|
|
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
Вопросы борьбы с шумом в настоящее время имеют большое значение во всех областях техносферы. Шум на производстве наносит большой ущерб, снижая производительность труда на промышленных предприятиях до 30 процентов, способствует возникновению травм и аварий, приводит к развитию заболеваний. В структуре профессиональных заболеваний в РФ примерно 17% приходится на заболевание органов слуха.
ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА Шумом называется бессистемное сочетание звуков различной интенсивности и частоты, оказывающих вредное воздействие на организм человека. Наиболее распространенными источниками шума являются: промышленное оборудование, транспортные средства и другие источники. Возникновение шума вызвано упругими колебаниями, возникающими по причине механических, аэродинамических, гидродинамических и электрических явлений, определяемых конструкцией и характером работы машин, неточностями, допущенными при ее изготовлении, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного происхождения. Факторы, вызывающие шумы механического происхождения: инерционные возмущающие силы, возникающие вследствие движения деталей механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка) и т.д. Основными источниками шума, происхождение которого не связано непосредственно с технологическими операциями, выполняемыми машиной, являются подшипники, зубчатые передачи, и неуравновешенные вращающиеся части машины, возвратно поступательные движения. Факторы, вызывающие шумы аэродинамического происхождения – это течение газа в различных технических устройствах. Эти шумы являются главной составляющей шума работы вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, пневматических двигателей; выпусков пара и воздуха в атмосферу и т.д. Факторы, вызывающие шумы гидродинамического происхождения – это использование жидкости в виде рабочего тела в различных технических устройствах. Эти шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитации, турбулентности потока, гидравлических ударов). Шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Причиной этих шумов является главным образом взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, а также пондеромоторные силы, вызываемые взаимодействием магнитных полей, создаваемых токами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМА По физической природе шумом является всякий нежелательный для человека звук. В качестве звука мы воспринимаем упругие колебания (звуковые волны), распространяющиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды, вследствие воздействия на нее какой либо возмущающей силы. При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице среды передаются лишь состояния колебательного движения и его энергия. Поэтому основными свойствам волн являются перенос энергии без переноса вещества. Звуковые волны в зависимости от диапазона частот (рис. 18.1) воспринимаются человеком по-разному.
Рис. 18.1. Диапазон звуковых волн.
Область пространства (среды), где происходит распространение звуковых волн, называется звуковым полем, которое характеризуется плотностью среды r (кг/м3), скоростью распространения колебаний частиц среды (звуковой скоростью) с (м/с) и звуковым давлением р (Па). Скорость звука с при нормальных условиях (температура +20ºС и давление 0,1013 МПа) равна в воздухе 344 м/с, в жидкости –1500 м/с, в металле – 5000 м/с. Во время распространения звуковых колебаний в воздухе появляются области разрежения и области повышенного давления, что создает звуковое давление. Под звуковым давлением р понимается разность между мгновенным значением давления при распространении звуковой волны и средним значением давления, в невозмущенной среде. Звуковое давление изменяется с частотой, равной частоте звуковой волны. Определение давления во времени происходит в органе слуха человека за время 30–100мс. На слух человека действует среднеквадратичное значение звукового давления:
где Т – период колебания; t – время. Звуковые волны являются носителями энергии. Звуковая энергия W (Вт), приходящаяся на единицу площади S (м2) поверхности, расположенной перпендикулярно распространяющимся звуковым волнам, называется интенсивностью или силой звука I (Вт/м 2).
