Шум и методы борьбы с ним

Лабораторная работа № 1

ШУМ  И  МЕТОДЫ  БОРЬБЫ  С  НИМ

Цель работы: ознакомление с характеристиками шума и особенностями его воздействия на организм человека, с особенностями измерения и нормирования параметров шума, а также с методами борьбы с шумом.

Теоретическая  часть

1. Звук и его характеристики

Звук в широком смысле, – это колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах [1]. Источником звука является любое колеблющееся тело, которое приводит в колебательное движение прилегающие к нему частицы упругой среды (воздуха), которые, в свою очередь, заставляют колебаться соседние частицы и т.д. Таким образом, возникает процесс распространения колебаний частиц упругой среды, который называют звуковой волной.

Одна из характеристик звука — его частота, или количество звуковых колебаний в секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).

Звуковые колебания в диапазоне слышимых частот (22 – 11200 Гц), способные оказать вредное воздействие на безопасность и здоровье человека, называются шумом. Колебания с частотами ниже 22 Гц называются инфразвуком, а колебания с частотами выше 11,2 кГц – ультразвуком [1].

Нестационарное состояние среды при распространении звуковой волны характеризуется звуковым давлением p, которое представляет разность между мгновенным и статическим давлениями воздушной среды. Единицей измерения звукового давления является паскаль (Па), равный давлению в один ньютон на метр квадратный (Н/м²).

Органы слуха человека способны воспринимать звуковые колебания в очень широких диапазонах изменения звуковых давлений. Например, при частоте звука в 1 кГц усреднённому порогу чувствительности человеческого уха (порогу слышимости) соответствуют значения звукового давления: pо = 20 мкПа = 2·10–5 Па, а порогу болевого ощущения (превышение которого может привести к физическому повреждению органов слуха) соответствуют значения  pб = 20  Па.  

Поскольку минимальное и максимальное значения звукового давления p, различаемые ухом человека вплоть до появления у него болевых ощущений, отличаются друг от друга в миллион раз, для описания шума принято использовать выражаемый в децибелах (дБ)    уровень звукового давления Lp = 10·lg[pic 1][pic 2] = 20·lg[pic 3][pic 4] ,                            (1)

где pо - опорное значение звукового давления, равное 20 мкПа.

Использование логарифмического масштаба для описания шумового воздействия соответствует субъективному восприятию громкости шума человеком (закон Вебера - Фехнера). Минимальный перепад уровня звукового давления, который способно воспринять человеческое ухо, как раз равен одному децибелу.

Уровни звукового давления зависят от частоты колебаний. Изменение частоты слышимых звуков человеком субъективно воспринимается как изменение, пропорциональное относительному изменению частоты. Поэтому весь слышимый диапазон звуковых частот разделяют на 9 октавных полос, каждая из которых характеризуется нижней  fнi и верхней  fвi = 2fнi  граничными частотами. Нижняя граничная частота октавной полосы fнi совпадает с верхней граничной частотой предыдущей октавной полосы: fнi = fв(i-1). Характеристикой октавной полосы является её среднегеометрическая частота  fсгi = [pic 5][pic 6], откуда следует, что fнi = [pic 7][pic 8],  а   fвi =[pic 9][pic 10] [pic 11][pic 12] .