Защита от шума

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

Е. Н. КАМЕНСКАЯ

ЗАЩИТА ОТ ШУМА

Учебное пособие

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2023

УДК 504.05(075)
ББК  20.18.я73

К181

Печатается по решению кафедры экологии и безопасности 

жизнедеятельности Института управления в экономических,

экологических и социальных системах 
Южного федерального университета 

(протокол № 7 от 7 марта 2023 г.)

Рецензенты:

доктор педагогических наук, профессор кафедры общей педагогики 
Таганрогского института им. А. П. Чехова (филиал) «РГЭУ (РИНХ)»   

Л. В. Быкасова

кандидат технических наук, заведующий кафедрой машиностроения

ПИ (ФИЛИАЛ) ДГТУ в г. Таганроге Л. В. Толмачева

Каменская, Е. Н. 

К181        Защита от шума : учебное пособие / Е. Н. Каменская ; Южный 

федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство 
Южного федерального университета, 2023. – 145 с.

ISBN 978-5-9275-4446-2
В работе рассматриваются основные характеристики, классификации

шума, воздействие шума на организм человека, гигиенические нормативы и 
меры защиты от шума.  

Учебное пособие позволяет студентам осваивать звукозащитные 

свойства различных материалов для обеспечения безопасных условий жизнедеятельности 
человека.

Рекомендуется для студентов всех специальностей.

УДК 504.05(075)

ББК 20.18.я73

ISBN 978-5-9275-4446-2

© Южный федеральный университет, 2023
© Каменская Е. Н., 2023
© Оформление. Макет. Издательство 

Южного федерального университета, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………..
4

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………...
6

1.1. Основные характеристики звука. Механизм возникновения звуковых 
ощущений у человека …………………………………………
6

1.2. Виды производственных шумов ………………………………...
10

1.3. Влияние шума на организм человека …………………………...
13

1.4. Нормирование шума ……………………………………………..
23

1.5. Шумовые загрязнения городских территорий …………………
24

1.6. Средства защита от шума ………………………………………..
41

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………….
56

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ …………………………………………
60

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ……………………………………………….
62

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………
143

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………..
144

Введение

4

ВВЕДЕНИЕ

Шумовое воздействие окружающей среды ощущается всеми жи-

выми существами. В природной среде резкие звуки встречаются редко и 
действуют непродолжительно. Звуки природы благоприятно, например 
такие, как шум моря, дождя, шелест листвы, журчание ручейка, пение 
птиц, действуют благоприятно на человека, помогают успокоиться, снять 
напряжение, стресс. Но, к сожалению, звуки природы для городского жителя 
исчезают в потоке транспортных и промышленных шумов, которые 
оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека. 

В результате воздействия таких шумов изменяются скорость дыха-

ния и пульса, нарушается работа органа слуха и других анализаторов человека, 
изменяется обмен веществ (нарушаются углеводный, жировой и 
белковый обмены веществ), развиваются сердечно-сосудистые заболевания, 
гипертоническая болезнь, нарушается работа вестибулярного аппарата 
и функции работы головного мозга, нервной системы, желудочно-
кишечного тракта, наблюдается повышение давления, что может привести 
к возникновению профессиональных заболеваний. Снижается устойчивость 
ясного видения и острота зрения, уменьшается чувствительность к 
восприятию цвета, ослабляется внимание, снижается скорость психических 
реакций, возникает утомление, что способствует возникновению 
несчастных случаев. Человек, проживающий в зоне повышенного шума,
сокращает свою жизнь на 8–12 лет.

Негативное воздействие шума человек замечал еще на заре своего 

существования. В «Эпосе о Гильгамеше» причиной потопа является наказание 
человечества за то, что человек причиняет беспокойство богу 
(«надоедает» своим шумом). В Древней Греции уже были попытки создания 
защитных зон от воздействия шума. Примером является вынесение 
шумных производств за пределы городских стен Сибариса. Транспортные 
средства в виде «громыхающих повозок» были источником шума и в 
Древнем Риме и доставляли неудобства для отдыха жителям крупных городов. 
Юлий Цезарь запретил проезд по Риму в ночное время суток. 
В средние века людей казнили с помощью колокола. Осужденный медленно 
и мучительно умирал под шум колокольного звона.

Введение

5

Волновая, геометрическая и статистическая теории (конец XIX –

начало XX века) стали теоретической базой для разработки инженерных 
методов борьбы с шумом.

В 20–30 гг. XX в., благодаря созданию шумомеров, активно изуча-

лись количественные характеристики основных источников шума. Осваивались 
закономерности распространения шума, рассматривались особенности 
звукоизоляции и звукопоглощения.

В 50–70 гг. XX в. активно развивается прикладная акустика. В ре-

зультате чего появляются новые методы изучения шумовых загрязнений, 
разрабатывается высокоточная акустическая аппаратура, создаются новые 
акустические материалы, разрабатывается шумозащитные конструкции, 
совершенствуются методики измерения шума.

