Лекции по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
Шумовая болезнь. Для описания комплекса симптомов, связанных как со специфическим, так и с неспецифическим воздействием шума, существует термин «шумовая болезнь». К объективным симптомам шумовой болезни относятся: - снижение слуховой чувствительности, - изменение функции пищеварения (снижение кислотности) - сердечно-сосудистая недостаточность, - нейроэндокринные расстройства. Субъективными симптомами являются: - раздражительность, - головные боли, - головокружение, - снижение памяти, - повышенная утомляемость, - потеря аппетита, - боли в ушах и т.д. Эти явления нарастают с увеличением периода, в течение которого человек подвергается действию шума, т.е. шумовые явления обладают свойством кумуляции. При длительном воздействии шума возможно возникновение заболеваний сердечно- сосудистой системы, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь. До последнего времени оценка приемлемости производственного шума с уровнем выше 80 дБ (А) чаще всего основывалась на выявлении его воздействия на органы слуха. Теперь доказано, что и шумы средних уровней (ниже 80 дБ (А)), не вызывающие потери слуха, тем не менее оказывают неблагоприятное воздействие на организм в целом, что должно было в последние годы при нормировании шума. В современных условиях шум - это один из серьезных факторов загрязнения окружающей среды; связанный с ростом городов, развитием транспорта, промышленности, бытовой техники). Основным источником шума в городах является транспорт. Уровень шума в крупных городах достиг интенсивности промышленных шумов (80-100 дБ). Производственный шум затрудняет прием и передачу информации, что приводит к снижению эффективности и безопасности труда. Высокий уровень шума мешает, в частности, услышать сигнал опасности. Уровень интенсивности шума на частоте 1000 Гц, равный 70 дБ считается предельным уровнем, при котором человек может еще понимать команды, произнесенные обычным голосом. При 75 дБ исключено исполнение телефонной связи. Для нормального приема и передачи информации по телефону уровень шума около телефонного аппарата не должен превышать 50 - 55 дБ. Под воздействием шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, особенно тех ее видов, которые связаны с приемом и передачей информации, а следовательно, производительность труда. Частотный диапазон звука Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвука. Кривые, расположенные между кривой порога болевого ощущения и кривой порога слышимости называются кривыми равной громкости и отражают различие в восприятии звука человеком на разных частотах. Поскольку звуковые волны представляют собой колебательный процесс, величины интенсивности звука и звуковое давление в точке звукового поля изменяются во времени по синусоидальному закону. Характерными величинами являются их среднеквадратичные значения. Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума или соответствующих им уровней в децибелах от частоты называется частотным спектром шума (или просто спектром). Спектры получают, используя набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот - полосе пропускания. Для получения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивается на полосы с определенным соотношением граничных частот. Октавная полоса - полоса частот, в которой верхняя граничная частота fв равна удвоенной нижней частоте fн, т.е. fв/fн = 2. Например, если взять музыкальный звукоряд, то звук с частотой f = 262 Гц это «до» первой октавы. Звук с f = 262 x 2 = 524 Гц - «до» второй октавы. «Ля» первой октавы это 440 Гц, «Ля» второй - 880 Гц. Чаще всего применяется разбиение звукового диапазона именно на октавы, или октавные полосы. Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой В некоторых случаях (детальное исследование источников шума, эффективности звукоизоляции) используют 2.Измерение производственного шума. Классификация шума. Любой источник шума характеризуется интенсивностью, звуковым давлением, звуковой мощностью, которая представляет собой общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство. С учетом логарифмической зависимости ощущения от изменения энергии раздражителя (закон Вебера-Фехнера) и целесообразности унификации единиц и удобства оперирования с цифрами принято использовать не сами величины интенсивности, звукового давления и мощности, а их логарифмические уровни. При оценке и нормировании шума используют также специфическую величину, называемую уровнем звука. Уровень звука - это общий уровень шума, измеренный по шкале шумомера. Классификация шума 1. Классификация шума по источникам возникновения. Механический шум. Механический шум обусловлен колебаниями деталей машин и их взаимным перемещением. Возбуждение механического шума обычно носит ударный характер, излучающие его конструкции и детали представляют собой системы с многочисленными резонансными частотами. Поэтому спектр механического шума занимает широкую область частот. Наличие высоких частот делают шум особо неприятным. Аэрогидродинамический шум. Аэрогидродинамические шумы возникают при движении газов и жидкостей, их взаимодействия с твердыми телами (шумы из-за периодического выпуска газа в атмосферу, например, сирена, шумы из-за образования вихрей, отрывных течений, турбулентные шумы из-за перемешивания потоков и т.