§ 4.5. НОРМИРОВАНИЕ И ЗАЩИТА ОТ АКУСТИЧЕСКИХ
ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Воздействие механических колебаний любого происхождения
(природного, бытового, производственного) на организм человека
определяется и.\\ частотой, интенсивностью и средой, через кото-
рую колебания передаются, Все механические колебания, в отли-
чие от электромагнитных, являются упругими, требующими
материальный носитель. В данном параграфе нас будут интересо-
вать механические колебания частотного диапазона от 20 Гц до
20 кГц, которыг воспринимаются слуховым аппаратом человека
как звуки (рис. 4.6) (о дифференцировании акустических колеба-
ний см. § 1.6). Любой живой организм воспринимает звуки разных
частот и интенсивностей неодинаково. Принято считать, что по-
рогу слышимости человека соответствует звук частотой 1 кГц и ин-
тенсивностью 10~12 Вт/м2.
Интенсивность звука и звуковое давление связаны соотноше-
нием
1=Р2/рс, D.18)
где / _ интенсивность звука, Вт/м2; Р — звуковое давление, Па;
Р — плотность среды, кг/м3; с — скорость распространения звуко-
вой волны, м\'с
Шумом принято считать беспорядочное сочетание звуков раз-
личной частоты и интенсивности, отрицательно влияющих на со-
стояние организма. Энергетической характеристикой постоянно-
го шума являются уровни звукового давления L, дБ. Уровень зву-
кового давления определяется по формуле
L = 20 lg(P/P0), D.19J
. , ... ,. . 265
i L, дБ
120-
110-
100-
90-
80-
70-
60-
50-
—I 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10 000 20 000 /, Гц
Рис. 4.6. Область слухового восприятия человека:
L — уровень звукового давления; /— частота звуковых колебаний
где Р — среднее квадратичное значение звукового давления, Па;
Ро — пороговое значение звукового давления, Р0 = 2-10~5 Па.
В зависимости от вида спектральной зависимости ?(/) шумы
делят на тональные (состоящие из нескольких ярко выраженных
звуков) и широкополосные (энергия распределена в частотном диа-
пазоне равномерно). По временным характеристикам шумы делят
на постоянные и непостоянные. В общем случае шум оказывает от-
рицательное воздействие на состояние человека, вызывая диском-
форт, чувство неуверенности, раздражительности, стесненности,
тревоги, плохого самочувствия, что приводит к ослаблению важ-
ных функций жизнедеятельности, и в частности к снижению про-
изводительности труда, возникновению ошибок и производствен-
ного травматизма, нервным заболеваниям.
Если частотный диапазон звуковых колебаний условно разде-
лить на «низкочастотный» — до 1000 Гц и «высокочастотный» -~
выше 1000 Гц, тс можно вьщелить характерные области вредного
влияния шума на организм человека: так, «низкочастотный» шум с
уровнем 80 дБ затрудняет разборчивость речи, вызывает снижение
работоспособное ти, мешает нормальному отдыху; длительное воз-
действие шума с уровнем 100—120 дБ на низких частотах й
80—90 дБ на высоких частотах может вызвать необратимые потери
слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением по-
266
/, Вт/м
-10
- 10
- 10\"
о
20 100 500 1000 5000 10000 /Гц
Рис. 4.7. Кривые равной громкости (слуховое ощущение)
рога слышимости, а шум с уровнем 120—140 дБ независимо от час-
тоты способен вызвать механические повреждения органов слуха.
Импульсные и нерегулярные шумы обладают большей степенью
воздействия на состояние человека в любом диапазоне.
Для оценки влияния звуков разной частоты на органы слуха,
весь диапазон частот разбит на восемь октавных полос: 45—90 Гц;
90-180 Гц; 180-335 Гц; 335-710 Гц; 710-1400 Гц; 1400-2800 Гц;
2800—5600 Гц; 5600—11 200 Гц. Ограничение по верхнему и ниж-
нему пределу октавных полос D5—11 200 Гц против 20—20 000 Гц)
определяется особенностью слухового аппарата человека.
Физиологической характеристикой звука является громкость.
На самочувствии человека наиболее неблагоприятно сказываются
звуки высоких частот. Так, два звука, имеющие одинаковый уро-
вень звукового давления, но разную частоту (например, 100 и
1000 Гц), воспринимаются ухом человека как разные громкости.
Первый будет казаться более тихим, чем второй, так как ухо чело-
Века обладает большей чувствительностью на средних и высоких
Частотах, чем на низких.
Для физиологической оценки шума используют кривые рав-
громкости, представленные на рис. 4.7.
¦: . ¦¦¦.¦,. 267
Уровень громкости в фонах численно равен уровню звукового
давления в дБ для звука частотой 1000 Гц, дающего то же субъек-
тивное ощущение звука (громкости), что и данный звук.
