Коммунальная гигиена — Стр 55
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА
Звуковую энергию, излучаемую источником шума, распределяют по частотам. Поэтому необходимо знать, как распределяется уровень звуково го давления, т. е. частотный спектр из лучения.
В настоящее время гигиеничес кое нормирование осуществляется в звуковом диапазоне частот от 45 до 11 200 Гц. В табл. 91 приведен наи более часто используемый в практи ке ряд из восьми октавных полос.
Часто приходится складывать уровни звукового давления (звука) двух и более источников шума или находить их среднее значение. Сло жение осуществляют при помощи табл. 92. Производят последователь
ТАБЛИЦА 90
Звуковое давление источников шума, дБ
Объект или источник шума | Уровень | |
звука | ||
| ||
|
| |
Порог чувствительности | 0 | |
Тихая сельская местность | 20 | |
Спальня | 25 | |
Жилая комната | 40 | |
Разговор средней громкости | 60 | |
Работа на печатной машинке | 65—70 | |
Магистральная улица | 85—90 | |
Ткацкий цех | 90—95 | |
Отбойный молоток | 100 | |
Выступление поп-оркестра | 110 | |
Во время взлета реактивного само | 125 | |
лета (на расстоянии 100 м) |
| |
Во время работы реактивного дви | 140 | |
гателя (на расстоянии 25 м) |
| |
|
|
ное сложение уровней звукового давления, начиная с максимального.
Сначала определяют разницу между двумя составляющими уровнями звукового давле ния, после чего по разнице, определенной с помощью таблицы, находят сла гаемое. Его приплюсовывают к большему из составляющих уровней звукового давления. Аналогичные действия производят с определенной суммой двух уров ней и третьим уровнем и т. д.
Пример. Допустим, что нужно сложить уровни звукового давления L[ — 76 дБ uL2 = 72 дБ. Разница их составляет: 76 дБ — 72 дБ = 4 дБ. По табл. 92 нахо дим поправку по разнице уровней 4 дБ: т. е. AL = 1,5. Тогда суммарный уро вень Ьсум = Ь6ол + AL = 76 + 1,5 = 77,5 дБ.
ТАБЛИЦА 91
Основной ряд октавных полос
Предельные частоты, Гц
45—90 | 90—180 | 180—355 |
| 355—710 | 710—1400 | 1400—2800 | 2800—5600 | 5600—11 200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Среднегеометрические частоты, Гц |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 | 125 | 250 |
| 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 92
Сложение уровня звукового давления или звука
Разница между двумя слагаемыми уровнями звукового давления (дБ) или звука (дБА)
0 |
| 1 | 2 |
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 8 | 9 | 10 | 11 | 15 |
| 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
| Дополнение к высшему уровню звукового давления (дБ) или уровню звука (дБА) |
| |||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
3 |
| 2,5 | 2 | | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 1 | 0,8 | ( 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,2 |
| 0 | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
541
РАЗДЕЛ У.
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Большинство шумов содержит звуки почти всех частот слухового диапа зона, но отличается разным распределением уровней звукового давления по частотам и их изменением во времени. Классифицируют шумы, действующие на человека, по их спектральным и временным характеристикам.
По характеру спектра шумы разделяют на широкополосные с беспрерыв ным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.
По виду спектра шумы могут быть низкочастотными (с максимумом зву кового давления в области частот менее 400 Гц), среднечастотными (с макси мумом звукового давления в области частот 400—1000 Гц) и высокочастот ными (с максимумом звукового давления на участке частот свыше 1000 Гц). При наличии всех частот шум условно называют белым.
По временной характеристике шумы разделяют на постоянные (уровень звука изменяется во времени не более чем на 5 дБА) и непостоянные (уровень звука изменяется во времени на более чем 5 дБА).
К постоянным могут быть отнесены шумы постоянно работающих насос ных или вентиляционных установок, оборудования промышленных предприятий (воздуходувки, компрессорные установки, различные испытательные стенды).
Непостоянные шумы, в свою очередь, делят на колебательные (уровень звука все время меняется), прерывистые (уровень звука резко падает до фо нового несколько раз за период наблюдения, причем продолжительность ин тервалов, в течение которых уровень шума остается постоянным и превышает фоновый, составляет 1 с и более) и импульсные (состоящие из одного или не скольких последовательных ударов продолжительностью до 1 с), ритмичные
инеритмичные.
Кнепостоянному относится шум транспорта. Прерывистый шум — это шум от работы лебедки лифта, периодически включающихся агрегатов холо дильников, некоторых установок промышленных предприятий или мастерских.
Кимпульсным могут быть отнесены шумы от пневматического молотка, кузнечно-прессового оборудования, хлопанья дверьми и т.
п.
По уровню звукового давления шум делят на низкий, средней мощности, сильный и очень сильный.
Методы оценки шума зависят, прежде всего, от характера шума. Постоян ный шум оценивают в уровнях звукового давления (L) в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Это основной метод оценки шума.
Для оценки непостоянных шумов, а также ориентировочной оценки посто янных шумов используют термин «уровень звука», т. е. общий уровень звуко вого давления, который определяют шумомером на частотной коррекции А, характеризующей частотные показатели восприятия шума ухом человека1.
Относительная частотная характеристика коррекции А шумомера приве дена в табл. 93.
Кривая коррекции А отвечает кривой, равной громкости с уровнем звукового давления 40 дБ на частоте 1000 Гц.
542
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА
Т А Б Л И Ц А 93
Относительная частотная характеристика коррекции А
Среднеоктавные частоты, Гц
63 | 125 | 250 | 500 | ! 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | |
|
|
|
|
| і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| Относительная характеристика, дБ |
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-26,2 | -16,1 | -8,6 | -3,2 |
| 0 | + 1,2 | + 1,0 | -1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Непостоянные шумы принято оценивать по эквивалентным уровням звука.
Эквивалентный (по энергии) уровень звука (LA экв, дБА) определенного не постоянного шума — это уровень звука постоянного широкополосного неим пульсного шума, который имеет то же среднеквадратическое звуковое давле
ние, что и данный непостоянный шум в течение определенного времени.
Источники шума и их характеристики. Уровень шума в квартирах зави сит от расположения дома относительно источников шума, внутренней плани ровки помещений различного назначения, звукоизоляции конструкций здания, оснащения его инженерно-технологическим и санитарно-техническим обору дованием.
Источники шума в окружающей человека среде можно разделить на две большие группы — внутренние и внешние. К внутренним источникам шума, прежде всего, относятся инженерное, технологическое, бытовое и санитарнотехническое оборудование, а также источники шума, непосредственно связан ные с жизнедеятельностью людей. Внешними источниками шума являются ра зличные средства транспорта (наземные, водные, воздушные), промышленные и энергетические предприятия и учреждения, а также различные источники шума внутри кварталов, связанные с жизнедеятельностью людей (например, спортивные и игровые площадки и др.
).
Инженерное и санитарно-техническое оборудование — лифты, насосы для подкачки воды, мусоропровод, вентиляционные установки и др. (более 30 ви дов оборудования современных зданий) — иногда создают шум в квартирах до 45—60 дБА.
Источниками шума являются также музыкальная аппаратура, инструмен ты и бытовая техника (кондиционеры, пылесосы, холодильники и др.).
Во время ходьбы, танцев, передвижении мебели, беготни детей возникают звуковые колебания, передающиеся на конструкцию перекрытий, стены и пе регородки и распространяющиеся на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит вследствие сверхмалого затухания звуковой энергии в материалах конструкции зданий.
Вентиляторы, насосы, лифтовые лебедки и другое механическое оборудо вание зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шу ма. Например, вентиляционные установки создают сильный воздушный шум. Если не принять соответствующие меры, этот шум распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решет ки проникает в комнаты.
Кроме того, вентиляторы, как и другое механическое
543
РАЗДЕЛ V. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
оборудование, в результате вибрации вызывают интенсивные звуковые коле бания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шу ма легко распространяются по конструкциям зданий и проникают даже в дале ко расположенные от источников шума помещения. Если оборудование уста новлено без соответствующих звуко- и виброизолирующих приспособлений, в подвальных помещениях, фундаментах образуются колебания звуковых час тот, передающиеся по стенам зданий и распространяющиеся по ним, создавая шум в квартирах.
В многоэтажных зданиях источником шума могут быть лифтовые установ ки. Шум возникает во время работы лебедки лифта, движения кабины, от уда ров и толчков башмаков по направляющим, клацанья поэтажных выключате лей и, особенно, от ударов раздвижных дверей шахты и кабины. Этот шум рас пространяется не только по воздуху в шахте и лестничной клетке, но, главным образом, по конструкциям зданий вследствие жесткого крепления шахты лиф та к стенам и перекрытиям.
