Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие по самостоятельной работе

Подождите немного. Документ загружается.

ком диапазоне, неудобно и поэтому на практике используют логарифмиче-

ские уровни L

и L

, которые рассчитывают относительно порогово ощути-

мых значений Р

и J

по следующим формулам:

lg10

;

lg20

Уровень интенсивности звука L

и уровень звукового давления L

вы-

ражают в децибелах (дБ). Логарифмическая шкала удобна для оценки шума,

поскольку уровень интенсивности звука L

и уровень звукового давления L

укладываются в пределах от 0 до 140 дБ. Когда в расчетную точку поступает

шум от нескольких источников, то суммарный уровень от действия шума

оценивают суммой интенсивностей:

....

21 n

JJJJ +++=Σ

Разделим левую и правую части этого выражения на Jо, прологариф-

мируем и получим

,...lg1010













+++=

⋅

или

.10lg10

1,0

∑

Суммарный уровень интенсивности для n одинаковых источников шу-

ма будет равен

(

)

1,0

lg1010lg10

LnnL

+=⋅=

Любой источник шума характеризуется также звуковой мощностью,

измеряемой в ваттах (Вт). Звуковая мощность W − это общее количество

звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространст-

во в единицу времени. По аналогии с уровнем звукового давления и уровнем

интенсивности звука в акустических расчетах принято использовать относи-

тельную величину L

− уровень звуковой мощности,

lg10

где W

− пороговая звуковая мощность, W

= 10

-12

Вт.

Источники шума излучают звуковую энергию неравномерно по всем

направлениям, т. е. обладают направленностью излучения, которая характе-

ризуется фактором направленности

ср

Ф =

где J

СР

− средняя интенсивность звука, Вт/м

На поверхности сферы радиусом r, окружающей точечный источник

шума, размеры которого малы по сравнению с длиной звуковых волн, сред-

няя интенсивность звука равна

ср

Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового

давления, то фактор направленности излучения шума можно определить по

следующему выражению:

ср

Ф =

где Р

СР

− среднее звуковое давление по всем направлениям излучения шума,

Па.

Производственный шум классифицируют по частоте, спектральным,

временным характеристикам и по происхождению.

В зависимости от частоты шум подразделяют:

на низкочастотный − диапазон частот ниже 400 Гц;

среднечастотный − от 400 до 1000 Гц;

высокочастотный − свыше 1000 Гц.

Наиболее неприятными и раздражающими слух являются звуки высо-

ких частот. Особенностью звуков низких частот является их способность

огибать пространства, проникать через отверстия.

По характеру спектра шум подразделяют:

на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной

октавы;

тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона

(четко прослушивается звук определенной частоты).

По происхождению шум подразделяют:

на шум аэродинамического происхождения – шум, возникающий

вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение

сжатого воздуха или газа из отверстий, пульсация давления при движении

потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с боль-

шими скоростями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и

др.);

шум гидродинамического происхождения – шум, возникающий вслед-

ствие стационарных или нестационарных процессов в жидкостях (гидравли-

ческие удары, турбулентность потока, кавитация и др.);

шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие

вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или пе-

риодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конст-

рукций в целом;

шум электромагнитного происхождения – шум, возникающий вследст-

вие колебаний электромеханических устройств под влиянием переменных

магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечни-

ка трансформатора и др.).

По временным характеристикам шум подразделяют на постоянный,

уровень звука которого за восьмичасовой рабочий день (рабочую смену) из-

меняется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях по временной

характеристике шумомера «медленно», и непостоянный, уровень звука кото-

рого за восьмичасовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени

более чем на 5 дБА при измерениях на той же характеристике шумомера.

Шумовое воздействие на работающих является, как правило, непосто-

янным по уровню шума или времени его действия.

Для оценки непостоянного шума используют эквивалентный (по энер-

гии) уровень L

ЭКВ

– уровень постоянного шума, создающий в течение опре-

деленного времени, например, за рабочую смену, ту же дозу, что и данный

непостоянный шум.

Дозу шума Д

применяют для оценки акустической энергии, воздейст-

вующей на человека за время действия непостоянного шума. Единица изме-

рения дозы шума – Па

х ч.

Шум даже небольших уровней оказывает значительное влияние на

слуховой анализатор, который через центральную нервную систему связан с

различными органами жизнедеятельности человека. Поэтому шум оказывает

вредное влияние на весь организм. Длительное воздействие интенсивного

шума на человека приводит к заболеваниям нервной и сердечно-сосудистой

систем, внутренних органов и психическим расстройствам. Выраженные

психологические реакции проявляются уже начиная с уровней шума 30 дБ.

