Методы борьбы с шумом технические. Методы борьбы с шумом на производстве

64 65 66 67 68 69 ..

МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ШУМОМ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

Методы и средства борьбы с шумом принято подразделять на: методы снижения шума на пути распространения его от источника; методы снижения шума в источнике его образования; средства индивидуальной защиты от шума.

Средства борьбы с шумом в зависимости от числа лиц, для которых они предназначены, подразделяются на средства индивидуальной защиты и на средства коллективной защиты - ГОСТ 12.4.051-87 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и методы испытаний» и ГОСТ 12.1.029-80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация».

В зависимости от способа реализации средства коллективной защиты могут быть акустическими, архитектурно-планировочными и организационно-техническими.

В зависимости от принципа действия акустические средства борьбы с шумом подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения, виброизоляции, вибродемпфирования.

Снижение шума в источнике . Снижение шума в источнике достигается путем его конструктивных изменений. Это обеспечивается заменой возвратно-поступательного перемещения деталей вращательным; заменой ударных процессов безударными (клепку сваркой, обрубку фрезерованием и т. д.); повышением качества балансировки вращающихся деталей и класса точности изготовления деталей; улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей; заменой материалов, а также зубчатых передач клиноременными и гидравлическими; заменой подшипников качения подшипниками скольжения; обеспечением рассогласования собственных частот колебаний механизма с частотой возбуждающей силы; уменьшением частоты вращения валов; изменением конфигураций бы-стровращающихся деталей и т. д.

Методы снижения шума на пути его распространения . Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Основным нормативным документом, устанавливающим требования к строитель но-акустическим методам борьбы с шумом является СНиП П-12-77 «Защита от шума», содержащая требова-ния к проектированию средств шумоглушения строительно-акустическими и архитектурно-планировочными методами.

Методы снижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов, экранов, выгородок, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума, а также методами, обеспечивающими снижение передачи вибрации от оборудования виброизоляцией и вибропоглощением.

Акустическая обработка помещений. Под акустической обработкой помещения понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы.

Наибольший эффект при акустической обработке можно получить в точках, расположенных в зоне отраженного звука; в зоне прямого звука акустический эффект от применения облицовок значительно ниже.

Звукопоглощающие облицовки размещаются на потолке и в верхних частях стен при высоте помещения не более 6-8 м таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляла не менее 60 % от общей площади ограничивающих помещение поверхностей.

В узких и очень высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала, рекомендуется применять дополнительно штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику, либо предусматривать устройство облицовочных щитов в виде кулис.

Необходимость проведения акустической обработки помещения определяется величиной его акустических характеристик - постоянной помещения В и средним коэффициентом звукопоглощения а.

Коэффициент поглощения а определяется отношением энергии, поглощенной материалом, к энергии падающего звука.

Акустический расчет следует производить для каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Поскольку эффективность применения акустической обработки помещений невелика (4-7 дБ), то при необходимости ее следует проводить в сочетании с другими мерами по шумоглушению.

Звукоизолирующие ограждения. Методами звукоизоляции возможно изолировать источник шума или помещение от шума, проникающего извне. Звукоизоляция достигается созданием герметичной преграды на пути распространения воздушного шума в виде стен, кабин, кожухов, выгородок, экранов.

Звукоизолирующие кожухи . Эффективный способ уменьшения шума - помещение источника в звукоизолирующий кожух.

Высокая звукоизолирующая эффективность кожуха может быть достигнута только в случае отсутствия щелей и отверстий, при тщательной виброизоляции кожуха от фундамента и трубопроводов, а также при наличии на внутренней поверхности кожуха звукопоглощающего материала.

В качестве материала для изготовления обшивки кожуха могут быть использованы сталь, алюминиевые сплавы, фанера, ДСП, стеклопластик. Звукоизолирующая способность кожуха определяется физическими параметрами материалов и конструктивными размерами его элементов.

В производственных условиях звукоизолирующие способности реальной конструкции кожухов могут быть определены в соответствии с требованиями ГОСТ 23628-79 «Шум. Методы измерения звукоизоляции кожухов».

Звукозащитные кабины . Звукозащитные кабины, представляющие собой локальные средства шумозащиты, устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на длительный срок изолировать человека от источника шума. Изготовляют кабины из стали, из ДСП и т. д.

