Шум - всякий небажаний звук, який заважає сприйняттю корисних сигналів (людської мови, сигналів та ін.), Що порушує тишу, несприятливо діє на людину. Тому звуки, необхідні для проведення виробничого процесу (наприклад, сигнали від працюючого обладнання, вантажопідіймальних кранів, транспорту і т.п.), або звуки, що не роблять на людину несприятливого впливу (морський прибій, шум листя в саду, гучна музика і т. п.) як шум не розглядаються. Зазвичай шум є поєднанням звуків різної частоти та інтенсивності.
Численними дослідженнями встановлено, що шум є общебиологическим подразником. Крім безпосереднього впливу на орган слуху шум впливає на різні відділи головного мозку, змінюючи перебіг процесів вищої нервової діяльності. Це, так зване неспецифічне вплив шуму, може виникнути навіть раніше, ніж зміни в органі слуху.
Інтенсивне вплив шуму на організм людини сприяє розвитку втоми, змін в серцево-судинній системі і появи шумовий патології, серед різноманітних проявів якої провідним є повільно прогресуюче зниження слуху. У певних умовах шум може впливати і на інші органи і системи організми людини.
При дуже великому звуковому тиску може статися розрив барабанної перетинки. Найбільш несприятливими для органу слуху є високочастотні шуми (1000-4000 Гц).
Шум, особливо переривчастий, імпульсний, погіршує точність виконання робочих операцій, утруднює прийом і сприйняття інформації, мислення. Шум порушує сон і відпочинок людей.
В результаті несприятливого впливу шуму на працюючого відбувається зниження продуктивності праці, збільшується шлюб в роботі, створюються передумови до виникнення нещасних випадків і професійних захворювань.
Інтенсивний шум при щоденному впливі призводить до виникнення професійного захворювання - приглухуватості, основним симптомом якого є постійна втрата слуху на обидва вуха, спочатку лежить в області високих частот (понад 400 Гц), з подальшим поширенням на більш низькі частоти, що визначають здатність сприймати мову.
У виробничих умовах джерелами шуму є різні тверді, рідкі та газоподібні тіла. Джерелами шуму є працюючі верстати і механізми, ручні механізовані інструменти, електричні машини, компресори, ковальсько-пресове, підйомно-транспортне, допоміжне обладнання (вентиляційні установки, кондиціонери) і т.д.
За характером виникнення шум умовно поділяють на шум механічного, аеродинамічного і магнітного походження. Механічний шум виникає в результаті ударів в сочленяющихся частинах машин, в зубчастих передачах, підшипниках кочення і т.п. Аеродинамічний шум з'являється в результаті пульсації тиску в газах і рідинах при їх русі в трубопроводах і каналах, електромагнітний шум - є результатом розтягування і вигину феромагнітних матеріалів при впливі на них змінних електромагнітних полів.
З фізичної точки зору звук являє собою механічні коливання пружного середовища. Під час звукових коливань в повітрі утворюються області підвищеного та зниженого тиску, які визначають звуковий тиск. При поширенні звукової хвилі в просторі відбувається перенесення енергії. Кількістю переносної енергії визначається інтенсивністю звуку. Характеристикою джерела шуму служить звукова потужність.
Слуховий орган людини сприймає у вигляді чутного звуку коливання пружного середовища, що мають частоту приблизно від 20 до 20000 Гц, але найбільш важливий для слухового сприйняття інтервал від 45 до 10000 Гц. Коливання з частотою нижче 20 Гц (інфразвук) і вище 20000 Гц (ультразвук) не викликають слухових відчуттів, але надають біологічний вплив на організм людини.
Сприйняття людиною звуку залежить не тільки від його частоти, а й від інтенсивності і звукового тиску. Найменша інтенсивність Iо і звуковий тиск Ро, які сприймає людина, називаються порогом чутності. Граничні значення Iо і Ро залежать від частоти звуку, так при частоті 1000 Гц вони складають відповідно: звуковий тиск Ро = 2 · 10-5 Па, Iо = 10-12 Вт / м2. При звуковому тиску 2 · 102 Па і інтенсивності звуку 10 Вт / м2 виникають больові відчуття (больовий поріг). Між порогом чутності і больовим порогом лежить область чутності. Різниця між больовим порогом і порогом чутності дуже велика (по тиску до 108 разів, а за інтенсивністю до 1014 разів). Щоб не оперувати великими числами вчений А.Г.Белл запропонував використовувати логарифмічну шкалу. Логарифмічна величина, що характеризує інтенсивність шуму або звуку, отримала назву рівня інтенсивності L шуму або звуку, яка вимірюється в безрозмірних одиницях белах (Б). Але так як орган слуху людини реагує на величину в 10 разів меншу, ніж бел, набула поширення одиниця децибел (дБ), рівна 0,1 Б.
