2. Низкочастотные 16-400 Гц;

3. Среднечастотные 400-1000 Гц;

4. Высокочастотные 1000-20000 Гц.

Важными параметрами шума являются порог слышимости и порог болевого ощущения.

На пороге слышимости человеческое ухо начинает ощущать звуки. При меньшей интенсивности ощущения не возникают. Порог болевого ощущения вызывает болевые ощущения при слуховом восприятии.

Общепринятые значения интенсивности и давления звука для данных порогов приведены в таблице.

значения порога слышимости и порога болевого ощущения

	Порог слышимости	Порог болевого ощущения
Интенсивность Вт/м2	1012	100
Звуковое давление, Па	2*10“5	200

Характерные значения уровней звукового давления, позволяющие ориентировочно оценивать характеристики шума различных источников, приведены в таблице.

Источник Ш	Звуковое давление, Па	Уровень звукового давления, дБ
Шелест листвы, тиканье часов		10
Шепот на расстоянии 0.3м	2*10"3	30
Шум привычен для Ч, не беспокоит		30-35
Речь средней громкости на расст.1м	-0.1	50-70
Значительная нагрузка на нервную систему, ухудшение самочувствия, при длительном действии - неврозы		40-70
Может привести к потере слуха (тугоухости)		>75
Болевые ощущения		130
Реактивный двигатель на L=15m	более 200	более 140
Выстрел из артиллерийского орудия, старт ракетоносителя		160
Разрыв барабанных перепонок, контузия		180

Физиологическое воздействие шума

Физиологическое действие шума зависит от его интенсивности и от частоты. Отчетливо воспринимаются звуки на частотах: средних (300-800) Гц, высоких (800-4000) Гц, хуже - на низких - до 300 Гц.

Звуки, равные по силе, но неодинаковые по частоте, воспринимаются человеком как звуки разной громкости.

Для характеристики шума с точки зрения его физиологического восприятия введено понятие громкости шума. Единица уровня громкости шума - фон. За один фон принят уровень громкости шума частотой 1000 Гц при уровне силы шума в 1дБ.

Количественную оценку уровня громкости шума различных источников выводят, сравнивая его с шумом при частоте 1000 Гц, для которого уровень силы условно принят равным уровню громкости.

Количественно уровни громкости и силы звука отличаются тем больше, чем слабее звук и ниже частота.

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами, но и предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Так, для того чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторым минимальными звуковым давлением, но если это давление превышает определенный предел, то звук не слышен и вызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каждой частоты колебаний существует наименьшее (порог слышимости) и наибольшее (порог болевого ощущения) звуковое давление, которое способно вызвать звуковое восприятие.

На рис.4 представлена зависимость порогов слышимости и болевого ощущения от частоты звука. Область, расположенная между этими кривыми, является областью слышимости.

СНОВА РИСУНОЧЕК!

На рис.5 приведены графики уровней интенсивности и громкости звука, которые отражают физиологическое восприятие звуков, т.е. иллюстрируют следующий факт: звуки, равные по интенсивности, но неодинаковые по частоте, воспринимаются человеком как звуки разной громкости.

На рис. 6 представлены характерные области слухового восприятия человека.

Оперирование частотами, оценки постоянных шумов

При анализе шума спектр (диапазон звуковых частот) разбивают на октавные полосы, в которых верхняя частота в 2 раза больше нижней. Полосы характеризуются среднегеометрической частотой f_cr = (f_B * f_H)⁰'⁵ , где f_B, f_H -

граничная верхняя и нижняя частоты полосы, Гц.

Среднегеометрические частоты приняты следующие: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000;' 4000; 8000. За эталонную частоту при нормировании уровня шума принята частота 1000 Гц.

Октавная полоса делится на более узкие частотные диапазоны - «третьоктавные полосы». Для такой полосы ее верхняя и нижняя частоты связаны соотношением f_B/f_H -4i =1,26.

Акустическим рабочим местом называется область звукового поля, в котором находится работающий - обычно на расстоянии 0,5 м от машины со стороны рабочих органов управления на высоте 1,5м от пола.

Зависимость среднеквадратических значений интенсивности шума (или соответствующих им уровней в дБ) от частоты, как уже отмечалось, называют частотным спектром или просто спектром.

Для ориентировочной оценки шума, спектр которого неизвестен, допускается за характеристику постоянного шума принимать уровень звука в дБА, измеряемый по шкале А шумомера (при включении корректирующей характеристики шумомера “А”, при которой чувствительность всего измерительного тракта соответствует средней чувствительности органов слуха человека на различных частотах спектра - показания шумомера приближаются к субъективным ощущениям громкости).

Шумы (рис.2) подразделяются на:

6. постоянные - уровни звука которых за 8-часовый рабочий день изменяются во времени не более чем на 5дБА,

7. непостоянные (прерывистые, импульсные), для которых это изменение более 5дБА.

Орган слуха человека и микрофоны шумомеров чувствительны к

изменению уровня звукового давления, поэтому нормирование шума и градация шкал измерительных приборов осуществляются по уровню звукового давления (дБ).

Контрольные вопросы по теоретической части (к разделу 1.3.1.)

5. В чем заключается различие содержания терминов «звук» и «шум»?

6. Какие характерные виды шумов выделяют? Чем обусловлено их различие?

7. Что представляют собой звуковые колебания с физической точки зрения?

8. Какое перемещение в пространстве совершают частицы воздушной среды под действием звука?

9. Какой звук называют «чистым тоном»?

8. Каким уравнением описываются гармонические колебания? Как должна устраиваться защита от шума космонавтов, работающих в открытом космосе, от шума двигателей пролетающих мимо космических объектов, имеющих уровень шума порядка 180дБ?

9. Какую скорость называют колебательной скоростью?

