Классификация шумов, воздействующих на человека

1. Классификация шумов, воздействующих на человека 
(в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки») 
 
1.1. 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. 
1.2. 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». 
1.3. 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. 
2. Характеристики шума

При измерениях шума, в том числе шума вентиляторов, используют в основном три физические величины: звуковое давление р, Па, интенсивность звука I, Вт/м², и звуковую мощность W, Вт. Рассмотрим эти параметры.

1. Звуковое давление р определяет силовое воздействие звуковой волны (волны сжатия/расширения) в заданной точке пространства на мембрану уха или заменяющий ее микрофон. Это силовая характеристика выбранной точки звукового поля. Звуковое давление рприменяется для измерения шума от работы вентилятора в конкретной точке, например на рабочем месте или в месте отдыха. Кроме того, звуковое давление используется для измерения корпусного шума вентилятора (звуковое давление в определенной точке свободного пространства на некотором фиксированном расстоянии от поверхности корпуса вентилятора), а также для характеристики шума на выходе в свободном пространстве, окружающем крышный вентилятор (на некотором фиксированном расстоянии). Термин «свободное пространство» означает отсутствие вокруг измеряемого объекта (вентилятора) каких-либо посторонних источников шума или отражающих поверхностей, которые могут исказить результаты измерений. Фактически те или иные помехи при реальных измерениях всегда имеют место, и поэтому необходимо пользоваться соответствующими ГОСТ, в которых установлены требуемые условия измерений и оценка возникающих при этом помех.

2. Интенсивность  звука I характеризует перенос энергии при распространении звуковой волны, т. е. плотность потока звуковой мощности W. Эта физическая величина связана со звуковым давлением в общем случае сложными уравнениями акустики. В простейшем случае плоской звуковой волны в свободном пространстве (которое моделируется для некоторого частотного диапазона в измерительных заглушённых камерах при испытаниях вентиляторов) интенсивность звука I связана со звуковым давлением р формулой, которая играет большую роль в акустических измерениях:

I = p² / p*c

где р² — средний квадрат звукового давления; р — плотность воздуха (при нормальных атмосферных условиях — 1,2 кг/м³); с — скорость звука (при нормальных атмосферных условиях — 344 м/с).

3. Звуковая мощность W определяет энергию звуковой волны, проходящими в единицу времени через заданную поверхность.

Звуковая мощность W используется для характеристики шума вентилятора, распространяющегося по воздуховодам системы, на входе/выходе воздуховодов или вентилятора. Следует иметь в виду, что в большинстве случаев, например в воздуховодах, при сильных отражениях звука, при резонансах звуковое давление не является характеристикой источника шума и поэтому используется звуковая мощность. Кроме того, шум, излучаемый из какого-либо отверстия вентиляционной системы, входного или выходного отверстий вентилятора, в общем случае имеет диаграмму направленности, т. е. излучается неравномерно по направлению.

Так как человеческое ухо чувствительно к звуку  в очень широком диапазоне  громкое гей, то в акустике принято использовать логарифмическую шкалу — шкалу в децибелах, позволяющую охватить широкий диапазон громкостей и наиболее приближенную к характеристике чувствительности уха. Значение параметра в децибелах пропорционально логарифму отношения соответствующей величины к пороговому значению.

Уровень звукового давления, дБ,

L_P = 10 lg (p²/p₀²)

где p₀ = 2*10^-5 Па — пороговое значение звукового давления.

Именно эту величину — звуковое давление, выраженное в  децибелах, — показывают стандартные шумомеры.

Интенсивность звука

L_i = 10 lg (I/I₀)

Здесь Li — уровень интенсивности звука, дБ; I₀ = 10^-12 Вт/м² — пороговое значение интенсивности звука.

Звуковая мощность

L_W = 10 lg (W/W₀)

Здесь L_W – уровень звуковой мощности, дБ; W₀ = 10^-12 Вт — пороговое значение звуковой мощности.

Поскольку для воздуха  при нормальных условиях р с = 400 Па*c/v, то уровни звукового давления и интенсивности в плоской волне L_P = L_i, а уровень звуковой мощности L_W = L_P+10lg S

Из формул следует, что если звуковые давления отличаются в два раза, то разница уровней звукового давления равна 6 дБ, в три раза — 10 дБ. А если звуковые мощности отличаются в два раза, то разница уровней звуковой мощности равна 3 дБ.

Для сферической  волны с радиусом распространения R справедливо соотношение W = I*(4?R²) и, следовательно, если мощность источника шума известна, то можно определить интенсивность на требуемом расстоянии R. Если расстояние велико, то звуковую волну можно считать плоской и уровни звукового давления примерно равны уровням интенсивности:

L_P = L_i = L_W – 10 lg (4?R²) = L_W – 20 lg R – 11

 3. Нормирование шума 
(в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки») 
3.1. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности в дБА приведены в таблице 1 СН 2.2.4/2.1.8.562-96. 
Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах  частот,  уровни  звука  и  эквивалентные  уровни  звука  для основных  наиболее типичных  видов  трудовой  деятельности и  рабочих мест,  разработанные  с  учетом  категорий  тяжести  и  напряженности труда, представлены в табл. 2 СН 2.2.4/2.1.8.562-96. 
Примечания: 
• для  тонального  и  импульсного  шума  ПДУ  на  5  дБА  меньше значений, указанных в табл. 1; 
• для  шума,  создаваемого  в  помещениях  установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБА меньше фактических уровней шума в помещениях (измеренных или рассчитанных),  если  последние  не  превышают  значений  табл.  1 (поправка  для  тонального  и  импульсного  шума  при  этом  не учитывается),  в  противном  случае  -  на  5  дБА  меньше  значений, указанных в табл. 1; 
• дополнительно  для  колеблющегося  во  времени  и  прерывистого шума  максимальный  уровень  звука  не  должен  превышать  110  дБА,  а для импульсного шума - 125 дБАI. 

4.5.6. http://gendocs.ru/v26845/%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B9_%D1%88%D1%83%D0%BC%D0%B0

7.Устройство шумомера

Фактически шумомер представляет собой микрофон, к которому подключен вольтметр, отградуированный в децибелах. Поскольку электрический сигнал на выходе с микрофона пропорционален исходному звуковому сигналу, прирост уровня звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона вызывает соответствующий прирост напряжения электрического тока на входе в вольтметр, что и отображается посредством индикаторного устройства, отградуированного в децибелах. Для измерения уровней звукового давления в контролируемых полосах частот, например 31,5; 63; 125 Гц и т. п., а также для измерения уровней звука (дБА), корректированных по шкале А с учётом особенностей восприятия человеческим ухом звуков разных частот, сигнал после выхода с микрофона, но до входа в вольтметр пропускают через соответствующие электрические фильтры.

Общая схема шумомера выбирается так, чтобы его свойства приближались к свойствам человеческого уха.

Поскольку чувствительность уха зависит как от частоты звука, так и от его интенсивности, в шумомере используются несколько комплектов фильтров, отвечающих разной интенсивностишума. Данные фильтры позволяют имитировать АЧХ уха при заданной мощности звука. Эти фильтры называются А, B, C, D. Их амплитудно-частотные характеристики приведены в стандарте ГОСТ 17187-81 (соответствует отмененному МЭК 651).

Фильтр А примерно соответствует АЧХ «усредненного уха» при слабых уровнях шума, фильтр B — при сильных уровнях шума. Фильтр D был разработан для оценки авиационного шума.

В настоящее время для  нормирования шума применяются только фильтры А и С (последний — для оценки пиковых уровней шума). Последние версии стандартов на шумомеры не устанавливают требований к фильтрам B и D.