Вредные и опасные звуковые колебания и вибрации

Нормирование и измерение звуковых колебаний и вибраций

(в настоящее время приборов для измерения звуковых колебаний и вибраций достаточно много. Есть и универсальные, например серии ОКТАВА-101, позволяющие измерять звук, вибрацию, инфра- и ультразвук одним прибором.)

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

Звуковое давление – это переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний, Па.

Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний в 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 = [1 Дж/с =1 Вт].

Интенсивность звука определяется отношением звуковой мощности к площади поперечного сечения

R = P/S = [Вт/м2].

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

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

· механические шумы, возникающие при вибрации;

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

· турбогидравлические;

· структурные (колебание поверхностей, стен и т.п.).

Шумы подразделяются на постоянные (изменения интенсивности до 5 дБ) и не постоянные (интенсивность звукового давления меняется в диапазоне более 5 дБ).

Нормируется шум по предельному спектру и в зависимости от характера помещений и выполняемых там работ. В ГОСТ 12.1.003-83 приведены допустимые уровни звукового давления в децибелах соответственно для каждой из восьми среднегеометрических частот октавных полос (63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц). Это так называемая спектральная характеристика шума. Наряду с этим способом нормирования, для ориентировочной оценки, допускается за характеристику постоянного шума на рабочем месте принимать уровень звука в дБА, измеряемой и оцениваемой по шкале “А” измерительного прибора (шумомера).

Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в таблице 7.

Таблица 7

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах и эквивалентные уровни звука на рабочих местах

Рабочее место	Уровень звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Эквивалентный уровень звука, дБА
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Помещения программистов, конструкторских бюро	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2. Кабинеты руководителей	79	70	68	58	55	52	50	49	60
3. Кабинеты наблюдений и дистанционного управления: а) без речевой связи по телефону б) с речевой связью по телефону	94 83	87 74	82 68	78 63	75 60	73 57	71 55	70 54	80 65
4. Машинописные бюро	83	74	68	63	60	57	55	54	65
5. Лаборатории	94	87	82	78	75	73	71	70	80
6. Рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятия	99	92	86	83	80	78	76	74	85

 

В соответствии с санитарными нормами “СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданиях и на территории жилой застройки”:

1) Допустимый уровень шума – это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму;

2) Предельно допустимый уровень шума – это уровень шума, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений;

3) Нормирование звукового давления (интенсивности) выполняется на разных частотах с учётом характера выполняемой работы – прежде всего напряжённости труда (табл. 8).

Таблица 8

Допустимые уровни звукового давления для некоторых видов работ

Характер трудовой деятельности	Уровень звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Эквивалентный уровень звука, дБА
31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Научная деятельность, преподавание	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Административно-управленческая деятельность	93	79	70	68	58	55	52	52	49	60
Учёба	79	63	52	45	39	35	32	30	28	40

 

По интенсивности звукового давления, шумы приближенно можно оценить по таблице 9.

Таблица 9

Субъективная оценка звукового давления (шума)

Интенсивность звукового давления, дБ	Соответствует:
0	порогу слышимости;
20	тихому разговору, шелесту, шуршанию;
30	тихой музыке;
50	шуму большого магазина;
60	шуму улицы города;
90	шуму подходящего поезда метрополитена;
120	шуму реактивного двигателя самолета в 100 м;
130	то же в 10 м;
140	то же в 1 м.

 

Под влиянием производственного шума возникают заболевания: снижение чувствительности слуха, аритмия сердца, повышение кровяного давления, неврозы, нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта. Через нервную систему шум вызывает заболевания сердца, а в некоторых случаях приводит к хроническим заболеваниям коры головного мозга, почек, к появлению гипертонической болезни. В общем случае у работающего в условиях высокого шума развивается так называемая “шумовая болезнь”, проявляющаяся в общем заболевании всего организма.

При уровне шума 65 дБ и выше, увеличивается давление крови, появляется быстрая утомляемость.

Уровень шума 90 дБ и выше, приводит к нарушению слуха, ухудшению деятельности желудочно-кишечного тракта, нарушению нервной деятельности.

