Что такое предельный спектр
Предельный спектр и уровень звука. Их связь.
Предельный спектр – совокупность восьми допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот, а указанный метод нормирования – нормированием по предельному спектру шума.
Предельные спектры обозначают сокращением ПС с цифровым индексом, соответствующим уровню звукового давления в октавной полосе со средне-геометрической частотой 1000 Гц. Например, ПС-80 обозначает предельный спектр, имеющий в указанной октавной полосе допустимый уровень звукового давления 80 дБ. Значения предельно допустимых уровней звукового давления в нормируемых октавных полосах частот установлены с учетом одинакового физиологического и психологического воздействия шума на человека.
Уровень звука – это общий скорректированный по шкале А уровень звукового давления, LA (дБа)
ṕA – среднеквадратичное значение звукового давления скорректированный по шкале А
Его можно выразить через уровни звукового давления в октавных полосах частот Lpi
16. Оптимизация пути снижения шума машин.
Фактор и показатель направленности акустического излучения и их оценка.
Направленность характеризует неравномерность излучаемого источником шума в различных направлениях.
Определяется фактором направленности
a- угол, опр. Направление наблюдения
Ia – интенсивность звука в направлении угла а
Icp – средняя по всем направлениям I
Наряду с этим используется показатель направленности
Диаграмма направленности – зависимость показателя направленности от угла наблюдения за источником.
Показатель направленности зависит от частоты звука. Также ПН есть и для источников звука.
18. Методы определения шумовых характеристик машин и используемые показатели.
Определение шумовых характеристик машин в свободном звуковом поле.
Критерий свободного звукового поля.
Расчет шума для открытого пространства.
Расчет шума в помещении. Постоянная помещения.
Расчет шума на территории жилой застройки.
24. Средства защиты от шума. Общие требования и классификация.
Общие требования к средствам защиты от шума:
· Не вмешиваться в работу оборудования и персонала
· Требования пожарной безопасности и взрывобезопасности
Средства защиты делятся на коллективные и индивидуальные
Методы борьбы с шумом.
1. Наушники ( от прямого и отраженного)
2. Звукопоглощающее ограждение ( прямой и отраженный шум)
4. Увеличение расстояния (прямой)
5. Звукоизоляция (отраженный)
6. Звукоизолирующая перегородка (прямой и отраженный)
7. Виброизолирующая опора (структурный? Шум)
Наиболее радикальны технические меры, которые направлены на источники шума. Однако эффективность мероприятий по снижению шума эксплуатируемых машин, механизмов и оборудования довольно мала. Снижения или устранения шума в источнике следует добиваться прежде всего в процессе проектирования.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Предельный спектр
Предельный спектр ПС-85 предлагается ИСО как критерий сохранения слуха. Считается, что постоянное действие такого шума в течение 10 лет вызывает, как правило, лишь незначительную потерю слуха у человека. [3]
Кривые предельных спектров имеют индекс, номер которого соответствует уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Шум считается допустимым, если измеренные уровни звукового давления во всех октавных полосах частот нормируемого диапазона не будут превышать значений, определяемых соответствующим ПС для помещений того или иного назначения. При этом необходимо внести поправки, учитывающие характер шума, расположение объекта, время суток, длительность воздействия шума. [4]
В отечественной литературе предельные спектры обозначают сокращением ПС с индексом, соответствующим уровню звукового давления в децибеллах, в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц, через который проходит данный спектр. [8]
Часто можно получить предельный спектр приближением задачи о собственных значениях последовательностью задач о собственных значениях, имеющих лишь дискретный спектр. [9]
Часто можно получить предельный спектр приближением задачи о собственных значениях последовательностью задач о собственных значениях, имеющих лишь дискретный спектр. [10]
Индекс ПС-25 означает предельный спектр с уровнем звукового давления в 25 дб в октавной полосе со средней геометрической частотой 1ШО гц. [12]
Если 0 принадлежит предельному спектру сопряженного оператора Т, то Т унитарно эквивалентен компактному по мере интегральному оператору. [14]
В табл. 4 указаны действующие предельные спектры в зависимости от вида шума и производственного участка, а в табл. 5 даны поправки к предельно-допустимым уровням звукового давления в функции характера воздействия и характера шума. [15]
Нормирование производственного шума
Нормирование шума на рабочих местах осуществляют с учетом того, что организм человека в зависимости от частотной характеристики по-разному реагирует на шум одинаковой интенсивности. Чем выше частота звука, тем сильнее его воздействие на нервную систему человека, т. е. степень вредности шума зависит от его спектрального состава.
