Виконав студент гр. ЗКМ-41-00 Тимофєєв Павло Анатолійович
Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна»
Мелітопольська філія
Факультет «Комп'ютерний еколого-економічний моніторинг»
Мелітополь - 2003
1. Межі слухового сприйняття шумів органами слуху людини
Шум як гігієнічний фактор - це сукупність звуків різної частоти та інтенсивності, які сприймаються органами слуху людини і викликають неприємне суб'єктивне відчуття.
Шум як фізичний фактор представляє собою хвилеподібно розповсюджується механічне коливальний рух пружного середовища, що носить зазвичай випадковий характер.
Виробничим шумом називається шум на робочих місцях, на дільницях або на територіях підприємств, який виникає під час виробничого процесу.
Наслідком шкідливого впливу виробничого шуму можуть бути професійні захворювання, підвищення загальної захворюваності, зниження працездатності, підвищення ступеня ризику травм та нещасних випадків, пов'язаних з порушенням сприйняття попереджувальних сигналів, порушення слухового контролю функціонування технологічного обладнання, зниження продуктивності праці.
За характером порушення фізіологічних функцій шум поділяється на такий, який заважає (перешкоджає мовної зв'язку), дратівливий - (викликає нервову напругу і внаслідок цього - зниження працездатності, загальна перевтома), шкідливий (порушує фізіологічні функції на період і розвиток хронічних захворювань, які безпосередньо пов'язані зі слуховим сприйняттям: погіршення слуху, гіпертонія, туберкульоз, виразка шлунку), що травмує (різко порушує фізіологічні функції організму людини).
Характер виробничого шуму залежить від виду джерел. Механічний шум виникає в результаті роботи різних механізмів з неврівноваженими Масамі внаслідок їх вібрації, а також одиночних або періодичних ударів в зчленуваннях деталей складальних одиниць або конструкцій в цілому. Аеродинамічний шум утворюється при русі повітря по трубопроводах, вентиляційних систем або внаслідок стаціонарних або нестаціонарних процесів у газах. Шум електромагнітного походження виникає внаслідок коливань елементів електромеханічних пристроїв (ротора, статора, сердечника, трансформатора і т. д.) під впливом змінних магнітних полів. Гідродинамічний шум виникає внаслідок процесів, які відбуваються в рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку і т. д.).
Шум як фізичне явище - це коливання пружного середовища. Він характеризується звуковим тиском як функцією частоти і часу. З фізіологічної точки зору шум визначається як відчуття, яке сприймається органами слуху під час дії на них звукових хвиль у діапазоні частот 16-20 000 Гц.
Процес поширення коливального руху в середовищі називається звуковою хвилею, а область середовища, в якій вона поширюється - звуковим полем.
Звуковими хвилями називають коливальні обурення, які поширюються від джерела шуму в навколишнє середовище.
Довжина хвилі - це відстань, яку проходить звукова хвиля протягом періоду коливання (відстань між двома сусідніми шарами повітря, які мають однакове звукове тиск, виміряний одночасно).
Звук, який розповсюджується в повітряному середовищі, називається повітряним звуком, в твердих тілах - структурним. Частина повітря, охоплена коливальним процесом, називається звуковим полем. Вільним називається звукове поле, в якому звукові хвилі поширюються вільно, без перешкод (відкритий простір, акустичні умови в спеціальній заглушеній камері, облицьованої звукопоглинаючим матеріалом).
Дифузним називається звукове поле, в якому звукові хвилі вступають в кожну точку простору з однаковою ймовірністю з усіх сторін (зустрічається в приміщеннях, внутрішні поверхні яких, мають високі коефіцієнти відбиття звуку).
У реальних умовах (приміщення або територія підприємства) структура звукового поля може бути якісно близькою (або проміжної) до граничних значень вільного або дифузного звукового поля.
Повітряний звук поширюється у вигляді поздовжніх хвиль, тобто хвиль, в яких коливання частинок повітря збігаються з напрямком руху звукової хвилі. Найбільш поширена форма поздовжніх звукових коливань - сферична хвиля. Її випромінює рівномірно в усі боки джерело звуку, розміри якого малі порівняно з довжиною хвилі.
