Нормування шуму та вимірювання його рівнів
При нормуванні шуму до уваги беруться різні його види. Відповідно до ГОСТу 12.1.003-83 та ДСНу 3.3.6.037-99 шуми за часовими характеристиками класифікуються на постійними, якщо їх рівень протягом робочої зміни (8 год) змінюється не більше, ніж на 5 дБА, та непостійними. Останні поділяються на:
- мінливі, рівень шуму яких неперервно змінюється (коливається) в часі більше, ніж на 5 дБА;
- переривчасті, рівень шуму яких змінюється ступінчасто на 5 дБА і більше; при цьому довжина інтервалів, під час яких рівень залишається сталим, становить Ici більше;
- імпульсні, які складаються з одного або декількох звукових сигналів, кожен з яких довжиною менше 1 с; при цьому рівні шуму відрізняються не менше, ніж на 7 дБА.
Нормування шуму здійснюється за двома методами: нормування за граничним спектром шуму та нормування рівня звуку в дБА. Перший метод нормування є основним для постійних шумів. Рівні звукового тиску (дБ) нормуються в октавних смугах частот. Октавна смуга частот (октава) - діапазон частот, у якому верхня гранична частота / вдвічі більша за нижню граничну частоту fu.
Октава характеризується середньогеометричним значенням частоти. Частотний діапазон чутності органа слуху людини розподілений на дев'ять октав із середньогеометричними частотами 31,5; 63; 125 ... 8000 Гц. Сукупність гранично допустимих рівнів звукового тиску в дев'яти октавних смугах частот і є граничним спектром (ГС) шуму. Зі зростанням частоти (більш неприємний шум) допустимі рівні зменшуються. Кожен із граничних спектрів має свій індекс, наприклад, ГС-80, де 80 - допустимий рівень звукового тиску в октавній смузі з середньогеометричним значенням базової частоти 1000 Гц.
Нормування шуму за рівнем звуку в дБА засновано на вимірюванні за шкалою А шумоміра, що імітує чутливість органа слуху до шуму різної гучності. Рівень звуку в дБА використовується для орієнтовної оцінки постійного та непостійного шуму, оскільки в цьому випадку є невідомим спектр шуму.
Параметрами непостійного шуму, які нормуються є еквівалентний рівень шуму (рівень постійного шуму, дія якого відповідає дії фактичного шуму із змінними рівнями за той же час) у дБА та максимальний рівень шуму - у дБА.
Максимальний рівень шуму, що коливається в часі та переривається, не повинен перевищувати 110 дБА. Максимальний рівень для імпульсного шуму не повинен перевищувати 125 дБА.
Для визначення відповідності рівнів шуму та рівнів звукового тиску нормованим значенням, а також для порівняльної оцінки різних заходів, спрямованих на зниження шуму, проводять вимірювання шуму на робочих місцях і у виробничому приміщенні. Для цього використовується: шумомір ШМ-1, вимірювач шуму та вібрації ВШВ-003, акустична вимірювальна апаратура фірми ЮТ (Німеччина) та "Брюль і К'єр" (Данія). Принцип вимірювання шуму полягає в наступному: мікрофон для акустичних вимірювань сприймає шум і перетворює механічні коливання на електричні, які підсилюються і, пройшовши коректувальні фільтри та випрямляч, реєструються індикаторним приладом чи осцилографом.
32. Шум – сукупність звуків (чистих тонів), що знаходяться між собою у невпорядкованому сполученні.
В залежності від частоти коливань звуки поділяють на:
1) інфразвук - від 10-1 до 50 Гц;
2) чуттєвий звук - від 50 до 5*104Гц;
3) ультразвук - від 5*104 до 109Гц;
4) гіперзвук - від 109 до 1013 Гц.
Патогенна дія шумів багатоманітна. Велика кількість звукових сигналів, що поступають до кори головного мозку, викликають переживання, страх, передчасну втому. Дія шуму на людину виражається в широкому діапазоні - від суб'єктивного роздратування до об'єктивних змін в ЦНС, органах слуху, серцево-судинних та ендокринній системах, травному акті та інших органів і систем. Першим показником шкідливої дії шуму є скарги на роздратованість, переживання, порушення сну.
Характер дії шуму на ретикулярну формацію головного мозку залежить від рівня та тривалості його дії. Довготривала дія шуму активізує ретикулярну формацію, що впливає на психологічний статус, а також на функціональний стан фізіологічних систем організму. Будуючи стимулом стресів, шум викликає зміни в роботі надниркових залоз, гіпофіза, відображається на розвитку пристосувальних та регуляторних реакціях організму. Фізико-біохімічна адаптація до шуму неможлива!
