Общие сведения о шуме

Звук (шум) всегда был верным помощником человека. Рев зверя предупреждал об опасности; рог, труба, барабан служили средством связи. Проходили века, появлялись все новые и новые источники шума, росла их мощность, все более утомляя и раздражая человека. XX век стал наиболее шумным, и шум из помощников стал злейшим врагом человека.

Шум пришел и на село. По данным Курского медицинского института, более 40 % трактористов страдают тугоухостью. Шум способствует и возникновению травм (не слышно сигналов).

Последними исследованиями медиков установлено, что шум нарушает генетический код, т.е. влияет на здоровье будущего поколения.

Человеческое ухо воспринимает звуки с частотами от 16 до 20000 Гц. Наиболее болезненно человеком воспринимается высокочастотный шум (свыше 1000 Гц).

Продолжительный шум вызывает у человека головную боль, головокружение, а также заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем и ряд других заболеваний.

Что же такое шум? Шум – это всякий мешающий звук. Звук – это колебательное движение упругой среды, вызывающее беспорядочные звуки различной частоты и силы. Источниками звука являются колеблющиеся твердые, жидкие и газообразные тела.

В зависимости от среды, в которой распространяется звук, шумы подразделяют на 1) структурные (или корпусные) – при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машины; 2) воздушные – если источник шума не связан с какими-либо конструкциями.

По характеру возникновения шумы бывают 1) механическими (возникающими в результате движения отдельных частей, деталей с неуравновешенными массами); 2) ударными (возникающими при ковке, штамповке, клепке); 3) аэродинамическими (возникающими при больших скоростях движения газообразных сред – шум газовой струи, всасывание); 4) взрывными (возникающими при работе двигателей внутреннего сгорания).

Величина шума оценивается звуковым давлением Р и интенсивностью J. Величина звукового давления от порога слышимости до болевого ощущения может изменяться в 10⁷ раз (от 2 × 10^-5 до 2 × 10² Па), а интенсивности – в 10¹⁴ (от 2 × 10^-12 до 10² Вт/м²) раз. Цифры показывают, что диапазон изменения очень большой и неудобен для практического использования. Учитывая, что слуховой аппарат человека воспринимает не абсолютные изменения звукового давления и интенсивности звука, а их относительный прирост или уменьшение, в практике уровень шума L оценивается логарифмическими величинами – децибелами (дБ):

(4.32)

где J и Р – фактические значения интенсивности и давления; J₀ и Р₀ – их пороговые значения.

Уменьшение уровня шума от L₁ до L₂ определится по формуле:

(4.33)

Пример. Если шум машины по интенсивности снижен в 1000 раз, то уровень интенсивности уменьшится на

Как отмечалось выше, шум формируется при совместном действии источников звука различной интенсивности и частоты.

Суммарный уровень звукового давления L создаваемый несколькими одинаковыми источниками звука рассчитывается по формуле:

(4.34)

где n_m – число источников звука; L_i – уровень звукового давления одного источника, дБ.

Чувствительность слухового аппарата человека к звукам различной частоты различна. В связи с этим введена единица измерения громкости звука – фон. Один фон – громкость звука на частоте 1000 Гц и уровне интенсивности 1 дБ. На частоте 1000 Гц уровни громкости равны уровням звукового давления.

На рисунке 4.14 показаны кривые равной громкости звуков различной частоты. Характер кривых равной громкости показывает, что наибольшей чувствительностью наше ухо обладает на частотах 800…4000 дБ, а наименьшей – на низких частотах. Вся шкала частот разбита на диапазоны, называемые октавными полосами. Каждая октавная полоса вдвое больше предыдущей, а их величина определяется среднегеометрическим значением граничных частот (таблица 4.3).

Рисунок 4.14 – Кривые равной громкости звуков

Таблица 4.3 – Октавные полосы частот шума