Структурний звук поширюється у вигляді поздовжніх і поперечних хвиль. Поперечні хвилі відрізняються від поздовжніх тим, що коливання в них відбуваються в напрямку, перпендикулярному напрямку поширення хвилі. Рух звукової хвилі в повітрі супроводжується періодичним підвищенням і пониженням тиску. Тиск, який перевищує атмосферний, називається акустичним, або звуковим тиском. Чим більше звуковий тиск, тим голосніше звук.
Мірою інтенсивності звукових хвиль у будь-якій точці простору є величина звукового тиску - надлишковий тиск в даній точці середовища порівняно з тиском при відсутності звукового поля. Одиниця виміру звукового тиску р, Н/м2; 1 Н/м2 = 1 Па (Паскаль). Існують нижня і верхня межі чутності. Нижня межа чутності називається порогом чутності, верхня - больовим порогом. Порогом чутності називається найменша зміна звукового тиску, який ми відчуваємо. При частоті 1000 Гц (на цій частоті вухо має найбільшу чутливість) поріг чутності складає Р "= 2-10'5 Н/м2. Поріг чутності сприймає приблизно 1% людей.
Больовий поріг - це максимальний звуковий тиск, який сприймається вухом як звук. Тиск понад больового порогу може викликати пошкодження органів слуху. При частоті 1000 Гц як больового порога прийнято звуковий тиск Р - 20 Н/м2. Ставлення звукових тисків при больовому порозі та порозі чутності складає 106. Це діапазон звукового тиску, який сприймається вухом.
Для більш повної характеристики джерел шуму введено поняття звукової енергії, яка випромінюється джерелами шуму в навколишнє середовище за одиницю часу.
Величина потоку звукової енергії, яка проходить протягом 1 с через площу 1 м2 перпендикулярно до напрямку поширення звукової хвилі, є мірою інтенсивності звуку або сили звуку.
У зв'язку з тим, що між слуховим сприйняттям і роздратуванням існує приблизно логарифмічна залежність, для вимірювання звукового тиску, сили звуку та звукової потужності прийнята логарифмічна шкала. Це дозволяє великий діапазон значень (по звуковому тиску - 106, за силою звуку - 1012) вкласти в порівняно невеликий інтервал логарифмічних одиниць. У логарифмічною шкалою кожна наступна ступінь цієї шкали більше попередньої в 10 разів. Це умовно вважається одиницею виміру 1 Бел (Б). В акустиці використовується дрібніша одиниця децибел (дБ), дорівнює 0,1 Б.
Величина, виражена в белах або децибелах, називається рівнем цієї величини. Якщо сила одного звуку більше іншого в 100 разів, то рівні сили звуку відрізняються на 1 ^ 100 = 2 Б, або 20 дБ.
Рис. 1 Слухове сприйняття людини
Область чутних звуків обмежується не тільки певними частотами (20-20 000 Гц), а й певними граничними значеннями звукових тисків та їх рівнів. На рис. 1 ці граничні значення рівнів звукового тиску зображені двома кривими. Нижня крива відповідає порогу (початку) чутності. Доречно нагадати, що логарифмічна шкала рівнів звукового тиску побудована таким чином, що граничне значення звукового тиску рд відповідає порогу чутності (L = 0 дБ) лише на частоті 1000 Гц, прийнятій у якості стандартної частоти порівняння в акустиці. Поріг чутності різний для звуків різної частоти. Якщо в діапазоні частот-800 - 4000 Гц величина порога чутності мінімальна, то в міру віддалення від цієї області угору і вниз по частотній шкалою його величина зростає; особливо помітно збільшення порогу чутності на низьких частотах. З цієї причини високочастотні звуки більш неприємні для людини, ніж низькочастотні (при однакових рівнях звукового тиску).
Верхня крива на рис. 1 відповідає порогу больового відчуття (I = 120-130 дБ). Звуки, що перевищують за своїм рівнем цей поріг, можуть викликати болі й ушкодження у слуховому апараті.