Окна и двери кабины должны иметь специальное конструктивное оформление. Окна с двойными стеклами по всему периметру заделываются резиновой прокладкой, двери выполняются двойными с резиновыми прокладками по периметру для исключения образования щелей.

Требуемую звукоизолирующую способность кабины определяют по формуле

В производственных условиях звукоизолирующая способность реальной конструкции кабины может быть определена в соответствии с требованиями ГОСТ 23426-79 «Шум. Методы измерения звукоизоляции кабин наблюдения и дистанционного управления в производственных зданиях».

Акустические экраны . Если нет возможности полностью изолировать либо источник шума, либо самого человека с помощью кожухов и кабин, то частично уменьшить влияние шума на человека можно путем создания на пути распространения шума акустических экранов.

Экраны применяются либо для ограждения источников шума от соседних рабочих мест, либо для отгораживания частей помещения с малошумным технологическим оборудованием от сильных источников шума.

Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500 Гц; вогнутые экраны различной формы (П-образные, С-образные и т. д.) эффективны также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц.

Применение экранов целесообразно в сочетании с акустической обработкой, т. е. там, где постоянная помещения велика.

Экраны могут быть изготовлены из стальных алюминиевых листов толщиной 1,5-2 мм, из легких сплавов толщиной 2-3 мм, фанеры - 5-15 мм, органического стекла - 5-10 мм и из других материалов. Для звукопоглощающей облицовки экранов применяют те же материалы, что и для акустической обработки помещений.

Размеры и местоположение экрана определяются в зависимости от превышения спектра шума в расчетных точках над нормативными значениями.

Расчет экранирующих устройств предлагается в справочнике проектировщика 171.

Глушители шума . Такие глушители - эффективные средства борьбы с шумом, возникающим при заборе воздуха и выбросе отработанных газов в вентиляторах, воздуховодах, пневмоинструменте, газотурбинных, дизельных, компрессорных установках.

По принципу действия глушители шума делятся на глушители активного (диссинативного) типа и реактивного (отражающего) типа. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с объемом воздуховода с помощью труб, щелей и отверстий. Шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн.

Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом; тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной - как поглотители звука.

Глушители, в которых существенно и поглощение, и отражение, называют комбинированными.

Механические колебания частиц упругой среды в диапазоне частот 16 – 20000 Гц воспринимаются ухом человека и называются звуковыми волнами. Колебания среды с частотами ниже 16 Гц называют инфразвуком, а колебания с частотами выше 20000 Гц – ультразвуком. Длина звуковой волны l связана с частотой f и скоростью звука с зависимостью l = c / f .

Нестационарное состояние среды при распространении звуковой волны характеризуется звуковым давлением, под которым понимают среднеквадратическое значение превышения давления в среде при распространении звуковой волны над давлением в невозмущённой среде, измеряемое в паскалях (Па).

Перенос энергии плоской звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную к направлению распространения звуковой волны характеризуют интенсивностью звука (плотностью потока звуковой мощности),

Вт/м2: I = P2/(ρ∙c),

где P – звуковое давление, Па; r – удельная плотность среды, г/м3;

c – скорость распространения звуковой волны в данной среде, м/с.

Скорость переноса энергии равна скорости распространения звуковой волны.

Органы слуха человека способны воспринимать звуковые колебания в очень широких диапазонах изменения интенсивностей и звуковых давлений. Например, при частоте звука в 1 кГц порогу чувствительности “среднего” человеческого уха (порог слышимости) соответствуют значения P0 = 2·10–5 Па; I0 = 10–12 Вт/м2, а порогу болевого ощущения (превышение которого уже может привести к физическому повреждению органов слуха) соответствуют значения Pб = 20 Па и Iб = 1 Вт/м2. Кроме того, в соответствии с законом Вебера-Фехнера раздражающее человеческое ухо действие звука пропорционально логарифму звукового давления. Поэтому на практике обычно вместо абсолютных значений интенсивности и звукового давления используют их логарифмические уровни, выраженные в децибелах (дБ):

LI = 10lg(I/I0), LP = 20lg(P/P0) ; (1)

где I0 = 10–12 Вт/м2 и P0 = 2·10–5 Па – стандартные пороговые значения интенсивности и звукового давления. Для нормальных атмосферных условий можно считать, что LI = LP = L.

Если звук в данной точке складывается из n составляющих от нескольких источников с уровнями звуковых давлений Li, то результирующий уровень звукового давления определяется по формуле:

где Li – уровень звукового давления i-й составляющей в расчетной точке (дБ).

