Основи охорони праці

Причому слід відзначити, що людина сприймає нормально звукові коливання в певних межах інтенсивності, але нормальність сприйняття залежить й від частоти   коливань, так при  =1000 Гц ці межі від  =10-12 Вт/м2 – поріг сприйняття, до  =10 Вт/м2 – больовий поріг. Для других частот ці межі будуть іншими. 

        Отже рівень інтенсивності шуму визначається співвідношенням (5.3) де   – інтенсивність шуму, яка рівна порогу чутності при  =1000 Гц ( =10-12 Вт/м2). Больовий поріг 130 дБ, 150 дБ вже не можливо витримати. 

Величина рівня звукового тиску в дБ визначається виразом

                                             ,                              (5.4)

Тут пороговий тиск  =2•10-5 н/м2 вибраний таким чином, щоб при нормальних атмосферних умовах рівень звукового тиску дорівнював рівню інтенсивності. Величина рівня інтенсивності використовується при проведенні акустичних розрахунків, а рівень звукового тиску – для вимірювання шуму та оцінки його дії на людину, оскільки орган слуху чутливий не до інтенсивності а до звукового тиску.

Зв’язок між рівнем інтенсивності шуму та рівнем звукового тиску знайдемо якщо розділити вираз   для інтенсивності звуку на   (порогову інтенсивність) та прологарифмувати:  . Для нормальних умов  , так як   а  , де   – густина,   – швидкість звуку в повітрі.

 

Рис. 5.1. Криві рівної гучності звуків

 

Зменшення шуму також може бути оцінене в децибелах:

                       , дБ.        (5.5)

Приклад: якщо по інтенсивності зменшення шуму маємо в 1000 раз, то рівень інтенсивності зменшиться на 10  1000 = 30 дБ.

Так як фізіологічне сприйняття шуму залежить не лише від рівня його звукового тиску; але й від його частоти (найбільша чутливість при 800-4000 Гц, найменша при 20-100 Гц), то вводиться поняття рівня гучності шуму. Розглянемо графік кривих рівної гучності, тобто кривих однакового за силою фізіологічного сприйняття звуку, рис. 5.1. 

Оцінка рівня гучності шуму різних джерел проводиться шляхом порівняння з шумом на частоті 1000 Гц, для якого рівень звукового тиску умовно прийнято вважати рівним рівню гучності. Одиниця вимірювання гучності 1 фон. Рівень гучності деякого звуку в 1 фон рівний рівню звукового тиску звуку частотою 1000 Гц в 1 дБ при однаковій фізіологічній сприйнятливості гучності цих звуків. Тобто на частоті 1000 Гц рівень гучності дорівнює рівню звукового тиску.

У випадку коли в розрахункову точку потрапляє шум від кількох джерел, складаються їх інтенсивності, а не рівні. При цьому вважається, що джерела не когерентні, тобто створювані ними тиски мають різні фази. 

                                                   .                                             (5.6)

Рівень інтенсивності (дБ) при одночасній роботі цих джерел отримаємо розділивши як праву так і ліву частину цього рівняння на   та прологарифмувавши:

 ,                    або                                 ,                     (5.7)

де   – рівні звукового тиску, або рівні інтенсивності, які створюються кожним із джерел в розрахунковій точці. (Покажемо, що дійсно  ).

Якщо є в наявності   однакових джерел шуму з рівнем звукового тиску  , то сумарний шум (дБ) з (5.7) буде:

            

 ,

Отже,   

                                        (5.8)

З виразів (5.7) та (5.8) можна зробити наступні практичні висновки: 

• при великій кількості однакових джерел шуму заглушення лише кількох з них практично не послаблять сумарний шум;

• якщо на робоче місце потрапляє шум від різних за інтенсивністю джерел, то для найбільш ефективного послаблення сумарного шуму знижувати необхідно спочатку шум більш потужніших джерел.

•

В якості прикладу розв’яжемо дві задачі.

Задача 1. В машинному залі встановлено 3 генераторні установки з рівнем інтенсивності шуму в 60 дБ кожна. Визначити їх сумарний рівень шуму та рівень гучності шуму при частотах 100 та 10000 Гц.

 

При однаковій інтенсивності шуму джерел їх загальний рівень інтенсивності визначиться за формулою (5.8):  , де   – рівень інтенсивності шуму одного джерела,   – число джерел. Тоді   дБ, якби було 2 однакових джерела, то   дБ.

Скориставшись кривими рівної гучності (див. рис. 5.1) при