Курс лекций по дисциплине охрана труда
 Скачать 3.65 Mb.
|
|
ГЛАВА 6. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ 6.1. Источники, характеристика и классификация шума В зависимости от происхождения различают шум: механический (возникает при движении, соударении, трении деталей машин и механизмов); аэро (гидро)-динамический (возникает при движении газа, пара, жидкости в результате пульсации давления из-за турбулентного перемешивания потоков); термический (возникает при турбулизации потока и флуктуации плотности газов при горении, а также мгновенном изменении интенсивности выделения тепла, приводящего к мгновенному повышению давления при взрыве или разряде); взрывной (импульсный) при работе двигателей внутреннего сгорания. При рассмотрении шума используются следующие термины и определения: шум (звук) – упругие колебания в частотном диапазоне, воспринимаемом органом слуха человека, распространяющиеся в виде волн в газообразных средах или образующие в ограниченных областях этих сред стоячие волны; допустимый уровень шума – уровень шума, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму; звуковое давление – переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па; максимальный уровень звука – уровень звука, соответствующий максимальному показанию измерительного прибора при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышаемое в течение 1% времени измерения при регистрации автоматическим устройством, дБА; предельно допустимый уровень (ПДУ) шума – уровень шума, который при ежедневной 75 (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всей трудовой деятельности, не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека, дБА; уровень звука – выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления, скорректированного по стандартизованной частотной характеристике «А», к стандартизованному исходному значению звукового давления, равному 2×10 –5 Па, дБА; уровень звукового давления – выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления в определенной полосе частот к стандартизованному исходному значению звукового давления, равному 2×10 –5 Па, дБА; эквивалентный по энергии уровень звука непостоянного шума – уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение заданного интервала времени, дБА. Шум — совокупность звуков, различных по частоте и интенсивности, вредно влияющих на организм человека. С физической стороны шум характеризуется частотой колебаний, звуковым давлением, интенсивностью или силой звука. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению распространения волны, называется интенсивностью звука I I = P 2 / ρ·c, (6.1) где: P – звуковое давление, ρ – плотность среды распространения звука, c – скорость звука в воздухе. Ухо человека воспринимает как слышимые звуковые колебания воздуха с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуковыми, а свыше 20000 Гц — ультразвуковыми. Инфразвук и ультразвук не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое действие на организм человека. Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты (рис. 6.1). Минимальное звуковое давление и минимальная интенсивность звуков, воспринимаемых слуховым аппаратом человека, определяют порог слышимости. За эталонный принят звук с частотой 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости по интенсивности составляет I 0 = 10 -12 Вт/м 2 , а соответствующее ему звуковое давление Р 0 = 2 · 10 - 5 Па. Верхняя граница воспринимаемых человеком звуков принимается за порог болевого ощущения. При частоте 1000 Гц порог болевого ощущения возникает при I = 10 Вт/м 2 и Р = 2 · 10 2 Па. Между порогом слышимости и болевым порогом лежит область слышимости. Ухо человека реагирует не на абсолютное, а на относительное изменение интенсивности звука. По закону Вебера — Фехнера раздражающее действие шума на человека пропорционально не квадрату звукового давления, а логарифму от него. Поэтому для характеристики шума пользуются двумя логарифмическими величинами: уровнем интенсивности L I и уровнем звукового давления L Р , выражаемыми в децибелах (дБ): L I = 10 lg( I /I 0 ), дБ, L P = 20 lg (P / P 0 ), дБ; (6.2) где I — интенсивность звука в данной точке, Вт/м 2 ; I 0 = 10 —12 Вт/м 2 — интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости при частоте 1000 Гц; P — среднее квадратическое значение звукового давления в определенной полосе частот, Па; P 0 = 210 —5 Па — исходное значение звукового давления в воздухе на частоте 1000 Гц; 1 дБ — едва заметное на слух изменение громкости, соответствующее изменению интенсивности звука на 26% или звукового давления на 12%. Логарифмическая шкала в децибелах (0…140) позволяет определить чисто физическую характеристику шума независимо от частоты. Наибольшая чувствительность слухового аппарата человека характерна для средних и высоких частот (800…1000 Гц), наименьшая — для 76 низких (20…100 Гц). Поэтому, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъективному восприятию, введено понятие корректированного уровня звукового давления. Суть коррекции — введение зависящих от частот звука поправок к уровню соответствующей величины. Наиболее употребительна коррекция А. Корректированный уровень звукового давления (L А = L Р — ∆ L А ) называется уровнем звука и измеряется в дБА. Рис. 6.1. Область слухового восприятия человека Весь диапазон частот разбивают на октавные полосы частот и определяют мощность процесса, приходящегося на каждую полосу. Чаще всего используют октавные (f 2 / f 1 = 2) и 1/3- октавные (f 2 / f 1 = 3 2 ) полосы частот, где f 2 и f 1 — верхняя и нижняя граничные частоты соответственно. При этом в качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота f: f = 2 1 f f (6.3) Октавную полосу (22,4…45) Гц выражает среднегеометрическая частота 31,5 Гц; (45…90) Гц - 63 Гц; (90…180) Гц - 125 Гц; (180…355) Гц - 250 Гц и т.