В случае n одинаковых составляющих звука Li = L суммарный уровень составляет:

Lå = L + 10lg(n). (3)

Из формул (2) и (3) следует, что если уровень одного из источников звука превышает уровень другого более чем на 10 дБ, то звуком более слабого источника практически можно пренебречь, так как его вклад в общий уровень будет менее 0,5 дБ. Таким образом, при борьбе с шумом в первую очередь необходимо заглушать наиболее интенсивные источники шума. Кроме того, при наличии большого числа одинаковых источников шума устранение одного или двух из них очень слабо влияет на общее снижение уровня шума.

Характеристикой источника шума являются звуковая мощность и её уровень. Звуковая мощность W, Вт, – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в единицу времени. Если энергия излучается по всем направлениям равномерно и затухание звука в воздухе мало, то при интенсивности I на расстоянии r от источника шума его звуковая мощность может быть определена по формуле

W = 4p r2I. По аналогии с логарифмическими уровнями интенсивности и звукового давления введены логарифмические уровни звуковой мощности (дБ) LW = 10lg(W/W0), где W0 = 10-12 – пороговое значение звуковой мощности, Вт.

Спектр шума показывает распределение энергии шума в диапазоне звуковых частот и характеризуется уровнями звукового давления или интенсивности (для источников звука – уровнем звуковой мощности) в анализируемых частотных полосах, в качестве которых, как правило, используются октавные и третьоктавные частотные полосы, характеризуемые нижней fн и верхней fв граничными частотами и среднегеометрической частотой fсг = (fн ∙fв)1/2.

Октавная полоса звуковых частот характеризуется отношением её граничных частот, удовлетворяющим условию fв/fн = 2, а для третьоктавной – условию fв /fн = 21/3 ≈ 1,26.

Каждая октавная полоса частот включает три третьоктавные полосы, причем среднегеометрическая частота центральной из них совпадает со среднегеометрической частотой октавной полосы. Среднегеометрические частоты fсг октавных полос определяются стандартным двоичным рядом, включающим 9 значений: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

2. Особенности субъективного восприятия звука

Восприятие звука человеческим ухом очень сильно и нелинейно зависит от его частоты. Особенности субъективного восприятия звука наиболее удобно иллюстрируются графически с помощью кривых равной громкости. Каждая из семейства кривых на рис. 1 характеризует уровни звукового давления на различных частотах, соответствующие одинаковой громкости восприятия звука и уровню громкости LN (фон).

Уровень громкости LN численно равен уровню звукового давления на частоте 1 кГц. На других частотах для обеспечения такой же громкости звука требуется устанавливать другие уровни звукового давления. Из рис. 1 следует, что вид кривой равной громкости и соответствующая ей характеристика слуховой чувствительности зависят от значения LN.

При расчетах и измерениях частотную характеристику органа слуха принято моделировать частотной характеристикой корректирующего фильтра А. Характеристика А является стандартной и задается системой поправок Аi = φ(fсгi), где fсгi – среднегеометрическая частота i-й октавной полосы.

Для соответствия объективных результатов измерений уровня звукового давления субъективному восприятию громкости звука вводят понятие уровня звука. Уровень звука LA (дБА) – результирующий уровень звукового давления шума, прошедшего математическую или физическую обработку в корректирующем фильтре с характеристикой А. Значение уровня звука приближенно соответствует субъективному восприятию громкости шума независимо от его спектра. Уровень звука вычисляется с учетом поправок Аi по формуле (2), в которую вместо Li следует подставить (Li + Аi). Отрицательные значения Аi характеризуют ухудшение слуховой чувствительности по сравнению со слуховой чувствительностью на частоте 1000 Гц.

Характеристики шума и его нормирование

По характеру спектра шумы подразделяют на широкополосные (с непрерывным спектром шириной более одной октавы) и тональные, в спектре которых имеются выраженные дискретные тона, измеренные в третьоктавных полосах частот с превышением уровня звукового давления над соседними полосами не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы делят на постоянные, уровень звука которых в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике “медленно” шумомера, и непостоянные, не удовлетворяющие данному условию.

