Шум как вредный фактор производственной среды

План лекции:

3.3.1. Вредное влияние шума на человека.

3.3.2. Классификация шумов.

3.3.3. Нормирование шума.

3.3.4. Защита работающих от шума.

3.3.1. Вредное влияние шума на человека

Шумом принято называть нежелательное для восприятия органами слуха человека беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Шумом так же называется любой нежелательный звук или сочетание звуков.

Влияние шума на человека пока еще недостаточно полно изучено, объясняется сложностью выделения влияния шума из комплекса факторов внешней среды, воздействующих на человека, и отсутствием четких критериев его оценки.

Человек слышит звуки частотой от 20 Гц до 20 кГц. Шум ослабляет внимание работающего, снижает его производительность на 3... 15 % (а при умственной работе до 20 %), оказывает вредное воздействие на центральную и сердечно-сосудистую системы. Длительное воздействие интенсивного шума может привести к ухудшению слуха, а иногда и полной глухоте. Шум затрудняет реакцию работающих на сигналы крановщиков, машинистов погрузчиков и других механизмов, что может стать причиной несчастного случая.

Реакция организма на шум зависит от многих факторов. Некоторое люди терпимы к нему, у других он вызывает неудовольствие, у третьих - нарушает самочувствие, сон, нормальную трудовую деятельность. Причиной различного восприятия шума может быть возраст, состояние здоровья, характер деятельности человека, его настроение.

Уровень шума и фактор времени имеют решающее значение, раздражающего воздействия зависит и от того, на сколько шум превышает привычный окружающий фон, какова заключенная в нем информация.

· Субъективно реакция человека на шум определяется состоянием центральной нервной системы. В настоящее время рассматривают несколько категорий воздействия шума

· повреждение слуховой функции, вызывающее временное или постоянное снижение слуха (тугоухость) и затруднение речевого общения (α > 85 ДБ);

· раздражительность, беспокойство, рассеяние внимания, нарушение сна, изменение физиологических реакций на стрессовые сигналы, т. е. нарушение психического здоровья;

· ухудшение производственной деятельности (снижение производительности физического и, особенно, умственного труда);

_· высокий уровень фонового шума может спровоцировать травмоопасные ситуации, т. к. человек лишается в этом случае слухового канала связи с окружающей средой (не различает сигналов опасности) и, кроме этого, повышается вероятность ошибки оператора

· при действии шума сверхвысоких уровней > 145 дБ возможна слуховая травма - разрыв барабанных перепонок.

Последствия воздействия шума на человека зависят от его интенсивности (уровня), длительности, характера спектра и временных характеристик.

3.3.2. Классификация шумов

Шум бывает:

• механический (от вибрации механизмов, ударов и т.п.);

• электромагнитный (от вибрации витков обмоток трансформаторов и дросселей);

• аэродинамический (от турбулентного движения воздуха);

• гидравлический.

Шумы классифицируются по различным принципам и могут различаться по природе возникновения, по характеру спектра и по временным характеристикам. На рис. 1 представлена такая, классификация. Спектры шумов в соответствии с указанной классификацией приведены на рис. 2.

Классификация шумов

Рис. 1 Классификация шумов

a) широкополосный б) Тональный

в) Постоянный г) Непостоянный

д) Колеблющийся

д) Прерывистый е) импульсный

Рис. 2 Спектры шума

3.3.3. Нормирование шума

Для защиты человека от неблагоприятного воздействия шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время воздействия. Эту цель преследует санитарно-гигиеническое нормирование.

Нормирование допустимых уровней шума производится для различных мест пребывания населения (производство, дом, места отдыха) и основывается на нормативном документе

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Допустимые уровни шума представлены в табл. 1, 2.

Санитарные нормы допустимого уровня шума на промышленных предприятиях и в жилых зданиях существенно различны, т.к. в цехе рабочие подвергаются воздействию шума в течение одной смены - 8 часов, а население крупных городов - почти круглосуточно. Кроме этого, необходимо учитывать во втором случае присутствие наиболее ранимой части населения - детей, пожилых, больных.

