Производственный шум

8.1 Действие шума на организм человека

Звук или шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Шумом являются различные звуки, мешающие нормальной деятельности человека и вызывающие неприятные ощущения. Звук представляет собой колебательное движение упругой среды, воспринимаемое нашим органом слуха. Звук, распространяющийся в воздушной среде, принято называть воздушным шумом; а звук, передающийся по строительным конструкциям, называют структурным. Движение звуковой волны в воздухе сопровождается повышением и понижением давления. Периодическое повышение давления в воздухе по сравнению с атмосферным в невозмущенной среде называют звуковым давлением Р (Па), именно на изменение давления в воздухе реагирует наш орган слуха. Чем больше давление, тем сильнее раздражение органа слуха и ощущение громкости звука. Скорость звука в воздухе при t= 20⁰ C примерно равна 334, в стали-5000, в бетоне-4000 м/с.

За единицу измерения уровня интенсивности звука принят один Белл (Б). Белл-это десятичный логарифм отношения интенсивности звука J (I) к его пороговой интенсивности.

При I/I₀ =10 уровень интенсивности звука L=1Б; при I/I₀ =100 L=2Б; при I/I₀ =1000 L=3Б и т.д.

Однако, ухо человека четко различает изменение уровня звука на 0,1 Б. Поэтому в практике акустических измерений и расчетов пользуются величиной 0,1 Б, которая называется децибелом (дБ).

Следовательно, уровень интенсивности звука (дБ) определяется зависимостью L=10 lg I/I₀.

В производственном помещении находятся обычно несколько источников шума, каждый из которых оказывает влияние на общий уровень шума. При определенных уровнях звука от нескольких источников пользуются специальными зависимостями, так как уровни звука складываются не арифметически. Например, если каждая из двух виброплощадок создает шум в 100 дБ, то суммарный уровень шума при их работе будет 103 дБ, а не 200 дБ. Два одинаковых источника совместно создают уровень шума на 3дБ больше, чем уровень каждого источника.

С физиологической точки зрения шумом является любой звук, неприятный для восприятия, мешающий разговорной речи и неблагоприятно влияющий на здоровье человека. Орган слуха человека реагирует на изменение частоты, интенсивности и направленности звука. Человек способен различать звуки в диапазоне частот от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и с частотой свыше 20000 Гц (ультразвук), хотя и не вызывают слуховых ощущений, но объективно существуют и производят специфическое физиологическое воздействие на организм человека. Установлено, что длительное воздействие шума вызывает в организме различные неблагоприятные для здоровья изменения.

Объективно действие шума проявляется в виде повышенного кровяного давления, учащенного пульса и дыхания, снижения остроты слуха, ослабления внимания, некоторого нарушения координации движения и снижения работоспособности. Субъективно действие шума может выражаться в виде головной боли, головокружений, бессонницы, общей слабости. Комплекс изменений, возникающих в организме под влиянием шума, в последнее время медиками рассматривается как «шумовая болезнь».

Медико-физиологические исследования показали, что при выполнении сложных работ в помещении с уровнем шума 80-90 дБА рабочий в среднем должен затратить на 20 % больше физических и нервных усилий, чтобы иметь производительность труда, достигаемую при шуме 70 дБА. В среднем можно считать, что снижение уровня шума на 6-10 дБА ведет к росту производительности на 10-12 %.

Основой нормирования шума является ограничение звуковой энергии, воздействующей на человека в течение рабочей смены, значениями, безопасными для его здоровья и работоспособности. Нормирование учитывает различие биологической опасности шума в зависимости от спектрального состава и временных характеристик и производится в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83*. В этом ГОСТе приведены нормативные данные по октавным уровням звукового давления в дБ, уровням звука в дБА для производственных предприятий и транспортных средств. Для жилых и общественных зданий нормирование производится по СН 2.2.4./2.1.8.562-96 «Допустимые уровни шума на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». По предельному спектру нормируются уровни звукового давления в основном для постоянных шумов в стандартных октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31,5;63,125,250,500,1000,2000,4000,8000 Гц.

