Борьба с шумом осуществляется различными методами и средствами:
1. снижение мощности звукового излучения машин и агрегатов;
2. локализация действия звука конструктивными и планировочными решениями;
3. организационно-техническими мероприятиями;
4. лечебно-профилактическими мерами;
5. применением средств индивидуальной защиты работающих.
Условно все средства защиты от шума подразделяются на коллективные и индивидуальные.
Коллективные средства защиты:
Средства, снижающие шум в источнике;
Средства, снижающие шум на пути его распространения до защищаемого объекта.
Уменьшение шума в источнике возникновения является наиболее эффективным и экономичным, (позволяет снизить шум на 5-10 дБ):
Устранение зазоров в зубчатых соединениях;
Применение глобоидных и шевронных соединений как менее шумных;
Широкое использование, по возможности, деталей из пластмасс;
Устранение шума в подшипниках;
Замена металлических корпусов на пластмассовые;
Балансировка деталей (устранение дисбаланса);
Устранение перекосов в подшипниках;
Замена зубчатых передач на клиноременные;
Замена подшипников качения на скольжение (15дБ) и т.д.
Для уменьшения шума в арматурных цехах целесообразно: использование твердых пластмасс для покрытия поверхностей, соприкасающихся с арматурной проволокой; установка упругих материалов в местах падения арматуры; применение вибропоглощающих материалов в ограждающих поверхностях машин.
К технологическим мерам снижения уровня шума в источнике относятся: уменьшение амплитуды колебаний, скорости и т.д.
Средства и методы коллективной защиты, снижающие шум на пути его распространения подразделяются на:
Архитектурно - планировочные;
Акустические;
Организационно-технические.
Архитектурно-планировочные мероприятия по снижению шума
1. С точки зрения борьбы с шумом в градостроительстве при проектировании городов необходимо четко осуществлять разделение территории на зоны: селитебную (жилую), промышленную, коммунально-складскую и внешнего транспорта, с соблюдением согласно нормативам санитарно-защитных зон при разработке генплана.
2. Правильная планировка производственных помещений должна производится с учетом изоляции помещения от внешних шумов и шумных производств. Производственные здания с шумными технологическими процессами следует размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и жилому поселку, и обязательно торцевыми сторонами к ним. {Взаимная ориентация зданий решается так, чтобы стороны зданий с окнами и дверями были против глухих сторон зданий. Оконные проемы таких цехов заполняются стеклоблоками, а вход делается с тамбурами и уплотнением по периметру.
3. Наиболее шумные и вредные производства рекомендуется комплектовать в отдельные комплексы с обеспечением разрывов между отдельными ближними объектами согласно санитарным нормам. Внутри помещения также объединяются с шумными технологиями, ограничивается число рабочих подверженных воздействию шума. Между зданиями с шумной технологией и другими зданиями предприятия необходимо соблюдать разрывы (не менее 100 м). Разрывы между цехами с шумной технологией и другими зданиями следует озеленить. Листва деревьев и кустарников служит хорошим поглотителем шума. Новые железнодорожные линии и станции следует отделять от жилой застройки защитной зоной шириной не менее 200 м. При устройстве вдоль линии шумозащитных экранов минимальная ширина защитной зоны равна 50 м. Жилая застройка должна располагаться на расстоянии не менее 100 м от края проезжей части скоростных дорог.
4. Шумные цехи следует концентрировать в одном-двух местах и отделять от таких помещений разрывами или помещениями, в которых люди находятся непродолжительное время. В цехах с шумным оборудованием необходимо правильно разместить станки. Следует располагать их таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимальной площади. Между участками с разным уровнем шума устраивают перегородки или размещают подсобные помещения, склады сырья, готовых изделий и т.п. Для предприятий, расположенных в черте города, наиболее шумные помещения располагают в глубине территории. Рациональное размещение акустических зон, режима движения транспортных средств и транспортных потоков.
5. Создание шумозащитных зон.
Уровни звукового давления, создаваемые на территории жилой застройки источниками шума предприятий (машинами, оборудованием и т.д.), определяют по формуле:
где R – затухание шума на расстоянии r , дБ;
L m1 – уровень интенсивности шума на расстоянии 1 м от источника, дБ; r – расстояние от источника шума до рассчитанной точки, м.
Определим, например, уровень шума двигателя вентиляционной установки на расстоянии 100 м, если шум на расстоянии 1 м от источника равен 130 дБ.