В 60–70 гг. XX в. вводятся стандарты по шуму во многих стра-

нах мира.

С 80-х гг. XX в. по настоящее время, в связи с появление новых ви-

дов транспортных средств, идет изучение новых источников шума и разрабатываются 
технологии снижения шумовой нагрузки.

Учебное пособие раскрывает основные характеристики, классифи-

кации шума, воздействие шума на организм человека, гигиенические 
нормативы и меры защиты от шума и позволяет студентам осваивать звукозащитные 
свойства различных материалов для обеспечения безопасных 
условий жизнедеятельности человека.

1. Теоретическая часть

6

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Основные характеристики звука и механизм 
возникновения звуковых ощущений у человека

Человек живет всю жизнь в мире звуков, которые являются для не-

го источником информации, средством коммуникации, эстетического 
наслаждения (как, например, музыкальные звуки), повышения жизненного 
тонуса или, наоборот, вызывающими беспокойство, утомление, раздражение. 
Нежелательные звуки (шумы) активно стали докучать человеку 
в XIX в. в связи с бурным развитием машин и механизмов с паровыми 
двигателями, которые работали очень шумно. При этом шум, возникающий 
при работе машин и механизмов с паровыми двигателями, вызывал 
уважение, так как ассоциировался с большой мощностью техники и ее 
престижностью. В XX в. медициной было выявлено не-гативное воздействие 
шума на человека и риски возникновения множества заболеваний. 
Наукой было доказано влияние «шумовой нагрузки» на возникновение
заболеваний человека, снижение его творческой деятельности и производительности 
труда. Экологическая наука стала развиваться также и в 
направлении изучения шумовых загрязнений окружающей среды. Исследователи 
стали разрабатывать методы снижения шума, совершенствовать 
машины и механизмы, снижая их шумность, заменять на малошумные, 
оптимизировать шумовую среду зданий и сооружений с помощью градостроительных 
и строительно-акустических мероприятий.

Рассмотрим природу звука, механизм возникновения звуковых ощу-

щений у человека, а также основные характеристики и источники шума. 

Звуковые колебания имеют волнообразную природу, определенную 

частоту и интенсивность и представляют собой механические колебания 
твердых, упругих тел.

Звуковым полем является пространство распространения звуковой 

волны. В процессе распространения звуковой волны происходит перенос 
энергии в пространстве (звуковом поле).

Звуковая мощность источника (Вт) представляет собой общее ко-

личество энергии, излучаемое источником звука в пространство.

1.1. Основные характеристики звука и механизм возникновения звуковых…

7

Человек воспринимает звуки благодаря переработке головным моз-

гом нервных импульсов, преобразованных человеческим ухом из звуковых 
волн, поступающих из внешней среды. Звуковые волны могут передаваться, 
например, посредством воздушной среды от источника звука. 
Источником звука может быть любое твердое упругое тело, которое может 
осуществлять механические колебания. Природными приемниками 
звука являются органы слуха человека и животных. А техническими 
устройствами для приема звуков в воздушной среде являются микрофоны, 
в водной среде – гидрофоны. Для приема звуков, поступающих из 
земной коры, применяют геофоны.  

Рассмотрим механизм возникновения звуковых ощущений у чело-

века. В результате колебания упругого тела (например, при движении 
лифта) образуется звуковая волна, которая через определенное время достигает 
органа слуха человека. Барабанная перепонка начинает колебаться 
с частотой, которая соответствует частоте источника звука. Колебания 
передаются слуховому нерву, который передает импульсы головному 
мозгу, для обработки информации. В результате чего у человека или животного 
возникают звуковые ощущения.

В технических приемниках звука поступающий акустический сиг-

нал преобразуется в электрический. Благодаря этому он может передаваться 
на различные расстояния, записываться, усиливаться с помощью 
необходимых технических устройств.

Рассмотрим основные характеристики звука.
Высота звука (Гц) – количество звуковых колебаний за 1 с. Она за-

висит от частоты колебания физического тела (рис. 1).

Таксономия звуков по частоте:
−
низкочастотные (малое число колебаний, до 300 Гц);

−
среднечастотные (300–3000 Гц);

−
высокочастотные (выше 3000 Гц).

Длительность звука определяется продолжительностью колебаний 

твердого, упругого физического тела.

Громкость звука – амплитуда колебаний (звук громче, если ампли-

туда больше) (рис. 2). Данная характеристика измеряется децибелами (дБ).

1. Теоретическая часть

8

Рис. 1. Высота звука

Рис. 2. Громкость звука

Интенсивность звука – энергия, передаваемая звуковой волной

за определенный промежуток времени через определенную поверхность (
Вт/м2). 

Звуковое давление (Па) – разность между мгновенным значением 

полного давления в какой-либо точке звукового поля и средним давлением 
в невозмущенной среде (рис. 3).