Норматив для массово-увеселительных заведений (типа дискотек) составляет примерно 90 дБ. При этом болевая граница определена примерно на уровне 140 дБ. При 85 дБ устанавливается знак опасности. При возрастании шума в окружающем пространстве на 10 дБ, люди начинают говорить громче на 5 дБ. При этом у разговаривающих возникает нервное напряжение, функциональное нарушение слуха, замедление и заторможенность речи по смыслу, а также ухудшение взаимопонимания, что приводит к большей утомляемости, общему снижению производительности труда.

8.2 Методы и средства защиты от шума

Разработка мероприятий по борьбе с производственным шумом должна начинаться на стадии проектирования технологических процессов и машин, разработки плана производственного помещения и генерального плана предприятия, а также технологической последовательности операций.

Этими мероприятиями могут быть:

уменьшение шума в источнике возникновения;

снижение шума на путях его распространения;

архитектурно-планировочные мероприятия;

совершенствование технологических процессов и машин;

акустическая обработка помещений.

Уменьшение шума в источнике возникновения является наиболее эффективным и экономичным. В каждой машине (электродвигатель, вентилятор, виброплощадка) в результате колебаний (соударений) как всей машины, так и составляющих ее деталей (зубчатых передач, подшипников, валов, шестеренок), возникают шумы механического, аэродинамического и электромагнитного происхождения.

При работе различных механизмов снизить шум на 5-10 дБ можно следующим путем:

· устранения зазоров в зубчатых передачах и соединениях деталей с подшипниками;

· применения глобоидных и шевронных соединений;

· широкого использования пластмассовых деталей.

Шум в подшипниках качения и зубчатых передачах уменьшается также при снижении частоты вращения и нагрузки. Часто повышенные уровни шума возникают при несвоевременном ремонте оборудования, когда ослабляется крепление или образуется недопустимый износ деталей.

Снижение шума вибрационных машин достигается посредством:

уменьшения площади вибрирующих элементов;

замены зубчатых и цепных передач на клиноременные или гидравлические;

замены подшипников качения на подшипники скольжения (там, где это не вызывает значительного повышения расхода энергии - снижение шума до 15дБ.);

повышение эффективности виброизоляции (т.к. снижение уровня вибрации деталей всегда приводит к уменьшению шума);

снижение интенсивности процесса виброформования за счет некоторого увеличения времени вибрирования.

Снизить шумы аэродинамического и электромагнитного происхождения, можно только уменьшением мощности или рабочих скоростей машины, что неизбежно приведет к снижению производительности труда или нарушению технологического процесса.. Поэтому, во многих случаях, когда существенного уменьшения шума в источниках достичь не удалось, используют методы снижения шума на путях его распространения, т.е. применяют шумозащитные кожухи, экраны и глушители аэродинамического шума.

Архитектурно – планировочные мероприятия предусматривают меры защиты от шума, начиная с разработки генерального плана предприятия строительной индустрии и плана цеха. Наиболее шумные и вредные производства рекомендуется компоновать в отдельные комплексы с обеспечением разрывов между ближайшими соседними объектами. При планировке помещений внутри производственных и вспомогательных зданий нужно предусматривать максимально возможное удаление малошумных помещений от помещений с «шумным» технологическим оборудованием. Рациональной планировкой производственного помещения можно добиться ограничения распространения шума, уменьшения числа рабочих, подверженных действию шума. Например, при расположении виброплощадок или шаровых мельниц в помещении, изолированном от других участков цеха, достигается резкое снижение уровня производственного шума и улучшение условий труда для большинства рабочих.

