Шум и акустическое загрязнение

Лекция к Модулю 6

«Мониторинг акустического загрязнения»

дисциплины «Мониторинг безопасности»

Все лекции проводятся в интерактивном режиме, для чего выделяется часть времени. Помимо заранее определенных преподавателем проблем для обсуждения, которые требуют предварительной подготовки, такой режим предусматривает и дискуссию по некоторым вопросам в ходе лекции.

Лекция 3 (интерактивная). Тема 1: Мониторинг акустического загрязнения

Целью данной лекции является изучение основных понятий и структуры мониторинга акустического загрязнения.

Основными задачами лекции является формирование знаний о нормативно-правовом обеспечении безопасности акустической безопасности, о шуме и акустическом загрязнении, его влиянии на техносферу и здоровье населения, об условиях измерения шума, о принципе работы аппаратуры для измерения акустического загрязнения.

План лекции:

1. Нормативно-правовое обеспечение акустической безопасности

2. Шум и акустическое загрязнение, его влияние на техносферу и здоровье населения

3. Условия измерения шума

4. Аппаратура для измерения акустического загрязнения

Шум и акустическое загрязнение

Одним из важнейших физических видов загрязнения окружающей среды является акустический шум.

Шум (с гигиенической точки зрения) – это комплекс беспорядочно сочетающихся звуков различной частоты и интенсивности, неблагоприятно воздействующих на организм человека.

Шум (с акустической точки зрения) – это механические волновые колебания частиц упругой среды с малыми амплитудами, возникающие под действием какой-либо возникающей силы. Колебания частиц среды условно называются звуковыми волнами. Зона слышимых или собственно звуковых колебаний лежит в пределах 16 Гц – 20кГц. Акустические колебания с частотой ниже 16 Гц – называются инфразвуками, от 2 – 10 ⁴ до 10⁹ Гц – ультразвуками, выше 10 ⁹ Гц – гиперзвуками. Весь слышимый диапазон частот (16Гц – 20кГц) разбит на 11 октав со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000Гц.

Звуковое давление - переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Допустимый уровень шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Максимальный уровень звука (L_Амакс, дБА) - уровень звука, соответствующий максимальному показателю измерительного, прямопоказывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышаемое в течение 1% времени измерения при регистрации автоматическим устройством.

По характеру спектра шума выделяют:

- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;

- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют:

- постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера "медленно";

- непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера "медленно".

Непостоянные шумы подразделяют на:

- колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;

- прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

- импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно", отличаются не менее чем на 7 дБ.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука (L_Аэкв, дБА) непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука (L_Аэкв, дБА) определяется по формулам:

где p_A(t) - изменяющееся во времени звуковое давление, измеренное при включении частотной характеристики "А" измерительной аппаратуры, Па;

p₀ - пороговое значение звукового давления, равное 2·10 Па;

T_m - продолжительность измерения шума, мин

где L_At - измеренные уровни звука, дБА;

N - общее число отсчетов уровней звука.

где L_i - средний уровень звука в i -ом интервале уровней звука, дБА;

f_i - доля числа отсчетов в i -ом интервале уровней звука в общем числе отсчетов, %;

n - число интервалов уровней звука.

Ширина интервала уровней звука должна быть меньше или равна 5 дБА. Средний уровень звука L_i в i -ом интервале уровней звука определяется по формуле

где L_н - нижний предел интервала уровней звука, дБА;

L_в - верхний предел интервала уровней звука, дБА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука (L_АэквT, дБА) за время оценки шума T - величина, определяемая по формуле

где L_АэквTj - эквивалентный (по энергии) уровень звука каждого измерения шума за время оценки шума T, дБА;

T_mj - продолжительность каждого измерения шума, мин;

k - число измерений шума за время оценки шума T.

Доза - акустическая энергия за время действия шума. Единица измерения дозы Д = Па²×ч.

Удобнее использовать относительное значение дозы шума в долях от допустимой:

ДШ = Д/Д_доп,

Где ДШ - доза шума в долях от допустимой /величина безразмерная/,

Д_доп = p_Адоп = 0,35 Па - допустимое значение звукового давления по коррекции "А" шумомера, соответствующее ПДУ шума, равному 85 дБА по ГОСТ 12.1.003-76.

Т_доп = 8 ч.

При p_Адоп = 0,35 Па и Т_доп - 8 ч, получают: Д_доп = 1 Па²×ч.

Например, при Д = 2 Па²×ч получают ДШ = 2 Па²×ч/1 Па²×ч = 2, т.е. превышает допустимую дозу в 2 раза.

Доза шума связана с эквивалентным уровнем соотношением:

Распределение уровней - статическая частность появления разных уровней шума или относительное время их действия. Его обычно характеризуют уровнями, которые превышаются в 1, 10, 50, 90 или 99 % времени действия шума; их обозначают L_I, L₁₀, L₅₀, L₉₀ или L₉₉ и измеряют в дБА. Уровни L_I и L_I0 обычно считают пиками, а уровни L₉₀ и L₉₉ - фоном; уровень L₅₀ обычно близок к L_экв.

Кроме непосредственного измерения распределения уровней его можно определить и по шумовому хронометражу путем регистрации уровней шума и времени их действия.

