.

Шум - совокупность звуков, различных по частоте и интенсив­ности, вредно влияющих на организм человека. Возникает шум при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных сре­дах. С физической стороны шум характеризуется частотой колеба­ний, звуковым давлением, интенсивностью или силой звука.

Ухо человека способно воспринимать как слышимые звуковые колебания воздуха с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с часто­той ниже 16 Гц называются инфразвуковыми, а свыше 20000 Гц -ультразвуковыми. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое действие па организм че­ловека.

Сгуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствитель­ностью к звукам различной частоты. Минимальное звуко­вое давление и минимальная интенсивность звуков, воспринимае­мых слуховым аппаратом человека, определяют порог слышимости.Верхняя граница воспринимаемых человеком звуков принимается за так на­зываемый порог болевого ощущения. Между порогом слышимо­сти и болевым порогом лежит область слышимости.

Шумы классифицируются:

а) по характеру спектрана: широкополосный шум - шум с не­прерывным спектром шириной более одной октавы; тональный шум - шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие,

б) по временным характеристикам на: постоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зда­ний, па территории жилой застройки изменяется во времени не бо­лее чем на 5 дБА; непостоян­ный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5дБА.

Непостоянный шум подразделяется на; колеблющийся шум - шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; прерывистый шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность ин­тервалов, в течение которых уровень остается постоянным, состав­ляет 1 с и более; импульсный шум ~ шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1с.

Все шумовые (звуковые) процессы классифицируются по временным и спектральным характеристикам.

Спектр шума – это распределение эффективных значений частотных составляющих уровней звукового давления (интенсивности) или мощности в интересующей области частот.

По характеру спектра шума различают:

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

По временным характеристикам шума различают:

постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время из-мерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характерис-тике шумомера «медленно»;

непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной ха-рактеристике шумомера «медленно».

Непостоянные шумы подразделяют на:

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

прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, сос-тавляет 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 соответствен-но на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

Примером импульсного шума может служить ударный процесс забивки свай, звук вы-стрела, хлопок при прохождении самолетомзвукового барьера и т. п.

В практике борьбы с шумом по положению максимума в спектре часто его делят на низкочастотный , где основные составляющие в спектре сосредоточены на частотах до 300 Гц, среднечастотный область частот 300÷800 Гц и высокочастотный свыше 800 Гц.

Любой процесс колебаний может быть или однозначно определен в каждый момент времени или носить случайный неопределенный характер. Иными словами колебания описываются математическими функциями, где аргументом является время, что и опреде-ляет характер процесса. Следовательно, в зависимости от временной и частотной характе-ристик процесс колебаний (например, звуковых) может быть:

детерминированным – процесс не изменяющийся во времени, т. е. повторяющимся че-рез промежуток времени Т, называемым периодом;

случайным (недетерминированным) – процесс, у которого изменение аргумента носит случайный неопределенные характер.

Общим случаем детерминированного процесса являются гармонические колебания и волны.

6.5. НОРМИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ШУМА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

Целью нормирования шумовых характеристик на рабочих местах (санитарное норми-рование) в производственных помещениях является установление научно обоснованных допустимых уровней (ДУ) и предельно допустимых уровней (ПДУ) шума ограничивающих их вредное влияние на организм человека .

ДУ − это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и су-щественных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму. ДУ шума устанавливаются для помещений жилых, обществен-ных зданий и территории жилой застройки.

ПДУ − 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 забо-леваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последую-щих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувст-вительных лиц.

При нормировании шумовых характеристик рабочих мест, как правило, регламенти-руется общий шум на рабочем месте независимо от числа источников шума и характерис-тик каждого в отдельности. Нормируемые значения характеристик шума установлены с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности.