Получим: дБ
Акустические методы защиты от шума. К ним относятся: звукоизоляция, звукопоглощение, звукоподавление (глушение шума).
Звукоизоляция – это способность конструкций, ограждающих или разделяющих помещения, или их элементов ослаблять проходящий через них звук.
Виды звукоизоляции и эффективность звукоизоляции.
При встрече звуковой энергии с ограждением часть её проходит через ограждение, часть её отражается, часть - превращается в тепловую энергию, часть – излучается колеблющейся преградой, и часть - превращается в корпусной звук, распространяющийся внутри ограждения в помещении.
Звукоизолирующие качество ограждения характеризуются коэффициентом звукопроницаемости :
(2.5.11)
где l пр, Р пр – интенсивность и звуковое давление прошедшего звука;
l пад, Р пад – интенсивность и звуковое давление падающего звука.
Звукоизолирующая способность конструкции тем выше, чем выше ее поверхностная плотность. Эффективными звукоизолирующими материалами являются: бетон, дерево, плотные пластмассы и др.
Для создания нормальных условий на рабочих местах, необходимо знать на какую величину нужно понизить звуковое давление.. Для определения величины звукоизоляции необходимо замерить уровень звукового давления или интенсивности от источника, и сравнить его с нормативной величиной (ГОСТ 12.1.003-83; ГОСТ 12.1.001-89; ДСН 3.3.6-037-99). Для тонального и импульсного шума, а также шума, создаваемого установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, величина Lg должна быть уменьшена К = 5 дБ (рис.2.5.3.).
При расчете изоляции помещения от внешнего шума, очень важно знать на какую величину нужно понизить звуковое давление. В качестве критерия предлагается величина звукоизоляции:
, дБ, (2.5.12)
где L 1 – уровень шума внутри помещения, дБ;
L 2 – уровень шума снаружи помещения, дБ.
Однако формула (2.5.11.) не дает четкого представления о том, эффективно ли такое снижение шума или нет, с точки зрения охраны труда.
Выбор необходимой звукоизоляции производится, исходя из громкости шума, допустимой по нормам. Изолирующие стена и кожух должны создавать такую изоляцию звука, чтобы проникающий сквозь них шум не выделялся на общем фоне. Для этого шум от источника должен быть снижен на 3…5 дБ против допустимого по нормам:
, дБ(2.5.13)
где Д – необходимая величина звукоизоляции, дБ
L А – уровень от источника, дБ;
Lg – допустимый уровень шума по нормам, дБ.
Теперь, применив формулу (2.5.13), знаем, на сколько дБ необходимо понизить звуковое давление. Исходя из полученного результата, необходимо выбрать эффективную звукоизоляцию. Изоляционную конструкцию рассчитывают так, чтобы её звукоизолирующая способность конструкции (R) в дБ была бы равна или была бы больше величины необходимой звукоизоляции, т.е. R Д.
При частоте колебаний среды более 100 Гц эффективность звукоизоляции зависит от массы конструкции (закон масс ).
С увеличением массы конструкции М увеличивается изолирующая эффективность борьбы с шумом. Звук проникает посредством колебаний, и чем тяжелее, массивнее преграда, тем труднее привести её в колебание. Оградительные конструкции шумных цехов делаются массивными, утолщенными из плотных материалов или из пустотелых блоков, или многослойными.
Для определения звукоизолирующей способности ограждений рекомендуется формула:
(2.5.14.)
где - коэффициент звукопроводности, представляющий собой отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию и падающей на конструкцию.
Для изоляции шумных помещений применяются звукоизолирующие стены и перекрытия. Звукоизолирующая способность таких ограждений определяется по следующим формулам:
· для определения между двумя помещениями
(2.5.15)
· для сплошного и однообразного ограждения с массой конструкции до 200 кг/м 2 звукоизолирующая способность равна:
(2.5.16)
· то же с массой свыше 200 кг/м 2
(2.6.17)
· для двойного ограждения с воздушной прослойкой 8…10 см:
(2.5.18)
где М – масса конструкции, кг/м 2 ;
M 1 , M 2 – масса стенок двойного ограждения, кг/м 2 ;
R – звукоизолирующая способность ограждения, дБ;
L 1 , L 2 – среднее значение уровня звукового давления в шумном и тихом помещениях, дБ;
S – площадь ограждения, м 2 ;
А – общее звукопоглощение в тихом помещении, равное сумме произведений всех площадей на их коэффициенты звукопоглощения, м 2 .