Для сниже­ния шума можно применить следующие методы:

Умень­шение шума в источнике его образования;

Снижение шума на пути его распространения - акустическая обработка помещений, изоляция источников шума, применение глушителей шума;

Использование средств индивидуальной защиты от шума;

Изменение направленности из­лучения;

Рациональная планировка предприятий и це­хов, рациональные планировочные приемы градостроительства;

1. Уменьшение шума в источнике. Борьба с шумом по­средством уменьшения его в источнике является наиболее рациональной.

Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возникновения этих колебаний - механические, аэроди­намические, гидродинамические и электрические явле­ния, определяемые конструкцией и характером работы машины, а также неточностями, допущенными при ее изготовлении, и, наконец, условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэроди­намического, гидродинамического и электромагнитного происхождения.

Механические шумы . Факторы, вызывающие шумы механического происхождения, следующие: инерционные возмущающие силы, возникающие из-за движения де­талей механизма с переменными ускорениями; соударе­ние деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазо­ров; трение в сочленениях деталей механизмов; удар­ные процессы (ковка, штамповка) и т. д.

Основными источниками шума, происхождение кото­рого не связано непосредственно с технологическими операциями, выполняемыми машиной, являются, прежде всего, подшипники качения и зубчатые передачи, а так­же неуравновешенные вращающиеся части машины.

Зубчатые передачи - источники шума в широком диапазоне частот. Основными причинами возникновения шума являются деформации сопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки и динамические про­цессы в зацеплении, обусловленные неточностями изго­товления колес. Шум имеет дискретный характер. Шум зубчатых передач возрастает с увеличением частоты вращения колес и нагрузки.

Уменьшение механического шума может быть до­стигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Например, внедрение авто­матической сварки вместо ручной устраняет образова­ние брызг на металле, что позволяет исключить шум­ную операцию по зачистке сварного шва. Применение фрезерных тракторов для обработки кромок металла под сварку вместо пневмозубил делает этот процесс зна­чительно менее шумным.

Нередко повышенный уровень шума является след­ствием неисправности или износа механизмов, в этом случае своевременный ремонт позволяет снизить шум.

Необходимо отметить, что проведение многих меро­приятий по борьбе с вибрациями дает од­новременно и снижение шума. Для уменьшения меха­нического шума необходимо:

Заменять ударные процессы и механизмы безударны­ми, например, применять оборудование с гидроприводом вместо оборудования с кривошипными и эксцентриковы­ми приводами;

Штамповку - прессованием, клепку - сваркой, обруб­ку - резкой и т. д.;

Заменять возвратно-поступательное движение дета­лей равномерным вращательным движением;

Применять вместо прямозубых шестерен косозубые и шевронные, а также повышать класс точности обра­ботки и уменьшать шероховатость поверхности шесте­рен; так, ликвидация погрешностей в зацеплении шесте­рен дает снижение шума па 5-10 дБ; замена прямозу­бых шестерен шевронными - 5 дБ;

По возможности заменять зубчатые и цепные пере­дачи клиноременными и зубчато-ременными, например, зубчатую передачу на клиноременную, что снижает шум на 10-14 дБ;

Заменять, когда это возможно, подшипники качения на подшипники скольжения; это снижает шум на 10- 15 дБ;

По возможности заменять металлические детали де­талями из пластмасс и других незвучных материалов либо перемежать соударяемые и трущиеся металличе­ские детали с деталями из незвучных материалов, на­пример, применять текстолитовые или капроновые шес­терни в паре со стальными; так, замена одной из сталь­ных шестерен (в паре) на капроновую снижает шум на 10-12 дБ;

Использовать пластмассы при изготовлении деталей корпусов, что дает хорошие результаты; например, за­мена стальных крышек редуктора пластмассовыми при­водит к снижению шума на 2-6 дБ на средних часто­тах и на 7-15 дБ на высоких, особенно неприятных для слухового восприятия;

При выборе металла для изготовления деталей не­обходимо учитывать, что внутреннее трение в различных металлах неодинаково, а следовательно, различна звуч­ность; например, обычная углеродистая сталь, легиро­ванная сталь являются более звучными, чем чугун; большим трением обладают после закалки сплавы из марганца с 15-20% меди и магниевые сплавы; детали из них при ударах звучат глухо и ослаблено; хроми­рование стальных деталей, например турбинных лопа­ток, уменьшает их звучность; при увеличении темпера­туры металлов на 100-150 0 С они становятся менее звучными;

Более широко применять принудительное смазывание трущихся поверхностей в сочленениях;

Применять балансировку вращающихся элементов машин;

Использовать прокладочные материалы и упругие вставки в соединениях, чтобы исключить или уменьшить передачи колебаний от одной детали или части агрегата к другой; так, при правке металлических листов нако­вальню нужно устанавливать на прокладку из демпфи­рующего материала.

