- •Защита от шума (ауд. 404а, кафедра бжд)
- •Цель работы
- •2 Нормирование шума
- •3 Защита от шума
- •4 Устройство и работа лабораторного стенда и
- •4.3 Измерение уровней звукового давления в дБа
- •4.3.1 Измерение шума без звукоизоляции
- •4.3.2 Измерение шума со звукоизоляцией
- •Измерение уровней звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами
- •4.4.1 Измерение шума со звукоизоляцией
- •4.4.2 Измерение шума без звукоизоляции
- •4.5 После окончания всего цикла измерений:
- •4.6 Содержание отчёта
- •4.7 Контрольные вопросы
- •Литература
- •Оглавление
Министерство образования Российской Федерации
Алтайский государственный технический университет
им И.И. Ползунова
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»
Гергерт В.Р., Стуров Д.С.
Защита от шума (ауд. 404а, кафедра бжд)
Методические указания к выполнению лабораторной работы по
дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
для студентов всех форм обучения
Барнаул 2003 г
УДК 628.517.2 (075.5)
Гергерт В.Р., Стуров Д.С. Защита от шума: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех форм обучения /Алт.Гос.техн.ун-т им. И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003.
В работе приведены основные понятия, характеристики и определения по шуму. Даны сведения о нормировании и методах защиты от шума. Описан стенд оригинальной конструкции, выполненный по проекту В.Р. Гергерта и порядок выполнения задания по выбранному варианту. Приведены контрольные вопросы и литература для самоподготовки
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности»
Цель работы
Освоить: Основы защиты от производственного шума, методы измерения шума современными техническими средствами; оценивать результаты в сравнении с санитарными нормами.
Последовательность выполнения работы
Ознакомиться с методическими указаниями и уяснить их содержание.
Выбрать самостоятельно или с помощью преподавателя вариант задания (табл.2) и выполнить его в полном объеме.
Ответить на контрольные вопросы (п.4.7)
Оформить отчет в объеме п. 4.6 и защитить его у преподавателя.
Основные понятия и определения
Звук и шум
Современного человека шум преследует всюду: на производстве, в быту, на транспорте и т.д.
Шум на производстве наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека, снижает производительность труда, приводит к утомлению, увеличению ошибок в работе, к травматизму и заболеваниям.
С физиологической точки зрения, шумом называется всякого рода нежелательные для человека звуки, которые мешают восприятию полезных звуков, нарушают тишину и покой людей, оказывают вредное или разрушающее действие на организм человека.
С физической точки зрения, шум это, как правило, беспорядочное сочетание (нагромождение) множества разнообразных единичных звуков, отличающихся своей интенсивностью и частотой, например, шум в механическом цехе от разнообразных станков, шум в торговом зале магазина, в студенческой аудитории и т. п.
Как физическое явление шум – волновое колебание упругой среды. Отсюда выходит, что звуки могут распространяться не только в упругой воздушной среде, но и в жидкостях, металлах, земной коре и т.п.
Физические характеристики шума
Звуковыми волнами называются колебательные возмущения, распространяющиеся от источника звука в окружающей среде, а пространство, в котором они наблюдаются, называется звуковым полем.
В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени.
Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением , Па. На человеческий слух действует средний квадрат звукового давления.
Длиной звуковой волны называется расстояние, измеренное вдоль направления распространения звуковой волны между двумя точками звукового поля, в которых фазы колебаний одинаковые.
, м
где υ - скорость звука, м/с
- частота колебаний, Гц.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии.
Средний поток энергии в какой - либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке , Вт/м2.
Величины звукового давления и интенсивность звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут изменяться в очень широких пределах. Так человек способен воспринимать звуковые давления в диапазоне величин от Pmax (болевой порог слышимости) до P0 (минимально ощутимый звук) отличающихся друг от друга в 108 раз, а по интенсивности этот диапазон Jmax/J0 отличается еще больше – в 1016 раз.
Естественно, оперировать такими шкалами величин неудобно, к тому же ощущения человека при воздействии шума пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления Lp и уровни интенсивности LI, которые позволили сократить шкалу измеряемых величин от 0 да 140 децибел.
Уровень интенсивности звука определяют по формуле:
, дБ (1)
Уровень звукового давления определяется по формуле
, дБ (2)
При пороговых значениях J0 =10-12 Вт/м2 и P0 =2∙10-5 становятся равными уровни LI =LP =L – уровень звукового давления.