Нарушения вегетативной нервной системы и периферического кровообраще-

ния наблюдаются при шуме 40−70 дБ. Воздействие шума в 50−60 дБ на цен-

тральную нервную систему проявляется в виде замедления реакций человека,

нарушений биоэлектрической активности головного мозга с общими функ-

циональными расстройствами организма и биохимическими в структурах го-

ловного мозга. Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к

шумовой болезни (тугоухости), снижению работоспособности и создает

предпосылки для общих и профессиональных заболеваний и производствен-

ного травматизма.

Ухудшение слуха или его полная потеря являются основным критери-

ем воздействия шума при физических работах. Для напряженного умствен-

ного труда на первое место выступают нервно-психические нарушения, вы-

званные воздействием шума. Эти выводы и положены в основу санитарно-

гигиенического нормирования, основанного на результатах физиологических

исследований действия шума на человека при различной трудовой деятель-

ности. Санитарно-гигиеническому нормированию подлежат следующие ха-

рактеристики звукового поля:

уровень звукового давления в октавных полосах частот (для постоян-

ного шума);

уровень звука – уровень звука постоянного широкополосного шума,

который имеет то же самое звуковое давление, что и данный непостоянный

шум в течение определенного времени;

эквивалентные уровни звука (для непостоянного шума);

длительность воздействия шума на человека в течение смены в зависи-

мости от уровня и характера шума.

Санитарно-гигиенические требования регламентируют следующие до-

кументы:

ГОСТ 12.1.003−83 «Шум. Общие требования безопасности»;

СН 2.2.4/2.1.8.562−96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,

общественных зданий и на территории жилой застройки»;

СанПиН 2.2.2.540−96 «Гигиенические требования к ручным инстру-

ментам и организации работ».

Наряду с санитарно-гигиеническим нормированием шума действует

техническое нормирование – система ограничений шумовых характеристик

оборудования, основанная на достижениях науки и техники по снижению

шума. Техническому нормированию подлежат, прежде всего, уровни звуко-

вой мощности в октавных полосах частот.

Методы и средства защиты от шума по отношению к защищаемому

объекту подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику шума под-

разделяют:

на средства, снижающие шум в источнике его возникновения – средст-

ва, снижающие возбуждение шума и звукоизолирующую способность источ-

ника шума;

средства, снижающие шум на пути его распространения от источника

до защищаемого объекта – средства, снижающие шум механического, аэро-

динамического, гидродинамического и электромагнитного происхождения.

Методы и средства коллективной защиты от шума в зависимости от

способа реализации подразделяют на архитектурно-планировочные, акусти-

ческие и организационно-технические.

Архитектурно-планировочные методы защиты от шума включают:

рациональное размещение производственных зданий, помещений, а

также расстановка технологического оборудования, машин и организация

рабочих мест;

рациональное акустическое планирование зон, режима движения

транспортных средств и др.

Организационно-технические методы защиты от шума включают в се-

бя:

применение малошумных технологических процессов, машин и обору-

дования;

оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и

автоматического контроля;

использование рациональных режимов труда и отдыха и др.

Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа

действия подразделяют:

на средства звукоизоляции – звукоизолирующие ограждения зданий и

помещений, звукоизолирующие кабины, перегородки, звукоизолирующие

кожухи, звукоизолирующие капоты, акустические экраны;

средства звукопоглощения – звукопоглощающие облицовки, объемные

(штучные) поглотители звука;

средства виброизоляции (для снижения уровня шума вибрирующие аг-

регаты устанавливают на амортизаторы или на специальные фундаменты) и

демпфирования (достигается покрытием вибрирующих частей оборудования

и машин специальными демпфирующими материалами, имеющими высокое

внутреннее трение);

глушители шума.

СИЗ от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразде-

ляют:

на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снару-

жи;

противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой про-

ход и ли прилегающие к нему. В зависимости от применяемого материала

могут быть твердыми, эластичными, волокнистыми, а от характера использо-

вания – многократного или одноразового использования;

противошумные шлемы и каски;

противошумные костюмы и шлемы.

Подбор СИЗ производят с учетом их акустической эффективности.

Для измерения параметров шума применяют шумомеры типа 2218 и

2235 фирмы «Брюль и Кьер» (Дания), типа 7178 фирмы «Вяртсиля» (Фин-

ляндия), типа 00026 объединения РФТ (ГДР), измеритель эквивалентного

уровня типа 00005 в комбинации с шумомером 00017 этого же объединения,

отечественные цифровые шумомеры ШВ-04, ШВ-03, шумомеры-

анализаторы и др.

