I. Теоретическая часть. Шум — это беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения

Шум — это беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков, мешающих человеческой деятельности и вызывающих неприятные ощущения.

Длительное воздействие шума на организм человека приводит к головной боли, бессоннице, ослаблению внимания, расстройству центрально нервной и сердечно-сосудистой систем, снижению секреции желудка, к частичной или полной утрате слуха. Повышенный уровень шума, кроме того, при выполнении некоторых работ приводит к снижению производительности труда. В связи с этим снижение уровня шума, защита от него людей — очень важная задача.

Источниками шума могут быть вибрирующие, колеблющиеся тела, которые вызывают звуковые волны, распространяющиеся в твердых, жидких газообразных средствах. Перемещаясь в воздухе, они вызывают периодическое повышение или понижение давления по сравнению с атмосферным. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением называется звуковым давлением. Ухо человека способно реагировать на изменения давления в интервале от 2 ´ 10^-5 до 2 ´ 10² Па. Эти величины называются соответственно нижнее и верхнее пороговые давления.

Так как верхний порог слышимости в миллионы раз превосходит нижний, практическое использование абсолютных величин звуковых давлений такого большого ряда очень неудобно (невозможно построить прибор с такой большой шкалой равноценных давлений, да и оперировать большими цифрами тяжело). В связи с эти на практике принято оценивать звуковое давление не в абсолютных величинах, а в их логарифмических уровнях, которые определяются по формуле:

где р — фактическое звуковое давление от источника звука, Па; р_о — нижнее пороговое значение звукового давления, Па.

За единицу измерения звукового давления принят бел (Б). На практике применяется более мелкая единица децибел (дБ).

Разложение шума на его составляющие тона с определением их величины на отдельных частотах называется спектральным анализом шума и производится шумомерами с помощью набора соответствующих фильтров, которые выделяют только ту часть звуков, которая характеризуется заданным интервалом частот. Спектр шума необходимо знать при определении источников шума и разработке мер защиты.

На практике измерение уровней шума ведут не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот: в октавных полосах, полуоктавных и третьоктавных. Октавные полосы характеризуются тем, что у них верхняя граница частоты (f_в) в 2 раза больше нижней (f_н), то есть f_в / f_н = 2. У полуоктавных полос это соотношение равно , а в третьоктавных — . Для удобства и сопоставимости измерений границы всех полос частот стандартизированы, а сами полосы измерений характеризуются не граничными частотами, а их среднегеометрическими величинами, определяемыми выражением .

Шум может быть широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Предельно допустимые уровни установлены ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» в октавных полосах частот для стандартного ряда среднегеометрических частот: 63; 125; 500-8000 Гц. Установлены также допустимые уровни звука для ориентировочной оценки шума, измеренного по шкале А шумометра. Эта шкала имитирует общую чувствительность уха человека во всем диапазоне частот. Характеристика А имеется во всех шумометрах. Величина уровня звука, измеренного по этой шкале, обозначается в дБА.

Классификация основных средств и методов защиты от шума установлена ГОСТ 12.1.029-80. В настоящей работе исследуется уменьшение шума на пути его распространения за счет применения звукопоглощающих материалов и звукоизолирующих преград.

Основная часть звуковых волн многократно отражается от стен, потолка помещения, выполненных из обычных строительных материалов (бетон, кирпич, стеклоблоки и т.д.). В результате этого общий уровень шума в помещении возрастает на 5 – 15 дБ. Применение специальных звукопоглощающих материалов и устройств при облицовке стен и потолка дает снижение шума на 6 – 8 дБ. Наибольший эффект обеспечивают материалы пористые, рыхлые, с ячеистой структурой, с малым удельным весом (минеральная вата, маты из войлока, мелкофракционный керамзит и др.). До определенных пределов звукопоглощающие свойства материалов зависят от их толщины, от наличия воздушного промежутка между слоем материала и стеной. На практике толщина звукопоглощающих материалов составляет 20 – 200 мм. Звукоизолирующие перегородки, отделяющие шумное помещение от зоны пребывания людей, могут ослабить шум в соседних помещениях на 30 – 40 дБ.

Лучшие звукоизолирующие свойства присущи двухслойным перегородкам с воздушным промежутком или с промежутком, заполненным звукопоглощающим материалом. Звукоизоляция возрастает, если перегородку просто облицевать звукопоглощающим материалом. Звуковая энергия проникает за преграду при хорошей герметизации в основном за счет ее вибрации под действием звуковых волн. Поэтому более жесткие, массивные перегородки лучше защищают от шума.