Уровень шума, проникающего в помещения жилых и общественных зда ний от работы санитарно-технического и инженерного оборудования, в основ ном зависит от эффективности мероприятий по шумоглушению, которые при меняют в процессе монтажа и эксплуатации.
Уровень бытовых шумов приведен в табл. 94. Практически уровень звука
вжилых комнатах от различных источников шума может достигать значитель ной величины, хотя в среднем он редко превышает 80 дБА.
Наиболее распространенным источником городского (внешнего) шума яв ляется транспорт: грузовые автомашины, автобусы, троллейбусы, трамваи, а также железнодорожный транспорт и самолеты гражданской авиации. Жало бы населения на шум транспорта составляют 60% всех жалоб на городской шум.
Современные города перегружены транспортом. На отдельных участках го родских и районных магистралей транспортные потоки достигают 8000 единиц
в1 ч. Наибольшая транспортная нагрузка приходится на улицы администрати вно-культурных центров городов и магистралей, связывающих жилые районы
ТАБЛИЦА 94 Эквивалентные уровни звука
от различных источников шума в квартирах, дБА
Источник звука | Уровень звука |
|
|
Радиомузыка | 83 |
Радиовещание | 70 |
Разговорная речь | 66 |
Пылесос | 75 |
Стиральная машина | 68 |
Холодильник | 42 |
Игра на пианино | 80 |
Электрополотер | 83 |
Электробритва | 60 |
Детский плач | 78 |
|
|
с промышленными узлами.
В городах с развитой промышленностью и городахновостройках значительное место в транс портном потоке занимает грузовой транс порт (до 63—89%). При нерациональной организации транспортной сети транзит ный грузовой поток проходит через жи лые районы, места отдыха, создавая на прилегающей территории высокий уро вень шума.
Анализ карт шума в городах Украины показал, что большинство городских ма гистральных улиц районного значения по уровням шума относятся к классу 70 дБА, а городского значения — 75—80 дБА.
544
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА
Т А Б Л И Ц А 95
Эквивалентные уровни звука городских улиц при плотности уличной сети 3 км/км2, дБА
Количество | Эквивалентные уровни звука |
| ||
|
|
|
| |
населения, | при среднем потоке | на наиболее |
| на магистралях |
|
| |||
тыс. | автомобилей | загруженных участках |
| в час пик |
|
|
|
|
|
50 | 74,0—69,0 | 74,5—71,0 |
| 76,0—72,0 |
100 | 75,0—71,0 | 75,5—72,0 |
| 76,5—73,0 |
250 | 76,5—71,0 | 77,0—73,0 |
| 78,5—73,5 |
500 | 77,5—71,5 | 78,5—73,5 |
| 80,0—74,0 |
750 | 78,0—72,0 | 79,5—74,0 |
| 80,5—75,0 |
1000 | 78,5—72,0 | 80,0—74,5 |
| 81,0—75,0 |
2500 | 79,0—72,5 | 81,0—71,5 |
| 82,0—76,0 |
5000 | 81,0—72,5 | 82,0—76,0 |
| 84,0—77,5 |
7500 | 81,5—74,5 | 83,5—78,0 |
| 85,5—79,0 |
10 000 | 82,0—75,0 | 83,5—78,5 |
| 86,0—79,5 |
Средние показатели | 77,8—71,7 | 79,0—74,1 |
| 80,44—75,05 |
|
|
|
|
|
В городах с населением более 1 млн человек на некоторых магистральных ули цах уровень звука составляют 83—85 дБА.
СНиП II-12-77 допускают уровень шума на фасадах жилых зданий, выходящих на магистральную улицу, равный 65 дБА. Принимая во внимание тот факт, что звукоизоляция окна с открытой форточкой или фрамугой не превышает 10 дБА, вполне понятно, что шум пре вышает допустимые показатели на 10—20 дБА. На территории микрорайонов, мест отдыха, в зонах лечебных и вузовских городков уровень акустического загрязнения превышает нормативный на 27—29 дБА. Транспортный шум на примагистральной территории стойко сохраняется в течение 16—18 ч/сут, дви жение затихает лишь на короткий период — с 2 до 4 ч. Уровень транспортного шума зависит от величины города, его народнохозяйственного значения, насы щения индивидуальным транспортом, системы общественного транспорта, плот ности улично-дорожной сети.
С ростом количества населения коэффициент акустического дискомфорта возрос с 21 до 61%. Среднестатистический город Украины имеет площадь акус тического дискомфорта примерно 40% и приравнивается к городу с населением 750 тыс.
человек. В общем балансе акустического режима удельный вес шу ма автотранспорта составляет 54,8—85,5%. Зоны акустического дискомфорта увеличиваются в 2—2,5 раза при увеличении плотности улично-дорожной се ти (табл. 95).
На шумовой режим, особенно больших городов, значительно влияют шу мы железнодорожного транспорта, трамваев и открытых линий метрополи тена. Источниками шума во многих городах и пригородных зонах являются не только железнодорожные вводы, но и железнодорожные станции, вокзалы, тягловое и путевое хозяйства с операциями погрузки и разгрузки, подъездные дороги, депо и т. п. Уровень звука на прилегающих к таким объектах террито риях может достигать 85 дБА и более. Анализ шумового режима жилой за стройки, размещенной вблизи железнодорожных путей Крыма, показал, что на
545
РАЗДЕЛ V. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
этих территориях акустические показатели шумового режима выше допусти мых на 8—27 дБ А днем и 33 дБА ночью. Вдоль железнодорожных путей образу ются коридоры акустического дискомфорта шириной 1000 м и более.
Средний уровень шума громкоговорящей связи на станциях на расстоянии 20—300 м достигает 60 дБА, а максимальный — 70 дБА. Эти показатели высокие и вбли зи сортировочных станций.
В крупных городах все большее распространение приобретают линии мет рополитена, в том числе открытые. На открытых участках метрополитена уро вень звука от поездов составляет 85—88 дБА на расстоянии 7,5 м от пути. Поч ти такие же уровни звука характерны и для городского трамвая. Акустический дискомфорт от рельсового транспорта дополняется вибрацией, которая пере дается конструкциям жилых и общественных зданий.
Шумовой режим многих городов в значительной мере зависит от распо ложения аэропортов гражданской авиации. Использование мощных самоле тов и вертолетов в сочетании с резким повышением интенсивности воздуш ных перевозок привело к тому, что проблема авиационного шума во многих странах стала чуть ли не главной проблемой гражданской авиации. Установ лено, что авиационный шум в радиусе до 10—20 км от взлетно-посадочной полосы неблагоприятно влияет на самочувствие населения.
| ТАБЛИЦА 96 | Шумовой характеристикой | ||
| потока наземных транспортных | |||
Шумовые характеристики |
| средств является эквивалентный | ||
транспортного потока |
| |||
| уровень звука (L ) на расстоя | |||
|
|
|
| |
| Количест |
| Эквива | A экв |
|
| нии 7,5 м от оси первой полосы | ||
| во полос |
| лентные | (колеи) движения. |
Категория | движения |
| уровни | |
улиц и дорог | в обоих |
| звука | ки транспортных потоков на ули |
| направ |
| (1*А экв)» | цах и дорогах различного назна |
| лениях |
| ДВА | чения в часы пик приведены в |
Скоростные дороги | 6 |
| 86 | |
| табл. 96. | |||
|
|
|
| |
Магистральные улицы и |
|
|
| По спектральному составу |
дороги: | 8 |
| 87 | транспортный шум может быть |
общегородского значения |
| низко- и среднечастотным и спо | ||
с непрерывным движе | 6 |
| 84 | |
| собен распространяться на значи | |||
нием | 8 |
| 85 | |
с регулированным дви | 4 |
| 81 | тельное расстояние от источника. |
жением | 6 |
| 82 | Уровень его зависит от интенсив |
районного значения | 4 |
| 81 | ности, скорости, характера (соста |
| 6 |
| 82 | |
|
| ва) транспортного потока и качес | ||
Дороги для движения гру | 2 |
| 79 | |
| тва покрытия магистралей. | |||
зового транспорта | 4 |
| 81 | |
| Акустические исследования в | |||
Улицы и дороги местного |
|
|
| |
|
|
| естественных условиях позволили | |
значения: |
|
|
| |
|
|
| установить основные зависимости | |
улицы | 2 |
| 73 | |
| 4 |
| 75 | между условиями движения транс |
дороги промышленных | 2 |
| 79 | порта и уровнем шума от транс |
и коммунально-склад |
|
|
| портных магистралей города. |
ских районов |
|
|
| ются данные о влиянии на уро- |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
Характеристи
Име546
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА
вень шума удельного веса в потоке экипажей с дизельным двигателем, ширины распределительной полосы, наличия трамваев, продольных уклонов и т. п. Это позволяет сегодня определять расчетным методом уровни ожидаемого шума улично-дорожной сети города на перспективу и строить шумовые карты городов.
