Как рассчитать уровень шума
Измерение уровня шума: методы, способы, необходимые инструменты и соответствие уровням ГОСТ
Измерять шум необходимо. Ведь существуют опасные шумовые уровни для человеческого здоровья. Например, шум в 70-90 децибел (дБ) – это потенциальная причина нарушения функций нервной системы. Шум, превышающий 100 дБ, отрицательно влияет на слух. А если параметры зашкаливают за 200 дБ, то ситуация крайне опасна и может привести к летальному исходу.
Пребывание людей в помещении получатся комфортным, если шумовой уровень не превосходит 55 дБ днем, а ночью – 45 дБ.
В каждом помещении должен быть определенный уровень. Это регламентировано нормативными документами. И для проверки на это соответствие регулярно измеряют шумовые уровни.
Рабочие зоны
В рабочих зонах на предприятиях промышленного назначения измерение уровня шума происходит минимум в трех точках. Микрофон, анализирующий шум, ставится над полом на высоте 150 см. Он направляется к шумовому источнику и отдаляется от сотрудника, осуществляющего измерение, минимум на 50 см.
При измерении шума выявляются следующие данные:
При этих замерах определяется, каковы уровни шума, а спектральная экспертиза в его октавных волнах не проводится.
Специалисты анализируют опасность шума по параметрам давления звука в дБА (обозначение интенсивности). При этом учитывают частотные средние геометрические данные.
Санитарные нормативы
Ниже предложена таблица, отражающая наибольшие уровни шума, разрешенные для различных помещений. Это такие уровни, которые в течение всего рабочего времени не должны приводить к проблемам со здоровьем.
Таблица 1. Шум проникает в помещение снаружи.
Параметры звукового давления
1) Зоны интеллектуального труда, приемные покои.
2) Управленческие помещения
3) Будки для дистанционного контроля
4) Те же будки, но с телефонной связью
5) Зоны точной сборки
6)Помещения с очень громкими операционно-вычислительными агрегатами
7) Рабочие зоны в заводских цехах
Пункты 1-4 контролируются при условиях, что шум образуется снаружи и проникает в помещения
Пункты 5 и 6 необходимы к выполнению, когда шум образуется в помещениях
Методики
Измерение уровня шума обычно происходит по субъективному или объективному методу. Первый основан на использовании фонометров. Они измеряют шум, сопоставляя его с чистым тоном конкретной частоты. Ее генерирует специальный аппарат. Измерительные операции довольно сложны и дают результаты с ограниченным использованием.
Второй метод подразумевает применение шумомеров. Они конвертируют звуковые волны в электрические. После чего сигнал следует на измеритель. К выходному участку усилителя можно присоединять разные фильтры для корректировки сигнала. Они позволяют получить более точные данные об интенсивности шумов конкретных частот.
На сегодняшний день второй метод измерения уровней шума все больше вытесняет первый. И это логично. Ведь работать с фонометрами довольно трудно, и полученные результаты сложно применять.
Принцип и устройство шумомера
Этот прибор производит замер шума в дБ. В его устройстве заложены принципы, создающие точную зависимость между его показателями и давлением звука. Эти факторы воспринимает слуховой аппарат. Между шумовым уровнем и электрическим сигналом существует пропорциональность.
У аппарата имеется шкала с делениями в дБ и опциональное дополнение в виде штатива.
Есть множество моделей шумомеров. У них разный внешний вид, габариты, стоимость и производитель. Но есть и единая классификация.
Общая классификация шумомеров
Она распределяет прибор по уровню точности. Существует 4 категории:
Различают следующие классы фильтров шумомеров:
Модели для промышленных условий
Приборы для измерения уровня шума в промышленных условиях отличаются по типам. Наиболее популярными являются такие модели:
Октавные анализаторы
Для исследования спектральной структуры шума используются октавные анализаторы. Для вычисления давления звука предназначены октавные полосы.
В них действует следующий принцип: их верхние предельные частоты вдвое уступают нижним предельным частотам. Например: 40–80, 70-140 и т. д.
Характеристика октавной полосы – среднегеометрическая частота f. Она получается из указанных предельных частот, которые обозначаются так:
Среднегеометрическая частота определяется по формуле: f сред =√ f1 f2
Квартирный вопрос
Проводить измерение уровня шума и вибрации в квартире и доме также необходимо. Для процедуры применяются модели третьей категории точности. Они отличаются демократичной ценой и легкостью использования.
Сначала нужно изучить режимы работы устройства. Как правило, их три:
Варианты питания прибора: сеть, аккумулятор, батарейки.