Спектр шума показывает, на какую область частот приходится наибольшая часть всей звуковой энергии, содержащейся в данном шуме.
Требования к предельно допустимым уровням шума изложены в санитарных нормах СН 2.2.4/2.1.8.562—96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».Наряду с предельным спектром нормируют общий уровень шума без учета частотной характеристики, измеряемый в дБА. Единица измерения дБА является показателем шума, близкого к восприятию органом слуха человека.
В табл. приведены значения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот и без учета их на рабочих местах производственных помещений и в обеденных залах ресторанов, кафе, столовых, баров, буфетов и т. п.
Среднегеометрические частоты полосы, Гц
звукового давления, дБ
Уровни звукового давления, дБ
ресторанов, кафе, столовых, баров и т. п.
чие места и рабочие
Общий уровень звукового давления в дБА по слуховому восприятию соответствует уровню шума при частоте 1000 Гц.
Нормируемые уровни звука (дБА) на 5 дБ выше уровней звукового давления в октавной полосе 1000 Гц.
Величины, указанные в этих нормах, обеспечивают достижение не оптимальных (комфортных) условий труда, а такое положение, при котором исключается или сводится к минимуму вредное действие шума.
Запрещается даже кратковременное пребывание людей в помещениях с уровнем звукового давления 120 дБ на любой частоте октавной полосы.
Данные таблицы можно представить графически в виде нормативных кривых (рис.).
Рис. Предельные спектры уровня звукового давления
Каждая кривая имеет свой индекс (ПС-50 и ПС-75), который характеризует предельный спектр при среднегеометрической частоте 1000 Гц.
Для измерения уровня звукового давления в дБ на каждой среднегеометрической частоте октавной полосы и общего уровня звука в дБА применяют комплект приборов, составляющих шумоизмерительный тракт (рис.).
Рис. Структурная схема шумомера
Схема включает микрофон М, преобразующий звуковые колебания в электрический ток, который усиливается в усилителе У, проходит через акустический фильтр (частотный анализатор) АФ, выпрямитель В и фиксируется стрелочным индикатором И со шкалой, проградуированной в дБ.
Работа анализатора шума основана на принципе интерференции колебаний или явлений резонансного усиления.
Анализатор шума представляет собой электрический контур, который усиливает колебания только заданной частоты, не пропуская и, следовательно, не усиливая звуки других частот. В результате стрелка на выходе прибора показывает величину звуковой энергии, заключенной в данной полосе частот. Изменяя настройку анализатора на различные частоты, получают показания уровня звукового давления для исследуемой полосы частот, которые оформляют в виде спектра шума.
Акустическим рабочим местом называют область звукового поля, в которой находится рабочий. В большинстве случаев рабочим местом считают зону звукового поля на расстоянии 0,5 м от машины со стороны рабочих органов пульта управления и на высоте 1,5 м.
Измерение шума производят в следующей последовательности:
выявляют наиболее шумное оборудование и измеряют спектр шума на рабочих местах;
определяют время за смену, в течение которого работающий подвергается воздействию шума;
сравнивают значения измеренных уровней шума со значениями предельного спектра действующих нормативов.
НОРМИРОВАНИЕ ШУМОВ
В Украине и в международной организации по стандартизации применяется принцип нормирования шума на основе предельных спектров (предельно допустимых уровней звуковой давления) в октавных полосах частот.
Предельные величины шума на рабочих местах регламентируются ДСН 3.3.6.037-99 Санитарные нормы производственного шума, ультразвука и инфразвука. В них заложен принцип установления определенных параметров шума, исходя из классификации помещений по их использованию для трудовой деятельности разных видов.
Допустимые уровне звуковой давлния в октавных полосах частот и эквивалентные уровне звука на рабочих местах нужно выбирать согласно табл. 2.
