Основи охорони праці: Навчальний посібник для студентів вищих закладів освіти. Я. О. Сєріков. – Харків, ХНАМГ, 2007. 227с.

Процес поширення звуку відбувається з перенесенням кінетичної енергії, який виражається у вигляді інтенсивності звуку (I).

 Інтенсивність звуку – це середня кількість звукової енергії, що прохо-дить в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярну до напрямку поширення звуку:

 

I = V • P ;  I = P²/(ρ • С).

 

де V – миттєве значення швидкості коливань; Р – миттєве значення звукового тиску; ρ – щільність середовища; (ρ · С) – питомий акустичний опір середови-ща; С – швидкість звуку в середовищі.

Існують мінімальні значення інтенсивності звуку (Io) та звукового тиску (Рo), що розрізняються органами слуху людини. Ці величини називаються граничними. Вони встановлені для частоти 1000 Гц і складають Io = 10ˉ¹² Вт/м²;               Рo = 2 • 10ˉ5 Па. 

Вплив звуку на межі болючого відчуття людини перевищує граничні значення ~ у 1014 разів. Причому, значення цих порогів залежать і від частоти звукових коливань. Так, найнижчі граничні значення цих параметрів спостерігаються в діапазоні 1...5 кГц. 

У зв'язку з таким значним динамічним діапазоном сприйняття інтенсив-ності звуку і звукового тиску людиною, для зручності графічного зображення, наприклад за частотним спектром, представляють відносні логарифмічні рівні інтенсивності й звукового тиску стосовно граничних значень I0 і Р0 у такому              вигляді:

 

Li  = 10 Lg I / I0.

 

Оскільки інтенсивність звуку (I) пропорційна квадрату звукового тиску (Р), то виходячи з цього, можна представити величину логарифмічного рівня інтенсивності звуку в такий спосіб:

 

Lр  = 10 Lg Р² / Р²0 = 20Lg Р / Р0.

 

Цю величину прийнято називати рівнем звукового тиску. Вона використовується при акустичних вимірах і визначенні нормативних значень, що вказані у відповідних нормативних документах.

Відповідно до прийнятих одиниць виміру виходить, що коли діюча інтенсивність звуку, наприклад (I1), перевищує граничну в 10 разів, тобто I1 / I0 = 10 то результуюча величина складає 1 Б (Бел). Якщо перевищення становить 100 разів, то I2 / Iо = 2 Б. і т. д.

У такий спосіб забезпечується вимір рівня звукового тиску у відносних одиницях – Белах. Причому встановлено, що орган слуху людини здатний розрізняти приріст інтенсивності звуку на 0,1 Б, тобто на 1 dБ, який і прийнятий за основну одиницю виміру.

З фізіологічних позицій звук – це відчуття, що виникають у звуковому аналізаторі людини в результаті дії флуктуацій тиску часток пружного середовища зазначеної частоти. Для з'ясування більш повної фізичної сутності звукових хвиль необхідно зупинитися на закономірності, що спостерігаються при поширенні їх у повітрі.

Закономірності, що спостерігаються при поширенні 

звукових хвиль  у повітрі

Звуковим хвилям властиві визначені закономірності, що спостерігаються при поширенні їх у часі й просторі. До цих закономірностей відносяться явища відбиття, переломлення, дифракції та інтерференції хвиль.

Розглянемо ці закономірності в мінімальному приближенні до їх               фізичної суті.

Явище дифракції звукових хвиль. При поширенні звуку в приміщенні, тобто в обмеженому просторі, фронт звукової хвилі наштовхується на перешкоди – границі розділу середовищ, наприклад, повітряного (робочої зони) і бетонного (матеріалу стіни) або матеріалу спеціальної шумозахисної перегородки. При цьому частина звукової енергії відбивається назад у приміщення, а деяка – передається через перешкоду (матеріал стіни чи шумозахисної перегородки), тим самим викликаючи утворення нового звукового поля. Характеристики цього поля залежать, в основному від акустичних властивостей матеріалу шумозахисної перегородки, а також від її розмірів. Причому, при деяких співвідношеннях геометричних розмірів шумозахисної перегородки (l1) та довжини звукової хвилі (l2) остання може обгинати цю перегородку. Таке явище називається                         дифракці-єю. 

Слід зазначити, що коли розміри шумозахисної перегородки менше довжини хвилі, то значна частина звукової енергії внаслідок дифракції пошириться за перешкоду. 

Якщо ж довжина хвилі менше розміру шумозахисної перегородки, що знаходиться на шляху поширення фронту хвилі, то в цьому разі за перешкодою утвориться так звана «акустична тінь».

У випадку, коли спостерігається огинання перешкоди (шумозахисної перегородки) або відбиття хвилі, то відбувається арифметичне підсумовування амплітуд хвилі у кожній точці простору. В тих точках простору, до яких обидві хвилі (падаюча та відбита) приходять у фазі, спостерігається їх підсилення. Якщо ж хвилі приходять у протифазі, то відбувається ослаблення їх результуючої амплітуди. Таке явище називається інтерференцією.

Розглянуті закони поширення звукових хвиль мають цілком визначені математичні закономірності й повинні враховуватися при проектуванні будинків, споруд, розробці технічних засобів захисту від шуму.

 

2.5.2. Вплив шуму на організм людини

Інтенсивний шумовий вплив викликає в звуковому аналізаторі людини зміни, які спричиняють відповідну реакцію всього організму. В цьому плані характерною рисою звукового аналізатора людини є ефект адаптації, який виражається в часовому зсуві (підвищенні) порогів слухової чутливості (Iо). Цей ефект викликається тривалим впливом акустичних коливань (шуму) підвищеного рівня. Підвищення слухових порогів, тобто