Шум призводить до погіршення роботи серця, печінки, до безсилля та перенапруги нервових клітин. Ослаблені клітини нервової системи не можуть достатньо чітко координувати роботу різних систем організму.
Постійна дія сильного шуму може не тільки негативно вплинути на слух, але і викликати інші шкідливі наслідки - дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, збільшення втоми. Дуже голосна сучасна музика притуплює слух, викликає нервові захворювання.
Наближено дію шуму різних рівнів можна охарактеризувати у такий спосіб. Шум до 50 дБА, зазвичай, не викликає шкідливого впливу на людину в процесі її трудової діяльності. Шум з рівнем 50—60 дБА може викликати психологічний вплив, що виявляється у погіршенні розумової діяльності, послабленні уваги, швидкості реакції, утрудненні роботи з масивами інформації тощо. За рівня шуму 65— 90 дБА можливий його фізіологічний вплив: пульс прискорюється, тиск крові підвищується, судини звужуються, що погіршує постачання органів кров'ю. Дія шуму з рівнем 90 дБА і вище може призвести до функціональних порушень в органах та системах організму людини: знижується слухова чутливість, погіршується діяльність шлунку та кишківника, з'являється відчуття нудоти, головний біль, шум у вухах. При рівні шуму 120 дБА та вище здійснюється механічний вплив на орган слуху, що виявляється у порушенні зв'язків між окремими частинами внутрішнього вуха, можливий навіть розрив барабанної перетинки. Такі високі рівні шуму впливають не лише на органи слуху, а й на весь організм. Звукові хвилі, проникаючи через шкіру, викликають механічні коливання тканин організму, внаслідок чого відбувається руйнування нервових клітин, розриви дрібних судин тощо.
33. Шумозахист - це комплекс заходів на виробництві, транспорті, при цивільному та промисловому будівництві, дорогах, вулицях населених місць. Заходи та засоби захисту від шуму поділяються на колективні та індивідуальні.
До засобів індивідуального захисту (313) від шуму належать навушники, протишумові вкладки, шумо-заглушувальні шоломи.
Засоби колективного захисту від шуму поділяються за такими напрямками:
— зменшення шуму в самому джерелі;
— зменшення шуму на шляху його поширення;
— організаційно-технічні заходи;
— лікувально-профілактичні заходи.
Засоби та заходи колективного захисту, що зменшують шум на шляху його поширення поділяються на архітектурно-планувальні та акустичні (рис. 4.4).
Зменшення шуму у самому джерелі — найбільш радикальний засіб боротьби з шумом, що створюється устаткуванням. Це досягається за допомогою таких заходів та засобів:
• удосконалення кінематичних схем та конструкцій устаткування;
• проведення статичного та динамічного зрівноважування і балансування; виготовлення деталей, що співударяються та корпусних деталей з неметалевих матеріалів (пластмас, текстоліту, гуми);
• чергування металевих та неметалевих деталей; підвищення точності виготовлення деталей та якості складання вузлів і устаткування;
• зменшення зазорів у з'єднаннях шляхом зменшення припусків; застосування мащення деталей, що труться та ін.
Виключною властивістю затримувати та поглинати шум мають деревні та чагарникові насадження вздовж автомагістралей, особливо такі, що складаються з клена (зменшує рівень шуму на 15,5 дБА), тополі (до 11 дБА), липи (до 9 дБА) та ялини (до 5 дБА).
34. Інфразвук та ультразвук, його джерела та принципи нормування. Вплив на організм людини.
Ультразвук являє собою механічні коливання пружного середовища, що мають однакову зі звуком фізичну природу, але відрізняються більш високою частотою, що перевищує прийняту верхню межу чутності - понад 20 кГц, хоча при великих інтенсивностях (120 ... 145 дБ) чутними можуть бути і звуки більш високої частоти.
Ультразвук, як і звук, характеризується ультразвуковим тиском (Па), інтенсивністю (Вт/м2) і частотою коливань (Гц).
Специфічною особливістю ультразвуку, обумовлене великою частотою і малою довжиною хвилі, є можливість поширення ультразвукових коливань спрямованими пучками, які отримали назву ультразвукових променів. Вони створюють на відносно невеликій площі дуже великий ультразвуковий тиск.
