Производственный шум и методы борьбы с ним

Физические характеристики шума

Шум возникает при механических колебаниях в твердых телах, жидких и газообразных средах. Механические колебания в диапазоне частот 20-20000Гц воспринимаются ухом человека как звук, колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм человека.

При длительном воздействии шума снижается острота слуха, изменяется кровяное давление, ослабляется внимание, ухудшается зрение. Интенсивный шум является причиной нарушения сердечно-сосудистой системы, ухудшается зрение. Интенсивный шум является причиной нарушений сердечно-сосудистой системы, нормальной функции желудка. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков, различных как по уровню, так и по частоте. В каждой отрасли промышленности есть производства и участки с наиболее интенсивными шумами. В настоящее время вредность шума не вызывает сомнений. Шум практически действует на весь организм, он является общебиологическим раздражителем. Шум влияет не только на слух, но и на нервную и сердечно-сосудистую систему.

Шум характеризуется частотой f, интенсивностью І и звуковым давлением. Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называются звуковым полем. Интенсивность звука измеряется средним количеством звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения звука. Интенсивность звука как физическая величина выражает количество звуковой энергии проходящей через площадь в 1 м².

, (2.26)

где І – интенсивность звука, Вт/м²;

Р- мгновенное значение звукового давления, Па;

- плотность среды, кг/м²

С – скорость звука в среде, м/с.

Звуковое давление и интенсивность звука могут изменяться по величине в широких пределах: по давлению – до 10⁸ раз, а по интенсивности – до 10¹⁶ раз.

Важное значение имеет также то, что ухо человека реагирует не на абсолютное, а на относительное изменение интенсивности звука, поскольку интенсивность звука пропорциональна логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни интенсивности и звукового давления, выражаемые в децибелах (дБ). Логарифмическая шкала децибел дает возможность определить только физическую характеристику шума, потому что она построена так, что пороговое значение звукового давления звукового давления ₀ соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Гц. В то же время слуховой аппарат человека неодинаково чувствителен к звукам различной высоты. Наибольшая чувствительность проявляется к звукам на средних и высоких частотах (от 800 до 4000Гц), наименьшая – на низких (от 20 до 100 Гц). Уровень громкости измеряется в фонах. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровнями звукового давления.

Нормирование шума

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-88. ССБТ «Шум. Общие требования безопасности». В них установлены предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА).

Нормирование шума осуществляется по предельному спектру шума и по уровню звукового давления. При первом методе предельно допустимые уровни звукового давления нормируются в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 4000, 8000 Гц.

Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука в дБА, измеряемый по временной характеристике «медленно» шумомера.

Нормируемой характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является интегральный критерий – эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА. Эквивалентный уровень звука L_экв в дБА данного непостоянного шума – уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое квадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и эквивалентные уровни звука на рабочих местах следует выбирать в соответствии с табл. 2.6.1 согласно ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. „Шум. Общие требования безопасности”.

Табл. 2.6.1. Допустимые уровни звукового давления

2.6.1. ОБЩИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ШУМОМ

Вредное воздействие шума на обслуживающий персонал снижается тремя способами: путем активного воздействия на источник звукообразования; поглощением части энергии шума на пути его распространения; применением средств индивидуальной и групповой защиты.

· Первый способ наиболее эффективный. Воздействие на источник шумообразования требует строгого индивидуального подхода с целью учета особенностей звукообразования в процессе эксплуатации машины – источника шума.

· Второй способ отличается большей универсальностью. Для его осуществления не требуется детального исследования механизмов звукообразования. Достаточно знать шумовые характеристики машин и акустические характеристики помещений, материалов, для того чтобы разработать конструкцию и рассчитать эффективность средства поглощения ослабления интенсивности шума на пути его распространения от зоны звукообразования до рабочего места. Такие средства имеют вид звукоизолирующих конструкций (кожухов, перегородок и экранов), звукопоглощающих облицовок (каналов, щелей, стенок, стен ограждающих конструкций), реактивных гасителей, звуковой энергии (резонаторов, настроенных в противофазу к приходящей звуковой волне) и комбинированных устройств. В большинстве случаев, особенно в части средств звукопоглощения, реализация второго способа связана со значительными материальными затратами и дает относительно небольшой эффект снижения шума.

· Третий способ связан с применением средств индивидуальной защиты органов слуха с помощью ушных пробок, противошумных наушников, шлемов. Основное назначение этого способа – защита органов слуха человека от шумовых травм, предотвращение развития профессиональной глухоты и тугоухости. Этот способ ни в коей мере не заменяет снижения шума, указанные выше, так как не обеспечивает защиту человека от воздействия шума и не создает нормальных условий для работы. Тем не менее, в случаях чрезмерного шума на рабочих местах применение средств индивидуальной защиты слуха работникам обязательно.

Таким образом, снижение шума может быть достигнуто одним из указанных способов или их комбинаций.

По выбранному способу снижения шума производится акустический расчет шумовых характеристик на рабочих местах в октавных полосах частот. В расчете используются шумовые характеристики машин и помещений, оборудованных средствами снижения шума. Сравнение расчетных уровней звукового давления с допустимыми санитарными нормами и является объективным критерием оценки средств снижения шума. Окончательный выбор средств осуществляется не только по их достаточной акустической эффективности, но и с учетом множества других факторов: надежности, долговечности, простоты обслуживания, установки и замены, удобства и безопасности выполнения рабочих операций, экономических факторов (стоимости изготовления, монтажа и эксплуатации, массовости изготовления, а также устойчивости к загрязнениям, повышенным нагрузкам, температуре, давлению).