п.). Электромагнитный шум. Электромагнитный шум возникает в электрических машинах и оборудовании из-за взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных (во времени и в пространстве) магнитных полей, а также сил, возникающие при взаимодействии магнитных полей, создаваемых токами. 2. Классификация по характеру спектра и временным характеристикам В зависимости от спектра выделяют так называемый широкополосной, или белый шум, т.е. шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный шум, в спектре которого имеются дискретные тона шириной менее одной октавы. В зависимости от изменения по времени различают постоянный шум, под которым понимается шум, при котором уровень звука за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А). Если это изменение составляет более 5 дБ(А), то шум считается непостоянным. Непостоянные шумы в свою очередь делается на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные 3.Нормирование производственного шума При нормировании шума используют два метода: нормирование по предельному спектру шума и нормирование уровня звука в дбА. Нормирование по предельному спектру. Этот метод является основным для постоянных шумов. Здесь нормируются уровни звуковых давлений в 8 октавных полосах частот с fсг = 63, 125, 250...8000 Гц. Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления и называется предельным спектром (ПС). Для каждой категории рабочих мест (конструкторские бюро, лаборатории, цеха и т.п.) регламентирован свой предельный спектр шума. Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах приведены в ГОСТ 12.1.001-83 Нормирование уровня звука в дБА. Этот метод используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, когда мы не знаем спектра шума. Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью: LA = ПС + 5 Для тонального и импульсного шумов допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше нормативных для постоянного шума. Допустимая доза шума - доза, соответствующая допустимому уровню звука или допустимому эквивалентному уровню звука. Для непостоянного шума нормированным параметром является эквивалентный (по энергии) уровень звука широкополосного, постоянного и неимпульсного шума, оказывающего на человека. Этот уровень, такое же воздействие, как и непостоянный шум измеряется специальными интегрирующими шумомерами. 4. Методы борьбы с шумом При проектировании новых предприятий, производственных помещений необходимо принимать меры, чтобы шум в помещениях не превышал допустимых значений. Разработке мероприятий по борьбе с шумом должен предшествовать акустический расчет. Его задачами являются: - определение уровня звукового давления в расчетной точке, когда известен источник шума и его шумовые характеристики; - расчет необходимого снижения шума. В качестве методов борьбы с шумом используются следующие: А. Уменьшение шума в источнике (т.е. «защита количеством») Борьба с шумом в источнике (посредством уменьшения уровня звуковой мощности является наиболее рациональной. Конкретные мероприятия здесь зависят от природы шума (механический, аэрогидродинамический, электромагнитный). Так уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Для уменьшения аэрогидродинамического шума следует стремиться к уменьшению скоростей обтекания тел потоком среды (газовой или жидкой), к улучшению аэродинамических качеств обтекаемых тел. Снижение электромагнитного шума достигается путем конструктивных изменений в электрических машинах. Например, в трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы. Б. Изменение направленности излучения шума. Этот способ следует применять при проектировании установок с направленным излучением шума, соответствующим образом ориентируя эти установки по отношению к рабочим местам или жилым массивам. В. Рациональная планировка предприятий и цехов. При планировке наиболее шумные цехи должны быть сконцентрированы в одном-двух местах. Расстояние между шумными цехами и помещениями, где должен поддерживаться низкий уровень шума (конструкторское бюро и т.п.) должно быть достаточным для обеспечения необходимого снижения шума. Если предприятие расположено в черте города, шумные цехи должны находиться в глубине его территории. Г. Акустическая обработка помещений. Этот метод основан на том факте, что интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. В случаях, когда нет возможности уменьшить прямой звук, для снижения шума можно уменьшить энергию отражаемых волн. Это достигается увеличением эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещениях штучных звукопоглотителей. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и быть незамкнутыми, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала. Свойствами звукопоглощения обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими материалами и конструкциями на средних принято называть только те, у которых коэффициент звукопоглощения частотах больше 0,2. Это прежде всего такие материалы как ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые плиты, пористый поливинилхлорид, различные пористые жесткие плиты на цементной вяжущей основе и др. Звукопоглощающие облицовки снижают шум на 6-8 дБ в зоне 0,01 отраженного звука (вдали от источника) и на 2-3 дБ вблизи источника. Но на высоких частотах облицовки эффективнее (8-10 дБ), таким образом, они позволяют сделать шум более глухим и, следовательно, менее раздражающим. Д. Уменьшение шума на пути его распространения. Этот путь предусматривает применение звукоизолирующих ограждений (стены, перегородки, экраны, кожухи, кабины и т.