Гигиеническая характеристика шума. Гигиеническая характеристика шума, его нормирование и меры профилактики негативного влияния его на организм. Действие шума на организм человека

Исследования последних лет показали, что среди многих природных и антропогенных факторов окружающей среды, влияющих на состояние здоровья населения, наиболее распространенным и агрессивным является городской шум.

Физические и физиологические характеристики шума. Под термином "шум" понимают любой неприятный или нежелательный звук либо их сочетание, которые мешают восприятию полезных сигналов, нарушают тишину, отрицательно влияют на организм человека, снижают его работоспособность.

Звук как физическое явление - это механические колебания упругой среды в диапазоне слышимых частот. Звук как физиологическое явление - это ощущение, воспринимаемое органом слуха при воздействии на него звуковых волн.

Звуковые волны возникают всегда, если в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды (газообразной, жидкой или твердой) колеблются вследствие воздействия на них любой возбуждающей силы. Однако не все колебательные движения воспринимаются органом слуха как физиологическое ощущение звука. Ухо человека может слышать лишь колебания, частота которых составляет от 16 до 20 000 в 1 с. Ее измеряют в герцах (Гц). Колебания с частотой до 16 Гц называются инфразвуком, более 20 000 Гц - ультразвуком, и ухо их не воспринимает. В дальнейшем будет идти речь лишь о слышимых ухом звуковых колебаниях.

Звуки могут быть простыми, состоящими из одного синусоидального колебания (чистые тона), и сложными, характеризующимися колебаниями различных частот. Звуковые волны, распространяемые в воздухе, называются воздушным звуком. Колебания звуковых частот, распространяющиеся в твердых телах, называют звуковой вибрацией, или структурным звуком.

Часть пространства, в которой распространяются звуковые волны, называют звуковым полем. Физическое состояние среды в звуковом поле, или, точнее, изменение этого состояния (наличием волн), характеризуется звуковым давлением (р). Это избыточное переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному в среде, где проходят звуковые волны. Измеряют его в ньютонах на квадратный метр (Н/м2) или в паскалях (Па).

Звуковые волны, возникающие в среде, распространяются от точки их появления - источника звука. Необходим определенный отрезок времени, чтобы звук достиг другой точки. Скорость распространения звука зависит от характера среды и вида звуковой волны. В воздухе при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении скорость звука составляет 340 м/с. Скорость звука (с) не следует смешивать с колебательной скоростью частиц (v) среды, являющейся знакопеременной величиной и зависящей как от частоты, так и от величины звукового давления.

Длиной звуковой волны (к) называется расстояние, на которое колебательное движение распространяется в среде за один период. В изотропных средах она зависит от частоты (/) и скорости звука (с), а именно:

Частота колебаний определяет высоту звучания. Общее количество энергии, которая излучается источником звука в окружающую среду за единицу времени, характеризует поток звуковой энергии, определяется в ватах (Вт). Практический интерес представляет не весь поток звуковой энергии, а лишь та его часть, которая достигает уха или диафрагмы микрофона. Часть потока звуковой энергии, которая приходится на единицу площади, называется интенсивностью (силой) звука, ее измеряют в ваттах на 1 м2. Интенсивность звука прямо пропорциональна звуковому давлению и колебательной скорости.

Звуковое давление и интенсивность звука изменяются в большом диапазоне. Но ухо человека улавливает быстрые и незначительные изменения давления в определенных пределах. Существуют верхний и нижний пределы слуховой чувствительности уха. Минимальная звуковая энергия, формирующая ощущение звука, называется порогом слышимости, или порогом восприятия, для принятого в акустике стандартного звука (тона) частотой 1000 Гц и интенсивностью 10~12 Вт/м2. Звуковое давление при этом составляет 2 Ю-5 Па. Звуковая волна большой амплитуды и энергии оказывает травмирующее действие, обусловливает появление неприятных ощущений и боли в ушах. Это верхний предел слуховой чувствительности - порог болевого ощущения. Он отвечает звуку частотой 1000 Гц при его интенсивности 102 Вт/м2 и звуковом давлении 2 102 Па (рис. 101).

Рис. 101. Диапазон порогов чувствительности по А. Беллу

Способность слухового анализатора воспринимать большой диапазон звукового давления объясняется тем, что он улавливает не разницу, а кратность изменения абсолютных величин, характеризующих звук. Поэтому измерять интенсивность и звуковое давление в абсолютных (физических) единицах сверхсложно и неудобно.

В акустике для характеристики интенсивности звуков, или шума, используют специальную измерительную систему, где учтена почти логарифмическая зависимость между раздражением и слуховым восприятием. Это шкала белов (Б) и децибелов (дБ), отвечающая физиологическому восприятию и дающая возможность резко сократить диапазон значений измеряемых величин. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Например, если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале она отвечает увеличению на 1, 2, 3 единицы. Логарифмическая единица, которая отражает десятикратную степень повышения интенсивности звука над порогом чувствительности, называется белом, т. е. это десятичный логарифм отношения интенсивности звуков.

Следовательно, для измерения интенсивности звуков в гигиенической практике пользуются не абсолютными величинами звуковой энергии или давления, а относительными, которые выражают отношение энергии или давления данного звука к пороговым для слуха величинам энергии или давления. Диапазон энергии, который воспринимается ухом как звук, составляет 13-14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей, которая в 10 раз меньше, - децибелом. Эти величины называются уровнями интенсивности звука или звукового давления.

Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, ее можно определить по формуле:

Где Р - создаваемое звуковое давление (Па); Р0 - пороговое значение звукового давления (2 10"5 Па). Следовательно, наивысший уровень звукового давления (болевой порог) будет составлять:

После стандартизации порогового значения Р0 уровни звукового давления, определяемые относительно него, стали абсолютными, так как они однозначно отвечают значениям звукового давления.

Уровни звукового давления в разных местах и во время работы различных источников шума приведены в табл. 90.

ТАБЛИЦА 90 Звуковое давление источников шума, дБ

Звуковую энергию, излучаемую источником шума, распределяют по частотам. Поэтому необходимо знать, как распределяется уровень звукового давления, т. е. частотный спектр излучения.

В настоящее время гигиеническое нормирование осуществляется в звуковом диапазоне частот от 45 до 11 200 Гц. В табл. 91 приведен наиболее часто используемый в практике ряд из восьми октавных полос.

ТАБЛИЦА 91 Основной ряд октавных полос

Часто приходится складывать уровни звукового давления (звука) двух и более источников шума или находить их среднее значение. Сложение осуществляют при помощи табл. 92.

ТАБЛИЦА 92 Сложение уровня звукового давления или звука

Производят последовательное сложение уровней звукового давления, начиная с максимального. Сначала определяют разницу между двумя составляющими уровнями звукового давления, после чего по разнице, определенной с помощью таблицы, находят слагаемое. Его приплюсовывают к большему из составляющих уровней звукового давления. Аналогичные действия производят с определенной суммой двух уровней и третьим уровнем и т. д.

Пример. Допустим, что нужно сложить уровни звукового давления L[ - 76 дБ uL2 = 72 дБ. Разница их составляет: 76 дБ - 72 дБ = 4 дБ. По табл. 92 находим поправку по разнице уровней 4 дБ: т. е. AL = 1,5. Тогда суммарный уровень Ьсум = Ь6ол + AL = 76 + 1,5 = 77,5 дБ.

Большинство шумов содержит звуки почти всех частот слухового диапазона, но отличается разным распределением уровней звукового давления по частотам и их изменением во времени. Классифицируют шумы, действующие на человека, по их спектральным и временным характеристикам.

По характеру спектра шумы разделяют на широкополосные с беспрерывным спектром шириной более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.

По виду спектра шумы могут быть низкочастотными (с максимумом звукового давления в области частот менее 400 Гц), среднечастотными (с максимумом звукового давления в области частот 400-1000 Гц) и высокочастотными (с максимумом звукового давления на участке частот свыше 1000 Гц). При наличии всех частот шум условно называют белым.

По временной характеристике шумы разделяют на постоянные (уровень звука изменяется во времени не более чем на 5 дБА) и непостоянные (уровень звука изменяется во времени на более чем 5 дБА).

К постоянным могут быть отнесены шумы постоянно работающих насосных или вентиляционных установок, оборудования промышленных предприятий (воздуходувки, компрессорные установки, различные испытательные стенды).

Непостоянные шумы, в свою очередь, делят на колебательные (уровень звука все время меняется), прерывистые (уровень звука резко падает до фонового несколько раз за период наблюдения, причем продолжительность интервалов, в течение которых уровень шума остается постоянным и превышает фоновый, составляет 1 с и более) и импульсные (состоящие из одного или нескольких последовательных ударов продолжительностью до 1 с), ритмичные и неритмичные.

К непостоянному относится шум транспорта. Прерывистый шум - это шум от работы лебедки лифта, периодически включающихся агрегатов холодильников, некоторых установок промышленных предприятий или мастерских.

К импульсным могут быть отнесены шумы от пневматического молотка, кузнечно-прессового оборудования, хлопанья дверьми и т. п.

По уровню звукового давления шум делят на низкий, средней мощности, сильный и очень сильный.

Методы оценки шума зависят, прежде всего, от характера шума. Постоянный шум оценивают в уровнях звукового давления (L) в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Это основной метод оценки шума.

Для оценки непостоянных шумов, а также ориентировочной оценки постоянных шумов используют термин "уровень звука", т. е. общий уровень звукового давления, который определяют шумомером на частотной коррекции А, характеризующей частотные показатели восприятия шума ухом человека1.

Относительная частотная характеристика коррекции А шумомера приведена в табл. 93.

ТАБЛИЦА 93 Относительная частотная характеристика коррекции А

Кривая коррекции А отвечает кривой, равной громкости с уровнем звукового давления 40 дБ на частоте 1000 Гц.

Непостоянные шумы принято оценивать по эквивалентным уровням звука.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука (LA экв, дБА) определенного непостоянного шума - это уровень звука постоянного широкополосного неимпульсного шума, который имеет то же среднеквадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного времени.

Источники шума и их характеристики. Уровень шума в квартирах зависит от расположения дома относительно источников шума, внутренней планировки помещений различного назначения, звукоизоляции конструкций здания, оснащения его инженерно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием.

Источники шума в окружающей человека среде можно разделить на две большие группы - внутренние и внешние. К внутренним источникам шума, прежде всего, относятся инженерное, технологическое, бытовое и санитарно-техническое оборудование, а также источники шума, непосредственно связанные с жизнедеятельностью людей. Внешними источниками шума являются различные средства транспорта (наземные, водные, воздушные), промышленные и энергетические предприятия и учреждения, а также различные источники шума внутри кварталов, связанные с жизнедеятельностью людей (например, спортивные и игровые площадки и др.).

Инженерное и санитарно-техническое оборудование - лифты, насосы для подкачки воды, мусоропровод, вентиляционные установки и др. (более 30 видов оборудования современных зданий) - иногда создают шум в квартирах до 45-60 дБА.

Источниками шума являются также музыкальная аппаратура, инструменты и бытовая техника (кондиционеры, пылесосы, холодильники и др.).