Установка мягких прокладок в местах падения де­талей с конвейера или сбрасывания со станков, прокатных станов может существенно ослабить шум.

У прутковых автоматов и револьверных станков источником шума являются трубы, в которых вращается прутковый материал. Для снижения этого шума приме­няют различные конструкции малошумных труб; двухстенные трубы, между которыми проложена резина, трубы с наружной поверхностью, обернутой рези­ной, и т. и.

Для уменьшения шума, возникающего при работе галтовочных барабанов, дробилок, шаровых мельниц и других устройств, наружные стенки барабана облицо­вывают листовой резиной, асбестовым картоном или дру­гими подобными демпфирующими материалами; уста­навливают резиновые прокладки между корпусом и бронефутеровкой барабана и звукоизолирующие оболочки на расстоянии от корпуса барабана.

Аэродинамические шумы. Аэродинамические процес­сы играют большую роль в современной технике. Как правило, всякое течение газа или жидкости сопровож­дается шумом, поэтому с повышенным аэродинамиче­ским шумом приходится встречаться часто. Эти шумы являются главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувов, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и воздуха в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания и т. п.

Ко всем источникам аэродинамического шума отно­сятся: вихревые процессы в потоке рабочей среды; ко­лебания среды, вызываемые вращением лопастных ко­лес; пульсация давления рабочей среды; колебания сре­ды, вызываемые неоднородностью потока, поступающе­го на лопатки колес.

При движении тела в воздушной или газовой среде, при обдувании тела потоком среды вблизи поверхности тела периодически образуются вихри. Возникающие при срыве вихрей сжатия и разрежения сре­ды распространяются в виде звуковой волны. Такой звук называется вихревым.

Для уменьшения вихревого шума необходимо прежде всего уменьшить скорость обтекания и улучшить динамику тел.

Для машин с вращающимися рабочими колесами (вентиляторов, турбин) имеет место шум от неоднородного потока. В этом случае борьба с шумом ведется по пути улучшения аэродинамических характеристик машины.

Аэродинамический шум в источнике газотурбинной энергетической установки может быть снижен увеличением зазора между лопаточными венцами, подбором оптимального соотношения чисел направляющих и рабочих лопаток, улучшением аэродинамических характеристик проточной части компрессоров и турбин.

В большинстве случаев меры по ослаблению аэроди­намических шумов в источнике оказываются недоста­точными, поэтому дополнительное, а часто и основное снижение шума достигается путем звукоизоляции источ­ника и установки глушителей.

Гидродинамические шумы. Эти шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитации, турбулентности потока, гид­равлических ударов). В насосах источником шума яв­ляется кавитация жидкости, возникающая у поверхности лопастей при высоких окружных скоростях и недоста­точном давлении на всасывании.

Меры борьбы с кавитационным шумом - это улуч­шение гидродинамических характеристик насосов и вы­бор оптимальных режимов их работы. Для борьбы с шу­мом, возникающим при гидравлических ударах, необхо­димо правильно проектировать и эксплуатировать гид­росистемы, в частности, закрытие трубопроводов долж­но происходить постепенно, а не резко.

Электромагнитные шумы. Шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Причиной этих шумов является глав­ным образом взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве маг­нитных полей, а также пондеромоторные силы, вызы­ваемые взаимодействием магнитных полей, создаваемых токами. Снижение электромагнитного шума осущест­вляется путем конструктивных изменений в электриче­ских машинах, например, путем изготовления скошен­ных пазов якоря ротора. В трансформаторах необходи­мо применять более плотную прессовку пакетов, исполь­зовать демпфирующие материалы.

При работе электрических машин возникает также аэродинамический шум (в результате вращения ротора в газовой среде и движения воздушных потоков внутри машины) и механический шум, обусловленный вибраци­ей машины из-за неуравновешенности ротора, а также от подшипников и щеточного контакта. Хорошая притир­ка щеток может уменьшить шум на 8-10 дБ.

