Короткі теоретичні відомості. Захист населення від шуму

Захист населення від шуму

Лабораторна робота 9

Екомоніторинг акустичного забруднення (шум)

9.1 Мета роботи. Вивчити основні види енергетичного забруднення, їх екомоніторинг і на прикладі акустичного забруднення провести дослідження з оцінкою рівнів шуму від різноманітних джерел забруднення та ефективності засобів захисту.

Джерелами шумів є транспорт (автомобільний, авіаційний, річковий та морський), промислові об'єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, музичні інструменти тощо.

Шум буває повітряний (розповсюджується від джерела у повітрі) та структурний (який спричиняється поверхнями конструкцій стін, перекрить, перегородок будівель, які коливаються в звуковому діапазоні). Вібрації можуть передаватись по ґрунту або трубопроводам, які ідуть до будівельних конструкцій, їх коливання і викликає структурний шум.

За фізичною природою шум буває різного походження: механічний (виникає при вібрації поверхні машин, обладнання), аеродинамічний (вентилятори, компресори), електромагнітний (електромеханічні пристрої (ЕМП)) – внаслідок коливання окремих елементів ЕМП (статора, ротора, трансформатора і т.і.) під дією змінного магнітного поля; гідродинамічний (насоси, трубопроводи (гідравлічні удари, навігація, турбулентність руху рідини)).Шум поділяється також на низькочастотний (<400 Гц), середньо частотний (400...1000 Гц), високочастотний (>1000 Гц).

Рівень звукового тиску шумів вимірюють децибелами (дБ), бо органи слуху людини саме пристосовані до них, а не до белів (Б). Це умовні одиниці характеристики сили звуку, які показують, наскільки звук (шум) у логарифмічних відносних величинах вищий за поріг слухового сприйняття людини. Звичайна розмова ведеться в межах інтенсивності звуку 30 – 60 дБ, що відповідає частоті 250 – 8000 Гц. Допустимі межі сили звуку становлять 45 – 85 дБ, больовий поріг – 130 дБ. У разі постійного шуму силою 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової систем, 90 дБ – порушується слух, 120 дБ – з'являється нестерпний фізичний біль. В середині приміщень різного призначення рекомендують діапазони шумів: для сну, відпочинку – 30–45 дБ; для виробничих приміщень – 56–70 дБ (норматив шуму в житлових приміщеннях: вночі – 30 дБ, вдень – 40 дБ).

Граничне допустимі норми шуму залежать від частоти звуку. Низькочастотні шуми за рівня до 100 дБ не завдають особливої шкоди слуху. Проте високочастотні (f=1.10³…4´10³ Гц) є небезпечними при рівнях понад 75–80 дБ. В концертних залах інтенсивність звуку досягає 120 дБ. Для порівняння наведемо кілька прикладів інтенсивності шумів: цокання годинника – близько 30, шелест листя і тихий шепіт на відстані 1 м – 10–15 дБ (звуковий комфорт), рух вагона метро і вантажної машини – 90–95, поїзда – 95–100, робота телевізора – 80–95, літака в повітрі – 105 дБ. Також ритмічний шум з рівнем 110 дБ може викликати так зване звукове сп’яніння внаслідок резонансу клітинних структур. Це явище дуже негативно впливає на нервову систему. Звуки >150 дБ не переноситься людиною, при 165 дБ гинуть тварини. Шум в 180 дБ викликає тріщини в металі, 190 дБ – вириває заклепки та інші крепьожні деталі з металоконструкцій, які руйнуються. Тому не тільки чистота довкілля (повітря, води, ґрунту) є залогом здоров’я людини, але й тиша. При L > 85 дБ повинні бути встановлені попереджувальні знаки «обережно-шум». При L > 90 дБ треба застосовувати індивідуальні засоби захисту – ЗІЗ; при L > 135 дБ – не можна перебувати в таких зонах, навіть короткий час.

Шум знижує продуктивність праці на 30...60%, викликає помилки при розрахунках – до 50%. Зниження шуму навіть на 1 дБ збільшує продуктивність праці на 1.5%, зменшує захворюваність – на 15%.

Шум і вібрація зустрічаються практично в усіх галузях виробництва та в навколишньому середовищі. Для успішного вирішення проблеми захисту довкілля від шуму необхідно вміти оцінити його рівні – L, дБ:

L=10 lg (I/I₀)=20 lg (P/P₀) (9.1)

де І – інтенсивність звуку, Вт/м², Р – звуковий тиск, Па, в певній точці простору, I₀ і P₀ – порогові значення, які відчуває людина (I₀=10^–12 Вт/м², Р₀=2·10^–5 Па).

Постійний шум (рівень якого не збільшується протягом 8 год. понад 5 дБ) нормується рівнем звукового тиску (РЗТ) – L, дБ, в октавних смугах із середньо геометричними частотами, Гц: 63, 125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 8000, а непостійний шум (змінюється >5 дБ) – за інтегральною оцінкою як еквівалентний шум – L_{А, екв}, дБА, або за максимальним рівнем звука:

L _{А, екв} = 10 lg ( 0,01 t_i ^. 10 ^{0,1 Li}) (9.2)

де L_i і t_i – рівень та відносний час дії і-того джерела шуму.

Допустимі рівні шуму наведені в таблиці 9.1.