Шум более 120 дБ вызывает механические колебания тканей и разрушение нервных клеток.

Проявление вредного влияния шума может проявиться через длительное время.

Вибрация представляет собой механические колебания тел. Вибрации присуща низкая частота колебаний до 20 Гц, а свыше 29 Гц является суммарным влиянием вибрации с шумом.

Вредное действие вибрации, прежде всего, вызывает снижение коэффициента полезного действия (КПД) машин и преждевременный износ деталей, что может привести к поломкам, авариям и катастрофам.

Человек ощущает вибрацию при контакте с колеблющимися предметами: инструментами, оборудованием и др. При длительном действии вибрации на организм человека возникают заболевания двух типов: общие и местные (локальные). Общие заболевания могут проявиться через 4-12 месяцев в тех случаях, если работа сопровождается постоянной вибрацией рабочих мест. При этом возникают головные боли, зрительные расстройства, повышение температуры, расстройства со стороны желудка и сердечно-сосудистой системы.

Локальные формы заболеваний возникают при действии вибрации на отдельные участки тела (руки, ноги и др.). При этом происходят изменения нервной и костно-сосудистой систем, повышается артериальное давление, снижается мышечная сила и уменьшается вес человека, появляются спазмы сосудов.

В общем случае воздействие вибрации на человеке сопровождается неприятными ощущениями в виде “онемения”, слабости в кисти руки, судорогами. Локальные вибрации вызывает спазмы сосудов фаланг пальцев, сосудов сердца. Кроме того, вибрация сопровождается потерей чувствительности кожи, “окостенениями” сухожилий мышц, отложениями солей в суставах. Эти воздействия особенно усиливаются в холодный период года.

Систематическое воздействие вибрации приводит к вибрационной болезни - общему заболеванию всего организма, при котором нарушается деятельность различных органов и функциональных систем. Эти нарушения проявляются в виде: головокружения, повышенной раздражительности, нарушение сна, болей в области сердца.

При колебаниях с частотой ниже 20 Гц и относительно больших амплитудах вибрации происходит расстройство вестибулярного аппарата человека, появляются симптомы “морской болезни”. При колебаниях рабочих мест с частотами близкими к собственным частотам внутренних органов (6-9 Гц) могут происходить их механические повреждения или даже разрыв.

Классификация и нормирование вибрации выполняется в соответствии с санитарными нормами “СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”.

Вибрация измеряется виброметрами в соответствии с “ГОСТ 12.4.012-83 ССБТ. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования”.

Ультразвук, как и шум, - это механические колебания упругой среды, но в отличие от звуковых волн, ультразвуковые волны имеют большие амплитуды, что обусловило его широкое применение в технике. Ультразвук, также как и шум, нормируется по допустимым уровням звукового давления на рабочих местах в зависимости от среднегеометрической частоты (ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности).

Инфразвук возникает на частотах менее 20 Гц и вызывает утомление, головокружение, головную боль, болезнь типа морской (вестибулярные нарушения). Воздействие инфразвука приводит к снижению остроты слуха и зрения, в некоторых случаях появляется чувство страха и т.п., возможны обмороки и параличи. Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ могут вызвать смертельный исход. Особенно опасны инфразвуковые колебания с частотой от 2 до 15 Гц в связи с возникновением резонансных явлений в организме человека, причём наиболее опасна частота 7 Гц, так как возможно его совпадение с альфа-ритмом биотоков мозга.

Источниками инфразвука являются механизмы (компрессоры, дизельные двигатели), транспорт (электровозы), медленно работающие машины и др. В воздухе инфразвук мало поглощается и поэтому способен распространяться на большие расстояния. Многие явления природы (землетрясения, морские бури) сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний.

Классификация и нормирование инфразвука выполняется в соответствии с санитарными нормами “СН 2.2.4/2.1.8.583-96. Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки”.

Защита от звуковых колебаний и вибраций

В борьбе с производственным шумом применяют следующие методы:

Технологические и конструктивные;

Нормирование;

Санитарно-технические;

Лечебно-профилактические.