Значение железнодорожного транспорта в пригородных и междугородных перевозках населения возрастает с каждым годом ввиду быстрого развития пригородных зон с городами-спутниками, рабочими и дачными поселками, крупными промышленными, сельскохозяйственными предприятиями, аэро портами, научными и учебными учреждениями, зонами отдыха, спорта и т.
д. Шум возникает во время движения поездов и обработки их на сортировочных станциях. Шум поезда состоит из шума двигателей локомотива и колесных сис тем вагонов. Наибольший шум во время работы тепловозов возникает возле выхлопной трубы и двигателя (100—110 дБА).
Уровень звука, создаваемый пассажирскими, грузовыми и электропоезда ми зависит от их скорости. Так, при скорости 50—60 км/ч уровень звука состав ляет 90—93 дБА. Спектральные составляющие и уровни зависят от типов и тех нического состояния поездов, оборудования путей. Спектры шума от колес поездов имеют среднечастотный характер. Шумовые характеристики объек тов железнодорожного транспорта на расстоянии 7,5 м от их границ приведе ны в табл. 97.
Промышленные предприятия и их оборудование часто являются источни ками значительного внешнего шума на прилегающей селитебной территории.
Источниками шума на промыш ленных предприятиях являются технологическое, вспомогательное оборудование и системы венти ляции. Ориентировочные уровни внешнего шума от некоторых про мышленных предприятий приве дены в табл.
98.
Создаваемый предприятием шум в значительной мере зависит от эффективности мероприятий по шумоглушению. Так, даже боль шие вентиляционные установки, компрессорные станции, различ ные мотороиспытательные стенды могут быть оборудованы шумоглушащими устройствами. Пред приятия необходимо ограждать наружными звукоизолирующими экранами. Это уменьшает интен сивность шума, который распро страняется на прилегающую тер риторию. Но следует помнить, что
ТАБЛИЦА 97
Уровень шума от объектов железнодорожного транспорта, дБА
Объект | Уровень | |
звука | ||
| ||
|
| |
Сортировочные и грузовые станции: |
| |
крупные | 101 | |
районные | 94 | |
Погрузочные дворы | 95 | |
Локомотивные и вагонные депо | 90 | |
Реостатные испытания локомотивов | 100 | |
|
|
Предприятие | Уровень звука |
|
|
Предприятия машиностроения | До 80 |
Металлургические заводы | 90—100 |
Ткацкие цеха | До 90 |
Компрессорные станции | 90—100 |
Газотурбинные энергетические | 100—110 |
установки |
|
Кузнечно-штамповочные цеха | 100—110 |
|
|
547
РАЗДЕЛ V.
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Т А Б Л И Ц А 99 | звукоизолирующие экраны (ограж | ||
Характеристика внутриквартирных | дения) усиливают шум на терри | ||
источников шума, дБ А | тории самого предприятия или ма | ||
|
|
| |
Источник | Эквивалент |
| гистрали. |
ный уровень |
| При решении вопроса о защи | |
| звука |
| |
|
| те населения от шума необходи | |
|
|
| |
Работа мусороуборочной машины | 71 |
| |
| мо учитывать также внутриквар- | ||
Разгрузка товаров и загрузка тары | 70 |
| |
| тальные его источники. | ||
Игра детей | 74 |
| |
| характеристики этих источников | ||
Купание детей в бассейнах | 76 |
| |
Спортивные игры: |
|
| в эквивалентных уровнях звука |
футбол | 75 |
| (дБА) на расстоянии 1 м от гра |
волейбол | 74 |
| ниц хозяйственных дворов, пред |
баскетбол | 66 |
| |
| приятий торговли, общественного | ||
теннис | 61 |
| |
настольный теннис | 58 |
| питания и бытового обслужива |
городки | 71 |
| ния, физкультурных площадок и |
|
|
| спортивных сооружений приведе |
|
|
| |
|
|
| ны в табл. |
Шумовые
99.Влияние шума на организм человека. Человек живет среди различных звуков и шумов. Часть из них является полезными сигналами, дающими воз можность общаться, правильно ориентироваться в окружающей среде, прини мать участие в трудовом процессе и т. п. Другие мешают, раздражают и даже могут повредить здоровью.
Издавна известно благоприятное влияние на организм человека шумов при родной среды (листьев, дождя, реки и др.). Статистика свидетельствует о том, что у людей, работающих в лесу, у реки, на море, реже, чем у жителей городов, встречаются заболевания нервной и сердечно-сосудистой системы. Установ лено, что шелест листьев, пение птиц, журчание ручья, звуки дождя оздоравливают нервную систему. Под влиянием звуков, издаваемых водопадом, уси ливается работа мышц.
О положительном влиянии гармоничной музыки было известно с давних времен. Вспомним распространенные во всем мире колыбельные (тихие неж ные монотонные напевы), снятие нервного стресса журчанием ручьев, ласко вым шумом морских волн или птичьим пением.
Известно также и отрицатель ное действие звука. Одним из тяжелых наказаний в средневековье было воз действие звуками от ударов могучего колокола, когда обреченный умирал в страшных муках от нестерпимой боли в ушах.
Это и определяет теоретическое и практическое значение изучения харак тера влияния шума на организм человека. Основной целью исследований явля ется выявление порога неблагоприятного влияния шума и обоснование гигие нических нормативов для различных контингентов населения, разных условий и мест пребывания человека (жилые, общественные здания, производственные помещения, детские и лечебно-профилактические учреждения, территории жи лых районов и мест отдыха).
Значительный теоретический интерес представляет изучение патогенеза и механизма действия шума, процессов адаптации организма и отдаленных по-
548
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА
следствий при длительном влиянии шумов. Исследования проводят обычно в экспериментальных условиях. Изучить характер влияния шума на человека сложно, так как процессы взаимодействия физических и химических факторов окружающей среды с его организмом также сложны.
Индивидуальная чувстви тельность к шуму различных возрастно-половых и социальных групп населе ния также неодинаковая.
Реакция человека на шум зависит от того, какие процессы преобладают в центральной нервной системе — возбуждение или торможение. Многие звуко вые сигналы, поступающие в кору большого мозга, вызывают беспокойство, страх, преждевременное утомление. В свою очередь, это может неблагоприят но отразиться на состоянии здоровья. Диапазон влияния шума на человека ши рокий: от субъективного ощущения до объективных патологических измене ний в органе слуха, центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной, пищеварительной системах и др. Следовательно шум действует на жизненно важные органы и системы.
Можно выделить такие категории влияния чувствительной акустической энергии на человека:
1 ) влияние на слуховую функцию, обусловливающую слуховую адаптацию, слуховое утомление, временную или постоянную потерю слуха;
2)нарушение способности передавать и воспринимать звуки речевого об щения;
3)раздражительность, беспокойство, нарушение сна;
4)изменение физиологических реакций человека на стрессовые сигналы и сигналы, не являющиеся специфическими для шумового влияния;
5)влияние на психическое и соматическое здоровье;
6)влияние на производственную деятельность, умственный труд.
Городской шум воспринимается прежде всего субъективно. Первым пока
зателем неблагоприятного его действия являются жалобы на раздражитель ность, беспокойство, нарушение сна. В появлении жалоб уровень шума и фак тор времени имеют решающее значение, но степень неприятных ощущений за висит и от того, в какой мере шум превышает обычный уровень. Значительную роль в возникновении у человека неприятных ощущений играют его отноше ние к источнику шума, а также заложенная в шуме информация.
Таким образом, субъективное восприятие шума зависит от физической структуры шума и психофизиологических особенностей человека. Реакции на шум у населения неоднородна. Сверхчувствительны к шуму 30% людей, име ют нормальную чувствительность — 60%, нечувствительны — 10%.
На степень психологического и физиологического восприятия акустичес кого стресса влияют тип высшей нервной деятельности, индивидуальный био ритмический профиль, характер сна, уровень физической активности, количе ство стрессовых ситуаций в течение суток, степень нервного и физического пе ренапряжения, а также курение и алкоголь.
