Приложение 1. Основные физические свойства и параметры звука, шума

Приложение 1

Основные физические свойства и параметры звука, шума

В физическом отношении шум представляет совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Звуком принято называть продольно распространяющиеся волнообразные колебания материальных частиц упругой среды, совершающихся в направлении распространения звука и воспринимаемых слуховым анализатором.

На слух воспринимаются звуки с частотами в пределах от 20 до 20 000 герц. Герц (Гц) - единица измерения частоты, равная одному колебанию в секунду.

Колебания с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, колебания с частотой выше 20 000 Гц - ультразвуком.

В воздушной среде звуковые волны распространяются в виде чередующихся повышений и понижений давления относительно атмосферного. Этим самым звуковая волна создает добавочное изменение давления к существующему атмосферному давлению. Это добавочное давление называется звуковым, которое и характеризует интенсивность звука или шума.

В открытом пространстве звук распространяется во всех направлениях. С увеличением расстояния от источника звука звуковое давление уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.

В закрытом пространстве звуковые волны отражаются от различных предметов и ограждений.

Звуковое давление измеряют в ньютонах (Н) на 1 (1 = 1/10 ). Ухо человека воспринимает звуковые давления от до 20 . Звуковое давление, равное , приблизительно соответствует порогу восприятия тона с частотой 1000 Гц, а величина звукового давления 20 - порогу болевого ощущения.

Диапазон воспринимаемых звуковых давлений от порогового значения до болевого изменяется в миллион раз. Поскольку слуховой анализатор различает не разность, а кратность изменений звукового давления, то для удобства и уменьшения шкалы измерений пользуются не линейными, а логарифмическими единицами звукового давления - децибелами (дБ)*, при этом уровень звукового давления определяется формулой:

, где

L - уровень звукового давления, дБ.

Р - создаваемое звуковое давление, .

- - звуковое давление, принятое за единицу сравнения.

Ухо человека способно воспринимать уровни звукового давления от 0 до 120-130 дБ.

Удвоение звукового давления ведет к увеличению уровня звукового давления на 6 дБ. Увеличение звукового давления в 10 раз повышает его уровень на 20 дБ.

В децибелах измеряются не только уровни звукового давления, но и разность уровней, т.е. степень ослабления звука и шума.

Звуки разных частот воспринимаются слуховым анализатором и воздействуют на организм различно, поэтому для гигиенической оценки шума необходимо знать его частотный состав (спектр, т.е. распределение уровней звукового давления в полосах частот**, шириной в 1 октаву***.

Оценка частотного состава шума производится по уровням звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

В таблице 1 приведены среднегеометрические и граничные частоты октавных полос.

Таблица 1

Среднегеометрические частоты октавных полос (в Гц)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Граничные частоты октавных полос (в Гц)	40-90	90-180	180-355	355-710	710-1400	1400-2800	2800-5600	5600-11200

Производственный шум можно оценивать согласно индексов предельного спектра (ПС), численная величина которого соответствует уровню в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц (см. таблицу 2).

В таблице 2 приводятся уровни звукового давления шума в октавных полосах частот по индексам предельного спектра (ПС) и уровням звука.

Таблица 2

Уровни звукового давления в октавных полосах частот соответствующие индексам предельного спектра (ПС)

Индекс предельного спектра ПС	Уровень звука дБА	Уровни звукового давления в децибелах, дБ
		Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
		63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
25	30	55	44	35	29	25	22	20	18
30	35	59	48	40	34	30	27	25	23
35	40	63	52	45	39	35	32	30	28
40	45	67	57	49	44	40	37	35	33
45	50	71	61	54	49	45	42	40	38
50	55	75	66	59	54	50	47	45	44
55	60	79	70	63	58	55	52	50	49
60	65	83	74	68	63	60	57	55	54
65	70	87	79	72	68	65	63	60	59
70	75	91	83	77	73	70	68	66	64
75	80	95	87	82	78	75	73	71	69
80	85	99	92	86	83	80	78	76	74
85	90	103	96	91	88	85	83	81	80
90	95	107	100	96	93	90	88	86	85
95	100	111	105	100	97	95	93	91	90
100	105	114	109	105	102	100	98	96	95
105	110	118	113	110	107	105	103	101	100
110	115	122	118	114	112	110	108	107	105
115	120	126	122	119	117	115	113	112	110
120	125	130	126	124	122	120	118	117	116

Производственные шумы согласно ГОСТ 12.1.003-76 различаются:

По характеру спектра на:

широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. Тональный характер шума определяется измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседним не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам на:

- постоянные, уровень звука которых за рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ А при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-71;

- непостоянные, уровень звука которых за рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБ А при измерениях на временной характеристике "медленно" шумомера по ГОСТ 17187-71.

Непостоянные шумы подразделяются на:

колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени;

прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, при этом длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более;

импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБ А, измеренные при включении характеристик "медленно" и "импульс" шумомера по ГОСТ 17187-71, отличаются не менее чем на 10 дБ А.

______________________________

* Децибелами называют десятикратный десятичный логарифм отношения двух любых величин, из которых одна принята за единицу сравнения.

** Полоса частот характеризуется граничными частотами ( - нижняя граничная частота, - верхняя граничная частота полосы), шириной и средней частотой, за которую обычно принимают среднегеометрическую частоту .

*** Октавой называется интервал частот, где высшая частота в два раза больше низшей.