Если само ограждение выполнено из звукопоглощающего материала, то величина ослабления шума звукоизолирующей конструкции определяется по следующей зависимости:
, (2.5.19)
где - коэффициент звукопоглощения материала конструкции.
Звукоизолирующая способность ограждения зависит от геометрических размеров, числа слоев звукоизолирующего материала, его веса, упругости и частотного состава шума.
Звукоизоляция однослойных ограждений. Однослойными считаются ограждения (конструкции), если они выполнены из однородного строительного материала или состоят из нескольких слоев различных материалов с собственными акустическими свойствами, жестко соединенных по всей поверхности (кирпич, бетон, штукатурка и т.д.)
Звукоизоляция ограждающих конструкций зависит от возникновения в них резонансных явлений. Область резонансных колебаний ограждений зависит от массы и жесткости ограждения, свойств материала. В основном, частота большинства строительных однослойных конструкций ниже 50 Гц. Поэтому, на низких частотах 20…63 Гц – I диапазон, звукоизоляция ограждений незначительна из-за больших колебаний ограждения вблизи первых частот собственных колебаний (провал звукоизоляции).
На частотах, в 2 – 3 раза превышающих собственную частоту колебаний ограждений (частотный диапазон II), звукоизоляция зависит от массы единицы площади ограждения и частоты падающих волн, а жесткость ограждения практически не оказывает влияния на звукоизоляцию:
, (2.5.20)
где R – звукоизоляция, дБ;
М – масса 1 м 2 ограждения, кг;
- частота звука, Гц.
Удвоение массы ограждения или частоты звука ведет к повышению звукоизоляции на 6 дБ.
При совпадении частоты вынужденных колебаний (падающей звуковой волны) с частотой колебаний ограждения (эффект волнового совпадения) проявляется пространственный резонанс ограждения, при этом резко снижается звукоизоляция. Это происходит так: начиная с некоторой частоты звука 0,5 кр, амплитуда колебаний ограждения резко возрастает (III диапазон).
Наибольшую частоту звука (Гц), при которой проявляется волновое совпадение, называют критической:
, (2.5.21)
где b – толщина ограждения, см;
- плотность материала, кг/м 3 ;
- динамический модуль упругости материала ограждения, мПа.
Многослойные звукоизолирующие ограждения. Для повышения звукоизоляции и снижения массы ограждения применяют многослойные ограждения. Для этого пространство между слоями заполняют пористо-волокнистыми материалами и оставляют воздушную прослойку шириной 40 – 60 мм. На звукоизолирующую способность оказывает влияние масса слоя ограждения М 1 и М 2 и жесткость связей К, толщина слоя пористого материала или воздушной прослойки (рис. 2.5.4)
Чем ниже упругость промежуточного материала, тем меньше передача колебаний второму ограждающему слою, и тем выше звукоизоляция (практически, двойное ограждение позволяет снизить уровень шума на 60 дБ).
Звукопоглощение. В шумных помещениях уровень звука значительно увеличивается за счет его отражения от строительных конструкций и оборудования. Уменьшить долю отражаемого звука можно, применив специальную акустическую обработку помещения, заключающуюся в облицовке внутренних поверхностей звукопоглощающими материалами.
При падении звуковой энергии Е пад на поверхность одна часть звуковой энергии поглощается (Е пог), другая - отражается (Е отр).
Отношение поглощенной энергии к падающей – коэффициент звукопоглощения этой поверхности:
, (2.5.22)
Поглощение звука материалом обусловлено внутренним трением в материале и переходом энергии звука в тепло. Зависит от толщины поглощающего слоя, вида материала и характеристик звука. Звукопоглощающими считают материалы, у которых .
