Колебания с частотой более 20 кГц называют ультразвуком, а с частотой менее 16 Гц — инфразвуком. В ряде случаев выделяют колебания с частотой от 109 до 1013 Гц — гиперзвук.

Кроме частоты распространения звук во многом зависит от акустического сопротивления среды, которое определяет степень отражения звуковых волн при переходе из среды в среду, а также звукоизолирующие свойства материалов.

Воздушный звук характеризуется звуковым давлением, колебательной скоростью и интенсивностью (силой) звука.

А)шумовое загрязнение

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Интенсивное развитие техники привело к возникновению физических полей и вследствие этого необходимости выделения особого вида загрязнения — энергетического, к которому относят тепловое, вибрационное, шумовое, ультра- и инфразвуковое, световое, электромагнитное, ионизирую­щее загрязнения (поля). Радиоактивные отходы представляют собой как материальное, так и энергетическое загрязнение.

Все эти виды оказывают воздействие на человека и биоту. При превышении определенных значений могут происходить необратимые изменения. Следует отметить, что влияние некоторых видов воздействия до конца не изучено.

Под звуком понимают упругие волны, распространяющиеся в га­зах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые слухом. Человек слышит звук с частотами от 16 Гц до 20 кГц. Этот диапазон имеет условный характер, так как зависит от физиологии человека. С увеличением возраста возможности слуха ухудшаются, особенно в области высоких частот.

Звук, нарушающий тишину, постоянно присутствующий или мешающий слуховому восприятию, приводящий к напряженности или нарушению здоровья, называют шумом. Если средой распространения является воздух или другой газ, то речь идет о воздушном звуке. Возмущения в жидкости или твердом теле приводят к возникновению соответственно звука в жидкости или структурному звуку.

Единицей измерения акустического сопротивления в системе СИ является паскаль в секунду на метр (Па-с/м). Часто используется вне-системная единица измерения — акустический ом, равный 1 г/(см² • с) или 10 Па-с/м.

Человеческий слух обладает особенностью одинаково реагировать не на абсолютные изменения частоты, а на относительные, т.е. увеличение любой частоты вдвое приводит к ощущению повышения тона на определенное значение, называемое октавой. Весь диапазон слышимых звуков содержит примерно девять октав. Слух наиболее чувствителен к тонам средней части звукового диапазона (400...500 Гц). Это определяется тем, что в области 700. ..800 Гц акус­тическое сопротивление (импеданс) барабанной перепонки состав­ляет 400 Па-с/м, что практически соответствует импедансу воздуха.

Для того чтобы возникало ощущение звука, энергия звуковых колебаний должна превышать некоторое пороговое значение, в качестве которого условно выбрано 2 • 10~⁵ Па при частоте 1000 Гц. Соот­ветствующая порогу слышимости сила звука 10¹² Вт/м². При увеличении силы звука возрастает и громкость его, т.е. физиологическое ощущение, причем до определенного предела — болевого порога, после которого звуковые давления воспринимаются уже не как звук, а как болевое ощущение давления в ушах. Верхним пределом звукового давления диапазона слышимости условно принято 20 Па.

Следует отметить, что чувствительность слуха к изменению частоты значительно выше, чем к изменению громкости. Так, едва заметное на слух изменение громкости звука возникает при изменении силы звука примерно на 26 %, в то время как различие в тоне звука ощущается при изменении его частоты менее чем на 1 %.

Звуковое давление и колебательная скорость изменяются как в пространстве, так и во времени. В том случае, если существует гармоническая зависимость звукового давления от времени, говорят о чистом тоне. Когда звуковое давление описывается случайной (стохастической) зависимостью от времени, звук воспринимается как шум.

Шумы классифицируются по спектральным и временным характеристикам. Спектром называют распределение эффективных значений частотных составляющих звукового давления или соответствующих ему интенсивности звука и звуковой мощности и частоте. По характеру спектра различают тональные шумы и широкополосные, имеющие непрерывный спектр шириной более одной октавы. Тональным шумом называют превышение уровня звукового давления в одну треть октавной полосы над соседними не менее чем на 10 дБ.

Большое значение для снижения шума имеет уменьшение вибрации оборудования за счет их амортизации, виброизоляции. Из пассивных способов следует выделить применение звукоизолирующих конструкций, а также звукопоглощающих материалов и конструкций. Первые предназначены для уменьшения проникновения шума в изолируемое помещение за счет отражения звука от их поверхностей. Вторые служат для поглощения звука как в помещении самого источника шума, так и в изолируемых помещениях. Для уменьшения шума в изолируемом помещении метод звукоизоляции более эффективен, чем метод звукопоглощения. На практике эффективная защита от шума часто требует совместного использования обоих методов. Наиболее распространенными звукоизолирующими конструкциями яв­ляются звукоизолирующие кожухи, звукоизолирующие ограждения (стены, перегородки и т.п.) и акустические экраны.

Для снижения шума аэродинамического происхождения широко применяются глушители,которые в зависимости от принципа действия делят на абсорбционные, реактивные, комбинированные и интерференционные. Абсорбционные (активные), или диссипативные, глушители обеспечивают снижение шума за счет перевода звуковой энергии в тепловую при использовании звукопоглощающих матери­алов, реактивные (рефлексные) глушители — за счет отражения звука к источнику. Комбинированные глушители обладают свойством как поглощать, так и отражать звук. Интерференционные глушители наиболее эффективны для снижения тональных звуков, так как заг­лушают только достаточно узкую частоту. Выбор типа глушителя зависит от спектра шума источника, требуемого снижения шума, конструкции заглушаемой установки и допустимого аэродинамического сопротивления. В вентиляционных установках в основном используются активные глушители, в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания — реактивные.

Значительное снижение шума можно обеспечить строгим соблюдением требований строительных норм и правил по планировке и застройке населенных пунктов. Для снижения уровня шума эффективно используются зеленые насаждения, создающие «акустическую тень».

Необходимо отметить, что животные и птицы воспринимают колебания среды с более широким частотным диапазоном.

Знание спектра необходимо не только для оценки влияния шума, но и для выбора способов и средств его снижения. По спектру также можно сделать заключение о роли отдельных источников (узлов) в образовании общего шума, что позволяет обнаружить дефекты и не­исправности в работе машин.(шумомеры)

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные, уровень звука которых изменяется во времени более чем на 5 дБ.

Среди непостоянных шумов выделяют три типа:

• колеблющиеся — при непрерывном изменении во времени уровня звука;

• прерывистые, характеризующиеся резким падением уровня звука до фонового шума;

• импульсные, состоящие из звуковых импульсов продолжительностью менее одной секунды.