Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела в связи со строительством метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом.
Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, например, для сидящего человека резонанс тела, вызываемый воздействием вибрации и проявляющийся неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4–6 Гц, для стоящего – на частотах 5–12 Гц.
Человек ощущает вибрацию от долей герца до 800 Гц, вибрация больших частот воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая тепловое ощущение.
В большинстве случаев вибрация, создаваемая различными источниками, имеет сложный спектр частот, но отличается разным распределением интенсивности по частотам и разным характером изменения общей вибрационной энергии во времени.
Так же как и шум, вибрация разных частот и интенсивностей оказывает неодинаковое воздействие на организм человека. По характеру воздействия ее классифицируют на общую и локальную. Общая вибрация приложена к опорным поверхностям тела в положении стоя, лежа и сидя. Локальная вибрация обычно приложена к рукам человека и имеет значение при его производственной деятельности.
В городах (в условиях труда и быта человека) обычно имеет значение вибрация, носящая название вибрационных помех, снижающих эффективность труда, особенно умственного, и отдыха человека.
По направлению воздействия на человека вибрации подразделяются на вертикальные и горизонтальные.
Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать также неблагоприятное влияние на жителей городов.
Клинико-физиологическое обследование населения, подвергающегося в жилых помещениях воздействию механических колебаний от объектов рельсового транспорта, выявило объективные физиологические изменения функционального состояния отдельных систем организма, носящие фазный характер. Так, при непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС в виде астенического, астеновегетативного синдромов и неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.
Вибрация вызывает повреждения различных органов и тканей, влияет на центральную нервную систему, на органы слуха и зрения, приводит к повышению утомляемости.
Большое влияние вибрация оказывает на работоспособность. При изучении действия вибрации на организм человека следует в первую очередь учитывать частоту колебаний. Более вредной является вибрация, близкая к собственной частоте человеческого тела (6–8 Гц) и рук (30–80 Гц). Вибрация может быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.
Характерные связи между частотой колебаний и возникновением вибрационной болезни приведены Б. В. Андреевой-Галаниной (1967). Из приведенных данных видно, что развитие вибрационной болезни возникает при нижней границе частоты колебаний 35 Гц и верхней – 25 Гц. При вибрационной болезни понижается острота осязания, тактильной, температурной и болевой чувствительности. Наиболее выраженные симптомы вибрационной болезни связаны с отрицательными изменениями кровеносных сосудов.
Сочетание шума и вибрации вызывает поражение органа слуха примерно в 2,5 раза чаще, чем воздействие одного шума. Под воздействием общей вибрации наблюдается более глубокое поражение органа слуха, чем под воздействием местной вибрации.
Требования к параметрам вибрации установлены стандартом ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность», общие требования – СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».
При частотном (спектральном) анализе нормируемыми являются кинематические параметры: среднеквадратичные значения виброскорости К (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения а – для локальных вибраций в октавных полосах частот; для общих вибраций в октавных и 1/3-октавных полосах частот.