Для того, чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторым минимальным звуковым давлением, но если это давление превышает определенный предел, то звук не слышен, а вызывает только болевое ощущение. Следовательно, для каждой частоты колебаний минимальная величина звукового давления, которую ощущает ухо человека, носит название порога слышимости или ощущения и обозначается р 0. Максимальное давление, создающее болевые ощущения, называется болевым порогом и обозначается рmax. Аналогично имеются значения порогов интенсивности звука I 0и Imax. Международной организацией по стандартизации за пороговые значения приняты значения данных величин на частоте 1000 Гц (р 0 = 2· 10–5 Па, рmax = 2·10–2 Па, I 0 = 10–12 Вт/м2, Imax = 102 Вт/м2) Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению до 108 раз, по интенсивности до 1016 раз. Естественно, что оперировать такими цифрами неудобно, и, кроме того, орган слуха человека способен реагировать на относительное изменение давления, а не на абсолютное. Ощущения человека, возникающие на различные виды раздражителей, в том числе и при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя (биологический закон Вебера-Фехнера, выражающий связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения), поэтому для параметров шума введены логарифмические величины – уровни звукового давления и уровни интенсивности звука. За единицу измерения принят децибел (дБ). Весь слышимый диапазон на стандартной частоте 1000 Гц укладывается в интервале уровней от 0 до 120 дБ. Величина уровня звукового давления Lр определяется формулой:
Уровень интенсивности звука
Уровнями интенсивности обычно пользуются при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления – при измерении шума и оценке его воздействия на организм человека. В практических расчетах все вычисления проводятся до целых чисел децибел, так как изменение уровня звукового давления менее 1 дБ органом слуха не воспринимается. Уровни звукового давления некоторых источников шума на частоте 1000Гц, представлены в табл. 18.1. Таблица 18.1 Уровни звукового давления от отдельных источников шума
При измерении и анализе шумов, весь диапазон частот разбивают на октавы (интервалы частот), где конечная частота f 2 больше начальной f 1 в два раза. В качестве частоты, характеризующей полосу частот в целом, берется среднегеометрическая частота Классификация шумов представлена на рис. 18.2. Рис. 18.2. Классификация шумов. Каждый человек воспринимает шум по-своему. Это зависит от многих факторов: возраста, состояния здоровья, характера трудовой деятельности. Установлено, что большее влияние шум оказывает на людей занятых умственным трудом, чем физическим. Шум является биологическим раздражителем, способным влиять на все органы и системы организма, вызывая разнообразные физиологические изменения. К биологически агрессивному шуму относятся импульсный и тональный шум. Шум с уровнем звукового давления до 35дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40–80дБ создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, а при длительном действии может быть причиной нервозов. Воздействие шума уровнем свыше 80дБ может привести к потере слуха – профессиональной глухоте. При действии уровней свыше 140дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровне более 160дБ наступает летальный исход. Человек в процессе трудовой деятельности, как правило, сталкивается с производственным шумом, который активно влияет на безопасность жизнедеятельности. Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, т.к. высокий уровень шума уменьшает слышимость предупреждающего сигнала опасности. Кроме того, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и обработкой информации и производительность труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, нарушения зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения и т.д. У них отмечается склонность к нервозам. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т.е. работа оказывается более тяжелой. Длительное воздействие интенсивного шума на человека приводит к развитию шумовой болезни, являющейся самостоятельной формой профессиональной патологии – тугоухости. НОРМИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА Предупреждение неблагоприятного воздействия шума на организм человека основано на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование допустимых уровней, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств и заболеваний. Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума – это уровень шума, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных людей. Нормирование шума производится по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости на основании ГОСТ ССБТ и Санитарных норм. Принято два метода нормирования: по предельному спектру шума и по интегральному показателю (эквивалентному уровню шума, дБА). Выбор метода зависит от временных характеристик шума. Нормирование по предельному спектру шума (среднегеометрические частоты октавных полос) является основным для постоянных шумов. Нормирование по интегральному показателю устанавливает предельно допустимые уровни, как постоянного, так и непостоянного шума. Он основан на измерении шума по стандартной «шкале А» шумомера. Эта шкала имитирует частотную чувствительность уха человека. Уровень шума, измеренный по «шкале А» шумомера, обозначается дБА. Постоянные шумы, как правило, нормируются по предельному спектру, а непостоянные только в дБА. Измерение шума в производственных помещениях и на территории предприятий на рабочих местах (или в рабочих зонах) осуществляется прибором (шумомер) измеренные значения сравниваются с допустимыми (рис. 18.3). Рис. 18.3. Измеренные и допустимые уровни шума на рабочем месте. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует предусматривать необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих предельно допустимые. Методы защиты от вредного воздействия производственного шума работающих представлены на рис. 18.4. Защита по отношению к защищаемому объекту подразделяется на Z = Z т + Z от + Z ор, где Z т – технические мероприятия по защите; Z от – организационно- технические мероприятия по защите; Z ор – организационные мероприятия по защите. Технические мероприятия по защите могут быть: Z т = Z тк + Z ти, где Z тк – средства коллективной защиты (СКЗ); Z ти – индивидуальной защиты (СИЗ). Выбор средств по защите от воздействия производственного шума на работающих и окружающую среду производится исходя из конкретных условий: величины превышения ПДУ и характера спектра источника излучений. Средства коллективной защиты от мощности источника опасности Z тφ Это средства снижающие количество энергии источника шума, воздействующей на человека или окружающую среду. К ним относятся: - средства, снижающие шум в самом источнике - применение рациональных конструкций, новых материалов и технологических процессов, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям, основанных на устранении или снижении причин возникновения звуковых колебаний, которыми служат механические, аэродинамические, гидродинамические и электрические явления;
Рис. 18.4. Методы защиты от вредного воздействия производственного шума.