Звукопоглощающие конструкции условно делят на три группы: пористые звукопоглощающие, резонансные, штучные (объемные) звукопоглотители. В строительстве наиболее часто применяют пористые звукопоглощающие материалы. Конструкции из них выполняют в виде слоя необходимой толщины. Резонансные конструкции представляют собой перфорированные экраны. Обычные строительные материалы: бетон, кирпич, камень, стекло, являются плохими звукопоглотителями. Наиболее эффективно поглощают звук пористые, волокнистые материалы с малой плотностью. Звукопоглощение на предприятиях достигается облицовкой стен и потолков волокнистыми или пористыми материалами (р=80…100 кг/м 3), стекловолокнами (р=17…25 кг/м 3), ячеисто бетонными плитами типа «Силакпор» (р=350 кг/м 3), бетонно-керамзитными блоками, плитами из перфорированного павинола марки «Авиапол» и др. Для закрепления эти материалы покрывают алюминиевыми перфорированными панелями, мелкоячеистой проволочной сеткой, стеклотканями и т.п. Звукопоглощающая облицовка уменьшает шум в помещениях на 6 –10 дБ.
Звукопоглощение материалов зависит от толщины. Так, толщина хлопка, ваты составляет 400 – 800 мм, рыхлого войлока – 180 мм, плотного войлока – 120 мм, минеральной ваты – 90 мм, пористого гипса – 6 мм.
Звукопоглощающие материалы эффективно поглощают звук средних и высоких частот. Для поглощения низкочастотного шума между звукопоглощающей облицовкой и стеной создают воздушную прослойку.
Часто применяют штучные поглотители, выполненные в виде объемных тел из звукопоглощающего материала. Их подвешивают к потолку вблизи источников шума. Для звукопоглощения применяют различные виды конструкций. Такие конструкции состоят из одного или нескольких слоев материалов, жестко связанных друг с другом. Звукопоглощающая способность такой конструкции зависит от коэффициента шумопоглощения каждого слоя.
В том случае, когда звукоизолирующее ограждение имеет в своей конструкции звукопоглощающий материал, эффективность ограждения зависит от коэффициента звукопоглощения и звукоизоляции стенок кожуха или конструкции. Для оценки эффективности такой конструкции необходимо знать массу стенок кожуха или конструкции М в кг/м 2 , частоту колебаний в Гц и коэффициент , который представляет отношение поглощенной звуковой энергии к падающей. Коэффициент звукопоглощения для большинства пористых материалов на средних и высоких частотах равен 0,4 – 0,6. Пористые звукопоглощающие материалы изготовляют в виде плит и крепят непосредственно к стене или к конструкции. Зернистые, пористые материалы изготовляют из минеральной крошки, гравия, пемзы, каолина, шлака и т.д., применяя в качестве вяжущего вещества цемент или жидкое стекло. Эти материалы применяют для уменьшения шума в производственных помещениях, в коридорах общественных и других зданий, фойе, лестничных клетках. Звукопоглощающие, волокнистые, пористые материалы изготовляют из древесного волокна, асбеста, минеральной ваты, стеклянного или капронового волокна. Эти материалы используются в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, студиях, аудиториях, детских садах, яслях, ресторанах и т.д.
Снижение уровня звукового давления в акустически обработанном помещении можно определить по зависимости:
, (2.5.23)
где B 2 и B 1 - постоянные помещения до и после его акустической обработки, определяют по СНИП II-12-77,
, (2.5.24)
где В 1000 – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000Гц, м 2 ,определяется в зависимости от объема помещения;
– частотный множитель, определяемый по справочным таблицам (изменяется от 0,5 до 6 в зависимости от объема помещения и частоты звука). Максимальное звукопоглощение можно получить при облицовке не менее 60% площади помещения.
Частичную изоляцию рабочих мест можно осуществить с помощью экранов. Метод экранирования применяют, когда другие методы малоэффективны или неприемлемы с технико-экономической точки зрения. Экран представляет собой препятствие на пути распространения воздушного шума, за которым возникает звуковая тень (рис. 2.5.3.). Материалом для изготовления экранов являются стальные или алюминиевые пластины толщиной 1…3 мм, покрытые со стороны источника шума звукопоглощающим материалом. Акустическая эффективность экрана зависит от его формы, размеров, расположения относительно источника шума и рабочего места. Эффективность k э экрана
где, - частота; h – высота экрана; r – расстояние от экрана до рабочего места; l – ширина экрана; d – расстояние от экрана до источника шума.
Эффективность звукопоглощения экрана зависит от отношения расстояния между источником и расчетной точкой (l ) к длине (А), ширине (В) и высоте (H) помещения. Эффективная работа экрана будет обеспечена при l /A, l /B, l /H меньше 0,5. При величине отношения равной 1 применение экрана мало эффективно. Эффективность можно повысить за счет увеличения размеров экрана и приближения его как можно ближе к источнику шума. Английская фирма «Акустикэбс» разработала шумопоглощающий экран для промышленных зданий. Его можно использовать как временную перегородку для изоляции помещений.