В нормах предполагаются дифференцированные требования к допустимым уровням шума в помещениях разного назначения в зависимости от характера работы у них. Шум считается допустимым, если измеренные уровне звуковой давления в девяти октавных полосах частот нормированного диапазона (31,5—8000 Гц) будут ниже, чем значение, которые определяются предельным спектром. В литературе разрешается этот принцип нормирования именовать нормированием по предельному спектру. Предельным спектром называнется совокупность нормативных уровней звуковой давления в девяти стандартизированных октавных полосах частот с среднегеометричними частотами 31,5,63,125,500, 1000,2000,4000,8000 Гц. Каждый предельный спектр описывается цифрой, которая отвечает допустимому уровню звуковой давления (дб) в октавной полосе с среднеогеометрической частотой 1000 Гц. Например, предельный спектр ПС-75 означает, что в этом предельном спектре допустимый уровень звуковой давления в октавной полосе с среднеогеометрической частотой 1000 Гц равняется 75 дб.
Используется также принцип нормирования, который базируется на регламентировании уровня звука в дБА, который измеряется при включении корректированной частотной характеристики А шумомера. В этом случае осуществляется интегральная оценка всего шума, в отличие от спектральной.
Нормирование уровня звука в дба существенно сокращает объем измерений и упрощает обработку результатов. Однако этот принцип не позволяет определить частотную характеристику необходимого шумопоглощения в случае превышения нормы. В то же время именно эти данные необходимы при проектировании мероприятий по снижению шума.
Нормирование шума за уровнями звука в дба и за предельными спектрами применяются для оценки постоянного шума. Для оценки непостоянных шумов используется эквивалентный уровень, который равный уровню постоянного звука, широкополосного, неимпульсного шума, который оказывает такое же влияние на человека, как и данный непостоянный шум.
Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука в дба, измеренный по временной характеристике „медленно» шумомера. В таблице наведен пример нормирования.
Инфразвук
Инфразвук — это колебания в воздухе, в жидкой или твердой средах с частотой меньше 16 Гц.
Инфразвук человек не слышит, однако ощущает; он ощущает разрушительное действие на организм человека. Высокий уровень инфразвука вызывает нарушение функции вестибулярного аппарата, предопределяя умопомрачение, боль головы. Снижается внимание, трудоспособность. Возникает чувство страха, общая немощность. Существует мысль, что инфразвук сильно влияет на психику людей.
Все механизмы, которые работают при частотах обращения меньше 20 об/с, излучают инфразвук. При движении автомобиля со скоростью свыше 100 км/ч он является источником инфразвука, который образовывается за счет срыва воздушного потока из него поверхности. В машиностроительной области инфразвук возникает при работе вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, дизельных двигателей.
Согласно действующим нормативным документам уровне звуковой давления в октавных полосах с среднеогеометрическими частотами 2, 4, 8, 16, Гц должен быть не больше 105 дБ, а для полос с частотой 32 Гц — не больше 102 дБ. Благодаря большой длине волны инфразвук распространяется в атмосфере на большие расстояния. Практически невозможно остановить инфразвук с помощью строительных конструкций на пути его распространения. Неэффективны также средства индивидуальной защиты.Действенным средством защиты является снижения уровня инфразвука в источнике его излучения. Среди таких мер можно выделить следующие:
— увеличение частот обращения валов до 20 и больше оборотов на секунду;
— повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;
— устранение низкочастотных вибраций;
— внесение конструктивных изменений в строение источников, которая позволяет перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых; в этом случае их снижение может быть достигнуто применениям звукоизоляции и звукопоглощения.
Ультразвук
Ультразвук широко используется во многих областях промышленности. Источниками ультразвука являются генераторы, которые работают в диапазоне частот от 12 до 22 кГц для обработки жидких расплавов, очищение отливок, в аппаратах для очищения газов. В гальванических цехах ультразвук возникает во время работы очистительных и обезжиривающих ванн. Его влияние наблюдается на расстоянии 25-50 м от оборудования. При загрузке и разгрузке деталей имеет место контактное влияние ультразвука.