Уровень стажевой дозы - величина, характеризующая шумовое воздействие за рабочий стаж и учитывающая эквивалентный уровень шума и логарифм стажа по формуле:

где Т - стаж в годах,

Т₀ = 1 год (аналогична уровню эмиссии по Робинсону, 1970).

Стажевую дозу применяют для оценки и прогноза отдаленных последствий влияния шума.

Акустическое загрязнение - форма физического, как правило, антропогенного загрязнения, возникающего в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня, что приводит к повышению утомляемости людей, снижению их умственной активности, а при достижении 90-100 дБ - постепенной потере слуха.

Основными источниками акустического загрязнения на территории города являются автотранспорт, железнодорожный транспорт и наземные линии метро, авиатранспорт, строительная техника, промышленные предприятия и площадки, инженерное оборудование зданий (в том числе вентиляционные системы), шумы бытового происхождения на территориях внутри кварталов жилых домов.

Условия измерения шума

Время оценки шума T в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебной территории следует принимать днем - непрерывно в течение 8 ч, ночью - непрерывно в течение 0,5 ч (в наиболее шумные периоды суток).

Продолжительность измерения шума T_m следует устанавливать в зависимости от характера шума.

Продолжительность измерения постоянного шума должна составлять не менее 3 мин. В каждой точке должно быть произведено не менее 3 отсчетов уровней звука (октавных уровней звукового давления).

Измерение непостоянного шума следует проводить в периоды времени оценки шума T, которые охватывают все типичные изменения шумового режима в точке оценки. Продолжительность каждого измерения непостоянного шума T в каждой точке должна составлять не менее 30 мин.

Измерение прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью 30 мин и более, следует проводить в течение полного цикла характерного действия прерывистого шума в дневное или ночное время.

Отсчет уровней звука прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью менее чем 0,5 мин, а также колеблющегося во времени и импульсного шума следует производить с интервалами: от 5 до 6 с. В каждой точке за период измерения шума T_m должно быть произведено 360 отсчетов уровней звука.

Отсчет уровней звука прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью 0,5 мин и более, следует производить в каждом из этих интервалов, а также в паузах между ними.

Длительность интервалов, в течение которых уровни звука прерывистого шума остаются постоянными, и пауз между ними следует хронометрировать с точностью до 0,1 мин.

Измерение шума в помещениях жилых и общественных зданий следует проводить не менее чем в трех точках, равномерно распределенных по помещениям не ближе 1 м от стен и не ближе 1,5 м от окон помещений на высоте 1,2-1,5 м от уровня пола.

При измерении шума в помещениях зданий с целью определения соответствия уровней шума допустимым уровням шума по ГОСТ 12.1.036-82 окна и двери должны быть закрыты. В случае, когда необходимый гигиенический воздухообмен обеспечивается через форточки или фрамуги и источники шума располагаются вне зданий, окна и двери должны быть закрыты, а форточки и фрамуги - открыты.

Во время измерения шума в помещениях должен находиться только персонал, занятый измерением шума.

Измерение шума на селитебной территории следует проводить: на площадках отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадках детских дошкольных учреждений и участках школ, территориях больниц и санаториев - не менее чем в трех точках, расположенных на ближайшей к источнику шума границе площадок (вне звуковой тени) на высоте 1,2 - 1,5 м от уровня поверхности площадок; на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам и зданиям больниц, санаториев, детских дошкольных учреждений и школ - не менее чем в трех точках, расположенных на расстоянии 2 м от ограждающих конструкций зданий на высоте 1,2 - 1,5 м от уровня поверхности территории и, при необходимости, на уровне середины окон. Окна зданий в этом случае должны быть закрыты.

В случае, когда источники шума находятся в помещении внутри здания (например, промышленного цеха), форточки, фрамуги и другие вентиляционные проемы этого помещения должны быть при измерении шума на селитебной территории открыты, если это предусматривается условиями эксплуатации.

Измерение уровней звука (октавных уровней звукового давления) помех (шумов, которые не подлежат измерению) должно производиться в тех же точках и в то же время, что и уровней звука (октавных уровней звукового давления) измеряемого шума.

При проведении измерения шума аппаратура не должна подвергаться воздействию вибрации, магнитных и электрических полей, радиоактивного излучения и других неблагоприятных факторов, влияющих на результаты измерения.

Измерение шума на селитебной территории не должно проводиться во время выпадения атмосферных осадков и при скорости ветра более 5 м/с. При скорости ветра свыше 1 до 5 м/с следует применять экран для защиты измерительного микрофона от ветра.

Измерение уровней звука следует проводить шумомерами, комбинированными измерительными системами или автоматическими устройствами, соответствующими классам точности 0; 1 или 2.

Измерение октавных уровней звукового давления следует проводить шумомерами 0; 1 или 2 классов точности с октавными полосовыми фильтрами или комбинированными измерительными системами соответствующего класса точности.

Аппаратура, предназначенная для измерения шума, должна иметь действующее свидетельство о государственной или ведомственной поверке.

Калибровку аппаратуры следует проводить до и после проведения измерения шума в соответствии с заводскими инструкциями по эксплуатации приборов. Предпочтительными являются такие способы калибровки, которые включают поверку всей измерительной системы с измерительным микрофоном.

Дата добавления: 2015-07-11