Определение и параметры шума

Любой звук как физическое явление представляет собой распространяющиеся механические колебательные движения части упругой среды (газ, жидкость, твердое тело) с малыми амплитудами. Шум – всякий неблагоприятно действующий на человека звук.

Источником шума является любое колеблющиеся тело, выведенное из состояния равновесия какой-либо внешней силой. Непосредственно примыкающие к источнику колебания частицы среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются около своего положения равновесия, переходя в состояние периодического сгущения и разряжения. Этот процесс в силу упругости среды распространяется последовательно на смежные частицы в виде волны с длиной λ=c/f=c*T, с-скорость звука в среде; f- частота колебаний; T- период колебаний.

Пространство, где происходит перенос энергии по звуковой волне, называется звуковым полем.

Общее количество энергии, излучаемое источником в пространство, называется звуковой мощностью W [шопот-10^-9 Вт; разговор-10^-5 ; крик-10^-3 ; цепная пила-1Вт; большой оркестр-10Вт; двигатель турбореактивного самолета-10⁴ ; двигатель космической ракеты-10⁸ Вт ].

Часть общей мощности, приходящаяся на единицу S, проходящей через заданную точку звукового поля и расположенной перпендикулярно распространению звуковой волны (рабочее место), называется интенсивностью звука J.

Звуковое давление P-разница между мгновенным значением полного давления в какой-либо точке звукового поля и средним давлением в невозмущенной среде.

Значения J и P на практике могут изменяться (различаться) в десятки и сотни миллионов раз, что не удобно при сопоставлении абсолютных значений. Удобнее использовать логарифмические шкалы.

Основными характеристиками шума являютсяуровни звукового давления иуровниинтенсивности L_Р и L_J, которые при нормальных атмосферных условиях равны.

Весь акустический диапазон делится по частоте на три зоны:

1- с частотой от0 до 16 Гц - инфразвук

2- с частотой от 16 Гц до 20 кГц – слышимый звук

3- с частотойсвыше 20 кГц – ультразвук.

При гигиенической оценке шума и его нормировании весь акустический диапазон разделяют на полосы частот определенной ширины. Полоса частот, у которой отношение верхней граничной частоты f₂ к нижней f₁ равно 2, называетсяоктавой.Существует 9 октав, каждая из которых [характеризуется среднегеометрической частотой, равной ٧ f₁ּf₂.

Нормируется два показателя: уровень звукового давления для каждой среднегеометрической частоты в дБ и в качестве одночисловой характеристики шума применяется оценка уровеня звука (эквмвалентный уровень звука) в дБ(А). А- шкала шумомера, хорошо имитирует чувствительность человеческого уха во всем акустическом диапазоне.

Шумы делятся на постоянные и непостоянные (изменение за 8-часовой рабочий день > 5дБА). Непостоянные делятся на: - колеблющиеся во времени; прерывистые, импульсные (менее 1с).

По частоте шумы подразделяются на низкочастотные (до 300 Гц) , - среднечастотные (300-800 Гц) и высокочастотные (более 800 Гц).

Уровни шума: квартира-30-40дБА; разговорная речь-50-60дБА; громкая музыка-70; шум трамвая-70-80; металлорежущие станки-80-100; пневмопрессы-120; реактивный двигатель(25 м)-140, выстрел из артиллерийского орудия (1-2м)-160-170.

Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих

шума (или соответствующих им уровней в децибелах) от частоты, называется частотным спектром шума или просто спектром.

Спектры могут быть: линейчатыми (дискретными), сплошными и смешанными.

Скорость распределения звуковых волн (продольных), м/с:

воздух – 331; вода (273К)-1481; свинец-2160; цинк-4120; медь-4730; железо-5900; алюминий-6320.