Во время ходьбы, танцев, передвижении мебели, беготни детей возникают звуковые колебания, передающиеся на конструкцию перекрытий, стены и перегородки и распространяющиеся на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит вследствие сверхмалого затухания звуковой энергии в материалах конструкции зданий.

Вентиляторы, насосы, лифтовые лебедки и другое механическое оборудование зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шума. Например, вентиляционные установки создают сильный воздушный шум. Если не принять соответствующие меры, этот шум распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Кроме того, вентиляторы, как и другое механическое оборудование, в результате вибрации вызывают интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям зданий и проникают даже в далеко расположенные от источников шума помещения. Если оборудование установлено без соответствующих звуко- и виброизолирующих приспособлений, в подвальных помещениях, фундаментах образуются колебания звуковых частот, передающиеся по стенам зданий и распространяющиеся по ним, создавая шум в квартирах.

В многоэтажных зданиях источником шума могут быть лифтовые установки. Шум возникает во время работы лебедки лифта, движения кабины, от ударов и толчков башмаков по направляющим, клацанья поэтажных выключателей и, особенно, от ударов раздвижных дверей шахты и кабины. Этот шум распространяется не только по воздуху в шахте и лестничной клетке, но, главным образом, по конструкциям зданий вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам и перекрытиям.

Уровень шума, проникающего в помещения жилых и общественных зданий от работы санитарно-технического и инженерного оборудования, в основном зависит от эффективности мероприятий по шумоглушению, которые применяют в процессе монтажа и эксплуатации.

Уровень бытовых шумов приведен в табл. 94.

ТАБЛИЦА 94 Эквивалентные уровни звука от различных источников шума в квартирах, дБА

Практически уровень звука в жилых комнатах от различных источников шума может достигать значительной величины, хотя в среднем он редко превышает 80 дБА.

Наиболее распространенным источником городского (внешнего) шума является транспорт: грузовые автомашины, автобусы, троллейбусы, трамваи, а также железнодорожный транспорт и самолеты гражданской авиации. Жалобы населения на шум транспорта составляют 60% всех жалоб на городской шум. Современные города перегружены транспортом. На отдельных участках городских и районных магистралей транспортные потоки достигают 8000 единиц в 1 ч. Наибольшая транспортная нагрузка приходится на улицы административно-культурных центров городов и магистралей, связывающих жилые районы с промышленными узлами. В городах с развитой промышленностью и городах-новостройках значительное место в транспортном потоке занимает грузовой транспорт (до 63-89%). При нерациональной организации транспортной сети транзитный грузовой поток проходит через жилые районы, места отдыха, создавая на прилегающей территории высокий уровень шума.

Анализ карт шума в городах Украины показал, что большинство городских магистральных улиц районного значения по уровням шума относятся к классу 70 дБА, а городского значения - 75-80 дБА.

В городах с населением более 1 млн человек на некоторых магистральных улицах уровень звука составляют 83-85 дБА. СНиП II-12-77 допускают уровень шума на фасадах жилых зданий, выходящих на магистральную улицу, равный 65 дБА. Принимая во внимание тот факт, что звукоизоляция окна с открытой форточкой или фрамугой не превышает 10 дБА, вполне понятно, что шум превышает допустимые показатели на 10-20 дБА. На территории микрорайонов, мест отдыха, в зонах лечебных и вузовских городков уровень акустического загрязнения превышает нормативный на 27-29 дБА. Транспортный шум на примагистральной территории стойко сохраняется в течение 16-18 ч/сут, движение затихает лишь на короткий период - с 2 до 4 ч. Уровень транспортного шума зависит от величины города, его народнохозяйственного значения, насыщения индивидуальным транспортом, системы общественного транспорта, плотности улично-дорожной сети.

С ростом количества населения коэффициент акустического дискомфорта возрос с 21 до 61%. Среднестатистический город Украины имеет площадь акустического дискомфорта примерно 40% и приравнивается к городу с населением 750 тыс. человек. В общем балансе акустического режима удельный вес шума автотранспорта составляет 54,8-85,5%. Зоны акустического дискомфорта увеличиваются в 2-2,5 раза при увеличении плотности улично-дорожной сети (табл. 95).

ТАБЛИЦА 95 Эквивалентные уровни звука городских улиц при плотности уличной сети 3 км/км2, дБА

На шумовой режим, особенно больших городов, значительно влияют шумы железнодорожного транспорта, трамваев и открытых линий метрополитена. Источниками шума во многих городах и пригородных зонах являются не только железнодорожные вводы, но и железнодорожные станции, вокзалы, тягловое и путевое хозяйства с операциями погрузки и разгрузки, подъездные дороги, депо и т. п. Уровень звука на прилегающих к таким объектах территориях может достигать 85 дБА и более. Анализ шумового режима жилой застройки, размещенной вблизи железнодорожных путей Крыма, показал, что на этих территориях акустические показатели шумового режима выше допустимых на 8-27 дБ А днем и 33 дБА ночью. Вдоль железнодорожных путей образуются коридоры акустического дискомфорта шириной 1000 м и более. Средний уровень шума громкоговорящей связи на станциях на расстоянии 20-300 м достигает 60 дБА, а максимальный - 70 дБА. Эти показатели высокие и вблизи сортировочных станций.

В крупных городах все большее распространение приобретают линии метрополитена, в том числе открытые. На открытых участках метрополитена уровень звука от поездов составляет 85-88 дБА на расстоянии 7,5 м от пути. Почти такие же уровни звука характерны и для городского трамвая. Акустический дискомфорт от рельсового транспорта дополняется вибрацией, которая передается конструкциям жилых и общественных зданий.

Шумовой режим многих городов в значительной мере зависит от расположения аэропортов гражданской авиации. Использование мощных самолетов и вертолетов в сочетании с резким повышением интенсивности воздушных перевозок привело к тому, что проблема авиационного шума во многих странах стала чуть ли не главной проблемой гражданской авиации. Установлено, что авиационный шум в радиусе до 10-20 км от взлетно-посадочной полосы неблагоприятно влияет на самочувствие населения.

ТАБЛИЦА 96 Шумовые характеристики транспортного потока

Шумовой характеристикой потока наземных транспортных средств является эквивалентный уровень звука (LA экв) на расстоянии 7,5 м от оси первой полосы (колеи) движения. Характеристики транспортных потоков на улицах и дорогах различного назначения в часы пик приведены в табл. 96.

По спектральному составу транспортный шум может быть низко- и среднечастотным и способен распространяться на значительное расстояние от источника. Уровень его зависит от интенсивности, скорости, характера (состава) транспортного потока и качества покрытия магистралей.

Акустические исследования в естественных условиях позволили установить основные зависимости между условиями движения транспорта и уровнем шума от транспортных магистралей города. Имеются данные о влиянии на уровень шума удельного веса в потоке экипажей с дизельным двигателем, ширины распределительной полосы, наличия трамваев, продольных уклонов и т. п. Это позволяет сегодня определять расчетным методом уровни ожидаемого шума улично-дорожной сети города на перспективу и строить шумовые карты городов.

Значение железнодорожного транспорта в пригородных и междугородных перевозках населения возрастает с каждым годом ввиду быстрого развития пригородных зон с городами-спутниками, рабочими и дачными поселками, крупными промышленными, сельскохозяйственными предприятиями, аэропортами, научными и учебными учреждениями, зонами отдыха, спорта и т. д. Шум возникает во время движения поездов и обработки их на сортировочных станциях. Шум поезда состоит из шума двигателей локомотива и колесных систем вагонов. Наибольший шум во время работы тепловозов возникает возле выхлопной трубы и двигателя (100-110 дБА).

Уровень звука, создаваемый пассажирскими, грузовыми и электропоездами зависит от их скорости. Так, при скорости 50-60 км/ч уровень звука составляет 90-93 дБА. Спектральные составляющие и уровни зависят от типов и технического состояния поездов, оборудования путей. Спектры шума от колес поездов имеют среднечастотный характер. Шумовые характеристики объектов железнодорожного транспорта на расстоянии 7,5 м от их границ приведены в табл. 97.

ТАБЛИЦА 97 Уровень шума от объектов железнодорожного транспорта, дБА

Промышленные предприятия и их оборудование часто являются источниками значительного внешнего шума на прилегающей селитебной территории.

Источниками шума на промышленных предприятиях являются технологическое, вспомогательное оборудование и системы вентиляции. Ориентировочные уровни внешнего шума от некоторых промышленных предприятий приведены в табл. 98.

Создаваемый предприятием шум в значительной мере зависит от эффективности мероприятий по шумоглушению. Так, даже большие вентиляционные установки, компрессорные станции, различные мотороиспытательные стенды могут быть оборудованы шумо-глушащими устройствами. Предприятия необходимо ограждать наружными звукоизолирующими экранами. Это уменьшает интенсивность шума, который распространяется на прилегающую территорию. Но следует помнить, что

При решении вопроса о защите населения от шума необходимо учитывать также внутриквартальные его источники. Шумовые характеристики этих источников в эквивалентных уровнях звука (дБА) на расстоянии 1 м от границ хозяйственных дворов, предприятий торговли, общественного питания и бытового обслуживания, физкультурных площадок и спортивных сооружений приведены в табл. 99.

ТАБЛИЦА Характеристика внутриквартирных источников шума, дБ А

99 звукоизолирующие экраны (ограждения) усиливают шум на территории самого предприятия или магистрали.

Влияние шума на организм человека. Человек живет среди различных звуков и шумов. Часть из них является полезными сигналами, дающими возможность общаться, правильно ориентироваться в окружающей среде, принимать участие в трудовом процессе и т. п. Другие мешают, раздражают и даже могут повредить здоровью.

Издавна известно благоприятное влияние на организм человека шумов природной среды (листьев, дождя, реки и др.). Статистика свидетельствует о том, что у людей, работающих в лесу, у реки, на море, реже, чем у жителей городов, встречаются заболевания нервной и сердечно-сосудистой системы. Установлено, что шелест листьев, пение птиц, журчание ручья, звуки дождя оздорав-ливают нервную систему. Под влиянием звуков, издаваемых водопадом, усиливается работа мышц.

О положительном влиянии гармоничной музыки было известно с давних времен. Вспомним распространенные во всем мире колыбельные (тихие нежные монотонные напевы), снятие нервного стресса журчанием ручьев, ласковым шумом морских волн или птичьим пением. Известно также и отрицательное действие звука. Одним из тяжелых наказаний в средневековье было воздействие звуками от ударов могучего колокола, когда обреченный умирал в страшных муках от нестерпимой боли в ушах.

Это и определяет теоретическое и практическое значение изучения характера влияния шума на организм человека. Основной целью исследований является выявление порога неблагоприятного влияния шума и обоснование гигиенических нормативов для различных контингентов населения, разных условий и мест пребывания человека (жилые, общественные здания, производственные помещения, детские и лечебно-профилактические учреждения, территории жилых районов и мест отдыха).

