Как было отмечено выше, человек неодинаково воспринимает акустические колебания различной частоты. Поэтому для более объективной оценки шума весь диапазон слышимых человеком звуков разбит на частотные полосы, в качестве которых, как правило, используются октавные и третьоктавные полосы, характеризуемые верхней fВ и нижней fН граничными частотами.
Октавная полоса звуковых частот характеризуется отношением ее граничных частот, удовлетворяющему условию fВ / fН = 2, а третьоктавная – условию fВ / fН = 21/3 ≈ 1,26.
Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой fСГ, определяемой из соотношения:
Согласно действующим нормативным документам установлены девять стандартных октавных полос со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
Таким образом, шум может быть охарактеризован уровнями звукового давления в стандартных октавных полосах частот, т.е. спектром шума.
Спектром шума называют зависимость уровней звукового давления в частотных полосах от средних частот этих полос.
Всякий производственный шум имеет свой характерный для него спектр. Изучение спектра шума позволяет обнаружить неисправности в работе машин, выделить доминирующие источники шума, производить рациональный выбор средств защиты от шума (эффективность работы различных средств зависит от спектрального состава шума).
В зависимости от того, на какой частоте находится максимум звукового давления, характер спектра может быть:
- низкочастотным (максимум – ниже 300 Гц);
- среднечастотным (максимум – в области 300…800 Гц);
- высокочастотным (максимум – выше 800 Гц).
Для соответствия объективных результатов измерений уровня звукового давления субъективному восприятию громкости звука используют величину, называемую уровнем звука.
Уровень звука LA (дБА) – это интегральная количественная характеристика шума, полученная при измерении уровня звукового давления по шкале А шумомера, которая имитирует нелинейную усредненную частотную характеристику слухового анализатора человека, и определяется по формуле:
, (6)
где РА – среднеквадратичное значение звукового давления с учетом коррекции А шумомера, Па;
Р0 – звукового давление, соответствующее порогу слышимости, Па (Р0 =2·10-5 Па).
Значение уровня звука приближенно соответствует субъективному восприятию громкости шума независимо от его спектра.
Таким образом, спектр шума и уровень звука в дБА являются основными гигиеническими характеристиками, используемыми для оценки производственного шума.
Классификация шума
Согласно ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» шум классифицируется по его спектральным и временным характеристикам.
По характеру спектра шум подразделяется на (рис. 3):
- широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы (например, шум прибоя, дождя, водопада, шум подвижного состава, шум реактивного двигателя);
- тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона шириной менее одной октавы (тон-сигнал «на одной частоте» – свист, гул, визг и т.п., например, шум дисковой или циркулярной пилы, сигналы локомотива). Тональный характер шума устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.
Рис. 3. Спектральные характеристики шума
По временным характеристикам шум подразделяется на:
- постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
- непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5 дБА.
В свою очередь непостоянный шум подразделяется на (рис.4):
- колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени (например, шум дорожного движения; шум, проходящего по рельсам подвижного состава);
- импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых
сигналов, каждый длительностью менее 1 с (шум при забивании гвоздей молотком);
- прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более (шум одиночной шлифовальной машины, шум выброса сжатого воздуха из ресивера компрессора).
Рис. 4. Временные характеристики шума