|
|
Фондовая лекция №6 БЖД. Лекция по учебной дисциплине Безопасность жизнедеятельности Защита от шума и вибрации
2. Действие шума и вибрации на организм человека.
Такие проблемы современных мегаполисов, как шум и вибрации, увеличиваются по своей интенсивности с каждым годом. Почему современная наука так активно в последние годы стала исследовать проблему влияния шума и вибрации на организм человека? Почему измерение вибрации стало обязательным исследованием на многих предприятиях и в организациях? Да потому, что современная медицина начала бить тревогу: растет количество профессиональных заболеваний – вибрационной болезни и тугоухости, возникающей из-за длительного воздействия шума и вибрации на работника такого предприятия. И в группах риска оказалось много профессий, связанных как раз с работой в этих условиях.
Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний, угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление. Первы е дошедшие до нас
14
жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127гг.).
Каждый человек обладает рядом специализированных периферических образований- органов чувств, обеспечивающих восприятие действующих на организм внешних раздражителей (из окружающей среды). К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Чтобы вести полноценный образ жизни человеку необходимы все эти органы, но внешние раздражители из окружающей его среды могут привести к потери одного из них.
Слух- способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Орган слуха - ухо , ему доступна область звуков -механических колебаний с частотой 16-20000Гц, но слуховой анализатор человека обладает акустическим рефлексом блокировки звука в ответ на интенсивный звуковой раздражитель, таким образом , орган слуха выполняет два задания: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение.
Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. Мы живем в веке скоростей, где приемлемо применение на производстве высокоскоростных станков и агрегатов(двигатели, насосы, компрессоры, турбины, дробилки, центрифуги, и прочие установки имеющие движущие детали).
В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативными воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др.
За последние годы в связи с увеличением различного количества транспорта, возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значение. Увеличение количества и развитие транспорта привело к шумовому загрязнению окружающей среды, чтобы как-то стабилизировать сложившуюся обстановку, принимается много мер, прежде всего, это требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая
15
подвергается наибольшему воздействию шума, создаваемого различными видами транспорта(грузовой транспорт, поезда, самолёты и т.д.).
Источники шума многообразны. Разные источники порождают различные шумы. Это аэродинамичные шумы самолетов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, колебания всевозможных конструкций громкая музыка и многое другое.
Для оценки различных шумов измеряются уровни звука с помощью шумомеров по ГОСТ 17.187-81. Для оценки физического воздействия шума на человека используется громкость и уровень громкости. Порог слышимости изменяется с частотой , уменьшается при увеличении частоты звука от 16 до 4000Гц, затем растет с увеличением частоты до 20000Гц. Например , звук создающий уровень звукового давления в 20дБ на частоте 1000Гц, будет иметь такую же громкость, как и звук в 50дБ на частоте 125гц. Поэтому звук одного уровня громкости при разных частотах имеет различную интенсивность.
Для характеристики постоянного шума установлена характеристика- уровень звука, измеренный по шкале А шумомера в дБА.
Не постоянные во времени шумы характеризуются эквивалентным(по энергии) уровнем звука в дБА, определяется по ГОСТ 12.1.050-86.
Как показали многочисленные исследования шумовое загрязнение, особенно в крупных городах, практически всегда имеет локальный характер и это преимущественно вызывается средствами транспорта- городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно, что является наибольшей опасностью как для окружающей среды, так и для человека.
Шум — это неприятный или нежелательный звук либо совокупность звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих вредное или раздражающее действие на организм человека, снижающих его работоспособность.
16
Шум является общебиологическим раздражителем и в определенных условиях может влиять на все органы и системы целостного организма, вызывая разнообразные физиологические изменения.
Шум действует на организм как стресс-фактор, вызывает изменение звукового анализатора, а также, благодаря тесной связи слуховой системы с многочисленными нервными центрами на самом различном уровне, происходят глубокие изменения в центральной нервной системе.
Наиболее опасно длительное действие шума, при котором возможно развитие шумовой болезни — общего заболевания организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.
Особую актуальность имеет на сегодня проблема вибрации. Наиболее благоприятные условия для распространения вибрации создаются при использовании неглубоких туннелей углубления, строительство которых является экономически целесообразным. Трассы метрополитена прокладывают под жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов свидетельствует о том, что вибрация проникает в жилые здания в радиусе 40-70 метров от туннеля метрополитена.
Вибрацией называют механические ритмичные колебания упругих тел. Чаще всего под вибрацией понимают нежелательные колебания. Аритмичные колебания называют толчками. Распространяется вибрация вследствие передачи энергии колебаний от колеблющихся частиц к соседним частицам. Эта энергия в любой момент пропорциональна квадрату скорости колебательного движения, поэтому по величине последней можно судить об интенсивности вибрации, т. е. о потоке вибрационной энергии. Поскольку скорости колебательного движения изменяются во времени от нуля до максимума, для их оценки используют не мгновенные максимальные значения, а среднеквадратичную величину за период колебания или измерения. В отличие от звука вибрация воспринимается разными органами и частицами тела. Так, при низкочастотных (до 15 Гц)
17
колебаниях поступательная вибрация воспринимается отолитовым, а вращательная - вестибулярным аппаратом внутреннего уха. При контакте с твердым вибрирующим телом вибрация воспринимается нервными окончаниями кожи. Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в определенной мере механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, у человека в положении сидя резонанс тела, который обусловливается влиянием вибрации и проявляется неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4-6 Гц, у человека в положении стоя - на частотах 5-12 Гц. Человек ощущает вибрацию частотой от долей герца до 800 Гц, вибрация большой частоты воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая ощущение тепла. Человек ощущает колебательные скорости, отличающиеся в 10 000 раз. Поэтому по аналогии с шумом интенсивность вибрации часто оценивают как уровень колебательной скорости (виброскорости), определяя его в децибелах. За пороговую колебательную скорость принята величина 5 • 10"8 м/с, что отвечает пороговому звуковому давлению 2 • 10
5 Н/м2.
Степень неблагоприятного действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника низкочастотных колебаний), времени суток, возраста, рода деятельности и состояния здоровья человека.
Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать неблагоприятное влияние на жителей городов. Исследования, проведенные в одном из районов ФРГ, показали, что промышленные предприятия и транспорт в условиях большого города служат одной из причин вибрационного дискомфорта в квартирах. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% — на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на
18
раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств.
При непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.
Суть проблемы заключается в том, что постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.
Бич современного производства – локальная вибрация. Локальная вибрация вызывает главным образом спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.
Источники вибрации могут быть внешними: транспортные средства, создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий (эти вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий), метрополитен, тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи; и внутренними: инженерное и санитарно-техническое оборудование(оно может находиться в соседних помещениях вашей квартиры или офиса), лифты, насосы, станки, трансформаторы, центрифуги.
Проблема заключается в том, что постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.
19
3. Нормирование шума и вибрации.
Нормирование шума осуществляется по предельному спектру шума и уровню звукового давления. При первом методе предельно допустимые уровни звукового давления нормируются в октавных полосах частот со среднегеомегрическими частотами 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000. 4000, 8000 Гц. Совокупность девяти допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром.
Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А шумомера и называемого уровнем звука в дБА, используется аля ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае спектр шума неизвестен.
В производственных условиях очень часто шум имеет непостоянный характер. В этих условиях наиболее удобно пользоваться некоторой средней величиной, называемой эквивалентным (по энергии) уровнем звука Lэкв и характеризующей среднее значение энергии звука к дБА. Этот уровень измеряется специальными интегрирующими шумомерами или рассчитывается.
Нормативы уровней шума регламентируются «Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах» № 3223—85, утвержденными Минздравом в зависимости от их классификации по спектральному составу и временным характеристикам, виду трудовой деятельности.
С точки зрения биологического воздействия существенное значение имеет спектральный состав и продолжительность действия шума. Поэтому к допустимым уровням звукового давления вводятся поправки, учитывающие спектральный состав и временную структуру шума. Наиболее неблагоприятно действуют тональные и импульсные шумы. Тональным считается шум, в котором прослушивается звук определенной частоты. К импульсным относится шум, воспринимаемый как отдельные удары и состоящий из одного или нескольких импульсов звуковой энергии с продолжительностью каждого
20
меньше 1 с. Широкополосным считается шум, в котором звуковая энергия распределяется по всему спектру звуковых частот. Очевидно, что с увеличением длительности воздействия шума в течение смены абсолютные значения поправок снижаются. При этом они больше для широкополосных, чем для тональных или импульсных шумов, На постоянных рабочих местах допустимый уровень звука составляет 80 дБА.
Методы гигиенической оценки вибрации рабочих мест, нормируемые параметры и их допустимые величины установлены Санитарными нормами вибрации рабочих мест СН 3044—84.
Гигиеническую опенку вибраций, воздействующих на человека на рабочем месте в производственных условиях, производят следующими методами:
1. частотный (спектральный, анализ нормируемого параметра. Он является основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на человека;
интегральная оценка по частоте нормируемого параметра, применяемая для ориентировочной оценки;
2. доза вибрации, используемая для оценки вибрации с учетом времени воздействия.
При частотном анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V и виброускорения а (или их логарифмические уровни Lv, Lа), измеренные в октавных или третьоктавных полосах частот (для общих узкополосных вибраций только в третьоктавных полосах частот).
При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения и (или их логарифмические уровни Lu), измеряемые с помощью корректирующих фильтров или вычисленные по формулам.
При дозной оценке вибрации нормируемым параметром является эквивалентное по энергии корректированное значение (или его логарифмический уровень Luэкв), определяемое по формуле.
21
4. Устранение или уменьшение шума в источниках его образования
Мероприятия по борьбе с шумом и вибрациями можно разделить на две основные группы: организационные и технические. Основными организационными мероприятиями являются:
1. исключение из технологической схемы виброакустически активного оборудования;
2. использование оборудования с минимальными динамическими нагрузками, правильный его монтаж;
3. правильная эксплуатация оборудования, своевременное его освидетельствование и проведение профилактических ремонтов;
4. размещение шумящего оборудования в отдельных помещениях, отделение его звукоизолирующими перегородками;
5. расположение шумных цехов в отдалении от других производственных помещений;
6. дистанционное управление виброакустическим оборудованием из кабин;
7. применение СИЗ от шума и вибрации;
8. проведение санитарно-профилактических мероприятий (рациональные режимы труда и отдыха, профосмотры и т. п.) для работающих на виброакустическом оборудовании.
Главными направлениями борьбы с шумом является его ослабление или ликвидация непосредственно в источнике образования.
Это достигается заменой ударных процессов и машин безударными, изменением конструкций узлов, создающих шум (например, применением оборудования с гидроприводом вместо оборудования с кривошипным или эксцентриковыми приводами); заменой возвратно-поступательного движения деталей равномерным вращательным (например, замена штамповки при производстве печенья прессованием между валком и транспортерной лентой); применением пластмасс, текстолита, резины и других материалов для
22
изготовления деталей оборудования (например, замена металлических пластинчатых транспортеров в цехах фасования для транспортирования бутылок на пластмассовые с покрытием поверхности бортиков, обращенных к бутылкам, полосами из звукопоглощающих материалов, например полистиролом) .
Одним из наиболее простых и экономически целесообразных способов снижения шума от машин и механизмов в производственных помещениях является применение методов звукопоглощения и звукоизоляции.
В основу звукопоглощения положено свойство строительных материалов рассеивать энергию звуковых колебаний, преобразуя ее в тепловую. Наибольшим звукопоглощающим эффектом обладают пористые и волокнистые материалы. Звуковые волны при встрече с пористой преградой частично отражаются и частично поглощаются. На основе закона сохранения энергии имеем
уде α, β, τ — соответственно коэффициенты звукопоглощения, отражении н звукопроводимости преграды, характеризующие ее соответствующие свойства.
где Епогл, Еотр, Епрот, Епад — соответственно поглощенная, отраженная, прошедшая н падающая на преграду звуковая энергия.
Звукопоглощающими материалами считаются имеющие α>0,2 (фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый по-ливинилхлорид и др.). Звукопоглощающие покрытия и облицовки снижают общий уровень шума не более чем на 8—10 дБ, а в отдельных октавных полосах спектра шума —до 12—15 дБ.
23
Звукопоглощающие покрытия и облицовки обычно размещают на потолке и стенах и особенно эффективны в помещениях с высокими потолками и большой длины. Для получения максимального эффекта площадь облицованной поверхности должна составлять не менее. 60% общей площади ограничивающих помещение поверхностей. Если площадь свободных поверхностей из-за световых проемов менее указанной, дополнительно следует применять штучные (функциональные) поглотители, подвешиваемые над и вблизи шумного оборудования. Штучные поглотители представляют собой плоские кулисы и балки или объемные конструкции в виде призм, шаров и т. п., заполненных звукопоглощающим материалом (стекловолокно и т. п.).
Для предупреждения распространения шума его источник изолируется (частично или полностью) с помощью ограждений (стен, перегородок, перекрытий, кожухов и экранов), отражающих звуковую энергию. Звукоизолирующая способность ограждений зависит от акустических свойств материалов (скорости звука в поле), геометрических размеров, числа слоев материала, массы, упругости, качества крепления ограждения, частоты его собственных колебаний и частотной характеристики шума.
Акустические экраны представляют собой щиты, облицованные со стороны источника шума звукопоглощающим материалом толщиной не менее 50—60 мм. Их следует применять для защиты от шума обслуживаемого и соседних агрегатов, если звукопоглощающие облицовки не обеспечивают соблюдения гигиенических нормативов. Их назначение — снижение интенсивности прямого звука или отгораживание шумного оборудования или участков от остальной части помещения. Экран является преградой, за которой образуется акустическая тень со сниженным уровнем звукового давления прямого шума. Он наиболее эффективен против шума высоких и средних частот и дает малый эффект для низкочастотного шума, огибающего экраны за счет дифракции. Линейные размеры экрана не менее чем в 2—3 раза должны превосходить линейные размеры источника шума. Их целесообразно применять
24
для защиты от источников шума, создающих уровни звукового давления в рассматриваемых точках, превышающие допустимые не менее чем на 10 дБ и не более чем на 20 дБ.
Звукоизолирующие качества ограждения определяются коэффициентом звукопроводимости. Для диффузного звукового поля, в котором все направления распространения прямых и отраженных звуковых волн равновероятны, величина звукоизоляции ограждения может быть рассчитана по формуле (в дБ): R=101gl/τ.
Глушители шума, распространяющегося по каналам, возникающего на выходе вентиляторов, на входе и выходе компрессоров, разделяются на активные и реактивные (рис. 46). Активные представляют собой канал, облицованный звукопоглощающим материалом. Они используются для борьбы с шумом со сплошным широкополосным спектром. Реактивные 1лушнтели применяются для борьбы с шумом с резко выраженными дискретными составляющими (выхлопом поршневых двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и т. п.) и выполняются в виде камер расширения и сужения, с перегородками и т. п.
Особо нужно отметить, что традиционные методы борьбы с шумом с помощью звукоизоляции и звукопоглощения малоэффективны при инфразвуке. В этом случае первостепенным является борьба с этим вредным производственным фактором в источнике его возникновения.
Основными мероприятиями по борьбе с инфразвуком являются:
-повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума излучений в область слышимых частот;
-повышением жесткости конструкций больших размеров;
-устранение низкочастотных вибраций;
-установка глушителей реактивного типа, в основном резонансных и камерных.
Основными мерами борьбы с ультразвуком являются повышение рабочих частот; использование звукоизолирующих кожухов и экранов из листовой стали
25
толщиной 1,5—2 мм, покрытые слоем резины до I мм; устранение непосредственного контакта рабочих с источником ультразвуковых колебаний за счет механизации и автоматизации процессов. |
|
|
Скачать 467 Kb.