К технологическим мероприятиям по борьбе с шумом относится выбор таких технологических процессов, в которых используются механизмы и машины, возбуждающие минимальные динамические нагрузки. Например, замена машин, использующих вибрационный метод уплотнения бетонной смеси (виброплощадка и т.д) машинами с применением безвибрационной технологии изготовления железобетонных изделий, когда формование изделий осуществляется прессованием или нагнетанием под давлением бетонной смеси в форму.

Для защиты работающих в производственных помещениях с шумным оборудованием применяются:

звукоизоляция вспомогательных помещений, смежных с шумным производственным участком;

кабины наблюдения и дистанционного управления;

акустические экраны и изолирующие кожухи;

обработка стен и потолка звукоизолирующими облицовками или применение штучных поглотителей;

звукоизолирующие кабины и укрытия для регламентированного отдыха работников шумных постов;

вибродемпфирующие покрытия на корпуса и кожухи виброактивных машин и установок;

виброизоляция виброактивных машин на основе различных систем амортизации.

В необходимых случаях меры коллективной защиты дополняются применением средств индивидуальной защиты от шума в виде различных наушников, вкладышей, шлемов.

Шум распространяющийся по воздуху, может быть существенно снижен посредством устройства на его пути звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов и экранов. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что наибольшая часть падающей на него звуковой энергии, отражается и только незначительная часть ее проникает через ограждение. Передача звука через ограждение осуществляется следующим образом: падающая на ограждение звуковая волна приводит его в колебательное движение с частотой равной частоте колебаний воздуха в волне. Колеблющееся ограждение становится источником звука и излучает его в изолируемое помещение.

Передача звука из помещения с источником шума в смежное помещение происходит по трем направлениям:

· через щели и отверстия;

· вследствие колебания преграды;

· через прилегающие конструкции (структурный шум).

Для большинства применяемых строительных облицовочных материалов коэффициент звукопоглощения =0,1 0,9 на частотах 63-8000 Гц.

Звукоизолирующие строительные перегородки снижают уровень шума в смежных помещениях на 30 50 дБ.

Для защиты от шума операторов бетоносмесительных узлов, дозаторных установок пульт управления располагают в звукоизолирующей кабине, снабженной смотровым окном с 2-х или 3-х слойным остеклением, герметичными дверями и специальной системой вентиляции. От воздействия прямого звука операторы машин защищаются при помощи экранов, которые располагаются между источником шума и рабочим местом. Применение экранов оправдано для защиты от высоко- и среднечастотных шумов.

Для уменьшения массы ограждения и повышения их звукоизолирующей способности часто применяют многослойные ограждения. Пространство между слоями заполняется пористо-волокнистыми материалами или оставляется воздушный промежуток шириной 40 60 мм. Звукоизоляция двойного ограждения составляет 60 дБ.

Для снижения шума аэродинамического происхождения на пути его распространения в воздухо- и газопроводах, а также на путях всасывания и выхлопа применяют специальные акустические устройства – глушители.

По принципу снижения звуковой энергии глушители шума подразделяются на:

абсорбционные;

реактивные;

комбинированные.

В абсорбционных глушителях ослабление шума достигается за счет поглощения звуковой энергии в порах волокнистых материалов, которыми облицовываются внутренние поверхности, контактирующие с потоком воздуха или газа. Потери звуковой энергии обусловлены подбором звукопоглотителей с высоким внутренним трением, в которых звуковая энергия превращается в тепловую в результате трения воздуха о стенки. Снижение уровня шума абсорбционными глушителями колеблется в пределах 5 15дБ.

В реактивных глушителях ослабление шума достигается на определенных частотах путем отражения звуковой энергии к источнику или искусственным повышением трения в воздухе в каналах глушителя. Конструктивно глушители представляют собой сочетание более узких каналов и расширительных камер, воздух в которых рассматривается как акустическая масса определенной упругости. Реактивные глушители обеспечивают снижение шума на 25 30 дБ, но при этом происходит некоторое снижение мощности машины (компрессора, двигателя внутреннего сгорания).