Теоретический минимум. Акустические колебания– это слышимые и неслышимые колебания упругих сред

Акустические колебания– это слышимые и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне от 16Гц до 20000Гц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми. Акустические колебания с частотой менее 16Гц называют инфразвуковыми, выше 20000Гц – ультразвуковыми.

Шум– это беспорядочное хаотическое совокупность звуков различной интенсивности и частоты [53].

Одно и то же звуковое явление можно называть различными терминами: или звуком, или шумом. Просто грань между двумя этими понятиями достаточна зыбкая. Каждый из нас воспринимает звук как нечто, несущее полезную в данный момент информацию, при условии, что сила этого звука не превышает допустимого предела. Шум же — это то, что в данный момент полезной информации не несет. То есть, если мы смотрим фильм на домашнем кинотеатре с уровнем звука 70 дБА и получаем удовольствие — речь идет о звуке. А когда в это же время кто-то из домашних читает книгу, и звуки фильма ему мешают — это шум [37, 46].

В последние годы проблема шума выдвинулась в число наиболее актуальных. Че­ловечеству еще никогда не приходилось переживать столь значительного увели­чения интенсивности и других характеристик шума в среде своего обитания за столь незначительный срок.

Шум воздействует на организм человека непрерывно на протяжении всей его жизни. Установлено, что даже во сне человеческий организм не остается безраз­личным к шуму и соответствующим образом реагирует на него. Шум, безусловно, относится к неблагоприятно действующим факторам среды обитания, однако дли­тельное существование человека в условиях полного отсутствия шума практически невозможно и совершенно неоправданно с физиолого-гигиенической точки зре­ния [36, 45].

Для практических расчетов уровень шума (уровень звукового давления) измеряется в белах (Б), но так как человек реагирует на величину в 10 раз меньшую, чем бел, то распространенная единица измерения является децибел (дБ), равная 0,1Б.

Для определения уровня звукового давления используют приборы шумомеры. На практике оценка уровня звукового давления измеряется в дБА – дБ по шкале «А» шумомера. Шкала «А» – эта шкала имитирует общую чувствительность уха человека во всем диапазоне частот.

Ухо человека может воспринимать и анализировать шум в широком диапазоне частот и интенсивностей. Диапазон шумов, воспринимаемых ухом человека, укладывается в шкалу 0-130 дБА. Шум с уровнем 130-150 дБА способен вызвать механическое повреждение органов слуха.

Окружающие шумы имеют разный уровень звукового давления. Например, шум в обычной квартире – 30-40дБА, разговорная речь – 50-60дБА, громкая музыка – 70-90дБА, шум двигателя легкового автомобиля – 80дБА, интенсивное уличное движение 78-92 дБА, автомобильная сирена – 100дБА, взлет реактивного самолета – 120 дБА [34, 36].

Различают три вида шума по характеру его распространения в помещении: воздушный, структурный, ударный.

1. Воздушный – это шум, непосредственно излученный в воздух, когда источник шума не связан с ограждающими конструкциями механической связью. Это, например, разговор, работающий теле- или радиоприемник.

2. Структурный источник шума создается от механического воздействия и слышен даже на значительном удалении от источника. Например, ходьба по полу передается стене, а ее колебания слышны в соседнем помещении. Или когда в зданиях создается вибрация, вызванная работой насосов, лифтов, вентиляторов, ручного электроинструмента.

3. Самый неприятный – ударный шум. Он создается от непосредственного контакта предмета о предмет (например, удары в стену, стук по трубе центрального отопления). Он обычно распространяется на большие расстояния [34, 53].

Конечно, когда хочется тишины и покоя, совершенно все равно, какого вида шум. Но для устранения шума, необходимо знать какого рода источник шума.

Воздействие шума на организм человека.Еще в 60-70-е гг. было детально изучено действие шума на слуховой анализатор. Дан­ные того времени свидетельствуют о том, что изменения органов слуха, возникаю­щие в результате воздействия шума и в зависимости от его спектрального состава, интенсивности и продолжительности действия, могут носить самый разнообраз­ный характер. В одних случаях изменения носят нечеткий функциональный ха­рактер, в других может наступить полная глухота [40].

Однако прежде чем рассмотреть воздействие, которое оказывает шум на организм человека, необходимо немного остановимся на санитарных нормах, которые регламентируют уровень звукового давления в РФ.

В соответствии с санитарными нормами уровень шума около зданий в дневное время не должен превышать 55 дБА, а ночью (с 23 до 7 ч утра) — 45 дБА, в квартирах — соответственно 40 и 30 дБА. На производстве уровень звукового давления не должен превышать максимум 85 дБА, однако при разных работах данный уровень различен, например, в помещениях, где отсутствует громоздкое производственное оборудование, уровень звукового давления не должен превышать 65 дБА, а например, в учебных аудиториях – 40 дБА.