Значительный теоретический интерес представляет изучение патогенеза и механизма действия шума, процессов адаптации организма и отдаленных последствий при длительном влиянии шумов. Исследования проводят обычно в экспериментальных условиях. Изучить характер влияния шума на человека сложно, так как процессы взаимодействия физических и химических факторов окружающей среды с его организмом также сложны. Индивидуальная чувствительность к шуму различных возрастно-половых и социальных групп населения также неодинаковая.

Реакция человека на шум зависит от того, какие процессы преобладают в центральной нервной системе - возбуждение или торможение. Многие звуковые сигналы, поступающие в кору большого мозга, вызывают беспокойство, страх, преждевременное утомление. В свою очередь, это может неблагоприятно отразиться на состоянии здоровья. Диапазон влияния шума на человека широкий: от субъективного ощущения до объективных патологических изменений в органе слуха, центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной, пищеварительной системах и др. Следовательно шум действует на жизненно важные органы и системы.

Можно выделить такие категории влияния чувствительной акустической энергии на человека:

1) влияние на слуховую функцию, обусловливающую слуховую адаптацию, слуховое утомление, временную или постоянную потерю слуха;

2) нарушение способности передавать и воспринимать звуки речевого общения;

3) раздражительность, беспокойство, нарушение сна;

4) изменение физиологических реакций человека на стрессовые сигналы и сигналы, не являющиеся специфическими для шумового влияния;

5) влияние на психическое и соматическое здоровье;

6) влияние на производственную деятельность, умственный труд.

Городской шум воспринимается прежде всего субъективно. Первым показателем неблагоприятного его действия являются жалобы на раздражительность, беспокойство, нарушение сна. В появлении жалоб уровень шума и фактор времени имеют решающее значение, но степень неприятных ощущений зависит и от того, в какой мере шум превышает обычный уровень. Значительную роль в возникновении у человека неприятных ощущений играют его отношение к источнику шума, а также заложенная в шуме информация.

Таким образом, субъективное восприятие шума зависит от физической структуры шума и психофизиологических особенностей человека. Реакции на шум у населения неоднородна. Сверхчувствительны к шуму 30% людей, имеют нормальную чувствительность - 60%, нечувствительны - 10%.

На степень психологического и физиологического восприятия акустического стресса влияют тип высшей нервной деятельности, индивидуальный биоритмический профиль, характер сна, уровень физической активности, количество стрессовых ситуаций в течение суток, степень нервного и физического перенапряжения, а также курение и алкоголь.

Приводим результаты социологических исследований по оценке действия шума, проведенные сотрудниками Института гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева АМН Украины. Опрос 1500 жителей шумных улиц

(LA экв= 74 - 81 дБА) показал, что 75,9% жаловались на шум транспортного происхождения, 22% - на шум промышленных предприятий, 21% - на бытовой шум. У 37,5% опрошенных шум вызывал беспокойство, у 22% - раздражение и лишь 23% опрошенных - не жаловались на него. При этом больше всего страдали те, у кого было поражение нервной, сердечно-сосудистой систем и органов пищеварения. Постоянное проживание в таких условиях может стать причиной язвенной болезни желудка, гастрита из-за нарушения секреторной и моторной функций желудка и кишечника.

Реакция населения на шум приведена в табл. 100.

ТАБЛИЦА 100 Реакции населения на шум

В районах с высоким уровнем шума большинство жителей отмечают ухудшение самочувствия, чаще обращаются к врачу, принимают седативные средства. Во время опроса 622 жителя тихих улиц (LA экв = 60 дБА) жаловались на шум автотранспорта 12%, на бытовой шум - 7,6%, на шум промышленного происхождения - 8%, на авиационный и железнодорожный шум - 2,8%.

Установлена прямая зависимость количества жалоб населения от уровня звука на примагистральной территории. Так, при эквивалентном уровне звука 75-80 дБА зарегистрировано более 85% жалоб, 65-70 дБА - 64-70%. При уровне звука 60-65 дБА почти половина опрошенных жаловались на шум, 55 дБА - третья часть населения ощущала беспокойство, и лишь при уровне шума 50 дБА жалоб практически не было (5%). Два последних уровня являются приемлемыми для территорий жилой застройки. Нарушается сон обычно при уровне звука более 35 дБА. Реакция населения на транспортный шум практически не зависит от пола, возраста и профессии.

В современных городских условиях слуховой анализатор человека вынужден работать с большим напряжением на фоне транспортного и жилищнобытового шума, который маскирует полезные звуковые сигналы. Поэтому нужно определить возможности приспособления органа слуха, с одной стороны, и безопасные уровни шума, действие которых не нарушает его функций, - с другой.

Пороги слухового ощущения характеризуют чувствительность. Их определяют на чистых тонах в диапазоне частот от 63 до 8000 Гц методом тональной аудиометрии в соответствии с ГОСТом "Шум. Методы определения потерь слуха человека". Самая высокая чувствительность уха к звукам в диапазоне частот 1000-4000 Гц. Она быстро снижается при отдалении в обе стороны от зоны наибольшей чувствительности. В диапазоне частот 200-1000 Гц пороговая сила звука в 1000 раз больше, чем" в диапазоне частот 1000-4000 Гц. Чем выше тональность звука или шума, тем сильнее его неблагоприятное действие на орган слуха.

Звуковые волны при соответствующей интенсивности и частоте являются специфическими раздражителями для органа слуха. При достаточно высоком уровне шума и непродолжительном его влиянии наблюдается снижение слышимости, что приводит к временному повышению ее порога. Со временем она может восстановиться. Длительное влияние звука высокой интенсивности может обусловить невозвратимую потерю слуха (тугоухость), которую обычно характеризуют величиной постоянного смещения порога чувствительности.

Транспортный шум существенно влияет на функциональное состояние слухового анализатора. Так, в звукоизолирующей камере при двухчасовой экспозиции даже относительно невысокий уровень звука (65 дБА) приводит к потере слуха более 10 дБ на низких частотах, что отвечает низкочастотному спектру транспортного шума. Уровень шума 80 дБА снижает слуховую чувствительность на \1-25 дЪА в широкой области низких, средних и высоких частот, что можно расценивать как усталость органа слуха.

Огромное значение для общения людей имеет вторая сигнальная система, связанная со словесной сигнализацией, речью. В городских жилых домах, расположенных вдоль магистралей, население часто жалуется на плохое восприятие речи, что объясняется маскировкой отдельных звуков речи транспортным шумом. Установлено, что шум нарушает разборчивость речи, особенно если его уровень превышает 70 дБА. При этом человек не разбирает от 20 до 50% слов.

Шум через проводящие пути звукового анализатора влияет на различные центры головного мозга, изменяет взаимоотношения процессов высшей нервной деятельности, нарушает равновесие процессов возбуждения и торможения. При этом изменяются рефлекторные реакции, выявляются патологические фазовые состояния. Продолжительное действие шума активизирует структуры ретикулярной формации, в результате чего происходит стойкое нарушение деятельности разных систем организма.

Для изучения функционального состояния центральной нервной системы широко используют метод определения скрытого (латентного) времени рефлекторной реакции - хронорефлексометрию. Латентное время в тихой квартире (40 дБА) у группы людей в спокойном состоянии на световой раздражитель составляет в среднем 158 мс, на звуковой - 153 мс; во время отдыха на территории микрорайона в шумных условиях оно увеличивалось на 30-50 мс. Критерием сдвига является превышение времени реакции на 10 мс. Таким образом, транспортный шум вызывает процессы торможения в коре большого мозга, что отрицательно влияет на поведение человека, условно-рефлекторную деятельность.

Важными показателями функционального состояния центральной нервной системы при воздействии различных факторов среды являются способность к концентрации внимания и умственная работоспособность. Доказано, что нарушение состояния центральной нервной системы под воздействием шума приводит к снижению внимания и работоспособности, особенно умственной. При уровне шума свыше 60 дБА уменьшаются скорость перенесения информации, объем кратковременной памяти, количественные и качественные показатели умственной работоспособности, изменяется реакция на различные жизненные ситуации.

Особого внимания заслуживают результаты исследования влияния шума на сердечно-сосудистую систему. Под его воздействием ускоряется или замедляется пульс, повышается или снижается артериальное давление, изменяется ЭКГ, плетизмо- и реоэнцефалограмма. В лабораторных условиях после двухчасового действия интенсивного транспортного шума (80-90 дБА) выявлены заметное уменьшение ЧСС за счет удлинения сердечного цикла и характерное изменение отдельных показателей ЭКГ. Колебания артериального давления достигают 20-30 мм рт. ст. Изменения ЧСС, выявленные методом вариационной пульсометрии после двухчасовой экспозиции шума от полетов и испытания двигателей самолетов с высоким уровнем звука (до 90 дБА), характеризовались как ваготонические.

Под воздействием шума от летящего самолета возрастает сопротивление периферическому кровотоку (на 23%), изменяются показатели мозгового кровообращения. С помощью реоэнцефалографии выявлены повышение тонуса и снижение наполнения кровью сосудов головного мозга. Исходя из этого, можно высказать предположение о возможной роли транспортного шума в развитии сердечно-сосудистых заболеваний у жителей больших городов.

Шум является одним из раздражителей в ночное время: он нарушает сон и отдых. Под его влиянием человек плохо засыпает, часто просыпается. Сон поверхностный, прерывистый. После такого сна человек не чувствует себя отдохнувшим. Изучение характера сна у жителей домов, расположенных на улицах с разными уровнями шума, свидетельствует, что сон резко нарушается при уровне звука 40 дБА, а если он составляет 50 дБА, период засыпания увеличивается до 1 ч, продолжительность глубокого сна сокращается до 60%. У жителей тихих районов сон нормальный, если уровень шума не превышает 30-35 дБА. При этом период засыпания в среднем составляет 14-20 мин, глубина сна - 82% (табл. 101).

Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что усталость не исчезает, а постепенно переходит в хроническую, что способствует развитию гипертонической болезни, заболеваний центральной нервной системы и др.

ТАБЛИЦА 101 Показатели сна в зависимости от шумовых условий

В некоторых странах установлена прямая зависимость между ростом шума в городах и увеличением количества лиц с болезнями нервной системы. Французские ученые считают, что за последние 4 года повышение уровня шума способствовало увеличению количества случаев невроза в Париже с 50 до 70%.

Городской шум играет определенную роль в патогенезе гипертонической болезни. Эти данные подтвердились во время изучения заболеваемости женщин (домашних хозяек) в городах Украины. Существует зависимость между поражением центральной нервной и сердечно-сосудистой системы, уровнями шума и длительностью проживания в шумных городских условиях. Так, общая заболеваемость населения возрастает после 10 лет проживания в условиях постоянного влиянии шума силой 70 дБА и более.

Влияние шума усиливается, если человек испытывает его суммарное воздействие на работе и в быту.

При участии различных специалистов было проведено массовое комплексное исследование состояния здоровья служащих проектных институтов, проживающих и работающих в домах, расположенных вдоль магистралей с интенсивным движением транспорта. Установлено, что уровень звука в квартирах и на рабочих местах составлял 62-77 дБА. В контрольную группу входили лица, проживавшие в квартирах с уровнем звука, отвечающим нормативным требованиям (36-43 дБА). Во время опроса у 60-80% жителей опытного района выявлено сильное раздражающее действие шума, (в контроле - 9%). Наблюдаются изменения порога слуховой чувствительности у лиц, проживавших в шумном районе, по сравнению с показателями у лиц контрольного района: на частотах 250-4000 Гц разница составляла 8-19 дБ.