10. Как соотносятся между собой скорости звука в воздухе, в жидкости, в металлах?

11. Какими основными параметрами характеризуется шум, какие единицы изменения имеют эти параметры?

12. Что понимается под «звуковым полем»?

13. Оказывает ли звук влияние на атмосферное давление? Охарактеризуйте происходящие физические процессы в точке воздушного пространства при прохождении звука.

14. Что понимается под логарифмическим уровнем? Какие обстоятельства приводят к необходимости оперирования логарифмическими уровнями?

15. Какой зависимостью определяется величина логарифмического уровня?

16. В каких единицах измеряется логарифмический уровень?

17. Что понимается под спектром звука? Какие виды спектров выделяют?

18. Как определяется среднеквадратичное значение звукового давления?

19. Звуки какого диапазона частот способно воспринимать человеческое ухо?

20. Какие диапазоны звуковых частот не воспринимаются человеческим ухом?

21. Какие характерные звуковые диапазоны выделяют в области слышимых звуковых частот?

22. Что понимают под порогом слышимости и порогом болевого ощущения? Какими величинами звукового давления и интенсивности они характеризуются?

23. Приведите примеры известных вам уровней звукового давления.

24. Каким параметром характеризуется физиологическое восприятие звука ухом человека? В каких единицах он измеряется?

25. В каком случае уровни громкости и силы звука совпадают, что влияет на их отличие?

26. Что понимается под «октавной полосой»?

27. Что понимается под среднегеометрической частотой, какой зависимостью определяется ее величина?

28. Какие приняты стандартные значения среднегеометрических частот?

29. Что понимается под «третьоктавной» полосой?

30. Что называют акустическим рабочим местом?

31. Как производится ориентировочная оценка шума, спектр которого

неизвестен? \

32. По какому признаку производственные шумы делятся на постоянные и

10. непостоянные?

Общее действие шума на организм человека

Исключительно сильное влияние шум оказывает на быстроту реакции, сбор информации, аналитическую работу.

Действуя на работу мозга шум нарушает восприятие человеком оперативной информации, рассеивает внимание, ухудшает память. Человек становится рассеянным, пропускает важные сигналы, допускает ошибки.

Степень воздействия шума зависит от громкости (интенсивности), высоты и тембра звука, продолжительности воздействия, функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС), индивидуальной чувствительности.

В результате воздействия шума могут возникать следующие характерные состояния: ^

33. При очень высокой интенсивности - мгновенная глухота и повреждение слуха -шумовая травма (механическое разрушение барабанной перепонки);

34. При длительном воздействии Ш высокой интенсивности - необратимые потери слуха (профессиональная тугоухость) - прогрессирующее снижение слуха вплоть до его полной потери.

35. При кратковременном воздействии Ш высокой интенсивности - временная

потеря слуха, которая затем восстанавливается - утомление слуха (утомление клеток мозга) "

Воздействие шума на отдельные органы

3 Вредное влияние шума сказывается не только на органах слуха, но и на центральной нервной системе, что нарушает деятельность многих органов и систем организма человека.

If Шумовая болезнь - общее заболевание всего организма с преимущественным поражением органа слуха, ЦНС, сердечно-сосудистой системы (ССС). При шумовой болезни ухудшается зрение, повышается артериальное давление, нарушается ритм сердечной деятельности, ухудшается деятельность органов дыхания, ослабляется внимание, нарушается координация движений, понижается работоспособность и снижается производительность труда.

§ При непрерывном напряжении из-за шума возрастает опасность возникновения НС. Шум расширяет зрачки, что уменьшает глубину резкости зрения. Это особо нежелательно для выполнения высокоточной работы (например, за компьютером). Шум снижает функции защитных систем и поэтому снижает общую устойчивость организма к внешним воздействиям.

Высокая индивидуальная чувствительность может быть причиной повышенной утомляемости, развития неврозов. Особенно чувствительны к шуму женщины и дети.

. ’"Шум снижает производительность труда тем больше, чем сложнее трудовой процесс и чем больше в нем элементов умственного труда.

Медико-физиологические исследования показали, что при выполнении сложных работ при уровне шума 80-90 дБА человек в среднем затрачивает на

20% больше физических и нервных усилий, чем при шуме 70 дБА (для достижения той же производительности труда). В среднем можно считать, что снижение уровня шума на 6-10 дБА ведет к росту производительности труда на 10-12%.

Воздействие шума на психику

Действие шума на психику человека очень индивидуально. Считается, что шум положительно влияет на конкретное мышление и отрицательно - на абстрактное. Например, при умственной деятельности тихий звук падающих из крана капель или тиканье будильника могут вызывать сильное раздражение, а напротив, громкие звуки симфонической музыки могут вызывать огромные положительные эмоции.

Первостепенное значение для возникновения у человека неприятных ощущений имеет его отношение к источнику звука. На некоторых симфоническая музыка оказывает негативное воздействие, а звук падающих капель они могут и не замечать. Музыка может очень мешать спать, доводя «до белого каления».

Действие шума в общем возрастает с повышение высоты звука (более раздражают высокие тона), увеличением его громкости, уменьшением частотного диапазона. Особенно беспокоит человека шум непонятного происхождения, возникающий в ночное время суток. Шум, создаваемый самим человеком, беспокоит его значительно меньше, чем окружающих. Предрасположенность к неврозам приводит к более сильной реакции на шум.

Прерывистый шум по сравнению с непрерывным , особенно если часто меняются его уровни, вызывает возрастающее раздражение, растущее с увеличением разницы между минимальным и максимальным уровнями (сигнальная сирена).

Действие шума иногда приводит и к положительной реакции. Известно, что при монотонном труде с помощью музыки можно повысить производительность труда.