Человеческий организм по-разному реагирует на шум разного уровня. В диапазоне 35-60 дБ реакция индивидуальная (может мешать или нет). Шумы уровня 70-90 дБ при длительном воздействии приводят к заболеванию нервной системы, а более 100 дБ – к снижению слуха, вплоть до глухоты.

Чувствительность человека к шуму зависит от возраста, тренированности человека, пола (женщины более чувствительны к воздействию шума) и др.

Воздействие шума отражается, прежде всего, на органе слуха.

Различают три формы воздействия шума на орган слуха человека:

1. Утомление слуха. Возникает при действии продолжительного и интенсивного шума. В результате этого чувствительность слуха значительно снижается. Утомление слуха, повторяется изо дня в день и приводит к тому, что его восстановление оказывается неполным к периоду следующего воздействия (рабочей смены). Тем самым данное состояние ведет к деградации внутреннего уха и приводит к профессиональной тугоухости, глухоте и к полной потере слуха.

2. Профессиональная тугоухость (шумовая болезнь). Это снижение восприятия звуков на 20 и более дБ. Данное заболевание развивается в течение 3-5 и более лет. Профессиональная тугоухость проявляется в виде трудности восприятия тихой речи или плохую слышимость громкой речи. При значительной потере слуха пострадавший плохо слышит собственный голос, который несколько изменяется.

3. Шумовая травма. Возникает при воздействии высоких уровней звукового давления. При этом у пострадавших наблюдается головокружение, шум и боль в ушах, а также поражение барабанной перепонки [40, 43, 46].

Неблагоприятное действие шума не ограничивается воздействием только на органы слуха.

Шум влияет на центральную нервную систему. При постоянном воздействии шума могут наблюдаться изменения сердечно-сосудистой системы (возникновение и развитие гипертони­ческой болезни), причем данные изменения могут наступить раньше, чем проявятся нарушения слуха. Шум оказывает влияние на орга­ны зрения и вестибулярный аппарат (изменения координации движения).

Шум оказывает раздражающее действие, вызывает жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, нарушение сна, снижение памяти.

Шум является не только источником многих заболеваний, но и снижает работоспособность. Производительность труда в ряде случаев снижается до 60%, а число ошибок в расчетах (при интеллектуальной деятельности) увеличивается на 50%. Интенсивный шум может быть причиной несчастных случаев на производстве [50].

Действие ультразвука на организм человека.Длительное систематическое действие ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой систем, снижение слуха, а также изменения артериального давления, свойств и состава крови.

Контактное воздействие ультразвука на руки приводит к снижению болевой чувствительности рук, изменениям костной структуры.

Действие инфразвука на организм человека. При воздействии инфразвука на организм могут возникать: нарушения в сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Отмечаются жалобы на головные боли, головокружение, звон в ушах и голове, снижение внимания, нарушение равновесия, сонливость и затруднение речи. При воздействии инфразвука могут появиться психофизиологические реакции в форме повышения тревожности, эмоциональной неустойчивости, возникнуть чувство страха и неуверенности в себе.

Например, пассажиры самолета часто ощущают состояние недомогания и беспокойства, одной из причин которых является инфразвук. Инфразвуки вызывают у некоторых людей приступы морской болезни. А также некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены [37, 52, 53].

Основные методы и средства снижения шума.Устранение нежелательного шума можно добиться двумя способами: снизить уровень шума источника или установить преграду на пути звука

1. Коллективные средства защиты:

а) Уменьшение шума в источнике его возникновения. Данный метод достигается современными конструкторскими разработками и совершенствованием технологического процесса производства оборудования.

б) Звукопоглощение. Данный метод основан не переходе звуковой энергии в тепловую, за счет потерь ее на трении. Достигается облицовкой современными звукопоглощающими строительными материалами.

в) Звукоизоляция – это снижение шума на пути его распространения за счет звукоизолирующих преград (стен, перегородок и т.д.).

2. Индивидуальные средства защиты:

а) Вкладыши (беруши), изготавливается из специального материала, вставляемые в слуховой канал уха. Эффективность 5-15дБ.

б) Наушники. Эффективность от 7 до 35дБ.

в) Шлемы, применяют только при воздействии шума с уровнем звукового давления в 120дБ и более, так как при таких уровнях шум проникает в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку.

Следует помнить, что индивидуальные средства защиты от шума должны лишь дополнять коллективные средства защиты и только в том случае, если последние не могут решить проблему борьбы с шумом [52].