Приводим результаты социологических исследований по оценке дейст вия шума, проведенные сотрудниками Института гигиены и медицинской эко логии им. А.Н. Марзеева АМН Украины. Опрос 1500 жителей шумных улиц
549
РАЗДЕЛ V. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
| Т А Б Л И Ц А 100 | (LA экв= 74 — 81 дБА) показал, что | ||
Реакции населения на шум |
|
| 75,9% жаловались на шум транс | |
|
|
| портного происхождения, 22% — | |
| Процент жалоб | |||
| при уровнях зву | на шум промышленных предпри | ||
Показатель влияния | ка (дБА) на при | ятий, 21% — на бытовой шум. | ||
нежелательного шума | легающих к до | У 37,5% опрошенных шум вызы | ||
| мам территориях | |||
|
|
|
| вал беспокойство, у 22% — раз |
| 72 | 56 |
| |
|
| дражение и лишь 23% опрошен | ||
|
|
|
| |
Шум беспокоит | 97 | 37 |
| |
| ных — не жаловались на него. При | |||
Физическое состояние не нару | 30 | 63 |
| |
| этом больше всего страдали те, | |||
шено |
|
|
| |
|
|
| у кого было поражение нервной, | |
Прием седативных средств | 43 | 23 |
| |
Обращение к врачу с жалобами | 30 | 3 |
| сердечно-сосудистой систем и ор |
психогенного характера | 80 | 3 |
| ганов пищеварения. |
Мешает разговаривать по теле |
| проживание в таких условиях мо | ||
фону |
|
|
| |
| 10 |
| жет стать причиной язвенной бо | |
Мешает чтению | 70 |
| ||
| лезни желудка, гастрита из-за на | |||
Невозможно открыть окна в | 93 | 17 |
| |
квартирах |
|
|
| рушения секреторной и моторной |
Постоянноефункций желудка и кишечника. Реакция населения на шум приведена в табл. 100. > В районах с высоким уровнем шума большинство жителей отмечают ухуд шение самочувствия, чаще обращаются к врачу, принимают седативные сред ства.
Во время опроса 622 жителя тихих улиц (LA экв = 60 дБА) жаловались на шум автотранспорта 12%, на бытовой шум — 7,6%, на шум промышленного
происхождения — 8%, на авиационный и железнодорожный шум — 2,8%. Установлена прямая зависимость количества жалоб населения от уровня
звука на примагистральной территории. Так, при эквивалентном уровне звука 75—80 дБА зарегистрировано более 85% жалоб, 65—70 дБА — 64—70%. При уровне звука 60—65 дБА почти половина опрошенных жаловались на шум, 55 дБА — третья часть населения ощущала беспокойство, и лишь при уровне шума 50 дБА жалоб практически не было (5%). Два последних уровня являют ся приемлемыми для территорий жилой застройки. Нарушается сон обычно при уровне звука более 35 дБА. Реакция населения на транспортный шум практи чески не зависит от пола, возраста и профессии.
В современных городских условиях слуховой анализатор человека вынуж ден работать с большим напряжением на фоне транспортного и жилищно-бы- тового шума, который маскирует полезные звуковые сигналы.
Поэтому нуж но определить возможности приспособления органа слуха, с одной стороны, и безопасные уровни шума, действие которых не нарушает его функций, — с другой.
Пороги слухового ощущения характеризуют чувствительность. Их опре деляют на чистых тонах в диапазоне частот от 63 до 8000 Гц методом тональ ной аудиометрии в соответствии с ГОСТом «Шум. Методы определения по терь слуха человека». Самая высокая чувствительность уха к звукам в диапазо не частот 1000—4000 Гц. Она быстро снижается при отдалении в обе стороны от зоны наибольшей чувствительности. В диапазоне частот 200—1000 Гц по-
550
Звук: децибелы и dbA : Механика и Техника
Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное
| lega4 |
| ||
17/03/10 |
| ||
| |||
12.2010, 22:50 | Simonov |
| ||
20/01/10 |
| ||
| |||
12.2010, 10:53 | e7e5 |
| ||
08/05/08 |
| ||
| |||
sengpielaudio.com/TableOfSou … Levels.htm| lega4 |
| ||
17/03/10 |
| ||
| |||
.. А где там формула перевода в обычные дб?| e7e5 |
| ||
08/05/08 |
| ||
| |||
Зайчем все это нужно. Есть стандарты измерений, есть приборы. Померили шум от устройства, соответствует например документации на устройство, значит ок. А так нужно углубляться в стандарты… На одной частоте вроде легко понять. А так, ввиду широкого диапазона измерений логарифмическая шкала просто очень удобна. Какую точку отсчета брать — некоторая условность.| lega4 |
| ||
17/03/10 |
| ||
| |||
И мне хочется как-нибудь их соотнести)))| e7e5 |
| ||
08/05/08 |
| ||
| |||
И мне хочется как-нибудь их соотнести)))| lega4 |
| ||
17/03/10 |
| ||
| |||
techpowerup.com/reviews/Zota … on/30.html — дбА| e7e5 |
| ||
08/05/08 |
| ||
| |||
Изучите данные на приборы. По последней ссылке — указан прибор, который измеряет с фильтром A или C. Т.е. все одно и тоже.| lega4 |
| ||
17/03/10 |
| ||
| |||
е. вы утверждаете, что данные измерений в одних единицах? Тогда объясните, пожалуйста, почему они в 2 РАЗА отличаются (А т.к. децибелы логарифмические, то это чуть ли не в 1000 раз громче, судя по вики)?| e7e5 |
| ||
08/05/08 |
| ||
| |||
12.2010, 18:24 
Наконец, мне показалось ( уже нет времени снова читать ссылки), что во втором случае щуп прибора был где-то не в том месте, как в первом случае. Суммируя, четкого ответа эти статьи не дадут для получения сравнения… Проще обратиться на сайт производителя и задать туда вопрос. Либо поговорить с продавцом. Это всего лишь размышления, которые возникли у меня. У др. людей могут быть другие идеи.| Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию |
| Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 11 ] |
Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы
Кто сейчас на конференции |
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей |
| Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения |
| Найти: |
Децибелы и кондиционеры
Опубликовано: 16 декабря 2015 г.
1559
Современный человек живет в мире различных технических устройств. Работа большинства из них не вызывает дискомфорта. Но практически любое оборудование, при функционировании которого используются движущиеся механизмы, генерирует целый спектр звуков различной частоты и интенсивности, слышимых или неслышимых, но оказывающих физиологическое воздействие.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Когда потребитель выбирает то или иное бытовое оборудование, например кондиционер, в числе прочих параметров он обращает внимание на уровень шумового воздействия, измеряемый в децибелах (дБ). При этом считается очевидным, что чем меньше децибел продуцирует кондиционер, тем он менее воздействует на человека и тем выше уровень комфортности прибора. В идеале желательно, чтобы шум был на уровне или даже ниже естественного фона – звука ветра, шелеста листвы и т.п.
Блоки шумят по-разному
Производители бытовой техники также часто указывают как конкурентное преимущество низкий уровень генерируемого ею шума.
Современные сплит-системы, работающие в ночном режиме, обычно не превышают уровень звука, допустимый для жилых помещений. Но это условие иногда выполняется только для внутренних блоков кондиционера. Внешние блоки с компрессором и вентилятором, размещаемые снаружи помещений, шумят намного сильнее. И у соседей, окна которых выходят на ту же сторону стены многоэтажного дома, это может вызывать дискомфорт.
Компании, выпускающие кондиционеры, постоянно снижают уровни шума: преодолев порог 40 дБ, уже доводят его для ночного режима до 30 и даже 20 дБ (рис. 1). При этом в технических характеристиках рядом с обозначение единицы измерения (дБ) в скобках ставится литера (А).
Рис. 1. Внешний блок инверторной сплит-системы SRC25/35ZMP-S компании Mitsubishi Heavy Industries
Обычно серьезные производители приводят и дополнительные технические данные. Например, это могут быть те или иные гигиенические сертификаты. Одним из генераторов шума являются движущиеся части вентиляторов, поэтому акцентирование внимания на конструктивной проработке этих деталей не только в целях снижения энергозатрат, но и уменьшения шумового воздействия также может послужить дополнительной гарантией комфортности.
Большое значение имеют тип, мощность компрессора, локализация и корректность монтажа содержащего его блока.
Выбор сплит-системы может быть затруднен из-за того, что производитель указывает уровень звукового давления внутреннего блока при минимальной производительности вентилятора. Уровень шума кондиционера при различных режимах можно иногда узнать из каталога.
При сравнении уровней шума приборов разных производителей нужно использовать данные для низкой скорости вентилятора. Производитель также измеряет уровень шума в камере, стены которой покрыты звукопоглощающим материалом. В квартире же звук от внутреннего блока будет усиливаться из-за многократного отражения от мебели, стен и потолка. Выбор техники по шумовым параметрам затруднен еще по одной причине: в каталогах производители указывают уровень шума как в дБ, так и в дБА. И хотя первые и вторые показатели находятся в определенной связи друг с другом, это совсем не одно и то же. Часто потенциальный пользователь конечного продукта не знает об этом.
А ведь неучет такой «мелочи» может легко свести конкурентные преимущества не только к нулю, но и превратить формально комфортный прибор в такой, который вызывает дискомфорт и даже наносит ущерб здоровью.