Для борьбы с шумом используют также подвесные или штучные звукопоглотители, кубической или конической формы , выполненные из перфорированной фанеры, пластмассы, металла, заполненных пористым звукопоглощающим материалом. Эффективность звукопоглощения оценивается площадью звукопоглощения . Одним из направлений звукоизоляции является применение звукоизолирующих кабин, позволяющих дистанционно управлять производством. В качестве звукоизолирующих кабин рекомендуется использовать типовые стационарные железобетонные кабины для санузла жилых зданий. Их устанавливают непосредственно на пол на резиновых амортизаторах. Внутри проводят облицовку звукопоглощающими плитами и производят двойное остекление. При проектировании производственных помещений необходимо помнить, что с увеличением объема помещения уменьшается уровень шума. Однако на звукопоглощение большое значение оказывает высота (H) помещения, чем его объем. При отношении расстояния между источником шума и расчетной точкой (l ) к высоте помещения (H), равной l /H = 0,5, звукопоглощение составляет 2…4 дБ; при l /H = 2…10 дБ; при l /H = 6…12 дБ.
Рис.2.5.1. Средства звукоизоляции:
1 - звукоизолирующее ограждение; 2 - звукоизолирующие кабины и пульты управления; 3 - звукоизолирующие кожухи; 4 – акустические экраны; ИШ - источник шума
Для снижения шума, создаваемого системами впуска и выпуска отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, вентиляционными установками, компрессорами и т.п., применяют глушители шума. Они бывают абсорбционные, реактивные и комбинированные (рис. 2.5.2).
Абсорбционные глушители снижают шум на 5 – 15 дБ за счет поглощения звуковой энергии звукопоглощающими материалами, которыми облицована их внутренняя поверхность. Они могут быть трубчатыми, пластинчатыми, сотовыми, экранными. Последние устанавливают на выходе газа в атмосферу или на входе в канал. Реактивные глушители снижают шум в резонансных камерах на 28 – 30 дБ (рис. 2.5.3.)
Организационно-технические меры снижения шума. Уменьшение шума с помощью организационно-технических мер осуществляется за счет изменения технологических процессов, устройством дистанционного управления и автоматического контроля, своевременным проведением планово-предупредительного ремонтов оборудования, внедрением рациональных режимов труда и отдыха.
Средства индивидуальной защиты от шума. В тех случаях, когда техническими средствами не удается снизить шум и вибрацию до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. Для снижения шума ДСН 3.3.6-037-99 рекомендует применять индивидуальные средства защиты по ГОСТ 12.1.003-88; для ультразвука (ГОСТ 12.1.001-89). Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами:
снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра;
не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину;
не снижать восприятие речи;
не заглушать звуковые сигналы опасности;
отвечать гигиеническим требованиям.
К индивидуальным средствам защиты органов слуха относятся внутренние и наружные противошумы (антифоны), противошумные каски.
Простейшими из внутренних противошумных средств считаются вата, марля, губка и т.д., вставленные в слуховой канал. Вата снижает шум на 3 – 14 дБ в полосе частот от 100 до 6000 Гц; вата с воском - до 30 дБ. Применяются предохранительные втулки (ушные вкладыши «Беруши»), плотно закрывающие слуховой канал и снижающие шум на 20 дБ (рис. 2.5.4.).
К наружным противошумным средствам относятся антифоны, закрывающие ушную раковину. Некоторые конструкции противошумов обеспечивают снижение шума до 30 дБ при частотах порядка 50 Гц и до 40 дБ при частотах 2000 Гц. Антифоны утомляют человека. В настоящее время разработаны антифоны, имеющие избирательную способность, т.е. защищающие органы слуха от проникновения звука нежелательной частоты и пропускающие звуки определенной частоты. В последнее время находят применение наушники противошумные ПШ-00, каска противошумная ВЦНИИОТ-2. Они являются весьма эффективными средствами при высокочастотных шумах, однако следует учитывать, что они не очень удобны в эксплуатации и могут применяться только временно. При уровне шума больше 120 дБ наушники и вкладыши не дают необходимого ослабления шума.