Для звуков с частотой 1000 Гц децибелы и фоны численно рав-
ны; то же относится к звукам частотой от 400 до 5000 Гц с уровнем
звукового давления больше 80 дБ.
Борьбу с шумом следует начинать уже на стадии проектирова-
ния любого технического или бытового проекта, для этого исполь-
зуются организационные, технические и медико-профилактиче-
ские мероприятия. Рассмотрим подробнее технический метод
снижения шума в производственных помещениях. При этом отме-
тим, что снижение шума за счет акустической обработки помеще-
ний цехов, заключающейся в установлении звукопоглощающей
облицовки, позволяет решить одновременно две задачи: улучшить
условия труда и защитить население близлежащей жилой застрой-
ки от действия шума.
Снижение уровня звукового давления за счет акустической об-
работки помещений можно оценить по формуле
= 101g
D.20)
By.
где В и Вх — постоянные помещения соответственно до и после
обработки, м2; у и у, — коэффициенты, учитывающие звукопо-
глощение в помещении, определяемые по графику (рис. 4.8) в за-
висимости от отношений B/S0Tp или BySorp (Sorp — площадь внут-
ренней поверхности помещения, м2).
Постоянную В определяют по нормативным материалам
(СНиП 11—12—77, определяется материалом, из которого изго-
товлено помещение), а постоянную Вг — по формуле
D.21)
Я, =
- щ),
С, отн. ед.
1,0-
0,9-
0,8-
0,7-
0,6-
0,5-
1,0 1,5 BJ
Рис. 4.8. Нормировочный график звукопоглощения
268
где Ах — величина звукопоглощения внутренних ограждающих
поверхностей помещения, на которые облицовка не установле-
на, м2; Ах = {Sorp - So6jl), где 5о6л — площадь облицовки, а, —
средний коэффициент звукопоглощения; АА — добавочное звуко-
поглощение, вносимое облицовкой, м .
АА = «. ? D 22)
LX/l \"чэбл^обл\' У^-^^>
где аобл — реверберационный коэффициент звукопоглощения
выбранной конструкции облицовки (указан для наиболее распро-
страненных облицовок в СНиП 11—12—77); а, — средний коэф-
фициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения,
в котором установлена облицовка:
D.23)
а, =-
огр
Звукоизолирующая способность ограждения зависит от его раз-
меров, формы, расположения, материалов и т. д. Явление звукопо-
глощения объясняется преобразованием колебательной энергии
шума в тепловую. Наибольшее звукопоглощение обеспечивают по-
ристые и перфорированные материалы, ткань (табл. 4.9).
Таблица 4.9
Звукоизолирующая способность некоторых материалов
Материал окружения
Брезент
Войлок волосяной толщиной 15 мм в несколько слоев:
2
3
4
Картон
Обычный толщиной 4 мм
Асбестовый толщиной 25 мм
Ткань шерстяная толщиной 2 мм
Железо листовое толщиной, мм:
0,7
2,0
Фанера толщиной 3 мм
Железобетон толщиной, мм:
80
ПО
Средняя звукоизолирую-
щая способность, дБ
4-8
9
13
17
16
18
5-6
25
33
17
44
47
269
Материал окружения
Перегородка оштукатуренная:
из досок толщиной 40 мм
из шлакобетонных блоков толщиной 90 мм
Кладка кирпичная:
в 1 кирпич B5 см)
в 1,5 кирпича C7 см)
в 4 кирпича A00 см)
Стена из двух гипсовых плит толщиной по 8 см:
без зазора
с зазором 6 см
с зазором 10 см
Стекло зеркальное толщиной 3—4 мм
Продолжение табл. 4.9
Средняя звукоизолирую.
щая способность, дБ
30-34
42
43
49
60
44
49
51
28
Выбор конструкции звукопоглощающей облицовки произво-
дится не только для получения максимального звукопоглощения в
каких-либо полосах частот, но также для обеспечения дизайна, эс-
тетики и работоспособности облицовки в конкретных условиях
(наличие пыли, агрессивных сред и т. д.). В табл. 4.10 указаны са-
нитарно-гигиенические нормы уровней звукового давления для
восьми октавных полос по мере возрастания частоты A—8) для
ряда производственных помещений.
Таблица 4.10
Санитарно-гигиенические нормы уровней звукового давления, дБ
Рабочее место
Научные лаборатории
Вычислительные центры
Конструкторские бюро
Медицинские учреждения
Кабинеты наблюдения и
дистанционного управления с
речевой связью по телефону
Машинное бюро
Телетайпные залы
Производственные цеха
Окгавные полосы
1
71
83
94
99
2
61
74
87
92
3
54
68
82
86
4
49
63
78
83
5
45
60
75
80
6
42
57
73
78
7
40
55
71
76
8
38
54
70
Jt
Медико-профилактические мероприятия подразумевают кон-
троль параметров шумовой обстановки, с одной стороны, и кон-
троль состояния здоровья работающих и населения — с другой.