Шум з рівнем звукового тиску до (30-35) дБ є звичним для людини. Однак підвищення звукового тиску до (40-70) дБ викликає значне навантаження на нервову систему людини, надаючи на нього несприятливий психологічний вплив.
Шуми відрізняються великою різноманітністю і класифікуються за різними ознаками.
У зв'язку з тим, що шкідливість шуму залежить не тільки від його інтенсивності, але і від частоти звукових коливань, при гігієнічній оцінці шуму визначається не тільки рівень звукового тиску, а й відносне розподіл звукової енергії по всій області звукових частот. Для цього спектр шуму розбивається на окремі частотні смуги, в кожній з яких визначається рівень звукового тиску. Смугу частот, у якій відношення верхньої граничної частоти - f2 до нижньої - f1: f2 / f1 = 2 називають октавою. Однак для дослідження і опису шуму складного звукового спектра октавна ширина смуги виявляється досить широкою і тому необхідно використовувати більш вузькі смуги частот. Якщо f2 / f1 = (2) 1/2 = 1,41, то ширина смуги дорівнює 1/2 октави, а якщо f2 / f1 = (2) 1/3 = 1,26, то ширина смуги дорівнює 1/3 октави . Для гігієнічних цілей шуми досліджують зазвичай в октавних, а для технічних - в 1/3 октавних смугах частот.
Характеристикою кожної смуги, по якій визначається октавний рівень звукового тиску, є середньогеометричними частота fсг, яка для октави обчислюється за виразом fсг = (f1 · f2) 1/2 = 21 / 2f1, а для 1/3 октави - за висловом fсг = 21 / 6f1.
Октавні середньогеометричні частоти стандартизовані як величини, рівні 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц.
За частотній характеристиці розрізняють шуми низькочастотні до 350 Гц, середньо частотні 350- 800 Гц, високочастотні - вище 800 Гц.
За характером спектра шум підрозділяють на широкосмугові і тональні. До широкосмуговим відносяться шуми з безперервним спектром і з шириною смуги більше однієї октави. До тональним відносяться шуми, в спектрі яких є виражені дискретні тони.
За часовими характеристиками шуми поділяються на постійні та непостійні. Постійним вважається шум, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА, непостійним - більш ніж на 5 дБА.
У свою чергу непостійні шуми підрозділяється на: коливаються в часі, переривчасті і імпульсні. До вагається шумів відносяться такі, рівні звуку яких безперервно змінюються в часі. До переривчастим відносяться шуми, рівні звуку яких змінюються східчасто на 5 дБА і більш, причому тривалість інтервалів, протягом яких рівень залишається постійним, становить 1 сек. и більше. До імпульсним відносяться шуми, що складаються з одного або декількох звукових сигналів, кожен з яких має тривалість менше 1 сек., При цьому рівні звуку відрізняються на менш, ніж на 7 дБА.
Для оцінки та порівняння непостійних за часом шумів і шумів певного частотного діапазону використовуються рівні звуку в децибелах за шкалою А шумоміра. Еквівалентним рівнем звуку називається значення рівня постійного шуму, який в межах регламентованого інтервалу часу має те ж саме середньоквадратичне значення рівня звуку, що і розглянутий шум. Таким чином, введення поняття «рівень звуку» дозволяє характеризувати шум однієї величиною, а не вісьмома значеннями рівнів звукового тиску як при побудові спектра шуму.
Суб'єктивне сприйняття шуму людиною значно відрізняється від фізичних характеристик звуку, так як слуховий орган неоднаково чутливий до звуків різних частот. Звуки малої частоти людина сприймає як менш гучні в порівнянні зі звуками більшої частоти тієї ж інтенсивності. Тому для оцінки суб'єктивного відчуття гучності введено поняття рівня гучності, який також відраховується від умовного нульового порогу. На відміну від інтенсивності шуму, що є фізичною характеристикою шуму, рівень гучності враховує не тільки фізичну величину інтенсивності шуму, а й фізіологічну особливість слуху, тобто здатність чути звуків різної частоти. Рівень гучності визначають шляхом порівняння зі звуком частотою 1000 Гц (еталонний тон), для якого рівень сили звуку в децибелах прийнято також і за рівень гучності у фонах. Шляхом порівняння гучності звуків різної частоти з еталонним тоном з частотою 1000 Гц отримані діаграми кривих рівної гучності. Міжнародною організацією стандартів вони прийняті в якості нормативних. Користуючись цією діаграмою, можна визначити рівень гучності в фонах для будь-якого простого звуку, якщо відомий його рівень інтенсивності в белах. Таким чином, рівень гучності є фізіологічною характеристикою звукових коливань.
Основними заходами по боротьбі з шумом і захисту від нього - це технічні заходи, які проводяться в трьох напрямах:
- усунення причин виникнення шуму або зниження його в джерелі;
- ослаблення шуму на шляхах передачі;
- безпосередній захист працюючих.