Допустимым считается уровень шума, который не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособность, не влияет на его самочувствие и настроение.

Санитарные нормы допустимого шума в жилых помещениях разработаны Московским НИИ гигиены им, Ф.Ф.Эрисмана при участии НИИ строительной физики. Нормы устанавливают параметры шума для различных мест и условий пребывания людей (активный отдых, сон, учебный процесс, речевое общение, умственная работа, восстановление здоровья и т.д.).

В нормативные показатели исходя из характера шума и места расположения объектов можно вносить поправки, колеблющиеся от -5 до +10 дБА. Нормативные уровни с учетом соответствующих поправок называются допустимыми уровнями. С ними и сопоставляются фактические уровни звука в конкретной ситуации.

Нормируемыми параметрами для постоянных шумов являются допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот (L, дБ) и уровни звука (L_A, дБА). Для непостоянных шумов - эквивалентные и максимальные уровни звука, а также дозы шума.

Допустимые уровни постоянного шума на рабочих местах приводятся в виде предельных спектров (ПС) уровней звукового давления или допустимых уровней звука в зависимости от вида трудовой деятельности или рабочего места (табл.2).

Для непостоянных шумов на производстве максимально допустимыми считаются эквивалентный уровень шума L_{A экв} = 80 дБА или доза D = 1 Па² * час.

Уровни звукового давления от некоторых источников приведены в таблице 3.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

При уровне шума L_P более 120 дБ возникают болевые ощущения, при Lp больше 140 дБ - происходит разрыв барабанных перепонок.

При умственной работе Ь_РЛду ниже, чем при физической. С увеличением частоты возрастает воздействие шума на человека.

Зоны с уровнем звука свыше 80 дБА следует обозначать знаками безопасности. Работающих в этой зоне администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты.

3.3.4. Защита работающих от шума

Методы и средства защиты от шума весьма разнообразны, их классификации приведены в ГОСТ 12.1.029-80. В обобщенном виде классификация указанных средств представлена на рис.3.

Рис. 3

Наиболее радикальным и приоритетным направлением в борьбе с шумом является снижение шума в источнике его возникновения, которое реализуется на этапе проектирования оборудования приборов и устройств.

Для уменьшения механических шумов рекомендуется:

- применять подшипники скольжения вместо подшипников качения;

- замена в приводах прямозубых шестерен косозубыми (10-15 дБ), цепных передач - клиноременными (10-15 дБ);

- применение незвучных материалов - пластмассы, слоистые материалы;

- модификация инструмента (оптимальная форма режущего инструмента - заостренная кромка пуансона, угла наклона и зазора между зубьями, радиальные прорези и уменьшение биений дисковых пил);

- применение методов борьбы с вибрацией (отстройка от резонанса, вибродемпфирование, динамическое гашение колебаний).

Уменьшения аэродинамических шумов, как правило, можно достичь за счет уменьшения скорости движения потока, улучшения аэродинамической формы обтекаемых поверхностей и каналов, изменением характера движения (турбулентного на ламинарный). Часто этих мер оказывается недостаточно, а в ряде случаев их невозможно осуществить, тогда основное снижение аэродинамического шума достигается звукоизоляцией и установкой глушителей.

Снижение уровня электромагнитных шумов осуществляется конструктивными изменениями в электрических машинах, в частности, для трансформаторов применяются более плотная прессовка пакетов и используются демпфирующие материалы.

Если исчерпаны возможности уменьшения шума в источнике его возникновения, используют средства защиты на пути распространения воздушного и (или) структурного шума. Распространение воздушного шума от источника уменьшают за счет звукоизоляции, а отраженный шум за счет звукопоглощения.