Шум на рабочих местах измеряют на высоте 1,5 м над уровнем пола

или рабочей площадки, если работа выполняется стоя, или на высоте органов

слуха человека, если работа выполняется сидя. Измерения шума проводят

при наличии или отсутствии (последнее предпочтительнее) оператора (рабо-

тающего) на рабочем месте или в рабочей зоне. Измерения проводят в фик-

сированных точках или с помощью микрофона, закрепляемого на операторе

и перемещающегося вместе с ним, что обеспечивает более высокую точность

определения уровня шума и является предпочтительным. При отсутствии

оператора микрофон устанавливают в заданную точку измерения, находя-

щуюся на уровне его головы.

Инфразвук − это акустические колебания, распространяющиеся с час-

тотой ниже 20 Гц. Источниками инфразвука в машиностроении являются ме-

ханизмы, работающие при частотах вращения менее 20 об/с, средства назем-

ного транспорта, вентиляторы, компрессоры, кондиционеры, электростале-

плавильные дуговые и доменные печи и др.

Инфразвук принято оценивать теми же физическими величинами, что и

звук, т. е. частотой колебания, давлением, скоростью, а также относительны-

ми величинами уровня звукового давления и др.

Инфразвук оказывает на человека разрушающее действие. Представим

организм человека в виде механической колебательной системы, состоящей

из оболочки с эластичными стенками, внутри которой через упругие связи

подвешены элементы масс, каждый из которых имеет свою собственную час-

тоту колебаний: голова (12−27 Гц), горло (6−27 Гц), грудная клетка (2−12

Гц), ноги и руки (2−8 Гц), поясничная часть позвоночника (4−14 Гц).

Если через эту систему проходят звуковые колебания низкой частоты,

имеющие большую длину волны при сравнительно малых размерах (антро-

пометрических) системы, то под их влиянием эластичные стенки приходят в

вынужденное колебательное движение и будут периодически сжиматься и

расширяться, передавая колебания внутренним элементам. При этом если

собственная частота колебаний элемента будет близка или совпадет с часто-

той вынужденных колебаний, то он будет совершать колебания с увеличен-

ной амплитудой. При колебаниях происходит механическое раздражение

клеток и тканей легких, головного мозга, механорецепторов всего организма,

а также слухового анализатора с непосредственным механическим воздейст-

вием на центральную нервную систему (головной и спинной мозг). Постоян-

ное действие инфразвука создает очаги возбуждения и перевозбуждения в

центрах головного мозга с последующим их энергетическим истощением и

угнетением (вплоть до утраты функций), что ведет к понижению психофи-

зиологических функций, психической и психологической деятельности чело-

века и постепенной утрате профессиональной трудоспособности.

Гигиеническую оценку инфразвука производят в частотном диапазоне

от 1,0 до 20 Гц, включающего четыре октавные полосы со среднегеометриче-

скими частотами 2; 4; 8 и 16 Гц или двенадцать 1/3 октавных полос со сред-

негеометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 12,5; 16 и 20 Гц.

Гигиенические требования к инфразвуку регламентируют санитарные

нормы СН 2.2.4/2.1.8.583−96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и об-

щественных помещениях и на территории жилой застройки» с учетом степе-

ни тяжести и напряженности трудового процесса, выполняемого как в произ-

водственных помещениях, так и на территории предприятий.

Методы снижения и ограничения неблагоприятного влияния инфразву-

ка предусматривают снижение его уровней в источнике образований и на пу-

ти его распространения:

увеличение частот вращения валов до 20 и более оборотов в секунду;

устранение низкочастотных вибраций;

повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;

конструктивные изменения источников, позволяющие из области ин-

фразвуковых колебаний перейти в область звуковых колебаний, для сниже-

ния которых возможно применение методов звукоизоляции и звукопоглоще-

ния;

организация режимов труда и отдыха, изложенных в Руководстве

2.2.4/2.1.8.000−95 «Гигиеническая оценка физических факторов производст-

венной и окружающей среды».

Ультразвук составляют колебания в диапазоне частот от 18 кГц и вы-

ше. Например, в машиностроении ультразвук применяют:

при сварке и резке различных материалов;

в литейных цехах для обработки жидких сплавов, очистки отливок, а

также очистки воздуха от дыма;

в гальванических и сборочных цехах при промывке и обезжиривании

деталей, химическом травлении, контроле сборочных соединений и других

операциях.