п.). Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него звуковая энергия отражается в гораздо большей мере, чем проникает за ограждение. Звукоизолирующие свойства ограждения характеризуются коэффициентом звукопроницаемости. Звукоизоляция ограждений тем выше, чем тяжелее материал, из которого они сделаны. Звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты. В отличие от звукопоглощающих конструкций звукоизолирующие конструкции должны быть выполнены из плотных, твердых и массивных материалов. Е. Глушение шума. Глушители шума применяются в основном для уменьшения шума различных аэродинамических установок и устройств. Они устанавливаются на воздуховодах, каналах, соплах и подразделяются на абсорбционные (поглощающие звуковую энергию), реактивные (отражающие звуковую энергию обратно к источнику) и комбинированные. Ж. Экранирование шума. Экраны устанавливают между источником шума и рабочим местом. Эффект экранирования основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Эффективность экранирования зависит от соотношения: чем больше длина волны, тем меньше при между размерами экрана и длиной волны данных размерах область тени за экраном, следовательно, тем меньше снижение шума. Поэтому экраны применяют в основном для защиты от средне- и велика) экраны малоэффективны, так высокочастотного шума. На низких частотах (как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Эффективность экрана тем выше, чем меньше расстояние от экранируемого рабочего места до источника шума. Экраны эффективны, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т.е. либо на открытом воздухе, либо в облицованном помещении, т.е. помещении, подвергнутом акустической обработке. З. Средства индивидуальной защиты. К 135 дБА СИЗ от шума относятся наушники, шлемы, каски. 5. Ультразвук и инфразвук. Нормирование и защита Ультразвуковыми колебаниями 20 кГц. Источники: оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения технологических операций (очистка и обезвреживание деталей, дефектоскопия, сварка, сушка, технический контроль) и оборудование, где ультразвук возникает как сопутствующий фактор. Ультразвуковые колебания делятся на: 100 кГц (распространение воздушным и - низкочастотные f контактным путем) выраженные сдвиги в состоянии нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, обмене веществ и терморегуляции; - высокочастотные 100 1000000 кГц (распространяется контактным путем) локальное воздействие f кГц при соприкосновении со средами, в которых распространяются ультразвуковые колебания (ультразвуковые вибрации). Высокочастотный ультразвук большой интенсивности приводит в основном к тем же нарушениям, что и низкочастотный при контакте. 7 Вт/см2 может приводить к Воздействие ультразвуковой энергии 6 поражению периферического нервного и сосудистого аппарата в месте контакта (например, воздействие на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковой ванны). Характеристикой ультразвуковых колебаний является 100 уровень звукового давления Ly в третьеоктавных полосах с fсг = 12,5 кГц. Согласно ГОСТ 12.1.001-83 допустимые уровни звукового давления на рабочих местах не должны превышать (при fсг = 3,15 -100кГц) 110 Дб; при fсг = 12,5 кГц - 80 дБ). Для ультразвука, передающегося контактным путем нормируется пиковое значение виброскорости. Защита от ультразвука: 1) дистанционное управление, 2) автоблокировка при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка деталей и т.п.), экранирование источника. В качестве СИЗ (для рук): рукавицы, перчатки. Инфразвук. Нормирование и защита Инфразвук - колебания упругой среды с 20 Гц. частотой f Распространение инфразвука в воздушной среде происходит на большие расстояния от источника воздействия малого поглощения его энергии. 100 Мощный источник инфразвука: автомобиль, мчащийся со скоростью км/час. Характеристики - те же, что и ультразвук. Источники: 1) (механическое происхождение) вентиляторы, поршневые компрессоры, машины и механизмы, работающие с числом оборотов рабочих циклов менее 20 в секунду; 2) движение больших потоков газов или жидкостей (аэродинамическое происхождение). Действие на человека: ощущение вращения, раскачивание, непроизвольный поворот глазных яблок, чувство тревоги, страха (вплоть до паники), боль в ушах, нарушение чувства равновесия. Причина: внутренние органы человека имеют 8 Гц. Совпадение этих частот с частотами инфразвука 6 собственные частоты 150 дБ - влияние на органы пищеварения, функции приводит к резонансу. При Lи слабость, обмороки, потеря зрения и мозга, ритм сердечных сокращений и дыхания слуха. По СН 22-74-80; fср = 2, 4, 8, 16 Гц - в октавных полосах - не более 105 дБ, f = 32 Гц - не более 102 дБ. Большая длина волны позволяет инфразвуку распространяться на десятки тысяч км. Невозможно остановить инфразвук с помощью строительных сооружений. Защита: ослабление инфразвука в источнике; 20 Гц; СИЗ; мед. устранение причин возникновения; увеличение частот до f профилактика. 6. Производственная вибрация и ее воздействие на человека. Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Ее можно представить как колебательное движение материальной точки или механической системы. Виды вибрации и ее источники. Источниками вибрации являются механизмы, машины, механизированный инструмент. Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора и.т.