Эта характеристика широко применяется в практике измерений и при нормировании шума. Звуковое давление и интенсивность звука являются характеристиками звукового поля в определенной точке пространства.
Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность N (Вт) – это общее количество звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее пространство за единицу времени.
Уровень звуковой мощности LN определяется по формуле
, дБ (3)
где N звуковая мощность источника, Вт;
No – пороговая (минимально ощутимая) величина звуковой мощности, равная
10-12 Вт.
Частотный спектр шумов - это зависимость среднеквадратичных значений амплитуд параметров (P, J, L) синусоидальных составляющих единичных звуков от частоты колебаний (рис 1).
а, б, в – единичные синусоидальные звуки;
г – частотный спектр шумов а, б, в … п, т.е. суммарная графическая зависимость P, J, L всех единичных звуков от частоты f, Гц; 0,1,2,3… п октавные полосы частот.
Рисунок 1-Частотный спектр шумов
Если частотный спектр разделить на участки (полосы частот) таким образом, чтобы верхняя граница полосы по частоте была в 2 раза больше нижней границы, то такое деление спектра называется октавным делением, а сама полоса считается октавной полосой, т.е. если f2 = 2f1; f3 = 2f2 и т.д.
При нормировании шума, исследованиях производственных шумов октавные полосы частот представляют не двумя граничными частотами, а одной среднегеометрической частотой fСГ (рис 1), которая определяется соотношением:
, Гц (4)
где f1 и f2 нижняя и верхняя граничные частоты.
По воздействию на человека шумы подразделяются на низкочастотные (f<400Гц), малораздражительные для организма человека; среднечастотные (f=400 – 1000 Гц), и высокочастотные шумы (f>1000Гц) – это очень раздражительные шумы.
Шум частотой f = 0 – 20 Гц не слышимый для человека называется инфразвук.
Шум частотой f = 20 – 20000 Гц это слышимые шумы. Шум f >20 кГц называется ультразвук - неслышимый для человека.
Количественная оценка уровней шума
Уровни звукового давления или звуковой мощности являются логарифмическими величинами, поэтому над ними нельзя производить обычные арифметические действия (сложение, деление и т.д.)
Непосредственно суммировать и вычитать можно только энергетические характеристики шума: интенсивность или пропорциональный ей квадрат звукового давления.
Если пользоваться непосредственно значениями уровней в децибелах (дБ), то уровень звукового давления суммарного звука от нескольких разных источников может быть рассчитан по формуле,
,дБ (5)
где n - общее число слагаемых уровней шума;
L1, L2, L3 … Ln – уровни звукового давления источников 1, 2, 3 …n.
Рассмотрим частные случаи, вытекающие из анализа формулы (5)
Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L, создаваемым каждым источником, то суммарный шум определяется по формуле:
(6)
Например, два одинаковых источника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый, а 100 одинаковых источников составят прибавку к L только 20 дБ (см. таблицу).
Число источников шума |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
20 |
40 |
50 |
70 |
100 |
Добавка к уровню одного источника, дБ |
0 |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
13 |
16 |
17 |
18,5 |
20 |
Суммарный уровень звукового давления при одновременном действии двух неодинаковых источников с уровнями L1, L2 определяется по формуле:
(7)
где L1 - , больший из двух суммируемых уровней, дБ;
- поправка для суммирования уровней шума, определяемая по таблице.
Разность уровней L1 – L2, дБ |
0 |
1 |
4 |
6 |
8 |
10 |
15 |
20 |
Поправка , дБ |
3,0 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
0 |
Приведенные зависимости (6) и (7) позволяют сформулировать два принципа шумоглушения:
Принцип 1 – при наличии в помещении большого числа одинаковых источников шума устранение одного, двух и более источников практически не ослабляет общий шум.
Принцип 2 – при наличии в помещении нескольких источников шума, отличающихся своей интенсивностью, для существенного снижения общего шума необходимо выявить и погасить наиболее мощные источники.
Классификация шумов, воздействующих на человека
По характеру спектра шума выделяют:
- широкополосный шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру;
- тональный шум – если прослушивается звук определенной частоты;
- импульсный шум – если шум воспринимается как отдельные импульсы (удары).
1.4.2 По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.
- Непостоянным называется шум, который в течение смены колеблется более чем, на 5 дБА.
Непостоянные шумы классифицируются на:
- колеблющиеся по времени, уровень звука которых непрерывно изменяется по времени;
- прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума;
- импульсные, состоящие из сигналов длительностью менее 1 секунды.