- акустическое экранирование (средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта: звукоизоляция ограждениями, экранами, кожухами; звукопоглощение облицовками и объемными поглотителями; виброизоляция; вибродемпфирование; глушители аэродинамического шума); - изменение направленности излучения шума. Средства коллективной защиты по расстоянию опасного воздействия Z тρ Это удаление источника шума на такое расстояние, когда его воздействие на человека или окружающую среду будет меньше предельно допустимых значений (шум снижается прямо пропорционально квадрату расстояния). Достигается это рациональным размещением технологического оборудования, машин и механизмов, рабочих мест, расположением тихих помещений внутри зданий вдали от шумных, расположение защищаемых объектов за глухими стенами к источнику шума, и др. Средства коллективной защиты по времени опасного воздействия Z тτ Это система защиты, при которой исключается одновременное присутствие в данном месте пространства человека и действие опасного фактора, если такое совмещение произошло, действие неблагоприятного фактора ограничивается безопасным временем. В первую очередь, к данным средствам коллективной защиты относятся: автоматизация и роботизация производства, дистанционное управление шумными технологическими процессами, организация рационального режима труда и отдыха работников и пр.. Комплексные и комбинированные средства защиты Более полную защиту от воздействия негативных факторов можно осуществить комбинированными средствами защиты. Комбинированными средствами защиты являются комплекс средств защиты направленный на исключение или нейтрализацию воздействия негативных факторов. Комбинированными средствами защиты в данном случае может выступать сочетание СКЗ по мощности, расстоянию, времени в различных сочетаниях, что значительно уменьшит воздействие на работающего опасного производственного фактора - шума. Комплексное средство защиты – вид защиты, обеспечивающий безопасное состояние человека от воздействия имеющихся источников опасности. Комплексная защита возможна созданием автоматизированной роботизированной системой производства, где человек – оператор следит за параметрами производства по экрану монитора и не входит в рабочую зону без остановки производственного процесса. Средства индивидуальной защиты от шума Z ти Если технически невозможно осуществить коллективную защиту работающих от шума, например, при таких производственных процессах, как штамповка, рубка, клёпка, зачистка, основными средствами защиты от шума являются средства индивидуальной защиты, к которым относятся противошумные вкладыши (антифоны, беруши), наушники, шлемы, костюмы. Противошумные вкладыши – самое дешевое и удобное средство, (снижение шума 5-20дБ) применяются при уровнях звука до 105дБА. Они вставляются в наружный слуховой проход и представляют собой различного рода заглушки, например: мягкие, изготовленные из звукопоглощающих материалов (полиуретан) в форме конуса. Это наиболее компактные средства защиты уха человека, однако, они могут вызывать раздражение слухового прохода и исключают его вентиляцию. Противошумные наушники представляют собой две чашки, изготовленные из пластмассы или металла, заполненные звукопоглотителем, плотно облегающие ушную раковину удерживаемые дугообразной пружиной. Акустические характеристики противошумных наушников более эффективны, чем вкладышей. Тип наушников выбирают по акустическим характеристикам шума, так как они наиболее эффективны при высоких частотах. Степень глушения звука в зависимости от частоты составляет 7-47дБ. Они применяются при уровнях звука до 120дБА Противошумные шлемы применяются для защиты человека от очень сильных шумов с высокими уровнями (более 120дБА), так как звуковые колебания воздействуют не только на ухо человека, но и через кости черепа непосредственно на мозг. При уровнях шума более 130дБА применяются противошумные костюмы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Объясните различие производственных шумов по происхождению, причины возникновения шума? 2. Какими физическими параметрами характеризуется шум? 3. Каково действие шума на организм человека? 4. В чем заключается нормирование производственного шума? 5. В чем сущность методов защиты от производственного шума. 6. Какими средствами достигаются методы защиты от производственного шума: по мощности воздействия, по приведенному расстоянию воздействия, по времени воздействия. 7. Охарактеризуйте индивидуальные средства защиты от производственного шума.   Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
, (18.1)
. (18.2)
. (18.3)
. (18.4)
. Линейка среднегеометрических частот по октавам: 63,5, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.