Производственный шум, инфра и ультразвук

Вибрация

Вибрациейназывают механические колебания тела с частотой 1-100 Гц, вызванные неуравновешенными силовыми воздействиями. Несмотря на то, что вибрация находит полезное применение в медицине (вибромассаж) и в технике (вибраторы), все же длительное ее воздейс­твие на человека является опасным. При определенных условиях она мо­жет вызвать разрушение машин и механизмов. Различают общую(вызы­вает сотрясение всего организма) и локальную (воздействует на отдель­ные органы) вибрацию. В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности» сущест­вуют следующие виды общей вибрации: транспортная, транспортно-технологическая, технологическая.

При воздействии общей вибрации наблюдается нарушение деятель­ности сердечно-сосудистой и нервной систем, спазмы сосудов, измене­ния в сосудах, приводящие к ограничению подвижности.

Особенно опасна вибрация на резонансных частотах (6--9 Гц), когда частоты колебания рабочих мест совпадают с собственными частотами колебаний внутренних органов человека (возможно механическое пов­реждение данных органов вплоть до разрыва).

При действии на руки работающих местной вибрации происходит на­рушение чувствительности кожи, окостенение сухожилий, потеря упру­гости кровеносных сосудов и чувствительности нервных волокон, отложение солей в суставах кистей рук и пальцев и другие негативные явле­ния. Длительное воздействие вибрации приводит к профессиональному заболеванию - вибрационной болезни, эффективное лечение которой возможно лишь в начальной стадии.

Источники вибрации предприятий торговли и услуг (холодильные ус­тановки, системы вентиляции, различные акустические системы и музы­кальные инструменты) создают вибрационные поля, действующие на ок­ружающую среду, в том числе на человека, практически круглосуточно.

Бытовая техника (пылесосы, стиральные и швейные машины, элект­родрели, холодильники, электромассажеры, кофемолки, кондиционеры, вентиляторы и т. д.), как правило, является источником не столько об­щей, сколько локальной вибрации. Главным источником вибрации в го­родах (особенно крупных) являются все виды транспорта, создающие су­щественную вибрационную нагрузку на все живые существа, здания, на­земные и подземные инженерные сооружения, покрытия дорог.

Основными параметрами вибрации являются: амплитуда смещения (величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия); амплитуда колебательной скорости и колебательного уско­рения; период колебаний (время между двумя последовательными оди­наковыми состояниями системы); частота.

Из-за специфических свойств органов чувств человека для характерис­тики вибрации используют не просто величину колебательной скорости, а ее среднеквадратичное значение. Вообще интенсивность вибрации измеря­ется в баллах, представляющих собой логарифм отношения двух одноимен­ных физических величин. Предельное (пороговое) значение колебательной скорости, выбранное международным соглашением, равно 5x10^-8м/с. Но поскольку абсолютные значения параметров вибрации изменяются в доволь­но широких пределах, то удобно и даже принято пользоваться так называе­мым уровнем параметров. Уровень параметра - это десятикратный лога­рифм отношения абсолютной величины параметра к некоторой величине, принятой за начало отсчета. Измеряются уровни в децибелах (дБ). Как любое воздействие на человека, так и вибрация нормируется стандартами, правила­ми и нормами. Обычно - это зависимость уровня параметра от частоты виб­рации. Для измерения вибрации используется специальная аппаратура.

Нормирование уровня вибрации. Основными документами, устанав­ливающими предельно допустимые уровни вибрации, являются:

СН 2.4.12.1.8.566-96. Санитарные нормы. Производственная вибра­ция, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

СанПиН 001-96. Межгосударственные санитарные правила и нормы. Санитарные нормы допустимых уровней физических фак­торов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях.

СанПиН 2.2.2.540-96. Санитарные правила и нормы. Гигиеничес­кие требования к ручным инструментам и организации работ.

СанПиН 2.2.2\2.4.1340 -03. Гигиеничес­кие требования к персональным электронно вычислительным машинам, и организации работ.

ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие тре­бования», санитарные нормы СН 12.4,2.1.8.556-96 «Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданию» рег­ламентируют параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием. Документы устанавли­вают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, норми­руемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Основные методы борьбы с вибрациями машин и оборудования:

-уменьшение степени вибрации в источнике ее возникновенияпред­полагает использование таких механизмов и технологических про­цессов в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей, вместо под­шипников качения применяют подшипники скольжения и т. д.;

-отстройка от режима резонансадостигается либо изменением характеристик системы (массы, жесткости), либо изменением угловой скорости;

-вибропоглощение(вибродемnфирование),т. е. снижение степени вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете в тепловую). Увеличение потерь энергии достигается использованием, например таких материалов, как пластмасса, дерево, резина, нанесением стоя упруго-вязких материалов (рубероид, фольга, мас­тика использованием смазочных масел);

-виброгашение, путем установления механизмов на самостоятельные фундаменты и применение виброгасителей, увеличением массы (инерции) фундаментов или их жесткости; (например, подбираются динами­ческие гасители с массой т и жесткостью q, собственная частота которых V_o настроена на основную частоту агрегата V, имеющего массу М и жесткость Q). Колебания виброгасителя в каждый момент времени находятся в противофазе с колебаниями агрегата;

-виброизоляция - способ уменьшения вибрации путем введения в систему упругой связи, препятствующей передаче вибрации от источника колебаний к основанию (или смежным элементам) тои или иной конструкции или к другим объектам, в том числе к чело­веку.

Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации явля­ется устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операции.

Организационно-технические меры по защите от вибрации включают: периодический контроль вибрационной нагрузки на оператора при воздейс­твии локальной вибрации не реже 2 раз в год, общей - не реже 1 раза в год; исключение контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пре­делами рабочего места или зоны (ограждения, знаки, надписи); введение определенного режима труда (суммарное время контакта с вибрацией не должно превышать 2/з продолжительности рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентированных перерыва для активного отдыха); не­допущение к работе лиц моложе 18 лет и не прошедших медосмотр.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия вибрации, рабо­тающие должны использовать средства индивидуальной защиты:

-для рук - специальные рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки;

-для ног - специальную обувь, стельки, подметки.

Производственный шум, инфра и ультразвук.

Звук - это волнообразное распространение механических колебательных движений частиц упругой среды.

Звуковое давление – это переменнаясоставляющая в результате звуковых колебаний, Па.

Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний и звуковой волне. Наибольшей чувствительностью слуховой анализатор человека обладает к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц.

Звуковая мощность определяется отношением звуковой энергии ко времени:

P = W/t= (1Дж/c =1 Вт)

Интенсивностью звукаопределяется отношением звуковой мощности к площади поперечного сечения:

R=P/S=(Bт/м²)

Производственным шумом - называют хаотическое сочетание различных по частоте и силе звуков, вызывающих неприятные ощущения и оказывающих вредное или раздражающее воздействие на организм.

В соответствии с «ГОСТ 12.1.003-83* ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» производственные шумы по происхождению подразделяются на:

-механические, возникшие при вибрации;

-аэродинамические(горение в форсунках, большая скорость струи воздуха и др.);

-на турбогидравлические;

- на структурные (колебания поверхностей, стен и т.п.)

По характеру спектра шумы подразделяются на низкочастотные (максимальное звуковое давление меньше 400 Гц), среднечастотные (звуковое давление в пределах 400-1000 Гц) и высокочастотные (зву­ковое давление больше 1000 Гц).

По временным характеристикам шумы подразделяются напостоянные и непостоянные.

Непостоянные шумы бывают колеблющимися по времени.уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистыми, уро­вень звука которых резко падает до уровня фонового шума; импульсны­ми состоящими из сигналов менее 1 с.

По характеру действия шумы делятся настабильные, прерывистые воющие. Последние два особенно неблагоприятно действуют на слух.

Слуховой аппарат человека наиболее чувствителен к звукам высокой частоты и воспринимает звуковые колебания в пределах 16-20000 Гц. Ниже 16 Гц и выше 20 000 Гц находятся соответственно области неслы­шимых человеком инфразвуков и ультразвуков. Зависимость уровней от частоты называется спектром шума. Спектры шума бывают дискретны­ми, сплошными и смешанным.

Воздействие шума на организм может проявляться в виде специфи­ческого поражения органа слуха, нарушений со стороны ряда органов я систем, снижения производительности труда, снижения внимания, повышения уровня травматизма. В отрасли связи шум является одним из на­иболее распространенных источников вредности.

Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает цент­ральную нервную систему, вызывает изменение скорости дыхания я пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сер­дечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приво­дить к профессиональным заболеваниям.

Действие шума вызывает нарушение нормальной функции желудка­уменьшается выделение желудочного сока, изменяется кислотность, что при водит кгастритам и язвам.

Шум действует на вестибулярный аппарат, вызывая нарушение коор­динации движений, тошноту. Действуя на другие анализаторы, шум вы­зывает нарушение концентрации внимания, ухудшает восприятие цветовых извуковых сигналов. При воздействии шума раньше возникает чувс­тво усталостии развиваются признаки утомления.

Исключительно сильное влияние оказывает шум на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы. Из-за шума снижается про­изводительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Шум обладает кумулятивным (накапливающим) действием. Чем стар­ше человек, тем резче его реакция на шумовое раздражениe.