При анализе аудиограмм лиц, проживавших в шумном районе 10 лет и более, отмечена разница в 5-7 дБ на всех частотах. Характерны также функциональные нарушения центральной нервной системы, о чем свидетельствует изменение скрытого времени условнорефлекторной реакции на звуковой (18-38 мс) и световой (18-27 мс) раздражители. Выявлена тенденция к увеличению количества больных с вегетсосудистой дистонией, гипертонической болезнью, атеросклерозом сосудов головного мозга с функциональными нарушениями центральной нервной системы, астеническим синдромом, а также повышению содержания холестерина в крови.

Изучали последствия длительного воздействия авиационного шума высоких уровней на работе и в домашних условиях. Установлено повышение риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, как по данным функционального состояния кровеносной системы, так и по результатам изучения заболеваемости с временной потерей трудоспособности (количество случаев и дней). Деятельность сердечно-сосудистой системы обычно нарушается раньше, чем слух. При высоком уровне шумовой нагрузки на работе возрастала заболеваемость органов пищеварения, в частности язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Все расстройства, возникающие под влиянием сочетанного воздействия производственного, транспортного и жилищно-бытового шума, составляют симптомокомплекс шумовой болезни.

Гигиеническое нормирование уровней шума. Для устранения неблагоприятного влияния шума на здоровье человека решающее значение имеют санитарно-гигиенические нормативы допустимых уровней звука, поскольку они определяют разработку тех или иных мероприятий по борьбе с шумом в городах.

Цель гигиенического нормирования - профилактика функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерной утомляемости и снижения трудоспособности при кратковременном или длительном воздействии шума. Главный принцип регламентации шума в нашей стране - медико-биологическое обоснование норм путем проведения лабораторных и натурных исследований в естественных условиях влияния шума на различные возрастные и профессиональные группы населения, а не технико-экономическое обоснование, как это наблюдается в некоторых странах. В результате многочисленных и разносторонних исследований были определены недействующие и пороговые уровни шума, которые легли в основу нормирования.

Допустимым считается такой уровень шума, при длительном воздействии которого не происходит отрицательных изменений в физиологических реакциях, наиболее чувствительных и адекватных шуму, и в субъективном самочувствии. "Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки" (№ 3077-84) регламентируют допустимые параметры шума для различных мест пребывания человека в зависимости от основных физиологических процессов, свойственных определенному виду деятельности человека в данных условиях. Так, ведущие физиологические процессы в жилых комнатах днем связаны с активным отдыхом, домашней работой, просмотром и прослушиванием теле- и радиопередач, в спальнях - со сном, в классах, аудиториях - с учебным процессом, речевым общением, в читальных залах - с умственным трудом, в лечебно-профилактических учреждениях - с восстановлением здоровья, отдыхом и т. д.

Нормированными параметрами постоянного шума являются уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и уровень звука (дБА).

Нормированными параметрами непостоянного шума являются эквивалентные по энергии (LA экв, дБА) и максимальные (LA макс, дБА) уровни звука. В табл. 102 приведены нормативные уровни шума в разных помещениях зданий и на территориях застройки.

Для определения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот, уровней звука или эквивалентных уровней звука в зависимости от месторасположения объекта, характера шума, проникающего в помещение или на территорию, в нормативные уровни шума вносят поправки (табл. 103).

Оценку непостоянного шума на (соответствие допустимым уровням) следует проводить одновременно по эквивалентным и максимальным уровням звука. При этом LA макс не должно превышать LA экв более чем на 15 дБА.

ТАБЛИЦА 103 Поправки к нормативным октавным уровням звукового давления и уровням звука

Поправки к нормативным уровням шума учитываются только для внешних источников шума в жилых помещениях, спальнях и на территории жилой застройки.

Нормы допустимых уровней шума вошли в строительные нормы и правила "Защита от шума" и ГОСТ "Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях". Санитарные нормы допустимого шума позволяют разработать технические, архитектурно-планировочные и административные мероприятия, направленные на создание в городской застройке, зданиях различного назначения такого шумового режима, который отвечает гигиеническим требованиям. Это помогает сохранить здоровье и работоспособность населения.

Задача гигиенистов - дальнейшее совершенствование нормативов с учетом общей шумовой нагрузки, приходящейся на жителей больших городов в быту, на производстве и во время пользования транспортом.

Меры по защите от шума. Для защиты от шума применяют такие меры: устранение причин шумообразования или ослабление шума в источнике возникновения; ослабление шума на пути его распространения и непосредственно в объекте защиты. Для защиты от шума проводят различные мероприятия: технические (ослабление шума в источнике); архитектурно-планировочные (рациональные приемы планировки зданий, территорий застройки); строительно-акустические (ограничение шума на пути распространения); организационные и административные (ограничение или запрет, или регулирование во времени эксплуатации тех или иных источников шума).

Ослабление шума в источнике его возникновения является самым радикальным способом борьбы с ним. Однако эффективность мероприятий по ослаблению шума машин, механизмов и оборудования невысокая и поэтому их нужно разрабатывать на этапе проектирования.

Ослабление шума на пути его распространения обеспечивается комплексом строительно-акустических мероприятий. К ним относятся рациональные планировочные решения (прежде всего удаление источников шума на надлежащее расстояние от объектов), звукоизоляция, звукопоглощение и звукоотражение шума.

Мероприятия по ослаблению шума нужно предусматривать уже на стадии проектирования генеральных планов городов, промышленных предприятий и планировки помещений в отдельных зданиях. Так, недопустимо размещать объекты, требующие защиты от шума (жилые здания, лабораторно-конструк-торские корпуса, вычислительные центры, административные здания и т. п.),

В непосредственной близости от шумных цехов и агрегатов (испытательных боксов авиационных двигателей, газотурбинных установок, компрессорных станций и т. д.). Самые шумные объекты следует объединять в отдельные комплексы. При планировке помещений внутри зданий предусматривают максимально возможное удаление тихих помещений от помещений с интенсивными источниками шума.

Для ослабления шума, проникающего в изолированные помещения, необходимо: применять для перекрытия, стен, перегородок, цельных и остекленных дверей и окон материалы и конструкции, обеспечивающие надлежащую звукоизоляцию; использовать звукопоглощающую облицовку потолка и стен или искусственные звукопоглотители в изолированных помещениях; обеспечивать акустическую виброизоляцию агрегатов, расположенных в том же здании; применять звукоизоляционные и вибродемпфирующие покрытия на поверхности трубопроводов, проходящих в помещении; использовать глушители в системах механической вентиляции и кондиционирования воздуха.

Нормированными параметрами звукоизоляции конструкций, ограждающих жилые помещения, являются индексы изоляции воздушного звука - 1в (дБ) и приведенного уровня ударного звука под перекрытием - 1у (дБ). Звукоизоляционные свойства окон и балконных дверей в каждом случае строительства и реконструкции жилого здания определяют специальными расчетами. Окна должны иметь сертификаты качества, с указанием параметров их звукоизоляционных свойств в закрытом состоянии и при открытых элементах, предназначенных для вентиляции, частотную характеристику и частоту резонанса. Частота резонанса окон не должна превышать 63 Гц. Звукоизоляционные характеристики окон должны обеспечивать уровни звука и звукового давления в жилом помещении в условиях надлежащего обмена воздуха в данном климатическом районе для разных сезонов года.

При выборе звукоизоляционных характеристик междуэтажных и межквартирных перекрытий и перегородок, внутриквартирных перегородок и дверей следует исходить из шумовых характеристик бытовых машин и приборов. По данным Л.А. Андрийчука (2000), акустическая нагрузка на человека в жилой среде от бытовых электрических машин и приборов не должна превышать предельно допустимого уровня (17 мкПа/ч в сутки). Ее рассчитывают по формуле:

D = 4-10_l° -ОO01^ -t,

Где LA - эквивалентный уровень звука (дБА), t - продолжительность воздействия шума.

Гигиенической регламентацией шума бытовых электрических машин и приборов предусмотрено, чтобы эквивалентные уровни звука для приборов кратковременной эксплуатации (до 20 мин) не превышали 52 дБА, длительной (до 8 ч) - 39 дБА, очень длительной (8-24 ч) - 30 дБА. Хотя эксплуатация бытовых электрических машин и приборов с уровнями корригированной звуковой мощности более 81 дБА с гигиенических позиций является недопустимой, при выборе звукоизоляционных элементов для жилых зданий нужно ориентироваться на технически достижимые уровни шума от бытовой техники.

Уровни звука и звукового давления от бытовых электрических машин и приборов нужно рассчитывать для агравированных условий шумообразования с учетом объема помещения, пространственного угла излучения, расстояния, акустических характеристик ограждающих элементов помещения и т. п. Акустические характеристики вспомогательных и жилых помещений жилого здания должны быть такими, чтобы при регламентированном использовании бытовой техники не создавать шума, который может отрицательно влиять не только на оператора, но и на других жителей квартиры и здания.

В жилых зданиях и общежитиях нельзя размещать котельные и насосные, встроенные и пристроенные к ним трансформаторные подстанции, автоматические телефонные станции, административные учреждения городского и районного назначения, лечебные учреждения (кроме женских консультаций и стоматологических поликлиник), столовые, кафе и другие предприятия общественного питания с количеством посадочных мест более 50, домовые кухни продуктивностью свыше 500 обедов в день, магазины, мастерские, пункты по приему посуды и другие нежилые помещения, в которых могут возникать вибрация и шум.

Машинное помещение лифтов недопустимо располагать непосредственно над и под жилыми помещениями, а также рядом с ними. Шахты лифтов не должны прилегать к стенам жилых комнат. Кухни, ванные, санузлы следует объединять в отдельные блоки, прилегающие к стенам лестничных клеток или к таким же блокам соседних помещений, и отделять от жилых помещений коридором, тамбуром или холлом.

Запрещены монтаж трубопроводов и санитарных приборов на ограждающих конструкциях жилых комнат, а также размещение рядом с ними ванных комнат и канализационных стояков.

Во всех общественных, а иногда и в жилых зданиях применяют вентиляционные системы, иногда - системы кондиционирования воздуха и воздушного отопления с механическим оборудованием, могут создавать значительный шум.

Для снижения уровней звукового давления воздушного шума используют следующие мероприятия:

А) снижение уровня звуковой мощности источников шума. Этого достигают при помощи совершенных с акустической точки зрения вентиляторов и концевых приспособлений, используя рациональный режим их работы;

Б) снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звука путем оборудования глушителей, рациональной планировки зданий, применения звукоизоляционных конструкций с повышенной звукоизоляцией (стены, перекрытия, окна, двери) и звукопоглощающих конструкций в помещениях с источниками шума;

В) изменение акустических свойств помещения, в котором расположена расчетная точка, путем увеличения звукопоглощения (применение звукопоглощающего покрытия и искусственных звукопоглотителей).

