Влияние шума на работающих

Рис.2.7. Потеря слуха у ткачих при стаже работы:

1-4 года; 2-8 лет; 5-16 лет

Рис. 2.8. Потеря слуха на разных частотах в зависимости от возраста

Промышленный шум является не единственной причи­ной потери слуха. Помимо этого необратимые потери слуха наступают и с увеличением возраста (рис. 2.8). Обычно это явление начинается в возрасте приблизительно 30 лет у мужчин и 35 лет у женщин с потери чувствительности слуха к высоким частотам. С годами оно распространяется на более низкие частоты, достигая речевого диапазона 500-3000 Гц.

Звуковые волны возникают при нарушении стационар­ного состояния среды вследствие наличия в ней какого-ли­бо возмущающего воздействия. Скорость, с которой рас­пространяется звуковая волна, называется скоростью звука. Скорость звука с, м/с, зависит только от характеристик сре­ды распространения и может изменяться в очень широких пределах с = . В воздухе при температуре 20 °С скоростьзвука составляет 340 м/с, где ρ - плотность среды кг/м³, К - модуль объемной упругости среды, Па.

Любое колебательное движение характеризуется часто­той f и периодом колебаний Т. Период колебаний Т = 1/ f соответствует временному интервалу, через который в каж­дой точке пространства временное развитие колебаний бу­дет повторяться. Этому временному интервалу будет соот­ветствовать пространственный интервал повторения волновой картины, так называемая длина волны λ, м, опре­деляемая соотношением λ = c/f. В частотном диапазоне зву­ковых колебаний длины волн изменяются от нескольких десятков метров до нескольких сантиметров.

Область пространства, в которой распространяются зву­ковые волны, 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 р, измеряемым в Па. Так как звуковое давление есть функция времени, то для его оценки используется осредненная величина, а именно средний квадрат звукового давления, получаемый осреднением мгновенных значений р² на некотором интервале времени Т_о. Такое осреднение осуществляется и в нашем слуховом аппарате (время осред­нения составляет порядка нескольких миллисекунд).

При распространении звуковой волны происходит пере­нос энергии, который характеризуется интенсивностью звука I, Вт/м². Интенсивность связана со звуковым давлением следующим соотношением:

.

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шу­мом, могут меняться в широких пределах: по давлению до 10⁸ раз, по интенсивности до 10¹⁶ раз. Оперировать такими цифрами неудобно. Выяснено, что ощущения человека, воз­никающие при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энер­гии раздражителя. Поэтому были введены логарифмичес­кие величины - уровни звукового давления и интенсивно­сти.

Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по фор­муле

,

где - пороговая интенсивность звука, соответствующаяпорогу слышимости на частоте 1000 Гц (= 10^-12 Вт/м²). Уровень звукового давления (дБ) определяют по формуле

,

где - пороговое звуковое давление, = 2 • 10^-5 Па на час­тоте 1000 Гц.

Пороговые значения звукового давления и интенсив­ность звука связаны соотношением

,

где ρ₀, c₀ - плотность воздуха и скорость звука при нор­мальных атмосферных условиях.

Величину уровня интенсивности применяют при полу­чении формул акустических расчетов, а уровня звукового давления - для измерения шума и оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к ин­тенсивности, а к среднеквадратическому давлению. Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давле­ния определяется выражением

.

При нормальных атмосферных условиях = .

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, суммарный уровень шума опреде­ляется по формуле

,

где L_i - уровни звукового давления или уровни интенсив­ности, создаваемые каждым источником.

Если имеется п одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L, создаваемым каждым источником, то суммарный уровень шума (дБ) составляет

.

Из этой формулы видно, что два одинаковых источника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый источник в отдельности.

Шумы принято классифицировать по их спектральным и временным характеристикам. В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре которых име­ются слышимые дискретные тона, и широкополосными - с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, и непо­стоянные, для которых это изменение более 5 дБА. В свою очередь, непостоянные шумы делят на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсивные.

В табл. 2.8 приведены показатели звукового давления и уровни, создаваемые характерными источниками шума.

При воздействии ударной волны на человека и живот­ных считается безопасным избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее. Легкие поражения (звон в ушах, головокружение, головная боль) наступают при из­быточном давлении 20-40 кПа. Поражения средней тяжес­ти (контузии головного мозга, повреждения органов слуха, кровотечения из носа и ушей) возникают при избыточном давлении 40-60 кПа.

Любой источник шума характеризуется, прежде всего, звуковой мощностью. Звуковая мощность источника Р - это общее количество звуковой энергии, излучаемой источ­ником шума в окружающее пространство за единицу време­ни. Если окружить источник шума замкнутой поверхнос­тью площадью S, то звуковая мощность Р источника (Вт) составит

,

где I_n - нормальная к поверхности составляющая интен­сивности.

Таблица 2.8