Средства и методы защиты от шума

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ

Шум (звук) — упругие колебания в частотном диапазоне слышимо­сти человека, распространяющиеся в виде волны в газообразных средах [5].

Звук представляет собой волновое движение упругой среды (на­пример, воздуха, воды и др.), которое воспринимается слуховым ап­паратом человека. Основные характеристики звука в соответствии с ГОСТ 12.1.003—83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10—32—2002 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территориях жилой застройки» (с изм. и доп., внесенными постановлением Минздрава от 12.12.2005 г. №220).

Колебательная скорость v, м/с — скорость колебания частиц воз­духа относительно положения равновесия.

Скорость распространения звука (скорость звука) с, м/с — ско­рость распространения звуковой волны. При нормальных атмосферных условиях (температура 20 °С, давление 10⁵ Па) скорость распростра­нения звука в воздухе равна 344 м/с.

Звуковое давление р, Па — разность между мгновенным значе­нием полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде:

p = v рс,

где р — плотность среды, кг/м³, рс — удельное акустическое сопротив­ление, равное 410 Па • с/м для воздуха, 1,5 • 10⁶ Па с/м — для воды, 4,8 • 10⁷ Па • с/м — для стали.

При распространении звука со скоростью звуковой волны проис­ходит перенос энергии, которая характеризуется интенсивностью звука.

Интенсивность звука I, Вт/м² — энергия, переносимая звуко­вой волной в единицу времени, отнесенная к площади поверхности, через которую она распространяется:

I =р²/(ре).

Звуковое давление и интенсивность звука принято характери­зовать их логарифмическими значениями — уровнями звукового дав­ления и интенсивности звука.

Уровень звукового давления, дБ,

L_p = 101g(jp²/ро) = 201g(p/р₀), где р₀ — пороговое звуковое давление, равное 2 • 10-® Па.

Уровень интенсивности звука, дБ,

L_i=101g<///„),

где Iq — пороговая интенсивность звука, равная 1(И^а Вт/м².

Пороги слышимости — минимальные значения звукового дав­ления и интенсивности звука, которые слышит человек при частоте в 1000 Гц.

Диапазон звуковых частот разбит на октавные полосы (полоса частот, у которой отношение верхней граничной частоты f₂ к нижней

Д равно 2, называется октавой). Каждая октава характеризуется среднегеометрической частотой f_a = .

Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос приведены в табл. 8.3.

Если /₂ Ify = $2 = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. Для

гигиенических целей шумы исследуют обычно в октавных, а для тех­нических— в 1/3-октавных полосах частот.

Таблица 8.3

Частоты и диапазоны октавных полос

Среднегеометри­ческие значения октавных полос, Гц	Граничные часто­ты и диапазоны октавных полос, Гц	Среднегеометри­ческие значения октавных полос, Гц	Граничные часто­ты и диапазоны октавных полос, Гц
	45...90		710...1400
	90...180		1400...2800
	180...355		2800..5600
	355...710		5600...11200

Производственный шум — совокупность звуков различной ин­тенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работников неприятные ощущения.

Шум классифицируется по частоте, временным и спектральным характеристикам (рис. 8.1).

Постоянный шум — шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или рабочую смену изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характе­ристике измерительного прибора «медленно».

Непостоянный шум — шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или рабочую смену изменяется во времени более чем на 5 дБ А при измерениях на стандартизованной временной характе­ристике измерительного прибора «медленно». Непостоянный шум разделяют на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

Колеблющийся шум — шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.

Прерывистый шум — шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБ А и более), при этом уровни звука, из­меренные на стандартизованных временных характеристиках «им­пульс» и «медленно», отличаются менее чем на 7 дБА.

Средства и методы защиты от шума

Борьба с шумом на производстве осуществляется комплексно и включает меры технологического, санитарно-технического, лечебно­профилактического характера.

Классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.029—80 ССБТ «Средства и методы защиты от шума. Класси­фикация», СНиП П—12—77 «Защита от шума», которые предусматри­вают защиту от шума следующими строительно-акустическими методами:

а) звукоизоляцией ограждающих конструкций, уплотнением при­творов окон, дверей, ворот и т.п., устройством звукоизолированных ка­бин для персонала; укрытием источников шума в кожухи;

б) установкой в помещениях на пути распространения шума звукопоглощающих конструкций и экранов;

в) применением глушителей аэродинамического шума в двига­телях внутреннего сгорания и компрессорах; звукопоглощающих об­лицовок в воздушных трактах вентиляционных систем;

г) созданием шумозащитных зон в различных местах нахожде­ния людей, использованием экранов и зеленых насаждений.

Ослабление шума достигается путем использования под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий, установкой оборудования на амортизаторы или специально изолированные фундаменты. Широко применяются средства звукопо­глощения — минеральная вата, войлочные плиты, перфорированный картон, древесно-волокнистые плиты, стекловолокно, а также актив­ные и реактивные глушители (рис. 8.3.).

Глушители аэродинамического шума бывают абсорбционными, реактивными (рефлексными) и комбинированными. В абсорбционных глушителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего материала. Принцип работы реактивных глушителей основан на эф­фекте отражения звука в результате образования «волновой пробки» в элементах глушителя. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и рас­пространенных методов снижения производственного шума на пути его распространения. С помощью звукоизолирующих устройств (рис. 8.4) легко снизить уровень шума на 30...40 дБ. Эффективными звукоизо­лирующими материалами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т.п.

Для снижения шума в помещении на внутренние поверхности наносят звукопоглощающие материалы, а также размещают в поме­щении штучные звукопоглотители.

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо­волокнистыми, с экраном, мембранные, слоистые, резонансные и объемные. Эффективность применения различных звукопоглощаю­щих устройств определяется в результате акустического расчета с учетом требований СНиП П—12—77. Для достижения максимального эффекта рекомендуется облицовывать не менее 60% общей площади ограждающих поверхностей, а объемные (штучные) звукопоглотите­ли —располагать как можно ближе к источнику шума.

Снизить неблагоприятное воздействие шума на рабочих, воз­можно сократив время их нахождения в шумных цехах, рационально распределив время труда и отдыха и т.д. Время работы подростков в условиях шума регламентировано: для них необходимо устраивать обязательные 10... 15-минутные перерывы, во время которых они долж­ны отдыхать в специально выделенных комнатах вне шумового воз­действия. Такие перерывы устраиваются для подростков, работающих первый год, через каждые 50 мин— 1 ч работы, второй год—через 1,5 ч, третий год—через 2 ч работы.

Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБ А должны быть обозначены знаками безопасности.

Защита работающих от шума осуществляется коллективными средствами и методами и индивидуальными средствами.

Основными источниками вибрационного (механического) шума машин и механизмов являются зубчатые передачи, подшипники, соуда­ряющиеся металлические элементы и т.п. Снизить шум зубчатых пе­редач можно повышением точности их обработки и сборки, заменой материала шестерен, применением конических, косозубых и шеврон­ных передач. Снизить шум станков можно применением быстроре­жущей стали для резца, смазочно-охлаждающих жидкостей, заменой металлических частей станков пластмассовыми и т.д.

Для снижения аэродинамического шума используют специаль­ные шумоглушащие элементы с криволинейными каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучшением аэродинамических харак­теристик машин. Дополнительно применяются средства звукоизоля­ции и глушители.

Акустическая обработка обязательна в шумных цехах машино­строительных заводов, цехах ткацких фабрик, машинных залах ма­шиносчетных станций и вычислительных центров.

Новым методом снижения шума является метод «антизвука» (равного по величине и противоположного по фазе звука). В результа­те интерференции основного звука и «антизвука» в некоторых местах шумного помещения можно создать зоны тишины. В месте, где необ­ходимо уменьшить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференционного подавления шума.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целесо­образно в тех случаях, когда средства коллективной защиты и другие средства не обеспечивают снижение шума до допустимых уровней.

СИЗ позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 0..-45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдает­ся в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной защиты от шума подразделяются на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой про­ход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски; проти­вошумные костюмы. Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Они бывают однократного и многократного пользования. Противошумные шлемы закрывают всю голову, они применяются при очень высоких уровнях шума в сочета­нии с наушниками, а также противошумными костюмами.