Для ослабления шума, распространяющегося по каналам систем вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления, следует использовать специальные глушители (трубчатые, сотовые, пластинчатые и камерные со звукопоглощающим материалом), а также облицованные изнутри звукопоглощающим материалом воздуховоды и сгоны. Тип и размер глушителя выбирают в зависимости от необходимого уровня шума, допустимой скорости потока воздуха и местных условий. Схемы таких конструкций приведены на рис. 102. Трубчатые глушители применяют при размерах воздухопроводов до 500 х 500 мм. При больших размерах воздухопроводов целесообразно использовать пластинчатые или камерные глушители. Ослабление структурного шума, обусловленного работой вентиляторов, достигают виброизоляцией вентилятора и установкой гибких брезентовых вставок между вентилятором и подходящим к нему воздухопроводом.

Рис. 102. Вентиляционные глушители

А -- трубчатый; б - пластинчатый; в - сотовый;

Г - цилиндрический

Рис. 103. Виброизоляция насосной установки: 1 - железобетонная плита основания; 2 - гибкие вставки; 3 - виброизодяция трубопровода; 4 - виброизоляторы; 5 - стояк с пружинной прокладкой

Источниками шума в системах водопровода, канализации и отопления в зданиях являются насосные агрегаты, различная аппаратура, в том числе сани-тарно-технические приборы и сам трубопровод. При этом создается как воздушный шум, проникающей непосредственно в помещение, где установлен источник шума, так и структурный, распространяющийся от источника шума по трубопроводу и ограждающим конструкциям. Ослабить воздушный шум, создаваемый насосами, можно посредством выбора наиболее совершенных конструкций насосов, статической и динамической балансировки оборудования или же путем монтажа насосов в кожух соответствующих конструкций. Ослабления структурного шума достигают с помощью установок между бетонным основанием и насосом виброизоляторов, изоляции насосных агрегатов, которые подходят к трубопроводу, предусмотрев гибкие вставки. Схема виброизоляции насоса приведена на рис. 103.

Звукоизоляцией помещений от воздушного шума называют ослабление звуковой энергии в процессе передачи ее через ограждение. Чаще всего звукоизоляционными ограждениями являются стены, перегородки, окна, двери, перекрытия.

Звукоизоляционная способность однослойных ограждений зависит от многих факторов, но в первую очередь - от их массы. Для обеспечения высокой звукоизоляции такие ограждения должны иметь большую массу.

Звукоизоляцией от ударного шума называют способность перекрытия к ослаблению шума в помещении под перекрытием во время его усиления вызванного хождением, перестановкой мебели и т. п. Для обеспечения нормативной звукоизоляции от воздушного шума однослойных межквартирных ограждающих конструкций в жилых зданиях их поверхностная масса должна составлять не менее 400 кг/м2. Для уменьшения массы звукоизолирующих ограждений при обеспечении нормативной звукоизоляции от воздушного шума нужно применять двойные с воздушной прослойкой и многослойные ограждения, конструкции.

В настоящее время многослойные конструкции применяют в строительной практике все чаще. В ряде случаев они дают возможность получить значительную дополнительную изоляцию по сравнению с однослойными конструкциями такой же массы (до 12-15 дБ).

В перекрытиях для обеспечения нормативной изоляции ударного и воздушного шума делают пол на упругой основе (плавающий пол) или используют мягкие рулонные покрытия. Стыки между внутренними ограждающими конструкциями, а также между ними и другими примыкающими конструкциями должны быть оборудованы таким образом, чтобы в процессе эксплуатации не возникали трещины и щели, ослабляющие изоляцию (рис. 104).

Рис. 104. Схема конструкций перекрытия: а - плавающие полы на сплошной гибкой основе (1 - покрытие пола; 2 - плита сборной или монолитной стяжки; 3 - звукоизоляционная гибкая прокладка; 4 - несущая часть перекрытия; 5 - плинтус; б - плавающий пол на ленточных или искусственных прокладках; в - перекрытие со звукоизоляционными материалами (1 - мягкий рулонный пол; 2 - перекрытие; 3 - плинтус)

Для повышения звукоизоляции применяют также двойные двери с тамбуром. Притворы дверей снабжают упругими прокладками. Стены в тамбуре целесообразно облицовывать звукопоглощающим материалом. Открываться двери должны в разные стороны.

Двойные окна лучше изолируют от воздушного шума (до 30 дБ), чем спаренные (20-22 дБ).

В последнее время широко применяют "звукоизоляционные вентиляционные окна", которые обеспечивают высокую звукоизоляцию и одновременно позволяют проветривать помещение. Это две глухие рамы, расположенные на расстоянии 100 мм и более одна от другой, со звукоизоляционной облицовкой по контуру. Используют стекла различной толщины или в одной раме пакет из двух стекол. В стене под окном оборудуют отверстие, в котором устанавливают коробку в виде глушителя с небольшим вентилятором, обеспечивающим приток воздуха в помещение.

Звукопоглощающие конструкции предназначены для поглощения звука. К ним относятся звукопоглощающая облицовка ограждающих поверхностей помещений и искусственные звукопоглотители. Звукопоглощающие конструкции находят очень широкое применение. Чаще всего используют звукопоглощающую облицовку: в учебных, спортивных, зрелищных и других зданиях, чтобы создать наилучшие акустические условия для восприятия речи и музыки; в производственных цехах, конторах и других помещениях общественного назначения (машинописные бюро, машиносчетные станции, административные помещения, рестораны, залы ожидания вокзалов и аэровокзалов, магазины, столовые, банки, отделения связи и др.); в помещениях коридорного типа (школы, больницы, гостиницы и т. п.) для предупреждения распространения шума.

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к звукопоглощающим конструкциям, состоят прежде всего в том, что они не должны ухудшать гигиенические условия вследствие осыпания волокон или частиц материала, способствовать накоплению пыли. Легкость очистки от пыли звукопоглощающих конструкций приобретает особое значение в зданиях как с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (больницы), так и с повышенным выделением пыли (большинство промышленных предприятий).

Эффективность звукопоглощающей облицовки в шумных помещениях зависит от акустических характеристик помещения, характеристик выбранных конструкций, способа их размещения, расположения источников шума, размеров помещения и локализации расчетных точек. Обычно она не превышает 6-8 дБ.

Мероприятия по борьбе с городским шумом можно разделить на две группы: архитектурно-планировочные и строительно-акустические.

Вместе с разработкой мероприятий по снижению шума транспортных источников возникает проблема борьбы с шумом, который распространяют эти источники в окружающую среду. Решают эту проблему двумя путями: планированием общих градостроительных мероприятий в процессе составления генеральных планов городов, проектов детальной планировки жилых районов и микрорайонов, а также разработкой специальных шумозащитных приспособлений, изолирующих, поглощающих и отражающих шум.

Могут быть использованы различные административные меры. К ним относятся: перераспределение движения транспортных потоков улицами города; ограничение движения в разное время суток по тем или иным направлениям; изменение состава транспортных средств (например, запрет использования на некоторых улицах города грузовых автомобилей и автобусов с дизельными двигателями) и т. п.

При разработке проектов планировки и застройки городов для защиты от шума можно использовать как природные условия (рельеф местности и зеленые насаждения), так и специальные сооружения (экраны вблизи транспортных магистралей). Можно применять также рациональные приемы зонирования территории по условиям шумового режима для тех или иных видов зданий, участков и площадок для отдыха, хозяйственно-бытовых нужд и т. п.

Рассмотрим возможные варианты защиты от шума в городах. В первую очередь с целью защиты от шума при проектировании городов и других населенных пунктов необходимо четко разделить территорию по ее функциональному использованию на зоны: селитебную, промышленную (производственную), коммунально-складскую и внешнего транспорта. Промышленные (производственные) и коммунально-складские зоны, рассчитанные на большие грузопотоки по транспортным магистралям, располагают так, чтобы они не пересекали селитебную зону и не вклинивались в нее.

Для защиты от шума при проектировании системы внешнего транспорта нужно предусматривать в городах объездные железнодорожные линии (для пропускания транзитных поездов за пределами города), размещать сортировочные станции за пределами населенных пунктов, а технические станции и парки резервного подвижного состава, железнодорожные линии для грузовых перевозок и подъездные пути - за пределами селитебной территории; отделять новые железнодорожные линии и станции во время нового строительства от жилой застройки городов и других населенных пунктов СЗЗ; соблюдать надлежащее расстояние от границ аэропортов, заводских, военных аэродромов до границ жилой застройки. Ширина СЗЗ должна быть обоснована акус-

Тическими расчетами и санитарными нормами, регламентируемыми ДБН 360-92* "Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений" и СНиПом "Защита от шума". На рис. 105 приведена принципиальная схема населенного пункта с учетом защиты от внешнего шума.

При прокладке новых или реконструкции магистральных улиц и дорог на селитебной территории необходимо предусматривать мероприятия по защите от транспортного шума, обоснованные акустическими расчетами. Скоростные дороги и дороги общегородского значения с преимущественно грузовым транспортом не должны пересекать селитебную территорию. На селитебных территориях прокладывание скоростных дорог при соответствующем обосновании допускается в туннелях или выемках. Рациональны объездные дороги, направляющие транзитные потоки за пределы города.

В качестве естественных преград на пути распространения шума следует использовать элементы рельефа. При необходимости прокладки магистральных улиц и дорог на насыпях и эстакадах устанавливать шумозащитные экраны.

При проектировании улично-дорожной сети должны быть предусмотрены максимально возможные укрупнения Межмагистральных территорий, уменьшение количества перекрестков и других транспортных узлов, устройство плавных криволинейных соединений дорог. На территории жилых районов необходимо ограничивать сквозное движение транспорта.

В архитектурно-планировочной структуре жилых районов и микрорайонов используют следующие способы защиты от шума: удаление жилой застройки от источников шума; расположение между источниками шума и жилой за стройкой зданий-экранов; применение рациональных с точки зрения защиты от шума композиционных способов группировки жилых зданий.

Функциональное зонирование территорий микрорайонов следует осуществлять с учетом необходимости размещения жилой застройки и детских дошкольных заведений в зонах, наиболее удаленных от источников шума, транспортных магистралей, автостоянок, гаражей, трансформаторных подстанций и др. В зонах, прилегающих к источникам шума, можно строить здания, в которых допускаются более высокие уровни звука. Это предприятия бытового обслуживания, торговли, общественного питания, коммунальные предприятия, административно-хозяйственные и общественные учреждения. Торговые центры и блоки обслуживания обычно строят на границе микрорайонов вдоль транспортных магистралей в виде единого комплекса.

Если жилую застройку необходимо разместить на границе микрорайонов вдоль транспортных магистралей, целесообразно использовать специальные типы шумозащищенных жилых зданий. В зависимости от условий инсоляции рекомендуют строить: шумозащищенные жилые дома, архитектурно-планировочные решения которых характеризуются ориентацией в сторону источников шума окон вспомогательных помещений и не более одной жилой комнаты без спальных мест многокомнатных квартир; шумозащищенные жилые дома с повышенными звукоизоляционными свойствами внешних ограждающих конструкций, ориентированных на источники шума и со встроенными системами приточной вентиляции.