Обычно комплект не обходится без чехла и штатива. В некоторых аппаратах есть карта памяти. В ней содержатся реестр предыдущих показателей аппарата.
Применение домашнего шумомера
Проводить измерение уровня шума с помощью этого прибора легко. Он просто подносится к шумовому источнику и включается. Микрофон должен быть открытым. Прибор работает несколько минут, улавливает самый высокий параметр и останавливается на нем.
На дисплее отображается результат экспертизы в децибелах.
Метод онлайн
Наше время – это время прогресса и высоких технологий. Сегодня практически у всех есть компьютер или смартфон. С помощью них тоже можно производить необходимые измерения уровня шума. Здесь главным условием является установка специального приложения. Второй вариант – отыскать шумомер онлайн (ввести такой запрос в поисковике). На ресурсе также будет выложен подробный инструктаж, как нужно действовать.
Это довольно экономичный метод. Он позволяет не приобретать шумомер. Но здесь есть свои тонкости? Показатели на ПК, ноутбуке или смартфоне могут существенно отличаться.
На точность измерительных операций влияют параметры и качество микрофона вашего устройства. Если вас смущает сей факт, то работайте с цифровым шумомером.
Можно приобрести серьезный микрофон, присоединить его к компьютеру. И тогда измерение шума в домашних условиях будет проходить еще легче.
Проверка звукоизоляции
Двери и окна – те элементы, через которые в квартиру могут проникать разные шумы. И поэтому уровень их звукоизоляции имеет большее значение для комфортного проживания.
Этот уровень можно узнать с помощью несложного тестирования. Здесь необходим какой-нибудь шумовой источник. Можно просто включить музыку на телефоне и закрыть дверь.
После чего включается шумомер, проводится измерение, открывается дверь и операция повторяется. У вас получится два показателя прибора. Из большего показателя отнимите меньший. Это и есть уровень изоляции.
Для лучшей точности удостоверьтесь, что в квартире отсутствуют лишние шумы. Еще нужно проверить, что звук не проходит сквозь стены.
1. Основные положения
В настоящее время защита человека от шума стала одной из актуальных проблем. Это является следствием возрастания интенсивности шума в результате внедрения в промышленность новых технологических процессов, роста мощности оборудования и машин.
Шум на производстве наносит большой экономический и социальный ущерб. При определенных условиях неблагоприятно воздействуя на организм человека, он вызывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и психические реакции, это приводит к снижению производительности труда и увеличению случаев производственного травматизма (не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин). Шум снижает производительность труда на промышленных предприятиях на 30%, повышает опасность травматизма, приводит к развитию заболеваний. В структуре профессиональных заболеваний Российской Федерации примерно 17% приходится на заболевания органа слуха.
Производственный шум представляет собой профессиональную вредность, если его интенсивность превышает определенный уровень, установленный ГОСТ 12.1.003-83 * (Таблица 1).
Допустимый уровень звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия по ГОСТ 12.1.003-83 * (извлечение)
Вид трудовой деятельности, рабочее место
Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц.
Уровни звука и эквива-лентные уровни звука, дБА
Помещения конструкторских бюро, программ-мистов вычисли-тельных машин, лабораторий для теоретических работ
Помещения управления, рабочие комнаты
чие зоны в произ-водственных помещениях и на территории предприятий
Машинописное бюро, помещения
Помещения лабо-раторий для про-ведения эксперименталь-ных работ, для
ных агрегатов, вычислительных машин
Примечание: В отраслевой документации допускаются более жесткие нормы уровня шума для отдельных видов трудовой деятельности с учетом напряженности труда. Запрещается даже кратковременное пребывание людей в помещениях с уровнем звукового давления свыше 130 дБ любой октавной полосе.
Каждый человека воспринимает шум по-своему. Это зависит от многих факторов: возраста, стояния здоровья, характера трудовой деятельности. Установлено, что большее влияние шум оказывает на людей занятых умственным трудом, чем физическим. Особенно беспокоит человека шум непонятного происхождения, возникающий в ночное время суток. Шум, создаваемый самим человеком, беспокоит его значительно меньше, чем окружающих.
С физической точки шум характеризуется силой, частотой, интенсивностью звука, амплитудой колебания, звуковым давлением и звуковой скоростью. С физиологической точки зрения шум-это всякий неблагоприятно воспринимаемый человеком звук.
Минимальные и максимальные пределы звукового колебания, воспринимаемые ухом человека, называются звуковым порогом. Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания от 16 до 20000 Гц.