Разница уровня шума наружных блоков кондиционеров верхней и нижней ценовых групп существенно выше разницы уровня шума внутренних блоков. Шум наружных блоков, так же как и внутренних, зависит от производительности кондиционера. Как правило, шум наружного блока качественного исправного бытового кондиционера никогда не превышает разрешенного для жилой зоны уровня. Но в некоторых бюджетных сплит-системах производительностью более 3,5 кВт уровень звука наружных блоков уже превышает максимальный уровень. Эта проблема очень актуальна для нежилых помещений в жилых домах.
Теория
Акустическая мощность (Вт) – это величина, равная отношению количества звуковой энергии dW, переносимой упругой средой через заданную поверхность, к интервалу времени dt. При распространении акустических волн каждый элемент объема среды приобретает за счет колебательного движения частиц добавочную энергию.
Энергия акустической волны единицы объема среды (плотность энергии) это сумма двух слагаемых:
E=rn2/ 2+bp2/2, Дж/м3,
где rn2/ 2 и bp2/2 – плотности кинетической и потенциальной энергий; r – плотность среды; n – колебательная скорость частиц; b = 1/rc2 – сжимаемость среды; с – скорость звука; p – звуковое давление.
Для плоской бегущей волны потенциальная энергия равна кинетической. В произвольной волне такое же выражение имеет место для среднего по времени значения плотности полной энергии. В стоячей волне, в отличие от бегущей, средние по времени значения кинетической и потенциальной энергий не равны друг другу в каждой точке.
При наличии в среде нескольких гармонических волн разных частот плотности энергий складываются. А для волн одинаковой частоты, когда амплитуды во всех точках среды удваиваются, плотность энергии учетверяется.
Интенсивность звука в любой точке можно измерить, например, Вт/м2. Но запись в таких единицах интенсивности обычных шумов неудобна: интенсивность наиболее тихого звука, доступного восприятию человека 0,000 000 000 001 Вт/м2 (10−12 Вт/м2), а шум реактивного самолета, пролетающего на расстоянии порядка 50 м, – 10 Вт/м2.
Более удобно выражение интенсивностей звука в виде отношения к эталонной интенсивности. Например, шум реактивного самолета в 1013 раз превышает эталон. Причем любое число можно представить как 10 в какой-то степени – десятичный логарифм( lg):
In = 10 lg Iизм/Iэт , дБ,
где In, Iизм, Iэт – соответственно, нормированный, измеренный, эталонный уровни интенсивности (коэффициент 10 введен для удобства применения).
Децибелы не единицы измерения, аналогичные, например, метрам, когда 2 + 2 = 4. При удвоении звукового давления энергия звуковой волны должна увеличиться в четыре раза, тогда, соответственно, увеличится скорость частиц среды (табл. 1).
Табл. 1. Интенсивность, звуковое давление и уровень звука*
|
Интенсивность, Вт/м2 |
Звуковое давление, Н/м2 |
Уровень звука, дБ |
|
108 106 104 1 10-2 10-6 10-10 |
2×105 2×104 2×103 20 2 10-2 10-4 |
2×102 1,8×102 1,6×102 120 100 60 20 |
* – в воздухе при комнатной температуре и нормальном давлении на уровне моря
Так, звуковое давление самого слабого из слышимых звуков равно примерно 0,00002 Н/м2, а у дизельного грузовика оно составляет 2 Н/м2.
Увеличение интенсивности звука вдвое прибавляет 3 дБ. Например, шум 39 дБ имеет интенсивность вдвое ниже, чем 42 дБ (lg 10 = 1, а lg 20 = lg 2 + lg 10 = 1,3 Б, при переходе к общепринятым дБ надо еще умножить на коэффициент 10). Поэтому снижение шума на каждые 3 дБ означает уменьшение звукового давления вдвое.
Многоликий шум
Диапазон частот, воспринимаемых человеческим ухом, в среднем – 0,02–20 кГц (разброс значений от 0,012–0,024 до 18-24 кГц). Причем молодые люди лучше слышат звуки соответствующие 3 кГц, а пожилые – 1кГц.
Воспринимаемый на слух звуковой диапазон сужается, уменьшаясь каждые десять лет примерно на 1кГц – для высокочастных звуков и увеличиваясь «вниз» от 20 Гц – для низкочастотных.
Чувствительность слуха во время сна увеличивается на 10–14 дБ (до первых децибел по шкале (А), причем звук с большими скачками громкости может легко разбудить спящих людей. При отсутствии звукопоглощающих материалов на внутренней поверхности ограждающих конструкций уровень шума увеличивается на 4–6 дБ из-за многократного отражения (табл.
2).
Табл. 2. Уровни звука (дБ)
|
Источник |
Уровень шума, дБ |
Субъективная оценка |
|
Шелест листвы |
10–15 |
На пороге слышимости |
|
Шепот человека (1 м) |
20 |
Отчетливо слышно при хорошем слухе |
|
Тиканье механических настенных часов |
30 |
Тихо (допустимый максимум с 23 до 7 ч. по СНиП 23-03-2003) |
|
Спокойная речь человека |
40 |
Слышно (норма для жилых помещений с 7 до 23 ч. |
|
Громкий разговор |
60 |
Шумно (норма для офисных помещений) |
|
Крик, громкие разговоры (1 м) |
75 |
Очень шумно |
|
Громкий крик, работа ДВС с глушителем, работа мощного пылесоса |
80 |
Очень шумно |
|
Громкие крики, железнодорожный состав (6–8 м) |
90 |
Затруднен разговор |
|
Метро. Снаружи и внутри вагона |
95 |
При разговоре собеседники должны сближаться на расстояние 0,3–0,5 м |
|
Раскаты грома, оркестр, бензопила |
100 |
Крайне шумно |
|
Вертолет, самолет |
105–110 |
Разговор невозможен |
|
Пневматический отбойный молоток |
120–125 |
Почти невыносимый шум |
|
Самолет на старте |
130 |
Болевой порог |
|
Взлетающий реактивный самолет |
140 |
Болевой порог |
|
Старт ракеты |
145–155 |
Контузия |
|
Ударная волна при прохождении самолетом звукового барьера |
160 |
Шок, травмы, разрыв барабанных перепонок |
|
Шумовое оружие |
> 180 |
Травмы, несовместимые с жизнью |
)Временно допустимые уровни звука больше постоянных на 15 дБ.
Так, для жилых комнат квартир допустимый уровень звука в дневное время – 40 дБ, а временный – 55. При постоянно работающем инженерном оборудовании учитывается поправка – минус 5 дБ.
На рабочих местах предельно допустимые эквивалентные уровни звука для прерывистого шума – 110 дБ(А), а для импульсного – 125 дБ(А). И запрещено пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.
Шум, издаваемый компьютером, принтером и факсом в комнате без звукопоглощающих материалов, может превышать уровень 70 дБ. На производстве для снижения уровня шума применяют шумопоглощающие материалы, ушные вкладыши, наушники. Последние обеспечивают максимальную защиту, закрывая не только ушной проход, но и кости черепа.
Скорость звука в среде зависит от многих факторов – ее плотности, температуры и частотных параметров звука. Так, для частоты 1–2 кГц в воздухе она составляет 344,4 м/с (при температуре 21 °С) и только 332 м/с – при 0 °С; при 20 °С в пресной воде скорость звука – 1484м/с (при 17 °С – 1430 м/с), в морской – 1490 м/с (для льда – 2900–4100 м/с) .
В древесине твердых пород скорость звука различна по направлениям – достигает 5000 м/с (вдоль волокон) и примерно 3500 м/с – в поперечном направлении. Интересно, что скорость звука в металлах, составляя в среднем 2000–6000 м/с, различна: доходя в легированной стали до 6000 м/с, она в чугуне на 25 % ниже, в алюминии – на 5 % выше. В полимерных материалах скорость звука находится примерно в тех же пределах. При повышении температуры и давления скорость звука в воздухе увеличивается, а в жидкостях с ростом температуры она уменьшается.
Снижают дальность распространения звука вдоль поверхности земли высокие преграды (горы, здания и строения), противоположное направление ветра и его скорость, а так же другие факторы (пониженное атмосферное давление, повышенная температура и влажность воздуха).
Интенсивность затухания (коэффициент поглощения) звука средних частот (порядка 1–8 кГц) при нормальном атмосферном давлении и температуре над землей находится в диапазоне 10–20/100 дБ /м, причем поглощение пропорционально квадрату частоты акустических волн.
Достоверность измерения
Физическая характеристика громкости звука – уровень звукового давления в дБ. Звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. Неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируют за счет электронного частотного фильтра (А), получая так называемый эквивалентный уровень звука – дБ(А).
Национальные стандарты стран-участников Международной электротехнической комиссии МЭК идентичны или адаптированы по отношению к международным стандартам ИСО, например, ГОСТ Р 52797.1-2007 «Акустика. Рекомендуемые методы проектирования малошумных рабочих мест производственных помещений».