Шум стал одним из основных загрязнителей окружающей среды. Сильный неожиданный звук и даже небольшой шум, например звуки радио и тем более транспорта, могут привести к эмоциональному и поведенческому стрессу, нарушить покой человека, вызвать быструю утомляемость, звон в ушах, головокружение, усиленное сердцебиение, головную боль, повысить кровяное давление.[ ...]

Примерно 10 млн населения России подвержено постоянному шумовому воздействию с высоким уровнем интенсивности.[ ...]

Отсутствие шума - показатель высокой культуры труда и один из факторов повышения его производительности.[ ...]

За рубежом тишина рассматривается как товар, имеющий стоимость. Квартиры в тихих районах значительно дороже. Транспортная магистраль с интенсивностью движения 1000-2000 машин в час рассматривается градостроителями как транспортная канализация.[ ...]

Рабочие шумных цехов и предприятий наиболее раздражительны и невнимательны в процессе производства. Это отражается и на взаимоотношениях в семье. Имеются сведения о том, что шум снижает остроту зрения. По данным французских ученых, 11 %всех несчастных случаев связаны с потерей слуха. Причиной ухудшения его оказываются не только плохие условия труда, но и жизнь в современных городах. Учеными установлено, что человек в крупном городе начинает глохнуть к 25 годам, в то время как потеря слуха у жителей джунглей Африки наблюдается лишь к 70 годам.[ ...]

Самый распространенный и мощный источник городского шума - транспорт, который составляет 60-80 % всех шумов, воздействующих на человека. Звук от проходящего транспорта, многократно отражаясь от стен зданий, создает большой уровень шума - 80-82 дБ. Исследовайия показывают, что транспортные потоки районных магистралей больших городов составляют 500-1000 машин в час, городских - 1000-2000, а в часы пик достигают 4000 машин в час. Пропускная способность магистралей многих городов не соответствует интенсивности транспортного потока.[ ...]

Неблагоприятное воздействие на население городов и пригородных территорий оказывает шум от авиационного транспорта, особенно с появлением новых, мощных воздушных лайнеров, увеличения интенсивности и расширения географии воздушных перевозок.[ ...]

Неожиданный сильный шум может привести к параличу сердца. Под воздействием шума развиваются сердечно-сосудистые заболевания. Язвенная болезнь, гастрит, нарушения обмена веществ чаще встречаются у людей, живущих и работающих в аномальной шумовой обстановке.[ ...]

Самолет, особенно реактивный, пролетающий на небольшой высоте, отрицательно воздействует на человека, распугивает животных, от его шума даже лопаются яйца в гнездах птиц. От колебаний воздуха частотой более 600 Гц, издаваемого транзистором, шмели, жуки, пчелы и другие насекомые с большим напряжением поднимаются в воздух или совершенно не способны сделать это.[ ...]

Особенно опасен для человека шум интенсивностью 130- 140 дБ от взлетающих реактивных самолетов. Вот почему нежелательно располагать рядом с аэропортами гостиницы, производственные помещения, жилые дома. Сами аэропорты следует размещать также на значительном удалении от городов и других населенных пунктов.

1

Шум сегодня представляет собой вредность универсальную в том смысле, что может проникать во все сферы быта и области нашей производственной, учебной и общественной деятельности. Уровни природных и технических шумов колеблются в довольно широких пределах от 10-30дб (шелест листьев, шепот человека) до 120-130дб (грозовые разряды небесной сферы, старт реактивного самолета на расстоянии 50-100метров). Наличие такого широкого диапазона изменений уровней звукового давления свидетельствуют о том, что адаптация к нему, согласно современным представлением, может происходить как с благоприятным, так и неблагоприятным исходом.

При воздействии факторов окружающей среды на человека главным уровнем постоянства его внутренней среды является гомеостаз, который означает поддержание относительного динамического постоянства всего организма. Тайна мудрости нашего тела достигается именно гомеостазом, т.е. совершенной адаптационной деятельностью.

Шум может оказывать как специфическое действие на орган слуха, так и неспецифическое (опосредованное через центральную нервную систему) на весь организм. В первом случае может, наблюдается временное снижение порогов слуха, потом происходит постоянное снижение, затем следует тугоухость и полная глухота. Во втором случае при воздействии слабых шумов формируется реакция тренировки с ее фазами ориентировки, перестройки и тренированности; при воздействии шумов средней силы развивается реакция активации с ее фазами первичной и стойкой активации; при воздействии сильных шумов формируется стресс-реакция с ее фазами тревоги, устойчивости и истощения. Если первые две реакции (тренировки и активации) свидетельствуют о нормальной адаптации человеческого организма к шуму, то третья реакция, являясь стрессовой, характеризует патологическую адаптацию к звуковому раздражителю последствиями для здоровья людей.