Первые нормы уровней шума на рабочих местах были приняты в СССР в 1956 г. В на-чале 1960-х годов Международная Организация по Стандартизации (ISO) предложили подход к нормированию шума исходя из критерия риска потери слуха. Эти рекомендации ISO стали базой для принятия норм по шуму во многих странах. ISO было предложено в качестве норм использовать частотно-зависимые нормировочные кривые, которые учиты-вают следующее свойство слуха: звук высокой частоты при одинаковом уровне с низко-частотным, воспринимается как более неприятный, чем низкочастотный (стандарт ISO R 1996). Таким образом, нормировочная кривая ограничивает в большей степени звук высо-ких частот, чем низких. Такие кривые называемые предельными спектрами (ПС) предназ-начены для нормирования постоянного шума. Для краткости ПС обозначается предельно допустимым уровнем звукового давления на частоте 1000 Гц (например, ПС-75). Санитар-но-гигиеническая оценка постоянного шума производится по интегральному показателю − уровню звука, дБА. Между ПС и интегральным показателем существует простая зависи-мость

L A норм = ПС + 5, (19)

где ПС − номер предельного спектра (например, ПС-75 соответствует интегральная нор-

ма L A норм = 80 дБА).

При проектировании средств защиты от шума необходимо учитывать различие зало-женное в ПС, чем жестче норма, тем больше затрат на ее соблюдение и выше риск пов-реждения слуха.

В нашей стране шум на рабочих местах в производственных помещениях нормирует-ся в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и ГОСТ 12.1.003-83* . Инфразвук на рабо-чих местах в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки нор-мируется в соответствии с СН 2.2.4./2.1.8. 583-96 . Ультразвук нормируется в соответ-ствии с требованиями ГОСТ 12.1.001-83 и СанПиН 2.2.4./2.1.8.582-96 .

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 нормирует уровни шума на рабочих местах в кабинах маши­ниста тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель-поездов и автомотрис, скорост-ных и пригородных электропоездов, в помещениях для персонала вагонов поездов даль-него следования, в слу­жеб­ных помещениях, в рефриже­ра­тор­ных секциях, в вагонах элек-тро­стан­ций, в помещениях для отдыха багажных и почтовых отделений, в служебных по-мещениях багажных и почтовых вагонов, в вагонах-ресторанах. Инфразвук нормируется в кабинах машиниста тягового подвижного состава .

Существует классификация шумов, описанная в санитарных нормах:

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 рабочий 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 которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во 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 подразделяют на:

• · колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
• · прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5дБА 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 в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются не менее чем на 7 дБ.

производственный шум рабочий гигиенический

Рассмотрение санитарных норм

Санитарные нормы и правила - нормативные правовые акты, устанавливающие санитарно-эпидемиологические требования, несоблюдение которых создает грозу здоровью или жизни работников.

СН 2.2.4/2.1.8.562-96

Область применения и общие положения

1.1. Настоящие санитарные нормы устанавливают классификацию шумов; нормируемые параметры и предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, допустимые уровни шума в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

Примечание. Санитарные нормы не распространяются на помещения специального назначения (радио-, теле-, киностудии, залы театров и кинотеатров, концертные и спортивные залы).

• 1.2. Санитарные нормы являются обязательными для всех организаций и юридических лиц на территории Российской Федерации независимо от форм собственности, подчинения и принадлежности и физических лиц независимо от гражданства.
• 1.3. Ссылки, а требования санитарных норм должны быть учтены в Государственных стандартах и во всех нормативно-технических документах, регламентирующих планировочные, конструктивные, технологические, сертификационные, эксплуатационные требования к производственным объектам, жилым, общественным зданиям, технологическому, инженерному, санитарно-техническому оборудованию и машинам, транспортным средствам, бытовым приборам.
• 1.4. Ответственность за выполнение требований Санитарных норм возлагается в установленном законом порядке на руководителей и должностных лиц предприятий, учреждений и организаций, а также граждан.
• 1.5. Контроль за выполнением Санитарных норм осуществляется органами и учреждениями госсанэпиднадзора России в соответствии с Законом РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19.04.91 и с учетом требований действующих санитарных правил и норм.
• 1.6. Измерение и гигиеническая оценка шума, а также профилактические мероприятия должны проводиться в соответствии с руководством 2.2.4/2.1.8-96 «Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды» (в стадии утверждения).
• 1.7. С утверждением настоящих санитарных норм утрачивают силу «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах» № 3223-85, «Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки» № 3077-84, «Гигиенические рекомендации по установлению уровней шума на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести труда» № 2411-81.