Источник звука

Уровень 
звукового 

давления L, дБ

Интенсивность 

звука, Вт/м2

Звуковое 

давление p, 

Н/м2

Реактивный двигатель
140–160
100–10000
200–2000

Авиационный двигатель
120–140
1–100
20–200

Поезд, виброплощадка
до 120
1
20

Грузовик, компрессор
80
0,0001
0,2

Классная комната
60
0,000001
0,02

Рис. 3. Характеристика звука от различных источников

1.1. Основные характеристики звука и механизм возникновения звуковых…

9

Порог болевого ощущения – максимальное или предельное значе-

ние интенсивности звуковой волны, за которым человеческое ухо уже не 
может воспринимать звуковые сигналы без болевых ощущений. Он зависит 
и от частоты звука.

Тембр – окраска звука, на которую влияют: устройство источника 

звука, размер, форма и материал (рис. 4).

Рис. 4. Тембр звука

Согласно ГОСТ 12.1.003–2014 «шум представляет собой звуковые 

колебания в диапазоне слышимых частот, способные оказать вредное воздействие 
на безопасность и здоровье работника»1. Шум – сочетание звуков 
разной частоты и силы, хаотично меняющиеся во времени и вызывающие 
неприятные ощущения у человека. Возникает он благодаря механическим 
колебаниям частиц упругой среды (например, газа, жидкости, 
твердого тела), которые появляются в результате действия возмущающей 
силы. Например, при ударе или перемещении предмета в пространстве. 
Но не все колебательные движения способно воспринять человеческое 
ухо. Человек слышит звуки только в диапазоне от 16 до 20 000 Гц. 

Инфразвуки с частотой до 16 Гц и ультразвуки выше 20 000 Гц ор-

ган слуха человека не воспринимает. Но некоторые животные способны 
их воспринимать. 

1 ГОСТ 12.1.003–2014. Система стандартов безопасности труда. Шум. Об-

щие требования безопасности (дата введения 2015-11-01). С. 2.

1. Теоретическая часть

10

Инфразвуковые волны могут передаваться на большие расстояния 

и проходить через различные среды (воздушную, водную и др.), поскольку 
они плохо этими средами поглощаются. Природными инфразвуковыми 
источниками являются: сильные ветры, землетрясения, извержения вулканов, 
цунами.  Специальные приборы их фиксируют и прогнозируют 
перечисленные природные явления. Техногенными источниками инфразвука 
являются: двигатели, турбины, взрывы, выстрелы и др. 

Ультразвуковые волны хорошо проходят через жидкую среду и 

твердые тела, плохо через газы. При увеличении частоты ультразвук распространяется 
с большей интенсивностью. В природе он присутствует 
при раскатах грома, шуме дождя, водопада. Летучие мыши, дельфины, 
киты способны воспроизводить ультразвуковые волны. Ультразвук человек 
не может услышать, но может ощутить, если поместит руку в жидкость, 
проводящую ультразвук. В этом случае возникнут сильные болевые 
ощущения.

Человеческое ухо очень чувствительно к восприятию звуков благо-

даря эластичности барабанной перепонки. Расцветом слухового восприятия 
человека являются молодые годы, когда человек способен слышать 
звуки частотой 20 000 Гц. В пожилом возрасте люди воспринимают звуковые 
волны в среднем не более 12 000–14 000 Гц.

Субъективное восприятие громкости звука зависит от уровня зву-

кового давления и от частоты. Поэтому звуки, одинаковые по уровню, но 
разные по частоте, будут восприниматься человеком, как отличающиеся 
по громкости.

1.2. Виды производственных шумов

Производственные шумы делятся по частоте, спектру, временным 

характеристикам и по природе возникновения (рис. 5).

Рассмотрим некоторые из них. По природе возникновения шум 

разделяют: на механический, который возникает в процессе работы различных 
механизмов (например, шум, появляющийся в результате перемещения 
деталей; аэродинамический, появляющийся в результате процессов, 
происходящих в газах (например, при истечении сжатого воздуха);
гидравлический, образовывающийся в результате процессов, осуществ-

1.2. Виды производственных шумов

11

ляющихся в жидкостях (например, гидроудар, возникающий при резком 
перепаде давления в водопроводе), и электромагнитный, который возникает, 
например, в электрических машинах, оборудовании.

Рис. 5. Виды производственных шумов

По временным характеристикам шумы бывают: постоянные (уро-

вень звука за рабочий день меняется не более чем на 5 дБ(А)) и непостоянные (
уровень звука за рабочий день меняется более чем на 5 дБ(А)).

Непостоянные шумы разделяются на колеблющиеся (рис. 6, а), 

прерывистые (рис. 6, б) и импульсные (рис. 6, в).

Рис. 6. Виды непостоянных шумов

Уровень звука при колеблющемся шуме непрерывно меняется во 

времени (рис. 7).

а
б
в