Рис. 2. Измеритель шума и вибрации SVAN-958
Бытовые приборы-шуметры (SL, «Октава», Svan) обычно имеют диапазоны измерения 30–130 дБ, 31,5 Гц – 8 кГц (рис. 2) и снабжены акустическими фильтрами А и С (промышленные интегрирующие). Однако для измерений не воспринимаемых на слух шумов нужны широкодиапазонные приборы.
Поддиапазоны спектра звуковых частот, на которые настроены фильтры двух- или трехполосных шумомеров – низкочастотный – до 0,4 кГц; среднечастотный – 0,4–5 кГц и высокочастотный – 5–20 кГц.
При измерении шума звуковое давление преобразуется в электрическое напряжение, усиливается, выпрямляется и подается на откалиброванный вольтметр. При этом измеряются усредненные среднеквадратичные значения сигнала. Обычным вольтметром нельзя охватить огромный диапазон звуковых давлений, и поэтому в той части устройства, где происходит усиление сигнала, имеется несколько цепей, различающихся по усилению на 10 дБ, которые можно включать последовательно одну за другой.
Однако часто возникает единичный, опасный для слуха импульс давления с затухающими его колебаниями. Чтобы измерить реальное шумовое воздействие, являющееся неаддитивной результирующей шумов различных характеристик, еще недостаточно громкости и частоты звука.
Существуют два общепринятых метода учета флуктуации уровня шума.
В первом методе используют так называемый анализатор статистического распределения. Это устройство регистрирует относительную долю времени, в течение которого измеряемый уровень шума находится в пределах каждой из ступеней шкалы, например, через каждые 5 дБ. При втором методе используется нормировочный индекс шума. Его шкалу используют для характеристики среднемаксимальных уровней шума самолетов, выраженных в PN дБ (воспринимаемый уровень звука). Шкала начинается от уровня 80 PN дБ (около 67 дБА), значение 80 вычитается из величины среднемаксимального уровня. Если за время измерения пролетает один самолет, то величина этого индекса будет равняться среднемаксимальному уровню в PN дБ минус 80. При каждом удвоении числа самолетов следует прибавлять к этому числу 4,5 единицы. И только если отдельные пиковые уровни шума самолетов различаются всего на несколько дБ, усредненную величину можно вычислить арифметически.
В мире существует много других методик, шкал и индексов для измерения шума.
Например, в Англии для измерения промышленного шума применяется так называемый исправленный уровень шума, существуют свои особенности и в США.
Чувствительность человеческого уха для различных частот различна, и для того, например, чтобы звуки с частотой 20 Гц и в сорок раз более высокие воспринимались одинаково громко, уровень звукового давления первого из них должен быть на 50 дБ выше, чем второго. Поэтому современные приборы имеют корректирующие контуры. Обычно их три – А, В и С, причем последний используется лишь при определенных профессиональных измерениях, например, в аэропортах.
В настоящее время почти повсеместно уровень шума принимают равным уровню, измеренному в дБ с помощью шумомера с коррекцией А, и выражают его в единицах дБ(А). Впрочем, звуковые уровни, выраженные в дБ(А), также в точности не соответствуют физиологической реакции. При измерении громкости в дБ(А) недооценивается реакция на звуки низкой частоты и не учитывается повышенная чувствительность уха к громкости чистых тонов.
Такая шкала также недооценивает роль частотного состава шума, поэтому результаты измерений, проведенных с помощью стандартного шумомера, приходится дополнять данными, полученными при использовании других приборов. Звукоанализирующая аппаратура громоздка и поэтому применяется в лабораториях.
Коварный инфразвук
Акустические волны с частотой ниже 16 Гц, не воспринимаемой человеческим ухом, лежат в области инфразвука. Причем с расстоянием быстрее гасятся высокие частоты и остаются низкие, и дальность распространения длинноволновых звуков может достигать сотен километров.
В течение последних десятилетий резко возросло количество разного рода машин и других источников шума и инфразвуковых колебаний. Установлено, что у жителей районов, расположенных рядом с крупными международными аэропортами, являющимися сильными инфразвуковыми загрязнителями, заболеваемость гипертонией значительно выше, чем у живущих в более тихом районе того же города. Предполагают, что многие болезни в современном обществе связаны с неслышимым звуком.
В промышленности инфразвуки излучаются заводскими вентиляторами и воздушными компрессорами, моторами. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров, совершающие низкочастотные механические колебания (инфразвук механического происхождения) или турбулентные потоки газов и жидкостей (инфразвук аэродинамического или гидродинамического происхождения). Максимальные уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100–110 дБ.
Волны, лежащие в инфразвуковой области, характеризуются значительно большей проникающей способностью, чем ультразвуковые колебания.
Так как длина инфразвуковой волны велика, она глубоко проникает в ткани тела. Действуя за счет резонанса, инфразвуковые колебания по частоте могут также совпадать со многими процессами, происходящими в организме. А при этом часто может возникать резонанс, приводящий к расстройству работы органа и даже его травме.
В жидких средах коэффициент затухания волн существенно ниже, чем в газообразных. И мозг фактически оказывается целым органом, воспринимающим инфразвуковой спектр. Картина взаимодействия мозга с инфразвуком сложна, поскольку частоты важнейших его ритмов лежат в диапазоне 0,5–30 Гц. Значительные психические эффекты характерны для частоты 7 Гц, соответствующей a- ритму.
Частоты 12 Гц при интенсивности 85–110 дБ могут вызывать головокружение, а 15–18 Гц той же интенсивности индуцируют беспокойство и даже немотивированный, так называемый панический, страх, потребность вырваться из замкнутого пространства.
А частоты примерно 19 Гц вызывают расстройство зрения.
При воздействии на человека инфразвука с частотами, близкими к 6 Гц, могут отличаться друг от друга картины, создаваемые левым и правым глазами, нарушается ориентация в пространстве. Подобные ощущения вызывают и пульсации света на частотах 4–8 Гц. Еще древнеегипетские жрецы, чтобы добиться признания у пленника, привязывали его и с помощью зеркала освещали глаза пульсирующим солнечным лучом.
Через некоторое время возникали судороги, и психика пленника подавлялась.
Тайны «Летучего голландца»
На протяжении столетий легенды о Летучем голландце – корабле, брошенном по неизвестной причине командой и продолжающем бороздить просторы океана, – вызывают мистический интерес (рис. 3).
Рис. 3. «Летучий голландец»
Взаимодействие сильного ветра и морских волн создает сильные инфразвуковые волны, которые распространяются значительно быстрее шторма или циклона. Как известно, многие животные могут предсказывать эти природные явления, но и некоторые люди улавливают «голос моря». Мощные инфразвуковые колебания воздуха, принесенные издалека, воспринимаются ими как болевые ощущения в ушах.
При зарождении подводного землетрясения, когда «тряской» охвачены сотни квадратных километров поверхности океана, поперечные звуковые волны передаются через толщу воды. Большинство из них доходит до ионосферы. Продолжительное воздействие инфразвука превращает корабль в резонатор, вторичный источник инфразвука, значительно увеличивающий его интенсивность и вызывающий инстинктивный страх, образно говоря, берущий управление на себя.
Возможно, этим объясняется появление в открытом океане судов с явными признаками стремительного бегства с них людей. Встречались и суда, на которых вся команда и пассажиры оказывались мертвыми, каждый на том месте, где он находился, что также можно объяснить влиянием инфразвука.
Интересно, что в зависимости от интенсивности инфразвуковых колебаний, находящиеся на борту люди могут испытывать различные степени паники. Поэтому сознание человека будет подыскивать причину подобных явлений, пытаться их интерпретировать.
В 1959 г. группа студентов, которую возглавлял И. Дятлов, совершала лыжный поход, направляясь к пос. Вижай на севере Свердловской области. Однако к намеченному пункту никто из студентов так и не вышел. Впоследствии поисковая группа обнаружила разорванную изнутри палатку с одеждой, обувью и продуктами, а недалеко от палатки были найдены тела участников экспедиции с различными травмами. Официально причиной смерти студентов назвали стихийную силу, которую люди не смогли преодолеть.
Странные обстоятельства гибели членов экспедиции породили множество слухов и легенд, связанных с перевалом Дятлова. Причиной гибели девяти лыжников (рис. 4) могло быть такое явление, как вихревая дорожка Кармана, при котором сильный ветер преобразуется в серию торнадо. При этом возникают инфразвуковые волны. Студенты могли стать жертвой такого инфразвука, в панике бежав из палатки и замерзнув насмерть.
Рис. 4. Памятный знак с фотографиями погибших
Статья из журнала «Аква-Терм» май-июнь № 3 (85) 2015
Статьи
Поделиться:
вернуться назад
Отвод продуктов сгорания от современного твердотопливного котла
Пример использования современных водоочистных технологий
Ультразвук в водоподготовке
Баромембранная водоподготовка
Концепции контроля шума — IAC Acoustics
Что такое шум?