При тривалій роботі з низькочастотними ультразвуковими установками, що генерують шум і ультразвук, що перевищують встановлені ПДУ, можуть відбутися функціональні зміни центральної і периферичної нервової системи, серцево-судинної системи, слухового і вестибулярного апарату і т. п. У порівнянні з високочастотним шумом ультразвук значно слабше впливає на слухову функцію, але викликає більш виражені відхилення від норми вестибулярної функції, больової чутливості і терморегуляції.
Інфразвук являє собою механічні коливання пружного середовища, що мають однакову з шумом фізичну природу, але поширюються з частотами менше 20 Гц.
Інфразвук справляє негативний вплив на весь організм людини, в тому числі і на орган слуху, знижуючи слухову чутливість на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження: виникають стомлення, головний біль, запаморочення, вестибулярні порушення, знижується гострота зору і слуху, порушується периферичний кровообіг, з'являється відчуття страху і т. п.
Захист від ультра- та інфразвука.Захист від ультразвукових коливань здійснюється тими ж методами, що і захист від шуму. Основну увагу потрібно приділяти усуненню безпосереднього контакту робітників з коливними середовищами. Для цього завантаження ультразвукових ванн, вивантаження й інші роботи виконують при виключених генераторах коливань, або використовують спеціальні пристосування з ручками, не зв'язаними вібруючими деталями. Ультразвукове технологічне устаткування ізолюють кожухами або звукоізолюючими камерами. Внутрішні поверхні камер облицьовуються звукопоглинаючими матеріалами. Робочі місця можна екранувати. Для поглинання енергії ультразвука рекомендуються матеріали, подібні до застосовуваних при зниженні шуму, але з більшою ефективністю на високих частотах.
Труднощі захисту від інфразвукових хвиль полягають в тому, що стіни і великі елементи конструкцій починають вібрувати в ритмі інфразвука і не чинять йому ніякого опору. Інфразвук практично не послаблюється перешкодами, тому основною задачею захисту людини від шкідливого впливу інфразвука є виключення чи ослаблення його генерування в самому джерелі. Ефективними заходами від інфразвука є також застосування методів зниження вібрацій.
35. Основні параметри та види вібрації.
Під вібрацією розуміють механічні коливання твердого тіла. Вона характеризується абсолютними та відносними параметрами. До основних абсолютних параметрів належать: вібропереміщення (s) — миттєве значення кожної з координат, які описують положення тіла, чи матеріальної точки під час вібрації; амплітуда вібропереміщення (А) — найбільше відхилення точки, яка коливається з певною частотою, від положення рівноваги, м; віброшвидкість (v) — кінематичний параметр, що дорівнює швидкості переміщення (перша похідна вібропереміщення) точки, яка коливається з певною частотою, м/с; віброприскорення (а) — кінематичний параметр, що дорівнює прискоренню переміщення (друга похідна вібропереміщення) точки, яка коливається з певною частотою, м/с2; період вібрації (Т) — найменший інтервал часу, через який під час періодичної вібрації повторюється кожне значення величини, яка характеризує вібрацію, с; частота вібрації (f) — величина, обернено пропорційна періоду вібрації, яка показує кількість коливань за одиницю часу точки під час вібрації, Гц.
Оскільки абсолютні параметри, що характеризують вібрацію змінюються в широких межах, то на практиці частіше використовують відносні параметри — рівні, які визначаються щодо опорного (порогового) значення відповідного параметра і вимірюються у децибелах (дБ). Стандартні опорні значення поділяються на такі: амплітуди вібропереміщення
За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та місцеву (локальну) вібрацію. Загальна вібрація передається на тіло людини, яка сидить або стоїть, переважно через опорні поверхні — сидіння, підлогу. Локальна вібрація передається через руки працюючих при контакті з ручним механізованим інструментом, органами керування машинами та обладнанням, деталями, які обробляються тощо. Можлива також одночасна дія загальної та локальної вібрації. Наприклад, при роботі на дорожньо-будівельних машинах на руки передається локальна вібрація від органів керування, а на все тіло — від машини через сидіння.
Залежно від джерела виникнення загальна вібрація поділяється на: транспортну, яка діє на операторів (водіїв) транспортних засобів (автомобілі, трактори); транспортно-технологічну, яка діє на операторів машини з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тільки спеціально підготовленими поверхнями виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок (екскаватори, промислові та будівельні крани, автонавантажувачі, авто- та електрокари); технологічну, яка діє на операторів стаціонарних машин або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації (метало- і деревооброблювальні верстати, ковальсько-пресувальне устаткування, насосні станції, бурові вишки).