Колебания, распространяющиеся в воздухе, жидкой и твердой средах с частотой свыше 20000 Гц называют соответственно ультразвуком. Нормирование допустимых уровней звукового давления на рабочих местах при действии ультразвука производится в соответствии с ГОСТ 12.1.001 – 89 «ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности», СанПиН 2.2.4/2.1.8.582 – 96. Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.
Ультразвук оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека: приводит к функциональным нарушениям нервной системы, головного мозга, головным болям, изменениям давления, состава и свой ств кр ови, потере слуховой чувствительности. Он может действовать на человека через воздушную среду и контактно через жидкую и твердую среду.
Колебания, распространяющиеся в воздухе, жидкой и твердой средах с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуком. Такие колебания человек не слышит, но чувствует. Более того, высокий уровень инфразвука может вызвать нарушения функции вестибулярного аппарата, приводя к головокружениям, головным болям, а также снижению внимания, работоспособности, приводит к появлению страха и общему недомоганию. Предполагают, что он оказывает сильное влияние на психику людей.
Нормативным документом, ограничивающим действие инфразвука, являются «Гигиенические нормативы инфразвука на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территориях жилой застройки», СанПиН 2.2.4/2.1.8.583 – 96. В соответствии с этим документом, уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2.4.8.16 Гц должны быть не более 105 дБ, а для полос с частотой 32 Гц – не более 102 дБ.
Звуковые колебания, вызывающие болевые ощущения, называют порогом болевого ощущения. Сила звука на пороге болевого ощущения, увеличенная в 10 раз, считается единицей измерения силы звука бел (Б). Мы ощущаем изменения громкости в размере 0,1 Б.
В соответствии с ГОСТ 12.1.003 – 88 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» шумы классифицируются по характеру спектра, временным характеристикам, природе возникновения.
По характеру спектра шумы подразделяется на широкополосный (шум реактивного самолета) и тональный (шум дисковой пилы). Широкополосный шум имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы. Тональным называется шум, в спектре которого имеются яркие выраженные частоты с доминирующим уровнем звука.
По временным характеристикам шум делится на постоянный, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ при измерении шумомером по шкале «медленно». Непостоянный шум – шум, уровень звука которого изменяется ступенчато на 5 дБ.
Непостоянные шумы подразделяются на :
— колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени, например, шум транспортных потоков);
— прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБА не более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 сек и более (например, шум прерывисто сбрасываемого из баллонов сжатого воздуха);
— импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука отличаются не менее чем на 7дБА (например, шум машин и агрегатов, работающих в импульсном режиме).
По природе возникновения шум можно разделить на : механический, аэродинамический, гидравлический и электромагнитный.
Механические шумы возникают по следующим причинам: наличие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникающих из-за движения деталей механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка) и ряд других. Основными источниками возникновения шума механического происхождения являются подшипники качения и зубчатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.
Гидравлические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулентность, гидравлические удары). Например, в насосах источником гидравлического шума является кавитация жидкости у поверхностей лопаток насоса при высоких окружных скоростях вращения рабочего колеса.
Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании, использующим электромагнитную энергию. Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, а также электрические силы, вызываемые взаимодействием электромагнитных полей, создаваемых переменными электрическими токами.
2. Нормирование шума. Показатели шумового воздействия.
Предупреждение неблагоприятного воздействия шума на организм человека основано на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование допустимых уровней, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств и заболеваний. В качестве критерия нормирования используются предельно допустимые уровни (ПДУ) шума.
Предельно допустимый уровень шума (ПДУ) – это уровень фактора, который при ежедневной работе (кроме выходных), но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений.
Характеристикой постоянного шума на рабочих местах является его уровень в октавных полосах, измеряемый в децибелах, со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемый по формуле:
где Р – среднеквадратичная величина звукового деления, Па;
При использовании логарифмической шкалы уровень интенсивности звука равен:
где I – фактическое значение интенсивности звука, Вт/м 2 ;
При оценке шума, поступающего в расчетную точку от нескольких источников, следует иметь в виду, что суммировать можно только энергетические характеристики шума: интенсивность или квадрат звукового давления, т.е. суммарная интенсивность для n источников равна:
где n – число источников.
При наличии одинаковых источников шума суммарный уровень его громкости в равноудаленной от источников точке, т.е. каждый в отдельности создает на рабочем месте одинаковый уровень звукового давления, определяется по формуле:
где Li – уровень шума одного источника;
n – число источников шума.
Значение величины 10 lg n берутся из таблицы 2.
Значения прироста уровня звукового давления в зависимости от числа одинаковых источников шума.