д. В результате сформирован стандартный ряд из 9 октавных полос со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. В соответствии с Санитарными нормами, правилами и гигиеническим нормативом «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» (утв. постановлением Министерства здравоохранения 16.11.2011 г. № 115) шумы классифицируются: по характеру спектра на: широкополосный шум — шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный шум — шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие (превышение уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ); по временным характеристикамна: постоянный шум — шум, уровень звука которого за 8-часовый день (рабочую смену) или за время измерения изменяется во времени не более чем на 5 дБА; непостоянный шум — шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5дБА. 77 Непостоянный шум подразделяется на: колеблющийся шум — шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; прерывистый шум — шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень звука остается постоянным, составляет 1 с и более; импульсный шум — шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1с. 6.2. Воздействие шума на организм человека Интенсивное шумовое воздействие вызывает в слуховом анализаторе изменения, составляющие специфическую реакцию организма. Процесс адаптации слуховой системы выражается во временном смещении (повышение порогов слуховой чувствительности). Шум, являясь общебиологическим раздражителем, оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но в первую очередь действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных функциональных системах организма. Среди проявлений неблагоприятного воздействия шума на организм можно выделить снижение разборчивости речи, неприятные ощущения, развитие утомления и снижение производительности труда и появление шумовой патологии, нарушение координации движений, шум - травмоопасен. Среди многообразных проявлений шумовой патологии ведущим клиническим признаком является медленно прогрессирующее снижение слуха по типу кохлеарного неврита. Развитие хронической профессиональной тугоухости — процесс длительный и постепенный. Время протекания этого процесса различно и зависит от интенсивности, спектра, динамики изменения воздействия шума во времени, индивидуальной чувствительности к шуму, а также многих других факторов. Типичная картина акустической кривой на ранних стадиях развития процесса обычно характеризуется максимальной потерей слуха на частоте около 4000 Гц. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ едва заметно. Только потеря слуха более чем на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку. Субъективное ощущение понижения слуха наступает по мере прогрессирования процесса, когда снижение восприятия затрагивает область звуковых частот 500, 1000, 2000 Гц. Оно развивается медленно и постепенно увеличивается со стажем работы. При действии интенсивного шума изменения со стороны нервной системы значительно более выражены и предшествуют развитию патологии органа слуха. У рабочих преобладают жалобы на головные боли, несистематические головокружения, снижение памяти, повышенную утомляемость, нарушение сна, сердцебиения и боли в области сердца, снижение аппетита и др. Согласно Гигиенического норматива «Критерий оценки комбинированного действия шума и вибрации на организм работающих» (утв. постановлением Министерства здравоохранения 12.11.2012г. № 173) при комбинированном воздействии шума и вибрации с уровнями, превышающими предельно допустимые, в течение более 50 % времени рабочей смены вредность условий труда необходимо устанавливать на 1 степень выше относительно наибольшей степени вредности одного из факторов. Если по одному из факторов (шум или вибрация) установлен класс вредности 3.4, то при их комбинированном воздействии с уровнями, превышающими предельно допустимые, в течение более 50 % времени рабочей смены условия труда необходимо относить к опасным. 6.3. Нормирование шума Нормируемыми параметрами постоянного шума на рабочих местах и в транспортных средствах являются: уровни звукового давления L Р в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц; уровень звука L А в дБА. Оценка постоянного шума на рабочих местах на соответствие предельно допустимым уровням должна проводиться как по уровням звукового давления, так и по уровню звука. 