Воздействие на человека, нормирование, меры защиты

Лекция 5. Шум, вибрация, ультразвук.

Содержание лекции: даются характеристики звукового поля, вибрации ультразвука, основы нормирования данных вредных факторов с указанием способов достижения данных норм.

Цель лекции - научить рассчитывать уровни шума, вибрации и ультразвука на рабочих местах, производить сравнение расчетных величин с нормируемыми параметрами и рекомендовать защитные меры от этих факторов.

Шум - сочетание звуков различной силы и высоты, изменяющиеся во времени и оказывающие отрицательное действие на человека. Характеризуется звуковым давлением р - среднеквадратичная разность самого высокого и самого низкого звука, [Па]. Предел измерения (2*10^-5 до 100). Интенсивность шума: I - энергетическая характеристика шума [Вт/м²]. Диапазон (10-12 до 100). I=р²/рс - звуковое давление в определённой акустической среде. Уровень звукового давления Lр=10lg(р²/p0²), дБ. Уровень интенсивности звука Lj=10lg(1/1о), дБ. 140 дБ - болевой порог, когда лопаются барабанные перепонки. Частота f, [Гц] - область слышимого диапазона [20Гц-20кГц]. Октава - область частотного спектра, когда отношение граничных частот f2\f1=2. Слышимых октав - 8. Среднегеометрические стандартные частоты Fср2=корень из f1f2. По частотным характеристикам шум разделяется: 1) широкополосный - звуки более 1 октавы; 2) тональный - звуки только одной частоты. Различают низкочастотные шумы - до 300 Гц, среднечастотные шумы - до 1000Гц, высокочастотные - более 1000Гц. По временным характеристикам:

1) постоянный шум, когда уровень звукового давления изменяется в течение рабочего дня не более чем на 5дБ; 2) Непостоянный шум, когда уровень звукового давления изменяется более чем на 5дБ.

Нормирование шума производится по ГОСТ 12.1.003-83 - шум, требования безопасности. Для постоянного шума нормируется уровень звукового давления на среднегеометрических частотах - допустимый спектр ДС - показывает уровень звукового давления на уровне 1000 Гц. непостоянный шум нормируется по эквивалентному уровню звука Lэкв=ДС-5,дБ, Акустический расчет предполагает проведение 3 этапов:

1) Определение интенсивности шума на рабочих местах расчетным или инструментальным методом на всех восьми среднегеометрических частотах.

2) Сравнение рассчитанных либо замеренных уровней шума на рабочих местах с нормативными значениями.

3) Если хотя бы на одной из среднегеометрических частит наблюдается превышение уровня шума, то должны быть разработаны меры защиты.

Интенсивность шума на рабочих местах определяется по формулам

I=Iпр+Iотр, где Iпр = РФ/SK интенсивность прямого шума, Ф - фактор направленности шума (Ф=1), р- звуковое давление, S - площадь распространения шума, S = бr2, б - зависит от того как размещен источник (б=4п, если источник подвешен, б=2п, если источник стоит), r- расстояние от источника шума до расчетной точки, k - коэффициент, характеризующий затухание звука в воздухе. С учетом уровней звукового давления уровень шума в расчетной точке можно определить по формуле L=Lp+10lgФ-10lgб-20lgr-dLопр, где L - интенсивность прямого шума; Lр - уровень шума на каждой среднегеометрической частоте (приводится в паспорте машины); r - расстояние между источником и расчетной точкой; dLопр = ba*r/1000; ba - коэффициент, зависящий от частоты падающего звука.

Для наружных установок отражением пренебрегаем

Интенсивность отражённого шума Lотр= Р/4В, где В-постоянная помещения В=А/(1-aср); А- эквивалентная площадь помещения A=1/nSS1*a1; n -число поверхностей; aср-средний коэффициент звукопоглощения a =1/nSa1

Для закрытых помещений уровень шума можно рассчитать по формуле L = Lр+10lg(Ф/S+4/В).

Меры защиты: I) уменьшение шума в источнике. Например для механических шумов - (смазка), для аэродинамических - (системы глушителей), для шумов электромагнитного происхождения - более полная прессовка пакетов. 2) защита расстоянием, дистанционное управление процессом; 3) рациональная планировка оборудования и цехов, т.е. наиболее шумные цеха должны располагаться с подветренной стороны и выходить торцами на остальные здания; 4) использование звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Звукоизолирующие материалы (звуковая волна отражается), звукопоглощающие - звуковая энергия преобразуется в тепловую энергию. Звукоизолирующие материалы - сплошные (металл, кирпич и т.д.), в качестве звукопоглощающих - пенопласт, вата; 5) акустическая обработка помещений (снижение интенсивности отраженного шума); б Индивидуальные средства защиты: а) вкладыши в уши снижают уровень шума на 10-15 дБ, б) беруши, противошумные наушники на (15-20 дБ), в) шлемы (на 20-25 дБ).

Колебания с частотой от 2-63 Гц, передаваемые через твердые тела, называют вибрацией. Разделяются в зависимости от источника: а) технологические вибрации, б) транспортные, в) транспортно-технологические. По воздействию на организм: 1) локальная, 2) общая. Характеризуются по направлению смещения с оси ХУZ, амплитудой смещения А (м), виброскоростью v=2п/А (м/с), виброускорением W=4пf² (м/с²). Уровень виброскорости: Lv=20lgv/v0, дБ, где v0 - опорная виброскорость (10^-8 м/с)- когда только ощущается, v=1м/с- болевой порог. Виброболезнь - профессиональное заболевание.

Нормирование вибрации осуществляется по ГОСТ ССБТ 12.1.012-90 (санитарное и техническое нормирование). Санитарное нормирование - приводится уровень виброскорости на среднегеометрических частотах в зависимости от вида вибрации.