Для обеспечения санитарных норм в квартирах и на территории микрорайонов нужно использовать композиционные приемы группировки шумозащищенных зданий, основанные на создании замкнутого пространства. При расположении жилой застройки вдоль транспортных магистралей не следует прибегать к композиционным приемам группировки жилых зданий, которые основываются на раскрытии пространства в сторону проезжей части.

Если архитектурно-планировочные мероприятия (разрывы, приемы застройки и т. д.) не обеспечивают надлежащего шумового режима в зданиях и на территории жилого микрорайона, а также с целью экономии территории, необходимой для соблюдения территориальных разрывов с транспортными магистралями, целесообразно применять строительно-акустические методы: шу-мозащитные сооружения и устройства, экраны, шумозащитные полосы озеленения, а для жилых зданий также конструкции оконных проемов с повышенной звукоизоляцией.

В качестве экранов можно использовать различные здания и сооружения: здания с пониженными требованиями к шумовому режиму; шумозащищенные жилые здания; искусственные или естественные элементы рельефа (выемки, овраги, земляные валы, насыпи, курганы) и стенки (придорожные подпорные, ограждающие и шумозащитные). Шумозащитные экраны целесообразно размещать как можно ближе к источнику шума.

Здания с пониженными требованиями к шумовому режиму (предприятия бытового обслуживания, торговли, общественного питания, коммунальные; общественные и культурно-просветительные, административно-хозяйственные учреждения) и шумозащищенные жилые здания следует размещать вдоль источников шума в виде фронтальной, по возможности непрерывной, застройки. Помещения административных, общественных и культурно-просветительных учреждений с повышенными требованиями к акустическому комфорту (конференц-зал, читальные залы, зрительные залы театров, кинотеатров, клубов и т. п.) следует возводить на противоположной от источников шума стороне. Отделяют их от магистрали коридорами, фойе, залами, кафе и буфетами, вспомогательными помещениями.

В настоящее время принцип экранирования шума начинают применять и в отечественной градостроительной практике.

Как дополнительное средство для защиты от шума можно использовать специальные шумозащитные полосы зеленых насаждений. Формируют несколько полос с разрывами между ними, равными высоте деревьев. Ширина полосы должна быть не менее 5 м, а высота деревьев - не менее 5-8 м. На шумозащитных полосах кроны деревьев должны плотно смыкаться между собой. Под кронами высаживают густой кустарник в шахматном порядке. Сажают быстрорастущие, устойчивые породы деревьев и кустарника. Однако эффективность даже специальных шумозащитных полос зеленых насаждений невысокая (5-8 дБА).

Во многих случаях, когда здания располагают на городских и районных магистральных улицах и вдоль скоростных дорог, возводят специальные шумозащищенные дома с повышенной звукоизоляцией внешних ограждений всех помещений, выходящих на "шумный фасад". В таких шумозащищенных зданиях, используемых в качестве экрана для ограничения зоны распространения шума вглубь селитебной территории, предусматривают специальную планировку помещений, при которой спальные комнаты, операционные, палаты ориентированы на фасад, противоположный магистральной улице (рис. 106).

Рис. 106. Планы секций шумозащищенных зданий. Точками обозначены источники шума. К - кухня, П - прихожая, С - спальня

На стадии разработки генерального плана города целесообразно составлять шумовую карту улично-дорожной сети и наибольших источников промышленного шума. Карты шума составляют на основании результатов натурных инструментальных измерений в естественных условиях или расчетным путем. Необходимость и целесообразность использования территориальных разрывов, экранирующих сооружений и шумозащитных полос зеленых насаждений определяют посредством расчета уровня звука LA тер в расчетной точке на территории объекта, который необходимо защитить от шума:

^ А тер. - ^А экв - ^"-"А расст. - ^*^А экр. - ^^А зел.>

Где LA экв - шумовая характеристика источника шума (дБА); ДЬА расст - снижение уровня звука (дБА) в зависимости от расстояния между источником шума и расчетной точкой; ALA экр - снижение уровня звука экранами; ALA зел. - снижение уровня звука полосами зеленых насаждений. При этом расчетный уровень (ЬАтер) не должен превышать допустимый (ЬАдоп) (см. табл. 102).

Санитарный надзор по защите от шума окружающей среды. Органы санитарно-эпидемиологической службы осуществляют систематический планомерный контроль за обеспечением допустимых уровней шума в жилых и общественных зданиях, а также на территории жилой застройки. При этом они руководствуются законами Украины "Об охране окружающей природной среды", "Основы законодательства Украины о здравоохранении", "Об обеспечении санитарного и эпидемического благополучия", "Об охране атмосферного воздуха" и др. Контроль за шумовым режимом должен проводиться на участках городской территории и в помещениях зданий, в которых нормируются уровни шума.

В план работы акустических групп, лабораторий или врачей-гигиенистов, на которых возложен контроль за уровнем городского и жилищно-коммунального шума, необходимо включать мероприятия по активному выявлению источников шума в жилой застройке и составлению картотеки или паспортов на эти источники с указанием в специальных графах таких параметров: уровень шума, определенный на основании инсрументальных замеров или технической документации; сфера распространения влияния шума на население (жилое здание, лечебно-профилактическое учреждение, школа и т. п.); количество людей на которых влияет шум источника; рекомендаций санитарно-эпидемиологической службы; планируемые мероприятия и сроки их выполнения; эффективность мероприятий.

Необходимо составлять картотеку источников шума промышленных предприятий, транспортных объектов, трансформаторных подстанций, учреждений обслуживания, торговли и общественного питания, встроенных в жилые здания и др.

В задачи санитарно-эпидемиологической службы входят: установление причин образования повышенных уровней шума, выявление случаев нарушения санитарных норм допустимых уровней, предъявление требований по устранению нарушений шумового режима, составление планов мероприятий и контроль за их выполнением.

При необоснованной задержке проведения мероприятий по ослаблению шума или срыве сроков их выполнения органы санитарно-эпидемиологической службы должны применить соответствующие санкции к виновным, а также вынести вопрос на рассмотрение органов местного самоуправления.

Во время осуществления надзора за строительством зданий врачи-гигиенисты должны контролировать: выполнение проектных решений по обеспечению надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций; выполнение работ по вибро- и звукоизоляции во время монтажа санитарно-технических установок и инженерного оборудования зданий; качество строительных работ. Повышенные требования необходимо предъявлять к встраиваемым или пристраиваемым к жилым зданиям объектам и предприятиям для обслуживания населения.

Принимая участие в работе государственных комиссий по приемке в эксплуатацию жилых и общественных зданий, санитарные врачи должны требовать документацию о результатах инструментальных замеров уровней шума или проводить их измерение. При выявлении уровней шума, превышающих санитарные нормативы, здание не может быть принято в эксплуатацию до устранения причин шумообразования.

Шумовой режим в новых районах, несомненно, зависит от качества проведения предупредительного санитарного надзора. При этом особое внимание необходимо уделять выбору наиболее благоприятных в отношении акустического режима участков для строительства жилых зданий, лечебно-профилактических, дошкольных учреждений и школ; размещению мест отдыха; установлению надлежащих территориальных разрывов между жилой застройкой и источниками шума; рациональной трассировке дорог, улиц и проездов и т. д. Все эти вопросы должны решаться совместно с архитекторами, градостроителями, строительными учреждениями технического профиля. При рассмотрении проектной документации врачи-гигиенисты обязаны требовать акустические расчеты ожидаемого шумового режима и обоснованного выбора мероприятий по обеспечению в микрорайонах, жилых и общественных зданиях уровней шума, не превышающих нормативных.

В обязанности врачей-гигиенистов входят: рассмотрение жалоб населения на неблагоприятное воздействие различных источников внешнего и внутреннего шума, измерение уровней звука и сравнения их с действующими нормативами, а также предъявление требований по устранению причин чрезмерного шумообразования организациям и ведомствам, в чьем ведении находятся источники шума.

Врачи-гигиенисты совместно с проектными организациями и учреждениями технического профиля должны принимать участие в составлении шумовых карт улично-дорожной сети, жилых районов, промышленных районов на данном этапе и на перспективу. Санитарно-эпидемиологическая служба должна играть ведущую роль в работе республиканских, областных, краевых, городских межведомственных комиссий по борьбе с шумом, рассматривать вопросы о деятельности отдельных учреждений, ведомств и министерств относительно ослабления шума транспорта, промышленных предприятий, оборудования и т. д.

Если из окружающей среды внезапно исчезнут привычные звуки, то человек будет испытывать значительные неудобства, волнение и даже чувство беспричинного страха: ведь люди рождаются и живут в мире звуков. Не следует забывать, что цивилизация достигла высокого уровня развития благодаря способности к общению в форме речи - одного из видов связи с помощью звуков. Тем не менее шум является одним из главных неблагоприятных производственных факторов. Из-за шума у работающих возникает более быстрое утомление, которое приводит к снижению производительности на 10...15%, увеличению числа ошибок при выполнении операций трудового процесса и, следовательно, к повышенной опасности возникновения травм. При длительном воздействии шума снижается чувствительность слухового аппарата, возникают патологические изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах.

Шум - это совокупность звуков различной силы и частоты (высоты), беспорядочно изменяющихся во времени. По своей природе звуки являются механическими колебаниями твердых тел, газов и жидкостей в слышимом диапазоне частот (16...20 000 Гц). В воздухе звуковая волна распространяется от источника механических колебаний в виде зон сгущения и разрежения. Механические колебания характеризуются амплитудой и частотой.

Амплитуда колебаний определяет давление и силу звучания: чем она больше, тем больше звуковое давление и громче звук. Сущность слухового восприятия состоит в улавливании ухом отклонения давления воздуха, создаваемого звуковой волной, от атмосферного. Значение нижнего абсолютного порога чувствительности слухового анализатора составляет 2-10~5Па при частоте 1000 Гц, а верхнего порога - 200 Па при той же частоте звука.

Частота колебаний влияет на слуховое восприятие и определяв! высоту звучания. Колебания с частотой ниже 16 Гц составляют область инфразвуков, а выше 20 000 Гц - ультразвуков. С возрастом (примерно с 20 лет) верхняя граница воспринимаемых человеком частот снижается: у людей среднего возраста до 13... 15 кГц, пожилого - до 10 кГц и менее. Чувствительность слухового аппарата с увеличением частоты от 16 до 1000 Гц повышается, на частотах 1000...4000 Гц она максимальна, а при частоте более 4000 Гц падает.

Физиологической особенностью восприятия частотного состава звуков является то, что ухо человека реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост частот: увеличение частоты колебаний вдвое воспринимается как повышение высоты звучания на определенную величину, называемую октавой. Поэтому октавой принято называть диапазон частот, в котором верхняя граница вдвое больше нижней. Слышимый диапазон частот разбит на октавы со средними геометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 и 16000Гц. Средние геометрические частоты занимают как бы промежуточное положение в октаве. Их определяют из выражения

f c = √ f н f в

где f н и f в - соответственно нижнее и верхнее значения частоты в октаве.