Из краткого рассмотрения последствий неблагоприятного воздействия шума на организм человека явствует, что с этим вредным фактором необходимо бороться и бороться серьезно, используя для этого все возможные способы снижения его уровней до допустимых величин.

Немецкий микробиолог Роберт Кох, открывший возбудителя туберкулеза (палочку, названную его именем) по поводу снижения уровней шума писал следующее: «Когда-нибудь человечество будет вынуждено расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой».

К настоящему времени, как в РФ, так и за рубежом разработано множество подходов к снижению зашумленности внутри и снаружи жилищ, учебных и лечебных помещений, общественных зданий, а так же к уменьшению уровней звукового дискомфорта на улицах и открытых пространствах, прилегающих к жилым постройкам. Все эти мероприятия делятся на группы мер, с помощью которых можно снизить уровни шумов, как в источниках их образования, так и на пути их распространения. Борьба с шумом в источнике производится инженерно-техническими и организационно-административными методами, а на пути распространения шума в городской среде от источника до защищаемого объекта - градостроительными и строительно-акустическими методами. В самом объекте шумозащиты снижение уровней звука обеспечивается конструктивно-строительными методами, повышающими звукоизолирующие качества ограждающих конструкций здании и сооружений и планировочными методами.

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Организационно-административные мероприятия

Значительное снижение уровней транспортного шума может быть достигнуто за счет снижения интенсивности и шумности транспортных потоков. Например, при организации грузовых перевозок определяют категорию грузов (промышленные, строительные, потребительские, топливные, по очистке города) и используют для их проезда специальные дороги, минуя общегородские центры. Менеджмент транспортного потока предусматривает также обеспечение комфорта населения в дневное и ночное время, прогнозирование уровней транспортного шума в строящихся микрорайонах, уменьшение шума на более опасных участках и прочее другое.

Система организационно-административных мероприятий предусматриваем:

1. улучшение содержания дорог и применение менее шумных типов улично-дорожных покрытий;
2. обеспечение на магистралях рациональной скорости движения;
3. исключение движения автомобильного, особенно грузового транспорта в центральных районах города и на улицах жилой застройки. При этом предусматривается устройство пешеходных зон, вывоз транзитного транспорта на объездные дороги, установление одностороннего движения, ограничения ночного движения и т.д.
4. улучшение условий движения на перегонах и пересечениях.
5. максимальное развитие общественного транспорта в городе и повышение его конкурентоспособности с индивидуальными транспортными средствами по скорости и комфорту, а также развитии велосипедного транспорта с устройством для них велосипедных дорожек

Следует подчеркнуть, что снижение шума наземного транспорта путем использования шумопоглощающих дорожных покрытий является одним из весьма перспективных методов. При этом на характеристики шума существенным образом влияет состав и состояние дорожного покрытия. Так, бетонное покрытие на 2-3дб (А) шумнее, чем асфальтовые, в дождь шум потока может возрасти на 5-6 дб (А), а в снегопад снизиться на 3-5дб (А).

Градостроительные и строительно-акустические мероприятия

Основная доля затрат по шумоподавлению в развитых странах связана с установкой шумозащитных сооружений, наиболее распространенных из которых в городах и на дорогах являются акустические экраны, а основным звукоизолирующим ограждением - двойные или тройные акустические защитные окна. Например, в Германии за последние десятилетие расходы на установку акустических экранов и защитных окон составляет более 90% всех расходов на защиту от шума.

Звукоизоляция - это самая дешевая из всех видов шумозащита и при этом достигается акустическая эффективность (15-20дб (А)), особенно в высоко - и среднечастотном диапазоне. Однако для снижения низкочастотного шума использование только звукозащитных сооружений зачастую недостаточно.

В настоящее время применяют десятки самых разных конструкций акустических экранов, которые могут быть разделены на 5 основных классов:

1. широкие акустические экраны;
2. акустические экраны - стенки;
3. комбинированные акустические экраны;
4. гибридные акустические экраны;
5. экранные комплексы.