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами (ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация), так и индивидуальными средствами (ГОСТ 12.4.051-87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и методы испытаний).

Коллективные средства защиты в свою очередь подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике достигается путём его конструктивных изменений. Это обеспечивается изменением движения деталей, улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей, заменой материалов и т.д.

Снижение шума на пути его распространения достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Методы снижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов, экранов, кабин наблюдения (при дистанционном управлении), звукоизолирующих перегородок между помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума и др.

Из средств индивидуальной защиты, позволяющих снизить уровень воспринимаемого звука на 10-45 дБ, можно назвать противошумовые: вкладыши, наушники (антифоны), шлемы и каски (при уровнях 120 дБ и выше), специальные костюмы.

В условиях повышенного шума, при отсутствии специальных средств индивидуальной защиты, используйте подручные средства, так, например, обычная вата снижает шум на 6 дБ, вата с жиром – до 18 дБ, воск - до 24 дБ.

В соответствии с “ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования” защита от вибрации включает в себя технические и медико-профилактические мероприятия.

К техническим мерам защиты относятся:

· снижение вибрации в источнике её возникновения путём более точной балансировкой вращающихся частей и изменением резонансной частоты системы;

· виброгашение, путем установления механизмов на самостоятельные фундаменты и применение динамических виброгасителей, увеличением массы (инерции) фундаментов или их жёсткости;

· виброизоляция, препятствующая передаче вибрации от источника (механизма) к защищаемому объекту, и осуществляемая с помощью виброизоляторов (дерево, резина, войлок, пружины, рессоры);

· вибропоглощение (вибродемпфирование) путём покрытия вибрирующих деталей виброизолирующим материалом.

Широкое распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые подразделяются на жёсткие и мягкие. Первые эффективны в области низких частот, вторые – области высоких.

Наиболее эффективны покрытия из вязко-упругих материалов, к которым относятся твёрдая пластмасса, рубероид, битуминизированный войлок со слоем фольги и др. В качестве жёстких применяются металлические покрытия на основе алюминия, меди, свинца, олова и др. Мягкими вибродемпфирующими покрытиями являются мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др.

В борьбе с вибрацией при работе с ручным инструментом важное значение имеет также удобство рабочей позы. Необходимы организации режима труда и отдыха, гимнастические упражнения (1-2 раза в смену), полезны тепловые ванны, массаж конечностей, ультрафиолетовое облучение, проведение медицинских осмотров.

Рекомендуется, чтобы общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует допустимым уровням, не превышала 2/3 длительности рабочей смены, а непрерывная продолжительность воздействия вибрации, включая микропаузы, не более 20 минут.

Средства индивидуальной виброзащиты подразделяются на средства защиты для рук, ног и тела оператора. В качестве средств защиты для рук применяются рукавицы и перчатки, вкладыши и прокладки. Виброзащитная спецобувь изготовляется в виде сапог, полусапог, полуботинок. Защита от вибрации обеспечивается специальной конструкцией низа обуви из упруго-демпфирующего материала. Средства защиты для тела оператора по форме исполнения подразделяется на нагрудники, пояса, специальные костюмы из упруго-демпфирующих материалов.

Защита от ультразвука включает в себя использование более высоких частот (допустимые уровни выше), изолирующих корпусов и экранов, изоляцию излучающих установок, дистанционное управление и средства индивидуальной защиты.

При проектировании и эксплуатации ультразвуковых установок следует руководствоваться санитарными правилами и нормами, отражёнными в “СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96. Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения”.

Для борьбы с инфразвуком более эффективны меры позволяющие снизить уровень инфразвука в источнике его возникновения. Для этого нужно устранять источники низкочастотной вибрации, повышать быстроходность машин, увеличивать жёсткость конструкций больших размеров, устанавливать глушители и т.п.

В соответствии с санитарными нормами уровни инфразвукового давления на среднегеометрических частотах 2, 4, 8 и 16 Гц не должны превышать 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц - 102