Шум как гигиенический фактор - это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

Физические параметры

1) Сила Вт/м

2) Частота Гц

3) Амплитуда мин

4) Длина волны м

5) Скорость распространение м/с

6) Звуковое давление Н/м2

Классификация шумов

По спектру

-Стационарный шум - шум, который характеризуется постоянством средних параметров: интенсивности (мощности), распределения интенсивности по спектру (спектральная плотность), автокорреляционной функции. Практически наблюдаемый шум, возникающий в результате действия многих отдельных независимых источников (например, шум толпы людей, моря, производственных станков, шум вихревого воздушного потока, шум на выходе радиопрёмника и др.), является квазистационарным. Классической моделью стационарного шума является белый шум.

-Нестационарный шум - шум, длящийся короткие промежутки времени (меньшие, чем время усреднения в измерителях). К таким шумам относятся, например, уличный шум проходящего транспорта, отдельные стуки в производственных условиях, редкие импульсные помехи в радиотехнике и т. п.

По характеру спектра

Тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается если одна из третьеклассных полос частот превышает остальные не менее чем на 7 дБ.

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

Низкочастотный

Среднечастотный

Высокочастотный

По временны́м характеристикам

Постоянный изменяется во времени не более 5 дБА

Непостоянный, изменяется во времени более 5 дБА

который в свою очередь делится на

Колеблющийся (непрерывно изменяющийся во времени),

Прерывистый ступенчато изменяется во времени на 5 и более дБА в сек и более

Импульсный ударный.

По природе возникновения

Механический

Аэродинамический

Гидравлический

Электромагнитный

Проведение измерения шума.

Результаты измерений должны характеризовать шумовое воздействие на работающего за время рабочей смены (рабочего дня). Установлена следующая продолжительность измерения непостоянного шума:

Половина рабочей смены (рабочего дня) или полный технологический цикл. Допускается общая продолжительность измерения 30 минут, состоящая из трех циклов каждый продолжительностью 10 минут – для колеблющегося по времени;

30 минут для импульсного;

Полный цикл характерного действия шума – для прерывистого.

Измерения шума для контроля соответствия фактических уровней шума на рабочих местах допустимым по действующим нормам должны проводиться при работе не менее 2/3 установленных в данном помещении единиц технологического оборудования в наиболее часто реализуемом (характерном) режиме его работы. Во время проведения измерений должно быть включено оборудование вентиляции, кондиционирования воздуха и другие, обычно используемые в помещении устройства, являющиеся источниками шума.

Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами:

1) по предельному спектру уровня шума метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ.

2) и по дБА. метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

Влияние шума на организм многообразно и не ограничивается действием только на слуховой анализатор. В первую очередь, шум воздействует на ЦНС и вегетативную НС, за счет нарушений которой наблюдаются различные изменения во внутренних органах.

Различают специфическое и неспецифическое действие шума:

СПЕЦИФИЧЕСКОЕ действие шума:

нарушение функции центра слуха в височной области головного мозга и слухового анализатора вследствие длительного спазма сосудов звуковоспринимающего аппарата и нарушения обмена веществ, в результате чего развиваются дегенеративные изменения в нервных окончаниях и неврит слухового нерва (профессиональная тугоухость)

Профессиональная патология при воздействии шума называется “шумовая болезнь”, имеющая 3 стадии.

СТАДИИ ШУМОВОЙ БОЛЕЗНИ у человека могут быть выявлены при аудиометрии (определении остроты слуха субъективно или с помощью аудиометра):

1) слуховая адаптация – при действии повышенною уровня шума слуховой порог возрастает на 10-15 дБ (слух снижается на 10-15 ДБ), но через 1-Змин острога слуха приходит к норме (это нормальное физиологическое явление – ЦНС защищает себя от шума);

2) слуховое утомление – снижение остроты слуха на 15-20 дБ в течение часов или суток после прекращения действия шума (предпатология);

3) прогрессирующая тугоухость – постепенная полная потеря слуха на оба уха (высокочастотный шум более 80дБ быстро вызывает снижение слуха и развитие тугоухости при стаже до 5 лет).

