Техногенное акустическое воздействие

Колебания воздуха с частотой от 16 до 20 000 Гц воспринимаются слуховой системой человека как звук. В техногенном акустическом воздействии участвуют источник звуковой энергии, воздушный массив и слуховая система. Звуковая энергия техногенного акустического воздействия создается компонентами технических устройств, динамически действующими на воздушный массив. Молекулы воздуха, колеблющиеся под влиянием источника звука, переносят энергию, но всем направлениям. Энергия прямого звука и звука, отраженного от твердых поверхностей, поступает в органы слуха. Звуки разной частоты и интенсивности, приводящие к возникновению нераспознаваемых слуховых ощущений, называются шумом. Акустическое воздействие представляет собой воздействие шума.

Распространение звуковой энергии в посредниках воздействия представляет собой волновой процесс. В воздушном массиве могут распространяться только продольные волны, в которых частицы колеблются вдоль направления излучения звука. Область пространства, возмущенная звуковыми волнами, называется звуковым полем. Переменная составляющая давления воздушного массива, возникающая в результате звуковых колебаний, называется звуковым давлением. Перенос звуковой энергии в пространстве характеризуется величиной мгновенной плотности потока энергии, Вт/м²,.

где р (т) — звуковое давление, Па; о (т) — скорость движения колеблющихся частиц воздуха в звуковой волне, м/с.

Интенсивность, Вт/м², звуковой энергии в данной точке звукового поля рассчитывается по формуле.

где р² — средний квадрат звукового давления, На²; р_в — плотность воздуха, кг/м³; С_зв — скорость распространения звука, м/с.

Средний квадрат звукового давления, Па², имеет следующее математическое выражение.

где т_оср — период осреднения, равный длительности звукового колебания. Среднеквадратичное звуковое давление, На, определяется выражением.

Интенсивность шумов, возникающих в техносфере, может изменяться от 10 ¹² до 10³ Вт/м², т. е. в 10¹⁵ раз.

Логарифмический уровень звукового давления, дБ, или просто уровень звукового давления,.

где р_оп — опорное значение среднеквадратичного звукового давления, соответствующее минимальной слышимости при частоте звука / = 1000 Гц; Рои = 2 — 10−5 Па.

Параметрами акустического воздействия приняты среднеквадратичное звуковое давление и логарифмический уровень звукового давления. При оценке акустического воздействия применяют многочисловые и одночисловые параметры. Весь диапазон слышимых звуков при многочисловой оценке акустических воздействий разделяют на полосы частот. Каждая полоса характеризуется среднегеометрическим значением частоты, Гц,.

где /" — нижняя граничная частота полосы; /_1} — верхняя граничная частота. Полоса, для которой справедливо отношение /_в //" = 2, называется октавной полосой частот, а полоса с /_в //_н = (2)¹/з — третьоктавной.

Значения логарифмических уровней звукового давления для октавных частотных полос образуют спектр шума. Акустическое воздействие представляется одночисловым параметром при коррекции спектра шума. Наибольшее распространение получила коррекция «А», при которой частотная характеристика фильтра «А» шумомера приблизительно соответствует частотной чувствительности слуховой системы человека, которая понижается при уменьшении частоты. Корректированный уровень звукового давления называют уровнем звука и измеряют в децибелах акустических (дБА).

Уровень воздействия, дБА, рассчитывают также, но дозе шума [7].

где Е_оп — опорное значение дозы шума, Па²-с; Е — доза шума, вычисляемая по формуле.

где р_А(т) — корректированное значение звукового давления.