78 Превышение хотя бы одного из указанных показателей квалифицируется как несоответствие Санитарным нормам. Нормируемыми параметрами непостоянного шума на рабочих местах являются: эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянного шума. Для тонального и импульсного шума ПДУ принимается на 5 дБ (дБА) меньше значений. Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, ПДУ принимаются на 5 дБ (дБА) меньше значений. Для колеблющегося во времени и прерывистого шума максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума – 125 дБАI. Пребывание людей в зонах с уровнем звука или уровнем звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА (дБ) запрещается. 6.4. Способы и средства защиты от шума Мероприятия по борьбе с шумом могут быть техническими, архитектурно- планировочными, организационными и медико-профилактическими. Технические средства борьбы с шумом ведутся по трем основным направлениям — устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике образования за счет конструктивных, технологических и эксплуатационных мероприятий; снижение шума на пути его распространения от источника к рабочим местам; непосредственная защита работающих. Снижение шума в источнике его возникновения. Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение его в источнике. Этого можно добиться усовершенствованием конструкции или схемы установки, производящей шум, изменением режима ее работы, использованием в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудованием на источнике шума звукоизолирующих устройств или ограждений. Методы снижения шума на пути его распространения. Снижение шума на пути его распространения от источника в значительной степени достигается проведением строительно- акустических мероприятий, требования к которым содержатся в ТКП 45-2.04-154-2009 «Защита от шума. Строительные нормы проектирования» и реализуются применением: кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума. При звукоизоляции большая часть звуковой энергии отражается от преграды, часть энергии поглощается самой преградой и лишь незначительная ее часть проникает за ограждение. В качестве звукоизолирующих преград используются акустические экраны, кожухи, кабины. Значительный эффект снижения шума оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм или источник шума от рабочего места или зоны обслуживания. Действие акустического экрана основано на отражении звуковых волн и образовании за экраном области звуковой тени. Эффект экранной защиты проявляется наиболее заметно в области высоких и средних частот и менее эффективен в области низких частот из-за значительной дифракции длинных волн, которые соизмеримы или больше линейных размеров экрана. Звукоизолирующие кожухи. Кожухи из листового металла с внутренней облицовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шум на 20—30 дБ. В качестве материала для изготовления обшивки кожуха могут быть использованы сталь, алюминиевые сплавы, фанера, ДСП, стеклопластик. Звукоизолирующая способность кожуха определяется физическими параметрами материалов и конструктивными размерами его элементов. Звукозащитные кабины устанавливаются на автоматизированных линиях у постов управления там, где возможно на длительный срок изолировать человека от источника шума. Изготовляют кабины из стали, из ДСП и т.д. Окна с двойными стеклами по всему периметру 79 заделываются резиновой прокладкой, двери выполняются двойными с резиновыми прокладками по периметру. Звукопоглощение заключается в использовании шумопоглощающих конструкций или материалов, которыми облицовывают потолки и стены помещений. Процесс поглощения звука в материале происходит за счет перехода звуковой энергии в тепловую в результате вязкого трения воздуха в порах материала. Звукопоглощающие материалы по своей структуре являются пористыми (пенопласт, поролон, технический войлок, минеральную вату, керамзит, гипсовые плиты и др.). Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда (величина снижения уровня шума в зоне отраженного звука достигает 8—10 дБ в области низких и 10—12 дБ в области высоких частот). Вибропоглощение достигается покрытием вибрирующих частей оборудования и машин специальными демпфирующими материалами, имеющими высокое внутреннее трение, в резуль- тате уменьшаются амплитуды колебаний по пути их распространения и в местах излучения. Эффективное действие вибропоглощающих покрытий наблюдается на резонансных частотах несущей конструкции. 80 Таблица 6.1. Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука постоянного шума, а также эквивалентные по энергии уровни звука непостоянного шума для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест с учетом условий тяжести и напряженности труда Вид трудовой деятельности, рабочие места Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквивалентн ые по энергии уровни звука непостоянн ого шума, дБА 31, 5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1. Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, обучение и воспитание, медицинская деятельность. Рабочие места проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, для приема пациентов в здравпунктах 86 71 61 54 49 45 42 40 38 50 2. Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно- управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории; рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях 93 79 70 63 58 55 52 50 49 60 3. Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоянного слухового контроля: операторская работа по точному графику с инструкцией; диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах 96 83 74 68 63 60 57 55 54 65 4. Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления, без речевой связи по телефону; в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин 103 91 83 77 73 70 68 66 64 75 5. Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий (за исключением работ, перечисленных в пп.1-4) 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 81 Продолжение таблицы 6.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Подвижной состав железнодорожного и городского рельсового транспорта 6. Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель- поездов и автомотрис 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 7. Рабочие места в кабинах машинистов поездов дальнего следования и пригородных электропоездов, в кабинах водителей и обслуживающего персонала пассажирских помещений трамваев 103 91 83 77 73 70 68 66 64 75 8. Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебные помещения рефрижераторных секций, вагонов-электростанций, помещения для отдыха багажных и почтовых отделений 93 79 70 63 58 55 52 50 49 60 9. Служебные помещения багажных и почтовых вагонов, вагонов-ресторанов, межобластных вагонов 100 87 79 72 68 65 63 61 59 70 Морские, речные, рыбопромысловые и другие суда 10. Рабочая зона в помещениях машинного (энергетического) отделения судов с постоянной вахтой 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 11. Рабочие зоны в центральных постах управления судов 96 83 74 68 63 60 57 55 54 65 12. Рабочие зоны в служебных помещениях судов 89 75 66 59 54 50 47 45 44 55 13. Производственно-технологические помещения на судах рыбной промышленности 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 Автобусы, троллейбусы, грузовые, легковые и специальные автомобили, а также грузопассажирские автомобили и другой автомобильный транспорт, предназначенный для перевозки пассажиров 14. Рабочие места водителей и обслуживающего персонала грузовых автомобилей 103 91 83 77 73 70 68 66 64 75 15. Рабочие места водителей и обслуживающего персонала троллейбусов, а также грузопассажирских автомобилей и другого автомобильного транспорта, предназначенного для перевозки пассажиров 100 87 79 72 68 65 63 61 59 70 Сельскохозяйственные машины и оборудование, строительно-дорожные, мелиоративные и другие аналогичные виды машин 16. Рабочие места водителей и обслуживающего персонала тракторов самоходных шасси, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин, строительно-дорожных и других аналогичных машин 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 82 Глушители шума — эффективные средства борьбы с шумом, возникающим при заборе воздуха и выбросе отработанных газов в вентиляторах, воздуховодах, пневмоинструменте, газотурбинных, дизельных, компрессорных установках. По принципу действия глушители шума делятся на глушители активного (диссипативного) типа и реактивного (отражающего) типа. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном во внутренних полостях. В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер, соединенных между собой и с объемом воздуховода с помощью труб, щелей и отверстий. Шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн. Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом; тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной — как поглотители звука. Глушители, в которых существенно и поглощение, и отражение, называют комбинированными. В последние годы получил распространение новый вид активных глушителей шума из пористых материалов (поролон, пенопласт, высокопористые металлы и керамика). Уменьшение уровня звуковой мощности в этих глушителях обусловлено большими потерями на трение в порах материала при прохождении через него воздуха. Снижение уровня звуковой мощности в таких глушителях составляет от 15 дБ на низких и средних частотах до 25—30 дБ на высоких. Средства индивидуальной защиты делятся на наушники, вкладыши, шлемы и каски, костюмы. Наушники закрывают ушную раковину снаружи. Вкладыши перекрывают наружный слуховой проход или прилегают к нему. Шлемы и каски закрывают часть головы и ушную раковину. Противошумные костюмы закрывают тело человека и голову (или ее часть). Вкладыши изготовляются из мягких эластичных материалов — резины, пластмасс, различного волокна. Эффективность вкладышей составляет 7 – 15 дБ. Наушники обладают большей эффективностью, чем вкладыши, в области средних и высоких частот (30 – 40 дБ). Шлемы закрывают большую часть головы и защищают ее не только от шума, но и от ушибов, холода и др. Шлемы применяют для защиты от особо интенсивного шума, когда он воспринимается не только органом слуха, но и проникает в организм вследствие костной проводимости через кости черепа. Важнейшее значение имеет проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. |