Шум – это нежелательный звук, который может быть опасен для здоровья, мешать речи и устному общению или иным образом мешать, раздражать или раздражать.
Что такое звук?
Звук определяется как любое изменение давления в воздухе, воде или другой жидкой среде, которое может быть обнаружено человеческим ухом.
Каковы характеристики звука?
Двумя наиболее важными характеристиками, которые необходимо знать для оценки звука или шума, являются его амплитуда и частота. Амплитуда или высота звуковой волны от пика до впадины определяет громкость или интенсивность. Длина волны определяет частоту, высоту тона или тон звука.
Что такое длины волн?
Длины звуковых волн — это линейное измерение одного полного цикла смещения, при котором движение молекул воздуха сначала сжимается, а затем разрежается или расширяется. Длина волны определяется отношением скорости звука к частоте.
Как выражаются эти характеристики?
Частота звука выражается в длинах волн в секунду или циклах в секунду (CPS). Его чаще называют Герцем. Низкочастотный шум составляет 250 герц (Гц) и ниже. Высокочастотный шум 2000 Гц и выше.
Среднечастотный шум находится между 250 и 2000 Гц.
Амплитуда звука выражается в децибелах (дБ). Это логарифмическая сжатая шкала, работающая в десятичных степенях, где небольшие приращения в дБ соответствуют большим изменениям акустической энергии.
Что такое октавные полосы?
Стандартизированные октавные полосы — это группы частот, названные по центральной частоте, где верхний предел всегда в два раза превышает нижний предел диапазона. Данные испытаний акустических материалов стандартизированы для удобства сравнения на центральных частотах. Уровни шума оборудования и измерительные устройства (дБ-метры) также соответствуют предпочтительным октавным полосам.
В чем разница между дБ и дБА?
9Уровни звукового давления 0002 дБ не взвешены. Уровни дБА взвешены по шкале А в соответствии с весовыми кривыми, чтобы приблизиться к тому, как слышит человеческое ухо. Например, уровень 100 дБ на частоте 100 Гц будет восприниматься как громкость, равная всего лишь 80 дБ на частоте 1000 Гц.
Шкала дБА основана на слухе ребенка и первоначально была задокументирована на основе реальных тестов слуха, чтобы охарактеризовать относительную реакцию человеческого уха на шум.Является ли потеря слуха постоянной?
Да! Необратимая потеря слуха возникает, когда крошечные волосковые клетки в улитке (внутреннем ухе) повреждаются или разрушаются. Здоровая улитка содержит примерно 40 тысяч волосковых клеток, необходимых для передачи звуковых колебаний в мозг. Воздействие чрезмерного уровня шума повреждает волосковые клетки, что приводит к постоянной и необратимой потере слуха.
Значительно ли изменение на 5 дБ?
Да! Давление, связанное с самым громким известным звуком, более чем в миллиард раз превышает давление, связанное с самым слабым звуком. Такой большой диапазон неуправляем для целей измерения. Использование логарифмической шкалы сжимает диапазон до значений от 0 до 200 дБ. Справа различные изменения уровня звука относятся к относительной громкости и потерям акустической энергии.
Изменение на 5 дБ означает изменение акустической энергии более чем на 50%!
| Изменение уровня звука | Потери акустической энергии | Относительная громкость |
| 0 дБ | 0 | Артикул |
| -3 дБ | 50% | Заметное изменение |
| -10 дБ | 90% | В два раза громче |
| -20 дБ | 99% | 1/4 как громкий |
| -30 дБ | 99,9% | 1/8 как Громко |
| -40 дБ | 99,99% | 1/16 как Громко |
Звуковая мощность равна звуковому давлению?
Нет! Хотя уровни звуковой мощности (Lw) и уровни звукового давления (Lp) выражаются в децибелах, стандарты для каждого из них различаются. Что еще более важно, уровень звуковой мощности представляет собой общую выходную акустическую энергию источника шума, не зависящую от окружающей среды.
Уровни звукового давления зависят от факторов окружающей среды, таких как расстояние от источника, наличие отражающих поверхностей и других характеристик помещения/здания/зоны, в которой находится источник. Фактические уровни звукового давления всегда будут выше уровней звуковой мощности.
Что такое тональный шум?
Тональный шум обычно называют дискретным частотным шумом, и он характеризуется спектральными тонами, которые по своей природе являются чистыми тонами. Чистые тона — это формы волн, которые возникают на одной частоте. Тональный шум генерируется вращающимся оборудованием с предсказуемой частотой, зависящей от скорости вращения вала и числа лопаток компрессора, лопастей вентилятора, поршней двигателя, зубьев шестерни и т. д. Основной тон (F) может также проявляться при постепенном снижении частоты. уровни интенсивности на целых кратных гармониках (2F, 3F и т. д.). Уровни толерантности к тональному шуму обычно находятся на более низком пороге.
Что такое импульсный шум?
Импульсный шум представляет собой кратковременное кратковременное акустическое явление, характеризующееся внезапным повышением или скачком звукового давления, за которым следует равномерное или колебательное затухание (в зависимости от типа оборудования-источника) продолжительностью менее 1/2 секунды.
Импульсный шум обычно имеет отчетливую спектральную характеристику во всем диапазоне частот без присутствия дискретных тонов. Примеры импульсного шума включают выстрелы, системы импульсной очистки, штамповочные прессы и т. д.
Каков диапазон слышимости?
При рождении диапазон слышимых частот составляет от 20 Гц до 20 000 Гц. Вообще говоря, средний диапазон слышимости человека составляет от 30 Гц до 17 000 Гц. Формы волн звукового давления ниже и выше этого диапазона описываются как инфразвуковые и ультразвуковые. Инфразвук воспринимается как трепетание, в то время как ультразвук не вызывает ощущения слуха.
Что такое дифракция?
Дифракция звука – это «огибание» волны давления вокруг предметов, препятствий и стен. Дифракция максимальна при низкочастотном звуке или там, где длина волны велика по сравнению с объектом, на который он падает. Как показано выше, дифракция звука приводит к менее выраженной зоне акустической тени.
По ком звонит децибел: война дБА против дБ УЗД — Обзор слуха, январь 2013 г.
Автор Маршалл Чейзин, Австрал. — Дэвид Кирквуд, редактор HHM Было холодное зимнее утро. Солдаты вели себя необычно тихо, возможно, из-за «вечеринки», которую мы устроили прошлой ночью. Правительство объявило, что открыло еще одну цифру числа пи. По понятным причинам празднование перешло в предрассветные часы. Это было долгожданное объявление, так как дела шли не очень хорошо.
Мы были на передовой. Казалось, что как только мы захватим очередной холм, NIOSH, OSHA или какое-то другое агентство передумают. Во-первых, это был просто дБ; затем дБ SPL; затем дБА; а затем снова вернуться к dB SPL. Время от времени к нам приезжали офицеры из тыла, пытавшиеся убедить нас, что мы действительно должны воевать за L eq , или даже один парень, который предлагал нам бросить свои вычислители и использовать L ex . Излишне говорить, что он продержался недолго — кто-то обвинил его в принадлежности к «Аль-Гебре», и вскоре он был арестован за попытку контрабанды оружия для обучения математике.
Но за что мы сражаемся на самом деле? Наши семьи дома были довольны децибелами; на самом деле мой прадед называл его белом, но он был примерно в 10 раз больше для нашего использования, поэтому мы разделили его на десятые доли и, используя метрическую систему, назвали его децибел или дБ. Я помню, как в юности мы были вполне довольны просто использованием dB SPL, и я помню много замечательных историй на ночь, когда мои мама и папа просто произносили dB SPL, когда я тихонько засыпал.
Внедрение dBA было подобно ножу, пронзившему наши гражданские души. Зачем вводить еще одну аббревиатуру? Мы были относительно довольны, хотя и не в восторге, от dB SPL, потому что осознали его ограничения. Каждый ребенок сделал. Шкала dB SPL обрабатывает все частоты одинаково. Это действительно недискриминационная шкала. Мы можем измерить 500 Гц и получить меру уровня в дБ SPL; мы можем измерить 4000 Гц (мой личный фаворит), а также получить меру уровня в дБ SPL. Так зачем портить то, что казалось работающим?
Вот тут и началась война.
Собственно, правительство назвало это конфликтом . Но для тех из нас, кто на передовой, это то же самое. У кого-то возникла идея, что мы должны измерять шум и музыку в дБА — шкале, которая оценивает то, что на самом деле доходит до улитки. Низкочастотные звуки, как правило, вызывают большее препятствие, когда они воздействуют на барабанную перепонку, чем среднечастотные звуки. Фактически, требуется около 25 дБ низкочастотного звука (при 125 Гц), чтобы преодолеть сопротивление барабанной перепонки (и структур среднего уха) этому звуку.