Область по частотною шкалою, що лежить між цими кривими, називається областю слухового сприйняття.
Залежно від рівня та характеру шуму, його тривалості, а також від індивідуальних особливостей людини шум може чинити на нього різну дію.
2. Дія шуму на організм людини
Шум, навіть коли він невеликий (при рівні 50-60 дБА), створює значне навантаження на нервову систему людини, надаючи на нього психологічний вплив. Це особливо часто спостерігається у людей, зайнятих розумовою діяльністю. Слабкий шум різна впливає на людей. Причиною цього можуть бути: вік, стан здоров'я, вид праці, фізичний і душевний стан людини б момент дії шуму і інші фактори. Ступінь шкідливості будь-якого шуму залежить також від того, наскільки він відрізняється від звичного шуму. Неприємне вплив шуму залежить від індивідуального ставлення до нього. Так, шум, вироблений самою людиною, не турбує його, в той час як невеличкий сторонній | ^ розум може викликати сильний подразнюючий ефект.
Відомо, що кілька таких серйозних захворювань, як гіпертонічна і виразкова хвороби, неврози, в ряді випадків шлунково-кишкові та шкірні захворювання, пов'язані з перенапругою нервової системи в процесі праці та відпочинку. Відсутність необхідної тиші, особливо в нічний час, призводить до передчасної втоми, а часто й до захворювань. У зв'язку з цим необхідно відзначити, що шум у 30-40 дБА в нічний час може з'явитися серйозним беспокоящим чинником. Зі збільшенням рівнів до 70 дБА і вище шум може певне фізіологічний вплив на людину, призводячи до видимих змін у його організмі.
Під впливом шуму, що перевищує 85-90 дБА, в першу _очередь знижується слухова чутливість на високих частотах.
Сильний шум шкідливо відбивається на здоров'ї та працездатності людей. Людина, працюючи при шумі, звикає до нього, але тривала дія сильного шуму викликає загальне стомлення, може привести до погіршення слуху, а іноді і до глухоти, порушується процес травлення, відбуваються зміни обсягу внутрішніх органів.
Впливаючи на кору головного мозку, шум подразнює, прискорює процес втоми, послаблює увагу і уповільнює психічні реакції. З цих причин сильний шум в умовах виробництва може сприяти виникненню травматизму, так як на тлі цього шуму не чутно сигналів-транспорту, автонавантажувачів та інших машин.
Ці шкідливі наслідки шуму виражені тим більше, ніж сильніше шум і чим триваліше його дія.
Таким чином, шум викликає небажану реакцію всього організму людини. Патологічні зміни, які виникли під впливом шуму, розглядають як шумову хворобу.
Звукові коливання можуть сприйматися не тільки вухом, а й безпосередньо через кістки черепа (так звана кісткова провідність). Рівень шуму, переданого цим шляхом, на 20-30 дБ менше рівня, сприйманого вухом. Якщо при невисоких рівнях передача за рахунок кісткової провідності мала, то при високих рівнях вона значно зростає й погіршує шкідливу дію на людину.
При дії шуму дуже високих рівнів (понад 145 дБ) може бути розрив барабанної перетинки.
3. Класифікація методів захисту від шуму
Засоби захисту від шуму поділяють на засоби колективного та індивідуального захисту.
Заходи щодо зниження шуму слід передбачати на стадії проектування промислових об'єктів і обладнання. Особливу увагу слід звертати на винесення шумного обладнання в окреме приміщення, що дозволяє зменшити число працівників в умовах підвищеного рівня шуму та здійснити заходи щодо зниження шуму з мінімальними витратами коштів, обладнання та матеріалів. Зниження шуму можна досягти тільки шляхом обезшумліванія всього обладнання з високим рівнем шуму.
Роботу щодо обезшумліванія діючого виробничого обладнання в приміщенні починають із складання шумових карт та спектрів шуму, обладнання та виробничих приміщень, на підставі яких виноситься рішення щодо напрямку роботи.
Боротьба з шумом в джерелі його виникнення - найбільш дієвий спосіб боротьби з шумом. Створюються малошумні механічні передачі, розробляються способи зниження шуму в підшипникових вузлах, вентиляторах.