Эта стадия шумовой болезни неизлечима, поэтому так важно выявлять шумовую болезнь на стадии слухового утомления и отстранять человека от действия шума.

НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ действие шума:

Под влиянием шума происходит возбуждение коры ГОЛОВНОГО мозга, гипоталамуса и спинного мозга, быстро развивается запредельное торможение, нарушение уравновешенности нервных процесов, затем происходит истощение нервных клеток (раздражительность, эмоц. неуйстойчивость, снижение внимания, памяти, работоспособности). Из гипоталамуса возбуждение поступает в гипофиз и корковое вещество надпочечников – стрессовая реакция в организме. При возбуждении спинного мозга наблюдается переключение перевозбуждения на центры вегетативной нервной системы – изменения функций ССС, ЖКТ и др.

В результате длительного действия интенсивного шума развивается ШУМОВАЯ БОЛЕЗНЬ – общее заболевание с поражением органа слуха, ЦНС, ССС, ЖКТ.

Оказывается, что шум – это понятие, в известной степени, относительное. Любой звук может одновременно нести полезную информацию и, в то же время, являться шумом. Все дело в людях, которые этот звук воспринимают. Человек, слушающий громкую музыку, может наслаждаться ей, но людям, находящимся по соседству, эта музыка, возможно, будет доставлять одни лишь неудобства.

Поэтому любой нежелательный для нас звук или совокупность нежелательных звуков называют шумом.

Звук – это колебательный процесс, представляющий собой чередующиеся волны сгущения и разряжения упругой среды и волнообразно распространяющийся в этой среде. Любое колеблющееся тело, соприкасаясь с окружающей средой, образует звуковые волны и является источником звука. Волны сгущения приводят к повышению давления в упругой среде, а волны разряжения - к понижению. Отсюда появился термин звуковое давление - это переменное давление, возникаю­щее дополнительно к атмосферно­му давлению при прохождении звуковых волн.

Звуки различаются по ряду признаков – это сила звука, частота звука. Чем выше частота колебаний звуковой волны, тем выше звук, который мы слышим.

Шум – это, как правило, совокупность звуков различной частоты и силы. С точки зрения воздействия на человека шум оценивается в частотном диапазоне от 45 до 11 тыс. Гц, который включает девять октавных полос.

Человеческий орган слуха не способен различит разность изменения звукового давления, но он различает кратность изменения звукового давления. Кратность изменения звукового давления в диапазоне, начинающемся от порога слышимости, до порога, когда шум вызывает боль, составляет миллионы раз. Поэтому, чтобы уменьшить оценочную шкалу изменение звукового давления выражают в децибелах (дБА), которые являются логарифмическими единицами.

Виды шума

Шум различают по спектральным и временным характеристикам. В зависимости от характера спектра шум бывает: широкополосным (непрерывный спектр более октавы) и тональным (превышение шума в одной третьоктавной полосе уровней шума в соседних полосах более чем на 10 дБ).

По временным характеристикам различают шум: постоянный (меняется не более чем на 5 дБА) и непостоянный (меняется более чем на 5 дБА), последний в свою очередь бывает колеблющимся (непрерывно изменяется во времени), прерывистым (изменяется ступенчато, интервалы, когда шум постоянный одна и более секунд) и импульсным (длительность звука менее одной секунды, различия в результатах замеров шумомером в режимах «медленно» и «импульс» 7 и более дБ).

Источники шума и сравнительные уровни шума

В современном техногенном мире источников шума великое множество. Различные виды транспорта, технологическое оборудование, оборудование жилых зданий, звуковоспроизводящая аппаратура и т.д., все это является источниками нежелательных звуков, которые и составляют шум.

В бытовых условиях, шум ниже чем на производстве, поскольку источники шума, как правило не настолько мощные. Промышленные источники тоже, как правило, различаются. Наиболее шумными считаются угольная, горнорудная, машиностроительная, металлургическая, нефтехимическая, лесная промышленности. Наименее шумная – пищевая промышленность.

Некоторые технологические процессы на производстве, например на предприятиях, производящих железобетонные конструкции, могут являться источниками шума доходящего до 120 дБА. Для более наглядной оценки таких уровней приведем описания шумов различных уровней: