7.12. Инфразвук

Инфразвук представляет собой механические колебания, распространяющиеся в упругой среде с частотами менее 20 Гц. На производстве инфразвук возникает при вращательном и возвратно-поступательном движении с повторением циклов менее чем 20 раз в 1 секунду поверхностей больших размеров механизмов и агрегатов. Инфразвук присутствует практически во всех спектрах шумов промышленного оборудования. Источниками инфразвука являются турбулентные потоки газов и жидкостей, компрессоры, кондиционеры, турбины, промышленные вентиляторы, вибрационные площадки, тяжелые машины с вращающимися частями, дизельные двигатели. Инфразвук возникает в конверторных цехах, при работе портовых кранов, при испытании реактивных двигателей и на аэродромах при взлете самолетов. Инфразвук генерируют железнодорожные локомотивы и составы, тяжелый грузовой транспорт. В условиях производства часто встречаются уровни инфразвука, достигающие 110 дБ, что на 10 дБ превышает ПДУ.

В салонах автомобилей наибольшие уровни звукового давления в диапазоне 9—16 Гц достигают 100 дБ и более. При этом в движущемся автомобиле с открытыми окнами уровни инфразвука повышаются до 110—120 дБ (окно автомобиля действует как сопло в резонаторе, которым является кабина).

Спектры шумов пассажирских автобусов имеют также низкочастотный характер с максимальными уровнями звукового давления 107—113 дБ на частотах 16—32 Гц при общем уровне шума 74 дБА.

Многие явления природы – землетрясения, извержения вулканов, морские бури и ураганы, волны цунами – генерируют инфразвуковые волны.

В отличие от шумов звукового диапазона инфразвук обладает большой длиной волны, которая в результате дифракции легко обходит преграды, не задерживается экранами, проникает в помещения и почти не гасится с расстоянием. Слабое поглощение атмосферой способствует распространению инфразвука на многие километры. Кроме того, из-за резонансных частот инфразвук может вызывать вибрацию крупных объектов.

Биологическое действие инфразвука, превышающего 100 дБ, проявляется в нарушениях центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, органов дыхания, вестибулярного аппарата. Одновременно у работающих выявляется снижение слуха, преимущественно на низкие и средние частоты. Угнетающее действие инфразвука на психоэмоциональное состояние в конечном итоге ведет к снижению работоспособности и повышенной утомляемости рабочих

Инфразвук вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной и других систем организма, а также нарушения вестибулярного аппарата.

При воздействии инфразвука появляются ощущения вибрации грудной и брюшной стенки, нарушения ритма дыхания, закладывания и давления в ушах, а также головная боль, головокружение, тошнота, затруднения глотания, ощущение необъяснимого страха, беспокойства, сменяющегося чувством усталости, вялости.

Инфразвуковые колебания подчиняются, в основном, тем же закономерностям, что и звуковые, но низкая частота колебаний придает им некоторые особенности. Инфразвук отличается от слышимых звуков большей длиной волны. Распространение инфразвука в воздушной среде происходит на большие расстояния от источника вследствие малого поглощения его энергии.

По характеру спектра инфразвук подразделяется на:

- широкополосный инфразвук, с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

- тональный инфразвук, в спектре которого имеются слышимые дискретные составляющие. Гармонический характер инфразвука устанавливают в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам инфразвук подразделяется на:

- постоянный инфразвук, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не более чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерениях по шкале шумомера "линейная" на временной характеристике "медленно";

- непостоянный инфразвук, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерениях по шкале шумомера "линейная" на временной характеристике "медленно".

Нормируемыми характеристиками постоянного инфразвука являются уровни звукового давления L_p в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц, в дБ, определяемые по формуле (7.4).

Нормируемыми характеристиками непостоянного инфразвука являются эквивалентные по энергии уровни звукового давления L_экв, в дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц и эквивалентный общий уровень звукового давления, в дБ Лин, определяемые по формуле (7.17).

Эквивалентный уровень звукового давления может быть установлен при непосредственном инструментальном измерении или путем расчета по измеренному уровню и продолжительности воздействия.

В случае непостоянного инфразвукового воздействия производят расчет эквивалентного уровня (линейного или корректированного) давления инфразвука с учетом поправок по табл. 7.10 на время действия, вычитаемых из значения измеренного уровня.

Таблица 7.10

Значения поправок к измеренному линейному уровню на время действий фактора для расчета эквивалентного уровня звукового давления

Время воздействия, час	8	7	6	5	4	3	2	1	0,5	0,25
Поправка, дБ	0	0,6	1,2	2	3	4,2	6	9	12	15

В качестве дополнительной характеристики для оценки инфразвука (например, в случае тонального инфразвука) могут быть использованы уровни звукового давления в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; и 20 Гц; их следует пересчитывать в уровни в октавных полосах частот.

Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, а также допустимые уровни инфразвука приведены в СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки», см. табл. 7.11.

Таблица 7.11

ПДУ инфразвука на рабочих местах, допустимые уровни инфразвука в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки

№ пп	Назначение помещений	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц				Общий уровень звукового давления, дБ Лин
		2	4	8	16
1	2	3	4	5	6	7
1	Работы с различной степенью тяжести и напряженности трудового процесса в производственных помещениях и на территории предприятий:
	- работы различной степени тяжести	100	95	90	85	100
	- работы различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности	95	90	85	80	95
2	Территория жилой застройки	90	85	80	75	90
3	Помещения жилых и общественных зданий	75	70	65	60	75

Для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления, измеренные по шкале шумомера "Лин", не должны превышать 120 дБ.

Для измерения инфразвука разработаны инфразвуковые приемники фирмы Брюль и Къер, отечественный шумомер-анализатор спектров Октава-101А и другие, см. прил.1.

Профилактика неблагоприятного действия инфразвука направлена прежде всего на соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах. Единственной радикальной мерой борьбы с инфразвуком является его гашение в источнике возникновения, поскольку защита экранами и поглощение на пути распространения малоэффективны.

Ослабление инфразвука в самом источнике образования является наиболее радикальным средством борьбы с низкочастотными колебаниями машин и механизмов. Для уменьшения амплитуды инфразвуковых колебаний могут быть использованы следующие способы: интерференционный, отражения звуковых волн к источнику их генерирования, поглощения звуковой энергии, применение динамических глушителей шума.

Уменьшение интенсивности инфразвука, генерируемого агрегатами или механизмами, представляет собой сложную техническую задачу, поэтому вопросы уменьшения интенсивности низкочастотных колебаний рационально решать на стадии проектирования. Важное место в борьбе с инфразвуком принадлежит методам и средствам строительной акустики. Большое значение имеет рациональная планировка помещений и размещение инфразвукового оборудования. Агрегаты-источники инфразвука необходимо изолировать в отдельное помещение.

Инфразвук оказывает влияние на орган слуха и равновесия и на всю поверхность человеческого тела, поэтому необходима надежная защита как органа слуха применением противошумов, так и поверхности тела от воздействия инфразвука. Личная профилактика и лечебно-профилактические мероприятия аналогичны таковым при работе в условиях шума.