При гигиенической оценке шума измеряют его интенсивность (силу) и определяют спектральный состав по частоте входящих в него звуков. Интенсивность звука - это количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной за единицу времени и отнесенное к единице площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Значения интенсивности звука изменяются в очень широких пределах - от 10 -12 до 10 Вт/м 2 . В связи с сильной растянутостью диапазона изменения интенсивности и особенностями восприятия звуков (см. закон Вебера - Фехнера) введены логарифмические величины - уровень интенсивности и уровень звукового давления, выражаемые в децибелах (дБ). При использовании логарифмической шкалы уровень интенсивности звука:

L i = 101 g (I / I 0 ),

уровень звукового давления:

L = 20 lg (p / p 0 )

где I и I 0 - соответственно фактическое и пороговое значения интенсивности звука, Вт/м 2: I 0 = 10 -12 Вт/м 2 при эталонной частоте f э = 1000Гц; р и P 0 - соответственно фактическое и пороговое звуковое давление, Па: р 0 = 2*10 -5 Па при f э = 1000 Гц.

Рис. 19.1. Кривые равной громкости звуков

Использовать логарифмическую шкалу уровней звукового давления удобно, так как отличающиеся между собой по силе в миллиарды раз звуки укладываются в диапазон 130...140 дБ. Например, уровень звукового давления, создаваемый при нормальном дыхании человека, находится в пределах 10...15 дБ, шепоте - 20....25, нормальном разговоре - 50...60, создаваемый мотоциклом-95...100, двигателями реактивного самолета на взлете - 110... 120 дБ. Однако при сравнении различных шумов необходимо помнить, что шум с уровнем интенсивности 70 дБ вдвое громче шума в 60 дБ и в четыре раза громче шума с уровнем интенсивности 50 дБ, что следует из логарифмического построения шкалы. Кроме того, звуки одинаковой интенсивности, но разной частоты воспринимаются на слух неодинаково, особенно при уровне интенсивности менее 70 дБ. Причина такого явления заключается в большей чувствительности уха к высоким частотам.

В связи с этим введено понятие громкость звука, единицами измерения которой служат фоны и соны. Громкость звуков определяют, сравнивая их с эталонным звуком частотой 1000 Гц. Для эталонного звука единицы его интенсивности в децибелах приравнены к фонам (рис. 19.1). Так, громкость звука частотой 1000 Гц и интенсивностью 30 дБ равна 30 фонам, такой же величине равна громкость звука в 50 дБ частотой 100 Гц.

Измерение громкости в сонах нагляднее показывает, во сколько раз один звук громче другого. Уровень громкости в 40 фон

принят за 1 сон, в 50 фон - за 2 сона, в 60 фон - за 4 сона и т. д. Следовательно, с увеличением громкости на 10 фонов ее величина в сонах увеличивается вдвое.

Для обеспечения безопасности производственной деятельности необходимо учитывать способность звуковых волн отражаться от поверхностей или поглощаться ими. Степень отражения зависит от формы отражающей поверхности и свойств материала, из которого она изготовлена. При большом внутреннем сопротивление материалов (таких, как войлок, резина и т. п.) основная часть падающей на них звуковой волны (энергии) не отражается, а поглощается.

Особенности конструкции и формы помещений могут приводить к многократному отражению звука от поверхностей пола, стен и потолка, удлиняя тем самым время звучания. Такое явление называют реверберацией. Возможность возникновения реверберации учитывают на стадии проектирования зданий и помещений, в которых предполагается установить шумные машины и оборудование.

КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМА

По источнику образования шум подразделяют на:

механический - создается колебаниями твердой или жидкой поверхности;

аэро- и гидродинамический - возникает в результате турбулентности соответственно газовой или жидкой среды;

электродинамический - обусловлен действием электро- или магнитодинамических сил, электрической дуги или коронного разряда.

По частоте различают шум низкочастотный (до 300 Гц), среднечастотный (от 300 до 800 Гц) и высокочастотный (более 800 Гц).

По характеру спектра шум бывает:

широкополосный - имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы;

тональный - характеризуется неравномерным распределением звуковой энергии с преобладанием большей ее части в области одной-двух октав.

По времени действия различают следующие виды шума:

постоянный - изменяется в течение рабочей смены не более чем на 5 дБА в ту или иную сторону от среднего уровня;

непостоянный - уровень его звукового давления за рабочую смену может меняться на 5 дБА и более в любую сторону от среднего уровня.

Непостоянный шум, в свою очередь, можно подразделить на:

колеблющийся - с плавным изменением уровня звука во времени;

прерывистый - характеризуется ступенчатым изменением уровня звукового давления на более чем 5 дБА при длительности интервалов с постоянным уровнем давления звука не менее 1 с;

импульсный - состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, продолжительность каждого из которых менее 1 с.

Классификацию шума важно учитывать при разработке мероприятий по снижению его вредного влияния на работающих. Например, определение источника возникновения шума и выработка соответствующих оптимальных мер противодействия, направленных на уменьшение уровня давления звука, создаваемого его генератором, способствуют повышению работоспособности людей и снижению их заболеваемости.

Производственный шум

Производственный шум - это совокупность звуков различной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени, возникающих в условиях производства и неблагоприятно воздействующих на организм.

При работе различного оборудования, при клепке, чеканке, работе на станках, на транспорте и т.п. возникают колебания, которые передаются воздушной среде и распространяются в ней. Звуковая волна распространяется от источ­ников колебания в виде зон сгущения и разрежения воздуха. Механические колебания характеризуются амплитудой и частотой. Амплитуда определяется размахом колебаний, частота - числом полных колебаний в 1 с. Единицей измерения частоты является герц (Гц) - 1 колебание в секунду. Амплитуда колебаний определяет величину звукового давления. В связи с этим звуковая волна несет определенную механическую энергию, измеряемую в ваттах< на 1 см 2 .

Частота колебаний определяет высоту звучания: чем больше частота коле­баний, тем выше звук. Человек воспринимает лишь звуки, имеющие частоту от 20 до 20 000 Гц. Ниже 20 Гц находится область инфразвука, выше 20 000 Гц -ультразвука. Однако в реальной жизни, в том числе и в условиях производ­ства, мы встречаемся со звуками частотой от 50 до 5000 Гц. Орган слуха чело­века реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост частот: возра­стание частоты колебаний вдвое воспринимается как повышение тона на оп­ределенную величину, называемую октавой. Таким образом, октава - диапазончастот, в которой верхняя граница частоты вдвое больше нижней. Весь диапа­зон частот разбит на октавы со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.

Распределение энергии по частотам шума представляет собой его спект­ральный состав. При гигиенической оценке шума измеряют как его интенсив­ность (силу), так и спектральный состав по частотам.

В связи с большой широтой воспринимаемых энергий для измерения ин­тенсивности звуков или шума используют логарифмическую шкалу - так на­зываемую шкалу Бел или децибел (дБ). За исходную цифру 0 Бел принята пороговая для слуха величина звукового давления 2 10~ 5 Па (порог слышимо­сти или восприятия). При возрастании ее в 10 раз звук субъективно восприни­мается как вдвое более громкий и его интенсивность составляет 1 Бел, или 10 дБ. При возрастании интенсивности в 100 раз в сравнении с пороговой, звук оказывается вдвое громче предыдущего и его интенсивность равна 2 Бел, или 20 дБ, и т.д. Весь диапазон громкостей, воспринимаемых как звук, укла­дывается в 140 дБ. Звуки, по громкости превышающие эту величину, вызыва­ют у человека неприятные и болевые ощущения, поэтому громкость 140 дБ обозначается как болевой порог. Следовательно, при измерении интенсивно­сти звуков пользуются не абсолютными величинами энергии или давления, а относительными, выражая отношение величины энергии или давления дан­ного звука к величинам энергии или звукового давления, являющимися поро­говыми для слуха.

С учетом рассмотренных физико-гигиенических характеристик производ­ственный шум можно классифицировать по различным признакам.

По этиологии - аэродинамический, гидродинамический, металлический и т.д.

По частотной характеристике - низкочастотный (1-350 Гц), среднечастот-ный (350-800 Гц), высокочастотный (более 800 Гц).

По спектру - широкополосный (шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы), тональный (шум, в спектре которого имеются выраженные тоны). Широкополосный шум с одинаковой интенсивностью звуков по всем частотам условно обозначают как «белый».По распределению энергии во времени - постоянный или стабильный, непостоянный. Непостоянный шум может быть колеблющимся, прерывистым и импульсным. Для двух последних видов шума характерно резкое изменение звуковой энергии во времени (свистки, гудки, удары кузнечного молота, выс­трелы и пр.).

В последние годы трудно найти отрасль промышленности, не создающую шума. Интенсивный шум возникает при клепке, чеканке, штамповке, испы­тании моторов, работе различных станков, отбойных молотков, прокатных станов, компрессорных установок, центрифуг, виброплощадок и т.д.Влияние шума на организм весьма часто сочетается с другими производ­ственными вредностями - неблагоприятными микроклиматическими усло­виями, токсичными веществами, ультразвуком, вибрацией.Производственный шум вызывает профессиональную тугоухость, а иногда и глухоту. Чаще слух изменяется под действием высокочастотного шума. Однако и низко- и среднечастотный шум большой интенсивности также ведет к нару-шению слуха. Механизм нарушения слуха заключается в развитии атрофичес-ких процессов в нервных окончаниях кортиева органа. Профессиональная потеря слуха развивается медленно и постепенно прогрессирует с возрастом и стажем. Показательно, что в первое время у рабочих шумных профессий сни­жение слуха адаптационное, временное. Однако постепенно в связи с атрофи-ческими процессами в кортиевом органе снижается слух сначала на высокие частоты, а затем и на средние и низкие (кохлеарный неврит). Рабочие шумных профессий в первые годы работы часто субъективно не ощущают нарушения слуха и лишь когда процесс становится разлитым, начинают жаловаться на снижение слуха. В связи с этим главным методом ранней диагностики нару­шения слуховой чувствительности у рабочих шумных профессий является аудио-метрия.

Еще одной профессиональной патологией органа слуха может быть звуко­вая травма. Она чаще обусловлена воздействием интенсивного импульсного шума и заключается в механическом повреждении барабанной перепонки и среднего уха.Наряду с воздействием на орган слуха происходит и общее воздействие шума на организм, в первую очередь на нервную и сердечно-сосудистую системы с; преобладанием астеновегетативных нарушений. Отмечаются жалобы на го­ловную боль, повышенную утомляемость, нарушение сна, снижение памяти, раздражительность, сердцебиение. Объективно наблюдаются удлинение ла­тентного периода рефлексов, изменение дермографизма, лабильность пульса, повышение артериального давления и т.д. Отмечаются нарушения функции органов дыхания (угнетение дыхания), зрительного анализатора (снижение чувствительности роговицы, уменьшение времени ясного видения и крити­ческой частоты слияния мельканий, ухудшение цветового зрения), вестибу­лярного аппарата (головокружения и др.), желудочно-кишечного тракта (на­рушение моторной и секреторной функций), системы крови, мышечной и эндокринной систем и т.д. Подобный симптомокомплекс, развивающийся в организме под действием производственного шума, обозначают как «шумо­вую болезнь» (Е.Ц. Андреева-Галанина).Профилактика воздействия шума осуществляется в нескольких направле­ниях. На производстве необходимо соблюдать ПДУ шума и ограничивать вре­мя работы в шумных условиях (соблюдение допустимой дозы шума), заменять шумные технологические операции на бесшумные. Установка на оборудова­нии и конструкциях шумопоглощающих экранов и покрытий позволяет сни­зить уровень шума на 5-12 дБ. Предлагается вынесение шумных операций и производств в отдельные помещения или цеха. Наушники, вкладыши - «беруши», антифоны, шлемофоны снижают проникновение шума в ухо на 10-50 дБ. Немаловажно рациональное сочетание труда и отдыха.