В качестве широких акустических экранов, обеспечивающих снижение шума в жилой застройке, как за счет высоты, так и существенного дополнительного затухания на широком свободном ребре этих экранов, могут рассматриваться жилые высотные дома, выемки, насыпи, а так же нежилые здания различного назначения. Весьма эффективным мероприятием является использование тоннелей, построенных открытым способом или щитовой проходкой. Помимо снижения уличного шума использование подземного пространства для прокладки магистралей улучшает условия передвижения населения, способствует формированию здоровой, удобной и эстетически привлекательной среды.

Наибольшее распространение получили акустические стенки - экраны, которые имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и изготовляется из различных материалов. Так, простые стенки можно делать из бетона, дерева и других материалов. Основной недостаток таких конструкций - наличие звукоотражающего эффекта, который усиливается, если подобные сооружения устанавливаются параллельно друг другу. Эффективность экранов такого типа не превышает 5-12дб (А).

Указанных недостатков лишены акустические экраны со звукопоглощающим материалом. Они бывают сборно-разборными, как правило, из металла. Основным элементом таких экранов является акустическая панель, заполненная звукопоглощающим материалом. Эта панель имеет щелевую перфорацию со стороны источника звука. Наличие сорбционного материала увеличивает эффективность таких панелей не менее чем на 3-5бдб (А). Необходимая эффективность экранов данного типа обеспечивается за счет варьирования их высоты, длины, расстояния между источниками шума и экраном.

Перспективным является использование комбинированных акустических экранов, в которых сочетается преимущества акустических экранов - стенок и насыпи или выемок. Их эффективность чрезвычайно высока без дополнительных затрат, связанных с увеличением глубины выемки или высоты насыпи.

Там, где необходимо достичь снижения шума по всему частотному диапазону (в больницах, школах), целесообразно использовать гибридные акустические экраны, сочетающее заглушающее свойства акустических экранов со звукопоглощающим материалом и активных глушителей шума, излучающих звук в противофазе заглушаемому шуму.

Мероприятия по шумоглушению с использованием технических средств.

Традиционно наиболее эффективны для снижения внешнего шума автомобилей следующие методы:

1. установка глушителей шума на впуске и выпуске двигателя;
2. улучшения качества трансмиссии;
3. вибродемпфирование коробки передач;
4. улучшение качества дорожного покрытия;
5. предотвращения износа шин;
6. звукоизоляция и звукопоглощение внешних источников шума автомобиля.

Важное значение в шумозащите принадлежит зеленым насаждениям. Еще в Советском Союзе были проведены исследования шумопогллщающих свойств различных пород деревьев. Некоторые из них, преимущественно лиственные, такие как клен, тополь и липа, являются с этой точки зрения более выгодными, чем кирпичная или бетонная стена.

Создание в городах пояса из этих деревьев выгодна потому, что они не только задерживают пыль и вредные химические вещества, но и являются эффективным препятствием против распространения шума, который в результате этого снижается на 7-9дб (А) в летние месяцы и на 3-4дб (А) зимой.

Меры по уменьшению шума самолетов

Наиболее эффективные меры борьбы с авиационным шумом - это меры при проектировании и строительстве авиадвигателей. Современное состояние техники позволяет переоборудовать старые типы самолетов, добиваясь понижения шума их двигателей. Но переоборудование парка самолетов - мероприятие слишком дорогое. В ближайшем будущем также нельзя надеяться на создание новых конструкций, которые оказались бы много тише, чем допускают принятые сейчас международные нормы.

Можно применять особые приемы при взлете и посадке, позволяющие уменьшить шум: рациональное расположение взлетно-посадочных полос, уменьшение числа ночных полетов, а так же общие сокращение числа рейсов вследствие перехода на большегрузные современные модели лайнеров. Рациональным является создание у каждого аэродрома двух защитных зон. В первой защитной зоне уровень шума, усредненный за дневное время по эквивалентному уровню не должен превышать Lэкв = 65дб А, а за ночное - не более L экв =55дб А.

Снижение уровня шума на территории жилой застройки до рекомендуемого допустимого и уменьшение зоны санитарного разрыва может быть достигнуто планировочными, технологическими, техническими и организационными технологиями.

Библиографическая ссылка

Некипелова О.О., Некипелов М.И., Маслова Е.С., Урдаева Т.Н. ШУМ, КАК АКУСТИЧЕСКИЙ СТРЕССОР, И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 5. – С. 55-57;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5032 (дата обращения: 06.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»