Захист працюючих від шуму може здійснюватися як засобами і методами колективного захисту, так і засобами індивідуального захисту.
Загальна класифікація засобів і методів захисту від викидів дивіться у ГОСТ 12.1.029 "Система стандартів безпеки праці. Засоби і методи захисту від шуму. Класифікація".
В першу чергу необхідно використовувати засоби колективного захисту, які по відношенню до джерела збудження шуму підрозділяється на засоби, що знижують шум в джерелі його виникнення, і кошти, які знижують шум на шляху його поширення від джерела до об'єкта, що захищається.
Найбільш ефективні заходи, що ведуть до зниження шуму в джерелі його виникнення. Боротьба з шумом після його виникнення обходиться дорожче і часто є малоефективною.
Вибір засобів зниження шуму в джерелі його виникнення залежить від походження шуму. Знизити шум зубчастих передач можна підвищенням точності їх обробки і збірки, заміною металевих шестерень на шестерні з інших матеріалів, менш гучними є конічні, косозубиє і шевронні шестірні і т.п. Шум підшипників може бути знижений шляхом ретельного їх виготовлення, щільної посадки на цапфи вала і в гнізда щитів, більш досконалими мастилами та присадками до них, підшипники ковзання створюють менший шум, ніж підшипники кочення і т.п.
Шум при обробці різанням залежить від матеріалу різця, його форми, заточування, розміру стружки і т.п. Застосування швидкорізальної сталі для різця, мастильно-охолоджуючих рідин, зміна форми різця, його заточування також сприяє зниженню шуму.
Зниження шуму аеродинамічного походження (витікання стислих газів, горіння рідкого й палива в форсунках, робота вентиляційних систем, компресорів тощо) можливе поліпшенням аеродинамічних характеристик машин, використанням шумоглушащіх елементів і т.п.
Зниження шуму в джерелі його утворення забезпечується також заміною зворотно-поступального переміщення деталей обертальним, заміною ударних процесів ненаголошеними (клепку зварюванням, обрубка фрезеруванням і т.п.), забезпеченням неузгодженістю власних частот коливань механізму з частотою збудливою сили, зменшенням частоти обертання валів, зміною конфігурації швидкообертаючих деталей і т.п.
Однак слід зазначити, що ефективність заходів щодо зниження шуму експлуатованих машин і механізмів часто невелика, і тому зниження шуму слід домагатися насамперед в процесі проектування обладнання.
Методи зниження шуму на шляху його поширення також різноманітні. Зниження шуму на шляху його поширення від джерела в значній мірі досягається:
- акустичними засобами (звукоізоляція, звукопоглинання, глушники шуму і т.п.);
- архітектурно-планувальними методами (раціональні акустичні вирішення планувань будівель та генеральних планів об'єктів, раціональне розміщення технологічного устаткування, машин і механізмів, раціональне розміщення робочих місць, раціональне акустичне планування зон і режимів руху транспортних засобів і транспортних потоків, створення шумопоглинаючих зон і т.п. ).
Значний ефект в боротьбі з шумом дають організаційно-технічні методи, які включають:
- застосування малошумних технологічних процесів (зміна технології виробництва, способу обробки і транспортування матеріалів, сировини, напівфабрикатів і т.п.);
- оснащення шумних машин засобами дистанційного керування і автоматичного контролю;
- застосування малошумних машин, зміна конструктивних елементів машин, їх складальних одиниць;
- вдосконалення технології ремонту і обслуговування машин;
- використання раціональних режимів праці та відпочинку працівників на галасливих підприємствах.
Цікавим і принципово новим методом зниження шуму є метод, пов'язаний зі створенням «антізвука», тобто створенням рівного за величиною і протилежного по фазі звуку. В результаті інтерференції основного звуку і «антізвука» в деяких місцях шумного приміщення можна створити зони тиші.
У випадках, коли засоби колективного захисту та інші засоби не забезпечують зниження шуму до допустимих рівнів, необхідно застосовувати засоби індивідуального захисту. Засоби індивідуального захисту також дуже різноманітні: протишумні навушники, що закривають вушну раковину зовні; протишумні вкладиші, що перекривають зовнішній слуховий прохід; протишумні шоломи і каски; протишумні костюми.
Протишумові вкладиші виготовляють з твердих, еластичних і волокнистих матеріалів, вони бувають багаторазового і одноразового використання.
Протишумові шоломи закривають всю голову, вони застосовуються при дуже високих рівнях шуму в поєднанні з навушниками, а також протишумними костюмами.
Засоби індивідуального захисту дозволяють знизити рівень сприйманого звуку на (10-40) дБ, причому найбільш значне глушіння шуму спостерігається в області високих частот, які найбільш небезпечні для людини.
Найбільший ефект дає комплексне використання всіх перерахованих методів боротьби з шумом і захисту від нього.