Архітектурно-планувальний аспект колективного захисту від шуму пов'язаний з необхідністю врахування вимог шумозахисту в проектах планування та забудови міст і мікрорайонів. Передбачається зниження рівня шуму шляхом використання екранів, територіальних розривів, шумозахисних конструкцій, зонування та районування джерел і об'єктів захисту, захисних смуг озеленення.
Організаційно-технічні засоби захисту від шуму пов'язані з вивченням процесів шумоутворення промислових установок і агрегатів, транспортних машин, технологічного та інженерного обладнання, а також з розробкою більш досконалих малошумних конструкторських рішень, норм гранично допустимих рівнів шуму верстатів, агрегатів, транспортних засобів і т. д .
Акустичні засоби захисту від шуму поділяються на засоби звукоізоляції, звукопоглинання і глушники шуму.
Класифікація засобів захисту наведено на рис. 2.
Рис. 2. Засоби захисту від шуму на шляху його поширення
Зниження шуму звукоізоляції. Суть цього методу полягає в тому, що шумоизлучающий об'єкт або декілька найбільш шумних об'єктів розташовуються окремо, ізольовано від основного, менш шумного приміщення звукоізольованою стіною або перегородкою. Звукоізоляція також досягається шляхом розташування найбільш шумного об'єкта в окремій кабіні. При цьому в ізольованому приміщенні і в кабіні рівень шуму не зменшиться, але шум впливатиме на менше число людей. Звукоізоляція досягається також шляхом розташування оператора в спеціальній кабіні, звідки він спостерігає та керує технологічним процесом. Звукоізолюючий ефект забезпечується також встановленням екранів та ковпаків. Вони захищають робоче місце і людину від безпосереднього впливу прямого звуку, однак не знижують шум в приміщенні.
Звукопоглинання досягається за рахунок переходу коливальної енергії в теплоту внаслідок втрат на тертя в звукопоглотителе. Звукопоглинальні матеріали та конструкції призначені для поглинання звуку як в приміщеннях з джерелом, так і в сусідніх приміщеннях. Втрати на тертя найбільш значні в пористих матеріалах, які внаслідок цього використовуються в звукопоглинальних матеріалах. Звукопоглинання використовується при акустичній обробці приміщень.
Акустична обробка приміщення передбачає покриття стелі та верхньої частини стін звукопоглинаючим матеріалом. Внаслідок цього знижується інтенсивність відбитих звукових хвиль. Додатково до стелі можуть підвішуватися звукопоглинальні щити, конуси, куби, встановлюватись резонаторні екрани, тобто штучні поглиначі. Штучні поглиначі можуть застосовуватись окремо або у поєднанні з облицюванням стелі та стін. Ефективність акустичної обробки приміщень залежить від звукопоглинальних властивостей застосовуваних матеріалів та конструкцій, особливостей їх розташування, об'єму приміщення, його геометрії, місць розташування джерел шуму. Ефект акустичної обробки більше в низьких приміщеннях (де висота стелі не перевищує 6 м) витягнутої форми. Акустична обробка дозволяє знизити шум на 8 дБА.
Глушники шуму застосовуються в основному для зниження шуму різних аеродинамічних установок і пристроїв.
У практиці боротьби з шумом використовують глушники різних конструкцій, вибір яких залежить від конкретних умов кожної установки, спектра шуму і необхідного ступеня зниження шуму.
Глушники поділяються на абсорбційні, реактивні і комбіновані. Абсорбційні глушники, містять звуковбирний матеріал, поглинають надійшов у яких звукову енергію, а реактивні відбивають її назад до джерела. У комбінованих глушниках відбувається як поглинання, так і відображення звуку.
Список літератури
Основи охорони праці. В.Ц. Жидецький та ін Львів, «Афіша», 2000р.
Пістун І.П. Лекції з охорони праці: Навчальний посібник. - Суми: Вид-во «Університетська книга», 1999. - 301 с.
Охорона праці. Підручник. - К.: Вища школа, 2002. - 240 с.