Уменьшение шума в источнике достигается улучшением конструкции машин и применением малошумных материалов в этих конструкциях, вибродемпфированием источника шума, использованием специального укрытия для проведения работ.
Снижение шума на пути его распространения возможно следующими способами:
Удаление приемника от источника на большие расстояния;
Изменение направленности источника шума;
Уменьшение ревербирующего звукового поля при помощи звукопоглощащего материала.
Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические.
Акустические средства защиты. Защита от шума акустическими средствами предполагает: звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов); звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей); глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).
Звукоизоляция. Звуковая волна, обладая определенной энергией, наталкивается на преграду (ограждение). При столкновении часть звуковой энергии поглощается в материале преграды, часть отражается, часть проходит через преграду.
ВИБРАЦИИ
Действие вибрации на организм человека: По воздействию на организм человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, локальная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. Общей вибрации подвергаются транспортные рабочие, операторы мощных штампов, грузоподъёмных кранов и т. д. Локальной вибрации подвергаются люди, работающие с ручным электрическим и пневматическим инструментом.
При непродолжительных воздействиях вибрации работник преждевременно утомляется, производительность его труда снижается. Длительное воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, может быть причиной вибрационной болезни? стойких нарушений физиологических функций организма, обусловленных преимущественно воздействием вибрации на ЦНС (центральную нервную систему человека). Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна и плохого самочувствия, пониженной работоспособности, болей в суставах, нарушений сердечной деятельности.
Виброболезнь относится к группе профессиональных заболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь на ранних стадиях. Восстановление нарушенных функций протекает очень медленно, а в особо тяжёлых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности
Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Вибрацию разграничивают на опасную и безопасную
Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИЙ
Для защиты от вибрации широко используются вибропоглощающие и виброизолирующие материалы и конструкции.
Виброизоляция - это снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи колебаний от их источника. Виброизоляция представляет собой упругие элементы, расположенные между вибрирующей установкой и ее основанием. Вибрационные амортизаторы изготавливают из резиновых прокладок и стальных пружин. Фундаменты под тяжелое оборудование, вызывающее значительные вибрации, делают заглубленными и изолируют со всех сторон пробкой, войлоком, шлаком, асбестом и другими демпфирующими вибрации материалами. Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполненных из стальных листов, на них наносят слой резин, пластиков, битума, вибропоглощающих мастик, которые рассеивают энергию колебаний. В тех случаях, когда техническими и другими мерами не удается снизить уровень шума и вибрации до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. В качестве индивидуальных средств защиты от шума в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 используют мягкие противошумные вкладыши, вставляемые в уши, тампоны из ультратонкого волокна или жесткие из эбонита или резины, эффективные при L=5-20 дБ. При звуковом давлении L>120 дБ рекомендуются наушники типа ВЦНИИОТ, предназначенные для защиты от высокочастотного шума; шлемы, каски и специальные противошумные костюмы.
Для защиты рук от воздействия локальной вибрации, согласно ГОСТ 12.4.002-74, применяют рукавицы или перчатки следующих видов: со специальными виброзащитными упруго-демпфирующими вкладышами, полностью изготовленные из виброзащитного материала (литьем, формованием и т.п.), а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке (ГОСТ 12.4.046-78). Для защиты от вибрации, передаваемой человеку через ноги, необходимо использовать обувь на толстой резиновой или войлочной подошве. При защите от вибраций важную роль играет рациональное планирование режима труда и отдыха. Суммарное время воздействия вибрации не должно превышать 2/3 продолжительности рабочей смены. Необходимо устраивать перерывы для активного отдыха, проводить физиопрофилактические процедуры, производственную гимнастику и т.д.
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые.
Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.
В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты 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 осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шум механического происхождения, аэродинамического и гидродинамического происхождения, электромагнитного происхождения.
Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:
- - изменение направленности излучения шума;
- - рациональную планировку предприятий и производственных помещений;
- - акустическую обработку помещений;
- - применение звукоизоляции.
К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается.
Принцип действия СИЗ - защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека - ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя.
Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот.
СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы.
По своей физической сущности, шум – это звук. С гигиенической точки зрения, шумом является любой нежелательный для человека звук.
Шум может вызывать неприятные ощущения, однако решающую роль в оценке «неприятности» шума играет субъективное отношение человека к этому раздражителю.
Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя кривыми: нижняя кривая определяет порог слышимости, т.е. силу едва слышимых звуков различной частоты, верхняя – порог болевого ощущения, т.е. такую силу звука, при которой нормальное слуховое ощущение переходит в болезненное раздражение органа слуха.
В качестве характеристик постоянного шума на рабочих местах, а также для определения эффективности мероприятий по ограничению его неблагоприятного влияния принимаются уровни звуковых давлений (в дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
В качестве интегральной (одним числом) характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБА (измеренных по так называемой шкале А шумомера), представляющих собой средневзвешенную величину частотных характеристик звукового давления с учетом биологического действия звуков разных частот на слуховой анализатор.
При гигиенической оценке шумы классифицируют по характеру спектра и по временным характеристикам.
Шум, являясь информационной помехой для высшей нервной деятельности в целом, оказывает неблагоприятное влияние на протекание нервных процессов, увеличивает напряжение физиологических функций в процессе труда, способствует развитию утомления и снижает работоспособность организма.
Однако, кроме специфического действия на органы слуха, шум оказывает и неблагоприятное общебиологическое действие, вызывая сдвиги в различных функциональных системах организма. Так, под влиянием шума возникают вегетативные реакции, обусловливающие нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров, а также изменение артериального давления (преимущественно повышение). Шум вызывает снижение иммунологической реактивности и общей сопротивляемости организма, что проявляется в повышении уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности.
Для снижения шума применяют различные методы коллективной защиты: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; рациональное размещение оборудования; борьба с шумом на путях его распространения, в том числе изменение направленности излучения шума, использование средств звукоизоляции, звукопоглощение и установка глушителей шума, в том числе акустическая обработка поверхностей помещения.
Наиболее эффективным средством является борьба с шумом в источнике его возникновения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире использовать принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей. Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.
Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).
Средства защиты от вибрации
Вибрацией называется механическое колебательное движение, заключающееся в перемещении тела как целого. Вибрация в отличие от звука не распространяется в виде волн сжатия/разряжения и передается только при механическом контакте одного тела с другим.
В природе вибрация практически не встречается, но, к сожалению, очень часто возникает в технических устройствах. Кроме того, в технике вибрацию специально используют, например, при вибрационной транспортировке.
Вибрация, воздействующая на человека через опорные поверхности, оказывает влияние на весь организм и называется общей. (Поверхность, на которой человек стоит, сидит или лежит, называется опорной.) Общая вибрация, захватывающая все тело, наблюдается на всех видах транспорта и при работе в непосредственной близости от источника вибрации (промышленного оборудования).
Вибрация, воздействующая не через опорные поверхности, охватывает только часть организма и называется локальной. Практически вся она является вибрацией, передающейся через руки, и возникает там, где вибрационные инструменты или обрабатываемые детали контактируют с руками или пальцами. Локальная вибрация возникает, например, при использовании ручных силовых инструментов, применяемых на производстве. Число лиц, подвергающихся локальной вибрации, составляет несколько десятков миллионов человек.
Особым подвидом общей вибрации является укачивание, связанное с низкочастотными колебаниями тела и некоторыми типами его вращения на транспорте.
Человек реагирует на вибрацию в зависимости от общей продолжительности ее воздействия.
Наибольшее воздействие общей вибрации сказывается на процессах получения входящей информации (в основном зрительной из-за колебаний глазных яблок и головы) и на процессах передачи информации (непрерывный контроль деятельности колеблющихся рук).
Долговременное воздействие весьма интенсивной общей вибрации (например, на трактористов) может нежелательным образом сказываться на позвоночнике и увеличивать риск возникновения изменения позвонков и дисков.
Помимо воздействия на организм как на механическую систему, вибрация оказывает влияние на нормальное течение физиологических процессов. Например, общая вибрация вызывает варикозное расширение вен на ногах, геморрой, ишемическую болезнь сердца и гипертонию.
Чрезмерное воздействие локальной вибрации может вызывать заболевания кровеносных сосудов, нервов, мышц, костей и суставов верхних конечностей, так называемую «виброболезнь».
Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования – превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты.
Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизоляции в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин.
Виброгашением называется гашение вибрации за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например, в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного воздействия вибрации ручных механизированных устройств на операторов достигается как путем уменьшения интенсивности вибрации непосредственно в ее источнике (за счет конструктивных усовершенствований), так и средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками оператора.
В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.