Напротив, средние и высокие частоты не воспринимают барабанную перепонку как препятствие. Для тех, кто любит проценты, эффективность барабанной перепонки и среднего уха составляет всего около 66%. Это не звучит здорово, но это так. В конце концов, звук должен пройти из воздушной среды в среду жидкости во внутреннем ухе. Обычно 99,9% звуковой энергии теряется (или проходит 0,001 энергии), когда звук переходит из воздуха в воду, и для тех, кто любит математику, 10log10 -3 составляет 30 дБ.
На самом деле, это то же самое, даже если вы не любите математику!
Итак, снижение всего на 25 дБ и только для низких частот — это очень хорошо. Барабанная перепонка и система среднего уха проделали замечательную, но не идеальную работу по преодолению этой проблемы передачи звука. Ситуация усугубляется, когда вы подаете звук прямо в ухо через наушники — тогда требуется около 45 дБ, чтобы его можно было просто услышать на частоте 125 Гц. Разница в первую очередь связана с сосудистым шумом крови, протекающей по нашим кровеносным сосудам.
Для шумовых и музыкальных спектров со значительной низкочастотной энергией (ниже 1000 Гц) может быть большая разница между измерениями в дБ SPL и дБА, и действительно, значение дБА является подходящим. Однако для шумовых/музыкальных источников с небольшой энергией ниже 1000 Гц разницы между этими двумя показателями действительно нет. Это довольно редко встречается в индустриальных шумовых площадках, но довольно часто встречается в музыке.
| Маршалл Чейзин, австралийский врач, аудиолог и директор по исследованиям в Musicians’ Clinics of Canada, Торонто. Он является автором пяти книг, в том числе «Потеря слуха у музыкантов» (издание во множественном числе), и входит в состав редакционно-консультативного совета отдела кадров. Он также был приглашенным редактором двух специальных выпусков HR о музыке и потере слуха (март 2006 г. и февраль 2009 г., последний с Ларри Ревитом, Массачусетс) |
Быстрое переключение со шкалы дБ SPL (также известной как шкала C на многих шумомерах) на шкалу дБА может обеспечить элементарную оценку формы спектра. Если нет разницы между двумя измерениями, то низкочастотная энергия в сигнале минимальна. Если есть существенная разница, то есть значительная низкочастотность (<1000 Гц=”” энергия=”” in=”” the=”” сигнал=”” p=””>
Высокие инструменты, такие как скрипка, труба и большая часть перкуссионной секции, обладают значительной звуковой энергией от средних до высоких частот.
Это, безусловно, контрастирует с шумным производственным предприятием. Хотя скрипка на самом деле является широкополосным инструментом со значительной информацией о более низких и более высоких частотах в своем спектре, как и у всех высокочастотных инструментов, гармоническая структура более высоких частот обычно более интенсивна, чем основная энергия более низких частот. Для скрипки, играющей ля (440 Гц), действительно имеется довольно много энергии на частоте 440 Гц (основной тон), но она обычно перекрывается энергией более высокочастотных гармоник.
И наоборот, ударные инструменты имеют «внезапные» выбросы энергии. Все, что является «внезапным» во временной области — быстро меняющееся от отсутствия звука до интенсивного звука — имеет высокочастотный спектр. Если представить переход на высокий уровень за короткий промежуток времени как одну четверть всей длины волны (а это короткая), то вся длина волны короткая. Короткие волны (во временной области) означают высокочастотную энергию при проведении спектрального анализа.
Аккуратно, а?
Итак, война продолжается, и войска медленно пробуждаются, но для многих музыкальных инструментов просто нет большой разницы между dB SPL и dBA. Если кто-то читает непрофессиональную публикацию или слушает публичную лекцию или ток-шоу по радио, и кто-то путает dB SPL и dBA, они могут быть небрежными, но, вероятно, правильными, и можно игнорировать разницу между ними… по крайней мере, для музыки.
ЗВОНИТЕ в колонке блога доктора Чейзина по адресу: http://hearinghealthmatters.org/hearthemusic
NC, RC или дБА?
Хотя многие из нас, возможно, слышали некоторые из этих терминов раньше, понимание различий между ними может быть немного менее ясным.
Все мы знаем, что фоновый шум может быть довольно неприятным в большинстве ситуаций (см. «Акустика в офисе» и «Четыре наиболее важных критерия проектирования акустики в школах»), но какие уровни подходят для различных помещений? Как мы их измеряем и что означают рейтинги?
Для понимания акустики первым важным понятием является уровень звука.
Звук — это просто колебания давления в воздухе. Многие из нас слышали загадку: если в лесу падает дерево, и рядом нет никого, кто мог бы это услышать, издает ли оно звук? Ну, это действительно будет зависеть от определения звука. Хотя звук представляет собой колебания в среде под давлением, он также определяется как слышимая волна. Таким образом, согласно этому определению, ответ на этот вопрос будет отрицательным, он не издает звука. Поскольку мы имеем дело с колебаниями давления в среде, звук обычно определяется двумя различными характеристиками: частотой и амплитудой. Частота звука определяет высоту звука, которую вы слышите (высокий или низкий), тогда как амплитуда управляет уровнем громкости.
Многие люди слышали о термине «децибелы» применительно к уровню громкости. Децибел — это единица измерения, выражающая отношение одного уровня давления к другому в логарифмической шкале. Это позволяет нам обрабатывать звук в гораздо более управляемых количествах. дБА означает взвешенный по шкале А уровень звукового давления (измеряется в децибелах, отсюда и дБА, который также иногда обозначается как дБ(А)).
Теперь, откуда берется этот вес? Ну, человеческое ухо более чувствительно к звуку на определенных частотах. Средний диапазон человеческого слуха составляет от 20 до 20 000 Гц, но ближе к верхней и нижней части этого диапазона наша чувствительность к звуку значительно падает. Шкала A-взвешивания просто применяет поправочный коэффициент к уровню на каждой частоте, чтобы соответствовать тому, что улавливает человеческое ухо. дБА был впервые использован еще в 1933 и с тех пор используется. Хотя это не лучший метод оценки шума в помещении, он все же очень распространен в определенных ситуациях.
NC означает шумовые критерии. Критерии шума определяют уровень звука с помощью набора кривых критериев, которые были разработаны и разработаны в 1957 году. Он был разработан, чтобы быть более чувствительным к относительной громкости людей. Это наиболее распространенный рейтинговый критерий, используемый сегодня в Соединенных Штатах. Он был не первым, кто использовал контуры равной громкости, и в некоторых областях до сих пор предпочитают другие методы оценки (например, в Европе наиболее распространенным критерием оценки является Noise Rating).
Одним из недостатков метода шумовых критериев является то, что он не учитывает качество звука. Качество звука или форма звука на всех частотах играет большую роль в раздражении, которое будет испытывать пассажир. NC также не учитывает звуки ниже 63 Гц, частоты которых необходимо анализировать другими способами.
RC означает Критерии помещения. Эта методология была разработана для учета как чувствительности человеческого уха к шуму, так и качества звука этого шума. Кривые на диаграмме RC были спроектированы так, чтобы звучать хорошо сбалансированно и мягко. Метод RC также включает буквенное обозначение, которое учитывает качество звука. Например, если шум в помещении имеет много высокочастотного содержания, буквы HF будут обозначением, указывающим на высокий уровень звука на верхних частотах. Методология RC использует следующие буквенные обозначения для описания качества звука: (N) нейтральное, (LF) низкочастотный гул, (MF) среднечастотный рев, (HF) высокочастотное шипение. Идеальное пространство будет стремиться к нейтральному уровню окружающего шума.
Это не все возможные рейтинги звука (другие включают dBC, NCB, RNC), но они наиболее часто используются сегодня. Итак, у вас может возникнуть вопрос: какую рейтинговую систему мне следует использовать? Ну, это будет зависеть от вашей ситуации. В большинстве внутренних помещений NC достаточен для соответствия уровням, обеспечивающим удовлетворение пассажиров (и легче рассчитать RC). Мы рекомендуем следовать правилу «хорошо, лучше, лучше». дБА — это хорошо, NC — лучше, а RC — лучше. Если у вас есть возможность выбрать, какой рейтинг будет соответствовать внутреннему пространству, мы рекомендуем использовать Критерии помещения. Это позволит добиться наилучших результатов по уровню окружающего шума для находящихся в помещении людей.
Hawkins Acoustics имеет опыт расчета уровней звука внутри и снаружи помещений с использованием всех этих методологий оценки. Предотвратите проблемы с шумом до того, как они начнутся, связавшись с ними сегодня, чтобы начать анализ звука.
____________________________________________________________________________________
Совет недели : Когда речь идет об уровнях наружного шума (например, при встречах с уровнями шума на границах собственности), следует использовать дБА.