Звукоизоляция - осуществляется установкой ограждающих конструкций на пути распространения шума и выполняется в виде перегородок, кожухов, экранов, кабин. В основу звукоизоляции положен акустический эффект отражения звуковых волн от преграды. Звукоизолирующие свойства ограждения характеризуются коэффициентом, представляющий собой отношение звуковой мощности, прошедшей через преграду (Р_пп) к падающей мощности (Р_пад)

Коэффициент звукопроницаемости

Звукоизолирующая способность ограждения выражается величиной:

- масса 1м² ограждения

f - частота, Гц

- коэффициент звукопроницаемости

При устройстве звукоизолирующих преград необходимо учитывать, что шум очень легко проникает, через отверстия и щели, поэтому герметизация конструкций является одним из необходимых условий для создания хорошей изоляции. Звукоизоляция эффективна для средних и высоких звуковых частот.

Звукопоглощение - основано на том, что звуковые волны, падающие на преграды, в большей или меньшей степени поглощаются с переходом механической энергии в тепловую. Звукопоглощение может быть достигнуто внутри здания облицовкой стен и потолка звукопоглощающими материалами и установкой объемных звукопоглотителей, а для аэрогазодинамическрх агрегатов - установкой специальных глушителей (активного типа).

Эффективность звукопоглощения зависит от удельной доли отраженных шумов в помещении, которая в свою очередь определяется объемом, геометрией и типом (жесткостью) помещения.

Разнообразны архитектурно-планировочные и организационно - техни­ческие методы защиты от шума.

Рациональная планировка производственных площадей с точки зрения уменьшения шума на рабочих местах включает следующие мероприятия:

- снизить шум в самом источнике (заменить ударные процессы безударными, заменить возвратно-поступательные движения вращательными, снизить вибрацию). Снизить аэродинамический шум в источнике практически невозможно, поэтому необходимо применить глушители шума (рисунок 3712). Электромагнитный шум можно снизить закрепляя витки обмотки трансформаторов или заливая дроссели смолой, путем установления прокладок;

- закрыть (если это возможно) источник шума звукоизолирующим кожухом. Кожух обычно изготавливается из металла, а внутри облицовывается звукопоглощающим материалом (резиной, поролоном, войлоком). Вентиляционные или загрузочные отверстия в кожухе необходимо оборудовать глушителями;

- отделить источник шума от остальной части помещения звукоизолирующей перегородкой. Для отражения звука перегородка
должна быть массивной, плотной, поэтому она изготавливается из кирпичи
или бетона. Двери в перегородки следует обивать железом; для отделения рабочих мест от шума могут применяться экраны, кабины;

- облицовывать потолок и все стены (от 1.5 м до потолка)
звукопоглощающим материалом. Облицовка может производиться как в помещениях с источником шума, так и в соседних помещениях. Следует отметить, что при использовании облицовки поглощается только звук падающий на облицовку, поэтому общий шум в помещении может быть снижен максимально в два раза (на 6-8 дБ). Для уменьшения прямого звука можно использовать шторы из мягких материалов;

- выдать работающим индивидуальные средства защиты: шлемофоны (шлемы), наушники, беруши.

- размещение производств, создающих шум с уровнем звукового давления более 90 дБ, в изолированных зданиях и помещениях, фундамент которых имеет акустические разрывы;

- наличие между " шумными цехами" свободных зон, которые обычно озеленяют;

- оборудование и станки объединяются по степени шумности и размещаются по возможности в отдельных помещениях;

- Установка звукопоглощающих облицовок снижает излучение на 6-8 дБ в зоне отраженного звука на 2-3 дБ в зоне прямого звука.

Звукопоглощающее волокно – ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральная вата, ДВП.

Звукопоглощающие свойства пористого материала зависят от толщины слоя, частоты звука, наличия воздушного промежутка 20-200 мм.

ЛЕКЦИЯ № 7

3.4.ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ

План лекции:

3.4.1. Влияние вибрации на организм человека.

3.4.2. Классификация и физические характеристики вибрации.

3.4.3. Нормируемые показатели вибрационной нагрузки.

3.4.4. Защита работающих от вибрации.