К источникам ультразвука относят также оборудование, при эксплуа-

тации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий

фактор.

Основными характеристиками ультразвука являются частота колеба-

ний, уровни звукового давления и виброскорости.

В зависимости от частоты ультразвуковые колебания бывают низко-

частотные (16−63 кГц); среднечастотные (125−250 кГц) и высокочастотные

(1,0−31,5 МГц).

Ультразвук передается человеку контактным (при соприкосновении

рук или других частей тела человека с источником ультразвука, обрабаты-

ваемыми деталями и др.) и/или воздушным способом. Ультразвук действует

на весь организм, но непосредственно на молекулярном и клеточном уров-

нях.

Как известно, ультразвук в жидкостях вызывает явление кавитации (от

латинского cavitos − пустота), т. е. нарушение сплошности текущей жидко-

сти. Поскольку тело человека включает большое количество жидкости, ульт-

развук создает в нем зоны повышенного и пониженного давления, что вызы-

вает в организме отрицательные изменения. Основной эффект действия

ультразвука тепловой: поглощаясь тканями тела, он нагревает их, повышая

температуру тела в целом. Ультразвук приводит к функциональным наруше-

ниям сердечно-сосудистой, эндокринной и нервной систем, к потере слухо-

вой чувствительности, повышенной утомляемости и развитию профессио-

нального заболевания − ультразвуковой болезни.

Допустимые значения ультразвука на рабочем месте регламентируют:

ГОСТ 12.1.001−83 «Ультразвук. Общие требования безопасности»;

СанПиН 2.2.4/2.1.8.582−96 «Гигиенические требования при работах с

источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, меди-

цинского и бытового назначения».

Нормируемыми параметрами воздушного ультразвука являются уровни

звукового давления в дБ в третьоктавных полосах со среднегеометрическими

частотами 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 кГц.

Нормируемыми параметрами контактного ультразвука являются пико-

вые значения виброскорости или ее логарифмические уровни в дБ в октав-

ных полосах со среднегеометрическими частотами 16; 31,5; 63; 125; 250; 500;

1000; 2000; 4000; 8000; 16000; 31500 кГц.

Методы снижения и ограничения неблагоприятного влияния ультра-

звука включают:

исключение контакта с источниками ультразвука путем дистанционно-

го управления, автоблокировки;

применение более высоких рабочих частот (не ниже 22 кГц);

размещение стационарных ультразвуковых источников в отдельных

помещениях или звукоизолирующих кабинах;

оборудование ультразвуковых источников звукопоглощающими кожу-

хами и экранами;

применение средств защиты рук работающих (нарукавников, рукавиц

или перчаток) при контактном ультразвуке и средств защиты органов слуха

(противошумы) при воздушном ультразвуке;

организация регламентированных перерывов − десятиминутный пере-

рыв за 1−1,5 ч до и пятнадцатиминутный перерыв через 1,5−2 ч после обе-

денного перерыва для проведения физиопрофилактических процедур (тепло-

вых гидропроцедур, массажа, ультрафиолетового излучения), а также лечеб-

ной гимнастики, витаминизации и т. п.;

организация регламентированных перерывов для профилактики утом-

ления зрения.

Литература: [4, 5, 7, 72, 24, 26, 35, 81, 124, 126, 128].

Вопросы для самоконтроля

1. Каково физиологическое воздействие шума, инфразвука и ультра-

звука на организм человека и допустимые уровни звукового давления?

2. Расскажите о способах борьбы с шумом, инфразвуком и ультра-

звуком.

3. Назовите способы определения эффективности использования

звукоизолирующих устройств.

4. Расскажите о средствах индивидуальной защиты от воздействия

шума и ультразвука.

5. Что такое звукоизоляция?

6. Что такое звукопоглощение?

Тема 10. Вибрационная защита

Причины возникновения и физические характеристики (параметры)

вибрации.

Действие вибрации на человека и окружающую среду. Вибрационная

болезнь. Доза вибрации.

Санитарно-гигиеническое и техническое нормирование вибраций.

Средства коллективной защиты от вибрации (балансировка, вибро-

демпфирование, виброизоляция и др.). Виды виброизоляторов, их преимуще-

ства и недостатки, оценка виброизоляции; порядок выбора виброизоляторов.

Средства индивидуальной защиты от вибрации.

Измерение вибрации и виброизмерительная аппаратура.

Указания к изучению темы

Вибрация − это движение точек или механической системы, при кото-

ром происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений,

по крайней мере, одной координаты. Она возникает при работе машин и аг-