Количественные значения уровня шума, оказывающего воздействие на человека, следующие. Шум с уровнем в 30-35 дБ привычен для чело­века и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40--60 дБ в услови­ях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. При уровне шума 65 дБ повышается кровяное давление, появляется быстрая утомляемость. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха - профессиональной тугоу­хости. Уровень шума 90 дБ (шум поезда метрополитена) приводит к ухудшению деятельности желудочно-кишечного тракта, нарушению не­рвной деятельности. При шуме в 140 дБ (рев мотора самолета в 100 м) клетки коры головного мозга находятся в состоянии, близком к истоще­нию, возникают механические колебания тканей и разрушение нервных клеток, могут быть нарушены связи между частями внутреннего уха. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможны разрыв бара­банных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Вредное воздействие шума зависит и от длительности нахождения че­ловека в неблагоприятных в акустическом отношении условиях.

Нормирование уровня шума может осуществляться по предельному спектру уровней звукового давления на частотах от 31,5 до 8000 ГЦ, по уровню интенсивности звука в дБ, по дозе шума.

Методы борьбы с шумом. Для снижения шума проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:

- устранение причины шума или существенное его ослабление в самом источнике при разработке технологических процессов и проектировании оборудования;

- изоляция источника шума от окружающей среды средствами звуко- и виброзащиты, звуко- и вибропоглощения;

- рациональная планировка помещений;

- применение средств индивидуальной защиты от шума;

- рационализация режима труда в условиях шума;

- профилактические мероприятия медицинского характера.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бес­шумные, однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение шума в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схе­мы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами,оборудования на источнике дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения.

Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может за­крывать отдельный шумный узел машины.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает примене­ние акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабо­чего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолков и стен приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

Снижение аэродинамического шума осуществляется с помощью активных и реактивных глушителей. Выбор типа глушителя зависит от уровня и спектрального состава шума. Для глушения высокочастотных шумов эффективны активные глушители, основанные на поглощении звуковой энергии, для низкочастотных - реактивные, основанные на принципе акустического фильтра.

Уменьшение шума можно достичь за счет рациональной планировки зданий, в соответствии с которой наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в глубине территории в одном месте. Они должны быть удалены от помещений для умственного труда и ограждены зо­ной зеленых насаждений, частично поглощающих шум.

Агрегаты с наиболее интенсивным шумом (выше 130 дБ) следует раз­мещать вне территории предприятий и жилой зоны с подветренной сто­роны и отделять от границ населенных пунктов шумозащитной зоной или стеной. Агрегаты, создающие шум более 90 дБ, должны размещаться в изолированных помещениях.

Учитывая, что с помощью технических средств не всегда удается ре­шить проблему снижения шума, большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты. В качестве индивидуаль­ных средств защиты применяются наушники, вкладыши, шлемы, защи­щающие ухо от неблагоприятного действия шума.

Для измерения силы и интенсивности шума применяют различные приборы:шумомеры, анализаторы частот, корреляционные анализаторы и коррелометры, спектрометры и др. Принцип работы шумомера состоит в том, что микрофон преобразует колебания в электрическое напряже­ние, которое поступает на специальный усилитель и после усиления вы­прямляется и измеряется индикатором по градуированной шкале в деци­белах. Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно состав­ляет 30-130 дБ при частотах 5-8000 Гц.

Среди мероприятий по борьбе с шумом важное место занимают сани­тарные нормы и правила, выполнение которых контролируют органы са­нитарной службы и общественного контроля.

Нормативным документом является СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Инфразвук

Инфразвук – звуковые колебания, не превышающие по частоте 20 Гц, т.е. нижнюю границу слухового восприятия человека.

Инфразвуковые колебания возникают в разнообразных условиях и могут быть обусловлены как природными явлениями, например обдуванием ветром зданий, металлических конструкций, так и работой различных машин и механизмов.

В процессах своей жизнедеятельности человек постоянно чувствует воздействие инфразвуковых колебаний. Аналогично слышимой области акустических колебаний инфразвук различают по характеру спектра (ши­рокополосный и тональный) и по временным характеристикам (непре­рывный и непостоянный). Природными источниками инфразвука явля­ются землетрясения, извержения вулканов (с частотой около 0,1 Гц), гро­зовые разряды (0,25-4,0 Гц), штормы (около 1О Гц), ветры (0,5-1 Гц).

К искусственным (антропогенным) источникам относятся взрывы (в том числе ядерные как наиболее мощные источники низкочастотных волн), выстрелы из тяжелых орудий, вибрация различных конструкций и уста­новок (табл.).