Таблиця 9.1 – Санітарні норми шуму (Сан П і Н №3077-84)

Приміщення, території	Час доби	L, дБ в октавних смугах з середньогеометричними частотами, Гц	La, екв дБА	La дБА
Лікарні, санаторії	7...23
23...7
Квартири, аудиторії	7...23
23...7
Вокзали
Території, що примикають до жилих домівок, лікарень	7...23
23...7

Шум не повинен перевищувати допустимі рівні з врахуванням поправок (табл. 9.2).

(9.3)

де – нормативний шум (табл. 9.1), сума поправок (табл. 9.2).

Дуже небезпечний транспортний шум, нормативи його дивись таблиця 9.3 (Європейська економічна комісія ООН визначила максимально допустимі рівні шуму: для легкових автомобілів — 80 дБ, автобусів і вантажних машин — 81—88 дБ).

Таблиця 9.2 – Поправки до L _{доп .}

Район впливу	Умови	Поправка Dі, дБ або дБА
Характер шуму	Широкополосний шум Тональний або імпульсний шум	-5
Місце розташування об’єкту	Курортний, місця відпочинку Новий проектуємий житл район Район діючих житл масивів	-5 +5
Примітка: 1. Поправку 2 враховують тільки для зовнішніх шумів. 2. Поправку +5 дБ не слід враховувати для споруд, що будуються на території діючого жил масиву.

Таблиця 9.3 – Транспортний шум, дБА (ГОСТ27436-87)

Легкові автомобілі	Автобуси	Грузові автомобілі	Мотоцикли
	79...80	81...84	78...85

При дії двох джерел шуму, L розраховується за наступною формулою:

L=L₁+DL (9.4)

де L₁– більший шум з 2-х джерел, DL – поправка (табл. 9.4).

Таблиця 9.4 – Величина поправки DL

Різниця рівнів 2-х джерел, дБ
DL, дБ		2,5		1,8	1,5	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2

Тобто, якщо рівні двох шумів різняться на дБ, DL – нехтують і приймають L за L₁.

Від декількох джерел (n) L розраховують за формулою 9.5:

L = 10 lg 10 ^{0,1 Li} (9.5)

Більш ефективна боротьба з шумом – в джерелі його виникнення, ніж на шляху розповсюдження.

Застосовуються:

1) архітектурно-планувальні заходи

– раціональні акустичні рішення споруд, технологічного обладнання, робочих місць,

– раціональне акустичне розміщення зон і режиму руху транспортних засобів та потоків;

– створення шумозахисних зон (зелені насадження в 200-250 м знижують шум на 10 дБ, особливо ВЧ-шум, краще захищають від шуму клен, липа, тополя, в’яз);

2) акустичні засоби

– засоби звукоізоляції (звукоізоляція, віброізоляція (кожухи, кабіни, акустичні екрани). Зниження шуму складає DL=20...35 дБ;

– засоби звукопоглинання матеріалом з коефіцієнтом звукопоглинання 0,2) (облицювальні матеріали, об’ємні поглинаючі звуку), DL=10...15 дБ;

– засоби віброізоляції (віброізолюючі опори, пружні матеріали, конструктивні розриви);

– засоби демпфування (за характеристикою – лінійні, нелінійні, за видом – елементи з сухим тертям, елементи з в’язким тертям, елементи з внутрішнім тертям);

– глушники шуму (адсорбційні, реактивні, комбіновані);

3) організаційно-технічні

– використання малошумних технологічних процесів;

– оснащення шумних машин засобами дистанційного керування;

– удосконалення технології ремонту та обслуговування;

– використання малошумних машин та механізмів;

– застосування раціональних режимів праці та відпочинку.

Оцінити звукоізоляційну та поглинаючу здатність матеріалів та конструкцій можливо наступним чином:

– для кожухів, які повністю закривають агрегат, характеристика звукоізоляції R визначається за формулою:

R = DL – 10^.lga (9.6)

де DL – різниця рівнів звуку всередині та зовні кожуху, дБ, a – коефіцієнт звукопоглинання матеріалу кожуху (табл. 9.5).

Таблиця 9.5 – Акустичні характеристики матеріалів

Матеріал	Товщина, мм	Коефіцієнт звукопоглинання a в октавних смугах з середньо геометричними частотами, Гц
Плити мінераловатні		0,02	0,11	0,30	0,85	0,90	0,78	0,73	0,59
Пінополістирол		–	0,04	0,13	0,18	0,40	–	–	–
Пінополіуретан		–	0,18	0,30	0,74	0,52	–	–	–
Міпора		–	0,12	0,29	0,55	0,67	0,62	0,85	–
Деревинно-волокниста плита		–	0,32	0,05	0,41	0,57	0,53		–
Комірчастий бетон		–	0,42	0,63	0,76	0,61	0,65	0,53	–

Звукоізолюючу здатність R, дБ на середніх частотах одношаровою перегородкою можна розрахувати, знаючи характеристику огорожі:

R=20^.lg(m^.f)–60 (9.7)

де m – поверхнева густина звукоізоляційного матеріалу (маса 1 м² в кг), f – частота, Гц.

Таблиця 9.6 – Звукоізоляція повітряного шуму екранами

Матеріал	Товщина, мм	Маса 1 м^2 екрану, кг	Коефіцієнт звукопоглинання a в октавних смугах з середньо геометричними частотами, Гц
Деревинно-стружкова плита			–
Дюралевий лист		–
Стальний лист		–
Склопластик		5,1
Фанера		2,4
Скло		–								–
Органічне скло		–
Щитові двері		–								–

Дата добавления: 2015-05-26