п.), а также специально используемыми в технологических процессах (отбойные молотки, вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций, оборудование для ускорения химических реакций и.т.п.). Вибрация – это вредный производственный фактор, отличающийся большой активностью. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний. Классификация вибрации связана с особенностями передачи колебаний человеку. В соответствии с эти вибрация подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела – руки или ноги). Общая вибрация подразделяется, в свою очередь, по месту возникновения на следующие виды: Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, в том числе, при строительстве дорог; при этом оператор может в известных пределах регулировать ее величину. Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека- оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации. Категория 3а – технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Категория 3б – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относится, в частности, вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и т.п. Локальная вибрация классифицируется по источнику возникновения и подразделяется на: - передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования; - передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей. Эту классификацию следует иметь в виду при гигиенической оценке локальной вибрации, так как в первом случае санитарно-гигиенические требования и правила включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором – в документацию на технологию проведения работ. Вибрация рабочих мест операторов носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1...8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сидения, виброзащиты, степени изношенности машины, профиля дорог и т.п. Спектр вибрации в этих случая – широкополосной (максимум энергии при этом лежит в полосах 1..2 Гц и 4..8 Гц). На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы. Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и средне-частотный характер с максимумом энергии на частотах 4..16 Гц. Характеристики вибрации Вибрация характеризуется следующими величинами: частотой; амплитудой смещения; скоростью; ускорением; Действие вибрации на организм человека Вибрация опасна как для машинного, так и для человеческого компонента системы «человек - машина». Воздействуя на машинный компонент вибрация чаще всего снижает производительность технических установок, вызывает знакопеременные, приводящие к усталостному разрушению напряжения в конструкциях, снижает точность считываемых показаний приборов и т.п. При воздействии вибрации на организм важную роль играют анализаторы центральной нервной системы: вестибулярный, кожный и др. При длительном воздействии вибрации с частотами f = 250-350 Гц возникает профессиональное заболевание под названием «вибрационная болезнь», сопровождающаяся стойкими патологическими нарушениями в организме (поражение мышц, изменения в костях, суставах, смещение органов в брюшной полости). 5 Гц (собственная частота При частотах f колебаний органов человеческого организма) - возможно повреждение отдельных частей и органов. Опасными частотами для внутренних органов является диапазон 80 Гц. 9 Гц, для рук 30 6 Активной составляющей воздействия вибрации на организм является ускорение. При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц значения предельных (по ощущениям) ускорений следующие: 10 мм/с – неощутимые, 40 мм/с – слабоощутимые, 400 мм/с – сильно ощутимые, 1000 мм/с – вредные, 4000 мм/с – непереносимые. Благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов и особенностей конфигурации, тело человека представляет собой сложную колебательную систему, первичная механическая реакция которой на вибрационное воздействие зависит не только от характеристик интенсивности вибрации, но и от диапазона частот. Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с собственной частотой колебаний тела человека или его отдельных органов: для тела человека – 6..9 Гц, головы – 6 Гц, желудка – 8 Гц, другие органы – в пределах 25 Гц, глазные яблоки – 60..90 Гц (расстройства зрительных восприятий). Локальная вибрация приводит к спазму сосудов, начиная с концевых фаланг пальцев до предплечья, плеча, сосудов сердца. Она вызывает также поражение нервов, отложение солей. Нормирование вибрации. Для санитарного нормирования и контроля вибраций используются средне-квадратичные значения виброскорости и виброускорения, а также их логарифмические уровни в децибелах Lv и Lw (для локальной вибрации - в октавных полосах, для общей в 1/3- октавных). Нормативные значения приведены в ГОСТ 12. 1.012-90. Общая и локальная вибрация нормируются отдельно. Защита от вибрации. Основными методами защиты от вибрации являются: - воздействие на источник возбуждения (снижение или ликвидация возбуждающих сил) - отстройка от режима резонанса (подбор массы m и жесткости g колебательной системы) - вибродемпфирование- увеличение механического импеданса колебательной системы - динамические гашения колебаний - присоединения к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта. - изменение конструктивных параметров. - активная виброзащита - дополнительный источник вибрации в противофазе. - виброизоляция - для ослабления вибрации от источника. Установка виброизоляторов - материалов с большим внутренним трением (резина, пробка, войлок, асбест, стальные пружины). |