Ультразвуковые генераторы используются также при плазменной и диффузной сварке, резании металлов, при напылении металлов.
Ультразвук высокой интенсивности возникает во время удаления загрязнений, обдувания струей сжатого воздуха при очистке деталей.
Ультразвук вызывает функциональные нарушения нервной системы, головная боль, изменения кровяного давления и состава и свойств крови, предопределяет потерю слуховой чувствительности, повышенную утомляемость.
Ультразвук влияет на человека через воздух, а также через жидкую и твердую среду.
Допустимый уровень ультразвуковых давок в октавных полосах с среднеогеометрическими частотами 16; 31,5; 63 и выше кГц приведено в таблице
Показатели уровней шума и вибрации, нормируемые значения, диапазоны изменения, натурные и расчетные определения уровней шума и вибрации
Рассмотрим теперь вопросы, связанные с нормированием шума, инфра- и ультразвука, вибрации.
Шум нормируется на рабочих местах согласно ГОСТу 12.1.003-83 и СН № 3223-85 «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах». В указанных нормативных документах предусмотрены два метода нормирования шума: по предельному спектру шума и по интегральному показателю – эквивалентному уровню шума в дБА.
Выбор метода нормирования в первую очередь зависит от временных характеристик шума. По этим характеристикам все шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБА, и непостоянные, аналогичная характеристика которых изменяется за рабочий день более чем на 5 дБА.
Нормирование по предельному спектру шума является основным для постоянных шумов. Предельный спектр шума – это совокупность нормативных значений звукового давления на следующих стандартных среднегеометрических частотах: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. В табл. 4.3 представлены допустимые уровни шума на различных рабочих местах.
Допустимый уровень шума (фрагмент таблицы из ГОСТ 12.003-83)
Уровень звукового давления, дБ, на октавных полосах
со среднегеометрическими частотами
1. Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, приема больных в здравпунктах.
2. Помещения управления, рабочие комнаты
3. Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, помещения для размещения шумных агрегатов вычислительных машин
Сокращенно предельные спектры шума обозначаются ПС (предельный спектр) с указанием допустимого уровня звукового давления на частоте 1000 Гц, например: ПС-45, ПС-55, ПС-75 и др. Постоянный шум на рабочих местах не должен превышать нормированных уровней, представленных в ГОСТе 12.003-83.
Существует и другой метод нормирования шума, устанавливающий предельно допустимые уровни как постоянного, так и непостоянного шума. Он основан на измерении шума по стандартной шкале А шумомера.
Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха. Уровень шума, измеренный по шкале А шумомера, обозначается дБА. Постоянные шумы предпочтительно характеризовать по предельному спектру шума, а непостоянные – только в дБА. Рассмотрим, как определяются предельные значения инфразвука.
Чаще всего в условиях производства инфразвук сочетается с низкочастотным шумом и вибрацией. Как и в случае шума, инфразвук измеряется шумомерами.
Инфразвук подразделяется на постоянный, уровень звукового давления которого, измеренного по стандартной шкале «линейная» шумомера, изменяется не более чем на 10 дБ за время наблюдения 1 мин, и непостоянный, аналогичная характеристика которого изменяется не менее чем на 10 дБ за тот же период наблюдения.
Для постоянного инфразвука нормируется уровень звукового давления на частотах 2, 4, 8, 16 и 31,5 Гц, а для непостоянного – общий уровень звукового давления по стандартной шкале «линейная» шумомера, дБ. Предельно допустимые уровни инфразвука, установленные «Гигиеническими нормами инфразвука на рабочих местах», приведены ниже.
Допустимый уровень ультразвука нормируется в соответствии с ГОСТом 12.1.003-83 и Санитарными нормами № 2282-80. Весь ультразвуковой диапазон частот принято подразделять на низкочастотный с частотой колебаний до 100 кГц и высокочастотный (от 100 до 1 000 000 кГц). Низкочастотные колебания распространяются как воздушным, так и контактным путем, а высокочастотные – только контактным. Для низкочастотных ультразвуковых колебаний в соответствии с названными выше нормативными документами установлены предельные значения звукового давления на рабочих местах (табл. 4.4).
Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах