практика. Условий труда
 Скачать 1.75 Mb.
|
|
p относительно атмосферного р атм = 101 кПа [13,14,15]. По частотному спектру шумы подразделяются на: - широкополосные, с непрерывным спектром шириной более од- ной октавы. Октава – это диапазон частот, в котором верхняя гра- ничная частота в два раза больше нижней. - тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. По временным характеристикам шумы подразделяются на: - постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ; - непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБ. Непостоянные шу- мы подразделяют на: 76 - колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; - прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; - импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с. Причинами производственного шума могут быть как особенно- сти технологического процесса (ударные, механические и гидромеха- нические), так и дефекты конструкций элементов оборудования, его монтажа и сборки, увеличенные зазоры в узлах и элементах. Шумы являются следствием вибрации элементов оборудования. Воздействие шума на организм человека Слуховой анализатор человека (ухо) воспринимает звуки в диа- пазоне частот от 16 – 20 Гц до 20000 Гц. Чувствительность уха к вос- приятию шумов неодинакова и она наибольшая для частот примерно до 5000 Гц. Воздействие шума на человека вызывает преждевремен- ную усталость, снижение внимания и скорости реакции, что повыша- ет вероятность травматизма. Воздействие шума на человека, его вос- приятие сопровождается и так называемой «следовой реакцией». Суть ее в том, что когда контакт человека с шумом прекращается, фи- зиологическое воздействие продолжается иногда до 1,5 – 2,0 часов. Для шумных производств характерна своя профессиональная болезнь – тугоухость, (аналогичная виброболезни). Воздействие интенсивного импульсного или ударного шума может привести к механическому повреждению барабанной перепонки уха – производственной травме. Таким образом, шум это и профессиональная вредность и производ- ственная опасность. 77 Характеристика, оценка и нормирование параметров шума Физическими характеристиками звука являются: частота колебаний f, Гц, интенсивность, или сила звука I, Вт/м 2 , и звуковое давление р, Па. Частота колебаний – это число колебаний в секунду. Она харак- теризует высоту тона. Звуковое давление – это силовая характеристика звукового поля, разность полного давления в волне и атмосферного давления. На слух человека действует среднеквадратичное значение звукового давления: 0 ) ( 2 1 2 ∫ ⋅ = T dt t p T p (1) Интенсивность звука – это энергетическая характеристика поля, поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через еди- ницу площади: T S W I ⋅ = (2) Она связана со звуковым давлением соотношением c p I ⋅ = ρ 2 (3) где ρ – плотность среды, кг/м 3 ; с – скорость звука, м/с; ρ · с – удельное акустическое сопротивление среды, Па·с/м. Величины звукового давления и интенсивности изменяются в очень широких пределах: по давлению до 10 8 раз, по интенсивности – до 10 16 раз, поэтому оперировать такими цифрами неудобно. Согласно биологическому закону Вебера-Фехнера, выражающего связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызван- ного ощущения, реакция организма прямо пропорциональна относи- тельному приращению раздражителя. В связи с этим были введены логарифмические величины – уров- ни звукового давления и интенсивности: 78 , lg 0 I I L = (4) где I o — интенсивность звука на пороге слышимости, принимаемая для всех звуков равной 10 -12 Вт/м 2 Величина L называется уровнем интенсивности звука и выража- ется в белах, Б. Ухо человека реагирует на величину в десять раз меньшую, чем бел, поэтому распространение получила единица де- цибел (дБ), равная 0,1 Б. Так как интенсивность звука (шум) пропорциональна квадрату звукового давления, то уровень звукового давления определится по формуле P P L 0 lg 20 ⋅ = , (5) где Р 0 — пороговое звуковое давление, едва различимое ухом чело- века, на частоте 1000 Гц составляет 2·10 -5 Па. Уровнями интенсивности обычно пользуются при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления – при измере- нии шума и оценке его воздействия на организм человека. Использование логарифмической шкалы для измерения уровня шума позволяет получить сравнительно небольшой интервал лога- рифмических величин от 0 до 140 дБ. Реальный звук является наложением гармонических колебаний (колебаний, совершаемых по закону косинуса или синуса) с большим набором частот, то есть звук обладает акустическим спектром. Спектр – распределение уровней шума по частотам. При измерении и анализе шумов весь диапазон частот разбива- ют на октавы – интервалы частот, где конечная частота больше на- чальной в два раза: 2 1 2 = f f (6) и третьоктавные полосы частот, определяемые соотношением 79 3 1 2 2 = f f (7) В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота: − для октавного диапазона – f ср 2 1 f f ⋅ = ; − для третьоктавного – f cр 6 1 2 f ⋅ = Область слышимых звуков ограничивается не только определен- ными частотами, но и предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Так, для того чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторым минимальным звуковым давлением, но если это давление превышает определенный предел, то звук не слы- шен и вызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каж- дой частоты колебаний существует наименьшее (порог слышимости) и наибольшее (порог болевого ощущения) звуковое давление, кото- рое способно вызвать звуковое восприятие. В качестве критерия нормирования уровней шума используются предельно допустимые уровни (ПДУ) шума. Предельно допустимый уровень шума – такой уровень, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболева- ний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современ- ными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сро- ки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц. Нормирование шума осуществляется по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости на основании [2]. При воздействии на работника постоянного шума отнесение ус- ловий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии виброакустических факторов осуществляется по результатам измере- ния уровней звукового давления в октавных полосах со среднегео- метрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. 80 Допускается также в качестве регламентируемой величины по- стоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уро- вень звука в дБА, измеренный по временной характеристике шумо- мера «медленно». Нормируемой характеристикой непостоянного шума является эк- вивалентный (по энергии) уровень звука LA экв (в дБА) – уровень зву- ка постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое среднее квадратичное звуковое давление, что и данный непостоян- ный шум в течение определенного интервала времени. Расчет эквивалентного уровня звука, L факт , дБА (уровня звукового давления, дБ) проводится в следующей последовательности [14]: 1. Определяют поправку ∆LА i , дБА, к значениям измеренного уровня звука или октавного уровня звукового давления в зависимости от продолжительности шума в соответствии с таблицей 1. 2. Вычисляют разность по формуле (8) L факт = L - ∆LА i (8) Предельно допустимые уровни звукового давления, звука и экви- валентного уровня звука на рабочих местах устанавливаются в соответ- ствии с табл. 2 и табл. 3. Таблица 1 Эквивалентный корректируемый уровень 8-часовой рабочий день 12- часовой рабочий день Разность уровней время ра- боты поправка, ∆LА i время работы поправка, ∆LА i разность слагаемых уровней L 1 -L 2 , дБ добавка, ∆L, дБ 1 2 3 4 5 6 8,0 -0,0 12,0 -0,0 0 3,0 7,5 -0,3 11,5 -0,2 1 2,5 7,0 -0,6 11,0 -0,4 2 2,2 6,5 -0,9 10,5 -0,6 3 1,8 6,0 -1,2 10 -0,8 4 1,5 81 Окончание таблицы 1 1 2 3 4 5 6 5,5 -1,6 9,5 -1,0 5 1,2 5,0 -2,0 9,0 -1,2 6 1,0 4,5 -2,5 8,5 -1,5 7 0,8 4,0 -3,0 8,0 -1,8 8 0,6 3,5 -3,6 7,5 -2,0 9 0,5 3,0 -4,2 7,0 -2,3 10 0,4 2,5 -5,0 6,5 -2,7 2,0 -6,0 6,0 -3,0 1,5 -7,3 5,5 -3,4 1,0 -9,0 5,0 -3,8 0,5 -12 4,5 -4,2 0,25 -15 4,0 -4,8 5 мин -20 3,5 -5,3 3,0 -6,0 -2,5 -6,8 -2,0 -7,8 -1,5 -9,0 -1,0 10,8 Пример расчета эквивалентного уровня звука для рабочего места столяра, время воздействия шума на организм - 6 часов из 8 часового рабочего дня, уровень шума L = 85 дБА. Определяем поправку ∆LА i по табл. 1, ∆LА i = 1,2. Полученные значения подставляем в формулу (8) L факт = 85 - 1,2 = 83,8 дБА При воздействии в течение рабочего дня (смены) на работника шу- мов с разными временными (постоянный шум, непостоянный шум - ко- леблющийся, прерывистый, импульсный) и спектральными (тональный шум) характеристиками в различных сочетаниях измеряют или рассчи- тывают эквивалентный уровень звука [21]. Для получения сопостави- мых данных измеренные или рассчитанные эквивалентные уровни зву- ка импульсного и тонального шумов увеличиваются на 5 дБА, после 82 чего полученный результат можно сравнивать с ПДУ для шума без вне- сения в него понижающей поправки (табл. 1). Таблица 2 Предельно допустимые уровни звукового давления, звука и эквивалентного уровня звука на рабочих местах Уровни звукового давления, дБ, в октавных поло- сах со среднегеометрическими частотами, Гц Наименование показателя 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уро- вень звука и эквива- лент- ный уровень звука, дБА Выполнение всех видов работ 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 Определяем предельно допустимый уровень звукового давления, звука и эквивалентного уровня звука на рабочих местах в соответствии с табл. 2. ПДУ = 80 и по табл. 3 определяем, к какому классу (подклас- су) условий труда относится анализируемое рабочее место. Рабочее ме- сто относится к классу 3.1. Таблица 3 Отнесение условий труда по классу (подклассу) условий труда при воздействии виброакустических факторов Класс (подкласс) условий труда допус- тимый вредный опасный Наименова- ние показате- ля, единица измерения 2 3.1 3.2 3.3 3.4 4 1 2 3 4 5 6 7 Шум, экви- валентный уровень зву- ка, дБА ≤ 80 > 80-85 > 85-95 > 95-105 > 105-115 > 115 83 Окончание таблицы 3 1 2 3 4 5 6 7 Инфразвук, общий уро- вень звуково- го давления, дБЛин ≤ 110 > 110-115 > 115-120 > 120-125 > 125-130 > 130 превышение ПДУ до ... дБ Ультразвук воздушный, уровни зву- кового дав- ления в 1/3 октавных по- лосах частот, дБ ≤ ПДУ 10 20 30 40 > 40 Способы защиты от шума Защита от шума осуществляется [16, 17]: - техническими средствами и способами борьбы (уменьшение шума машины в самом источнике; применение технологических про- цессов, при которых шум превышает допустимых норм); - строительно-акустическими мероприятиями (звукоизоляция, звукопоглощение, защита расстоянием); - применением средств индивидуальной защиты; - организационными мероприятиями (выбор рационального ре- жима труда и отдыха, сокращение времени нахождения в шумных условиях, лечебно-профилактические мероприятия). В данной работе оцениваются способы защиты от шума на пути его распространения. Звукоизоляция Звукоизолирующая способность преграды измеряется в кг/м 2 , и 84 оценивается величиной коэффициента звукоизоляции r, равным от- ношению интенсивности звука J 11 падающих на преграду волн к ин- тенсивности звука волн, прошедших через нее: r =J 11 / J 21 = J / τ (9) Коэффициент прохождения « τ » связан с коэффициентами отра- жения « ξ » и рассеивания « δ » соотношением, выражающим законом сохранения энергии δ + ξ + τ = 1 (10) Звукоизоляция R, дБ – десятичный логарифм отношения (1) и выражается разностью соответствующих значений интенсивности уровней звука. R = 10 lg r = 10 lg J 11 – 10 lg J 21 (11) Эффективность звукоизоляции определяется по формуле. L L L i и з i зи Э − = (12) где L i – уровень звукового давления, дБ без звукоизоляции; L зи – уровень звукового давления, дБ со звукоизоляцией. Звукопоглощение Звукопоглощающая способность преграды определяется величи- ной коэффициента звукопоглощения используемых материалов и площадью ограждающих поверхностей. Эффективность звукопогло- щения определяется по формуле: % 100 ⋅ − = L L L i и з i зп Э (13) где L i – уровень звукового давления, дБ без звукоизоляции; L з.и – уровень звукового давления , дБ со звукоизоляцией. На этом этапе лабораторной работы в качестве звукопоглотителя используется различная акустическая облицовка. 85 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Экспериментальная часть В лабораторной работе производится измерение уровня шума, со- здаваемого экспериментальным оборудованием (рис. 1, поз. 4), рас- положенным рядом с производственным помещением (рис. 1, поз. 10), отделенным от оборудования звукопоглощающей перегородкой (рис. 1, поз. 8). Состоит из следующих этапов: -определение фактического уровня шума в производственном помещении (эквивалентный корректиронный уровень); - сравнение полученного значения эквивалентного корректирован- ного уровня шума с нормативными требованиями, оформление прото- кола исследования и вывод о классе (подклассе) условий труда (При- ложение 6). Описание лабораторной установки Схема лабораторного стенда представлена на рис. 1. На лабора- торном столе установлены: генератор сигналов 1 (тип прибора ФГ-100) и моделирующее устройство 2. Корпус моделирующего уст- ройства 2 представляет собой деревянную коробчатую конструкцию, разделенную пополам звукопоглощающей перегородкой 8 (в ком- плект входит несколько звукопоглощающих перегородок) с верхней откидной крышкой 9, а лицевая сторона выполнена из прозрачного материала. В левой части корпуса моделирующего устройства 2 рас- полагаются: - макет заводского оборудования 3 (козловой кран); - источник шума (громкоговоритель) 4, расположенный снизу и предохраняется от внешнего воздействия защитной решеткой 5, а снаружи звукоизолирующим кожухом 6 с грузом 7. В правой части корпуса моделирующего устройства 2 представ- 86 лены макеты оборудования технического отдела (кульман, стул…) 10. В левой и правой частях корпуса моделирующего устройства вмонтированы осветительные приборы, включение и выключение ко- торых осуществляется тумблерами 12, расположенными на лицевой панели корпуса. Р и с. 1. Схема лабораторного стенда: 1 – генератор сигналов (тип ФГ-100); 2 – моделирующее устройство; 3 – макет заводского оборудования (козловой кран); 4 – ис- точник шума; 5 – защитная решетка; 6 - звукоизолирующий кожух; 7 – груз; 8 – звукопогло- щающая перегородка; 9 – верхняя откидная крышка моделирующего устройства; 10 – маке- ты оборудования технического отдела; 11 – импульсный шумомер (тип 00 014); 12 – тумбле- ры включения/выключения освещения в моделирующем устройстве; 13 – соединительные кабели Соединение генератора сигналов с моделирующим устройством осуществляется соединительным кабелем 13 (коричневая оплетка – нижняя клемма ФГ-100 и правая клемма на лицевой панели; черная оплетка – верхняя клемма ФГ-100 и левая клемма на лицевой панели). Для возбуждения громкоговорителя используется генератор сиг- налов 1 типа ФГ-100, а измерение осуществляется с помощью шумо- мера 9 типа «00 014». 87 Описание лабораторного стенда • Генератор сигналов (поз. 1 рис. 1.). Для создания шума в моде- лирующем устройстве используется функциональный генератор сиг- налов ФГ-100, внешний вид представлен на рис. 2. На передней пане- ли генератора расположены регулирующие элементы (ручки), позво- ляющие установить необходимые исследуемые параметры шума. Р и с. 2. Внешний вид функционального генератора ФГ-100: 1, 2 – ручки формирования переменного напряжения заданной частоты; 3 – ручка установки выходного сигнала; 4 – ручка регулировки амплитуды сигнала; 5 – выходные клеммы генератора Ручкой 1 и 2 формируется выходное переменное напряжение с частотой в диапазонах, Гц: от 0,1 – 10 % до 1 + 10 % от 1 – 10 % до 10 + 10 % от 10 – 10 % до 100 + 10 % от 100 – 10 % до 1000 + 10 % от 1000 – 10 % до 10000 + 10 % от 10000 – 10 % до 100000 + 10 % Форма выходного сигнала (треугольная, прямоугольная синусои- дальная) устанавливается ручкой 3. Плавная регулировка амплитуды выходного переменного напряжения (В) осуществляется ручкой 4, нижний предел – значение «0», верхний предел – значение 10 ± 0,25. Сигналы подаются на выходные клеммы генератора 5. 88 • Шумомер (поз. 11 рис. 1) «00 014» представляет собой прибор нормального класса точности с импульсной оценкой для определения уровня шума, внешний вид и элементы управления представлены на рис. 3. Р и с. 3. Внешний вид шумомера «00 014»: 1 – микрофон; 2 – винт крепления; 3 – переключатель положений оценки измерений; 4 – переключатель диапазона измерений; 5 – регулятор изоточки; 6 – кнопка вкл/выкл; 7 – кнопка контроля включения батареи; 8 – кнопка гашения; 9 – кнопка оценки времени импульсно; 10 – кнопка оценки по времени медленно/быстро; 11 – детали крепления ремня; 12 – крышка батарейной кассеты Назначение основных элементов шумомера (рис. 3): 3 – переключатель положений оценки измерений: LIN – линейно без оценки, А – оценка, EXT – для оценки измерений с внешними фильтрами; 4 – переключатель диапазона измерений (BEWERTUNG (оценка)), служит для установки диапазона от 30 до 130 дБ с шагом по 10 дБ; 6- кнопка вкл./выкл. (О/I) – при нажатии прибор включается 89 и кнопка стопорится в данной положении, выключение осуществля- ется путем вторичного нажатия, кнопка деблокируется; 7 – кнопка включения батареи (-ıǀ-), при нажатии этой кнопки индикатор указы- вает батарейное напряжение, если прибор включен. При положении стрелки индикатора внутри или выше обозначенного (-ıǀ-) поля обес- печивается надежное функционирование (положение стрелки в этом поле не является мерой зарядного состояния батареек); 8 – кнопка гашения (LÖSCHEN) – кратковременное нажатие этой кнопки обу- словливает гашение сохраненного при IMPULS HALTEN значение. Измерение при нажатой кнопке гашения невозможно; 9 – кнопка оценки времени (IMPULS), применяется при измерении сильно ко- леблющихся или коротко продолжающихся шумов, например, транс- портный шум; 10 – кнопка оценки по времени (медленно/быстро, SLOW/FAST), FAST (быстро) – при измерении с внешним фильтром, если имеются звуковые сигналы одинаковой формы, SLOW (медлен- но) – при измерениях сильно изменяющихся звуковых сигналов. При помощи кнопок 9 и 10 можно включить следующие временные оцен- ки: – S/F нажата (I отпущена) – FAST (быстро); – I нажата (S/F отпу- щена) – IMPULS (импульс); – S/F и I отпущены – SLOW (медленно); S/F и I нажаты – IMPULS HALTEN (импульс сохранен). |