Противошумы – беруши, наушники, шлемы.

Измерение и гигиеническая оценка шумов на рабочих местах: Методические рекомендации для специалистов санитарно-эпидемиологических учреждений. Директива ГВМУ МО РФ №161/2/535 ОТ 31 января 1996 г.

Воздействие шума на организм может проявляться как в виде специфического поражения органа слуха, так и нарушений со стороны многих органов и систем. К настоящему времени накоплены достаточно убедительные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать случаи временного понижения слуха не более чем на 10…15 дБ с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем и к стойкому снижению остроты слуха.

Степень профессиональной тугоухости зависит от производственного стажа работы в условиях шума, характера шума, длительности воздействия его в течение рабочего дня, от интенсивности и спектра. Установлено, что утомляющее и повреждающее действие шума пропорционально его частоте. Наиболее выраженные изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области, впоследствии повышение порогов слышимости распространяется и на более широкий спектр.

Показано, что импульсный шум (при эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над среднеквадратичным уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.

В развитии профессиональной тугоухости имеют значение суммарное время воздействия шума в течение рабочего дня и наличие пауз, а также общий стаж работы. Начальные стадии профессионального поражения слуха наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) – свыше 10 лет.

Помимо действия шума на орган слуха, установлено его повреждающее влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. При умственной деятельности на фоне шума происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности. У лиц, подвергающихся действию шума, отмечаются изменения секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта, сдвиги в обменных процессах (нарушения основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов).

Для рабочих шумовых профессий характерно нарушение функционального состояния сердечно-сосудистой системы (гипертензивное, реже гипотоническое состояние, повышение тонуса периферических сосудов, изменения на ЭКГ и пр.).

Наличие симптомокомплекса, который заключается в сочетании профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечно-сосудистой и других систем у лиц, работающих в условиях шума, дает веские основания рассматривать эти нарушения в состоянии здоровья как профессиональное заболевание организма в целом и включить в список профессиональных заболеваний эту нозологическую форму – шумовую болезнь.

Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) может встречаться чаще у рабочих различных отраслей машиностроения (в том числе судо- и самолетостроения), текстильной промышленности, горной, металлургических отраслей промышленности и др. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках (ткачихи), с рубильными, клепальными молотками (обрубщики, клепальщики), обслуживающих прессо-штамповочное оборудование (кузнецы), у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму. Вероятность повреждения слуха в зависимости от стажа работы и превышения нормативного значения для постоянных рабочих мест приведена на графике (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Вероятность повреждения слуха: 1 – стаж работы 1 год;
2 – стаж работы 5 лет; 3 – стаж работы 10 лет; 4 – стаж работы
15 лет; 5 – стаж работы 25 лет

6.3. Гигиеническое нормирование шума

Нормирование шума ведется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 , в котором определены основные характеристики производственных шумов и соответствующие им нормы шума на рабочих местах. Нормы соответствуют рекомендациям Технического комитета акустики при Международной организации по стандартизации и устанавливают допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА на рабочих местах. Нормы предусматривают дифференцированный подход в соответствии с характером производственной деятельности в условиях шума, т. е. нормируемые уровни звукового давления имеют различные предельные спектры для разных профессиональных групп и помещений, где осуществляется различная по характеру работа (умственный труд, нервно-эмоциональное напряжение, преимущественно физический труд и т. д.). В нормах учитываются характер действующего шума (тональный, импульсный, постоянный) и время воздействия шумового фактора при расчете эквивалентных его уровней для непостоянных шумов. Кроме стандарта, действуют также санитарные нормы . В этих документах характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимости применения мер по шумоглушению и др.) допускается за характеристику постоянного широкополосного шума на рабочем месте принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле

,

где Р А – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции по кривой чувствительности «А» шумомера, Па.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах являются эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА и по СН 2.2.4/2.1.8-562-96 максимальные уровни звука L А max , дБА

Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие санитарным нормам.

Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в табл. 6.3 (извлечения из ГОСТ 12.1.003-83).

В санитарных нормах предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах приведены с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности и представлены в табл. 6.4.

Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса рекомендуется проводить в соответствии с руководством Р 2.2.2006-05 «Гигиена труда. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».

В промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте имеется большое число видов профессиональной деятельности, связанных с возможностью воздействия производственного шума . Немаловажное значение имеет и бытовой шум (бытовая техника, вентиляционные установки, лифты и др.).

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 10 9 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.

Физические характеристики :

1. Звуковая мощность источника (Вт) – общее количество энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство за единицу времени.

2. Интенсивность (сила) звука (Вт/м 2) – часть общей мощности, приходящаяся на единицу площади, нормальной к фону волны. То есть, та акустическая мощность, которая достигает приемника звука (барабанной перепонки).

3. Звуковое давление Па

Избыточное колебание в среде по отношению к

Н / м 2 существующему там до появления звуковых волн.

4. Скорость звука (м/с) – скорость, с которой происходит передаче Е от частицы к частице.

Минимальная энергия колебания, способная вызвать ощущение слышимого звука, называется порогом слышимости (или порогом восприятия). При частоте 1000Гц он равен 10 –12 Вт/м 2 . Верхняя граница слышимости, порог болевого ощущения на частоте 1000Гц наступает при интенсивности звука 10 2 Вт/м 2 .

В акустике вместо шкалы абсолютных величин интенсивности звука и звукового давления пользуются относительной логарифмической шкалой (шкалой децибел). Выражается эта шкала в белах (Б) или децибелах (дБ) и укладывается в пределы от 0 –140 дБ (0 - 14Б).

Децибел – условная единица, которая показывает данный звук в логарифмических значениях больше порога слышимости. Децибел (дБ) математическое понятие, служит для сравнения двух одноименных величин, независимо от их природы.

Интенсивность звука субъективно ощущается как его громкость. Частота колебаний определяет высоту звука. Уровень громкости определяет уровень интенсивности звука с учетом динамических и частотных свойств уха. Единица, характеризующая уровень громкости, называется фон. Фон – показывает уровень громкости звука любой частоты по сравнению с интенсивностью стандартного тона (1000Гц/сек), выраженного в децибелах. По частотной характеристике различают шумы низкочастотные (16-350Гц), среднечастотные (350 – 800Гц), высокочастотные (более 800Гц). Слуховой анализатор более чувствителен к высоким частотам, чем к низким, в связи с чем предусмотрен дифференцированный подход к допустимым уровням шума, в зависимости от частотной характеристики, времени воздействия. При этом необходимо учитывать, тональный и импульсный шум оказывают наиболее неблагоприятное воздействие и их уровни шума должны быть на 5 дБ меньше значений предельно допустимых. Предельно допустимые уровни шума (широкополосного) составляют: в палатах больниц 30 дБА, на территории больницы до 35 дБА, в жилой комнате 30 дБА, на территории жилой застройки 45 дБА. На производстве допускается до 80- 85 дБА (для постоянных рабочих мест и рабочих зон в производственных помещениях и на территории предприятий).

Аппаратура для измерения шума – шумомеры типа ВШВ, ИШВ – 1, фирмы «Брюль», «Къер» (Дания), РТ (Германия).

Устройство шумомера : воспринимающее устройство – микрофон, который преобразует звуковое колебание в электрическое напряжение. Все типы шумомеров имеют три частотные характеристики – А, В,С (на практике пользуются частотной характеристикой А). Результаты измерений называют условно уровнем звука, а измеренные децибелы – децибелами А (дБА).

При измерении микрофон шумомера ориентируется в направлении источника шума на высоте 1,5 м над уровнем пола (если работа выполняется стоя) или на высоте головы человека (при выполнении работы сидя) и удален не менее, чем на 0,5 м от человека, производящего измерение.

Ход измерений : в начале измерений шумомер включить на коррекцию «А» и характеристику «медленно». Измерение уровней звукового давления в октавных полосах проводится с подключением октавных полосовых фильтров (нажать переключатель «Фильтр»). При измерении постоянного шума , (если уровень звука изменяется во времени не более, чем на 5 дБА) замеры шума проводятся в каждой точке не менее 3 раз.

При проведении измерений максимальный уровень звука импульсного шума (который состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, длительностью менее 1 с) переключатель временной характеристики прибора устанавливают в положение «импульс». Значение уровня принимают по максимальному показателю.

Действие шума на организм.

Шум, являясь общебиологическим раздражителем, действует на все органы и системы, вызывая разнообразные физиологические изменения. Факторы, отягощающие действие шума: вынужденное положение тела, нервно-эмоциональное напряжение, вибрация, неблагоприятные метеорологические факторы, воздействие пыли, токсических веществ.

Специфическое действие:

1.шумовая травма -связана с влиянием очень высокого звукового давления (взрывные работы, испытания мощных двигателей). Клиника: внезапная боль в ушах, поражение барабанной перепонки вплоть до ее прободения.

2.утомление слуха -объясняется перераздражением нервных клеток слухового анализатора и выражается ослаблением слуховой чувствительности к концу рабочего дня. При хроническом воздействии шума это перераздражение служит причиной постепенного развития профессиональной тугоухости (прогрессирующее снижение слуха).

3.кохлеарный неврит – развивается медленно. Предшествует адаптация к шуму и развитие утомления слуха. Начальная стадия: звон в ушах, головокружение, восприятие разговорной шепотной речи не нарушено. В основе лежит поражение звуковоспринимающего аппарата, атрофия начинается в области основных и нижних завитков улитки, то есть в той части, которая воспринимает высокие тоны, поэтому в начальной стадии характерно порога восприятия на высокие звуковые частоты (4000-8000 Гц). По мере прогрессирования заболевания повышается порог восприятия на средние, затем на низкие частоты. При выраженной стадии снижается восприятие шепотной речи, формируется тугоухость.

Неспецифическое действие:

Симптомокомплекс «шумовая болезнь» включает функциональные нарушения со стороны нервной и сердечно- сосудистой систем, желудочно- кишечного тракта, эндокринных желез в виде неврозов, невростении, астено- вегетативного синдрома с сосудистой гипертензией, гипертонической болезни, угнетения секреций ЖКТ, нарушения функции эндокринных желез.

На производстве часто встречается сочетанное действие шума и вибрации.