Нормування та вимірювання звукових коливань і вібрацій
(В даний час приладів для вимірювання звукових коливань і вібрацій досить багато. Є й універсальні, наприклад серії ОКТАВА-101, що дозволяють вимірювати звук, вібрацію, інфра-та ультразвук одним приладом.)
Звук - це хвилеподібний поширення механічних коливальних рухів частинок пружного середовища.
Звуковий тиск - це змінна складова тиску повітря або газу, що виникає в результаті звукових коливань, Па.
Гучність звуку залежить від інтенсивності звуку, тобто визначається амплітудою коливань у звуковій хвилі. Найбільшою чутливістю слуховий аналізатор людини має до звуків з частотами від 700 до 6000 Гц.
Звукова потужність визначається ставленням звукової енергії до часу
P = W / t = [1 Дж / с = 1 Вт].
Інтенсивність звуку визначається ставленням звукової потужності до площі поперечного перерізу
R = P / S = [Вт/м2].
Виробничим шумом називають хаотичне поєднання різних за частотою і силі звуків, що викликають неприємні відчуття і чинять шкідливий або дратівний вплив.
Відповідно до "ГОСТ 12.1.003-83 * ССБТ. Шум. Загальні вимоги безпеки "виробничі шуми за походженням поділяються на:
· Механічні шуми, що виникають при вібрації;
· Аеродинамічні (горіння в форсунках, велика швидкість струменя повітря тощо);
· Турбогідравліческіе;
· Структурні (коливання поверхонь, стін тощо).
Шуми поділяються на постійні (зміни інтенсивності до 5 дБ) і не постійні (інтенсивність звукового тиску змінюється в діапазоні понад 5 дБ).
Нормується шум за граничним спектру і залежно від характеру приміщень і виконуваних там робіт. У ГОСТ 12.1.003-83 наведені допустимі рівні звукового тиску в децибелах відповідно для кожної з восьми среднегеометрических частот октавних смуг (63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц). Це так звана спектральна характеристика шуму. Поряд з цим способом нормування, для орієнтовної оцінки, допускається за характеристику постійного шуму на робочому місці приймати рівень звуку в дБА, вимірюваною і оцінюється за шкалою "А" вимірювального приладу (шумоміра).
Основні нормовані параметри для широкосмугового шуму наведені в таблиці 7.
Таблиця 7
Допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях
| Робоче місце | Рівень звукового тиску в дБ в октавних смугах з середньогеометричними частотами, Гц | Еквівалентний рівень звуку, дБА | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1. Приміщення програмістів, конструкторських бюро | 71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| 2. Кабінети керівників | 79 | 70 | 68 | 58 | 55 | 52 | 50 | 49 | 60 |
3. Кабінети спостережень та дистанційного керування: а) без мовного зв'язку телефоном б) з мовним зв'язком телефоном | 94 83 | 87 74 | 82 68 | 78 63 | 75 60 | 73 57 | 71 55 | 70 54 | 80 65 |
| 4. Машинописні бюро | 83 | 74 | 68 | 63 | 60 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| 5. Лабораторії | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
| 6. Робочі місця у виробничих приміщеннях і на території підприємства | 99 | 92 | 86 | 83 | 80 | 78 | 76 | 74 | 85 |
Відповідно до санітарних норм "СН 2.2.4/2.1.8.562 - 96. Шум на робочих місцях, у приміщеннях житлових, громадських будівлях і на території житлової забудови ":
1) Допустимий рівень шуму - це рівень, що не викликає в людини значного занепокоєння і істотних змін показників функціонального стану систем та аналізаторів, чутливих до шуму;
2) Гранично допустимий рівень шуму - це рівень шуму, який при щоденній (крім вихідних днів) роботі, але не більше 40 годин на тиждень протягом усього робочого стажу, не повинен викликати захворювань або відхилень у стані здоров'я, що виявляються сучасними методами дослідження в процесі роботи або у віддалені строки життя теперішнього і наступних поколінь;
3) Нормування звукового тиску (інтенсивності) виконується на різних частотах з урахуванням характеру виконуваної роботи - насамперед напруженості праці (табл. 8).
Таблиця 8
Допустимі рівні звукового тиску для деяких видів робіт
Характер трудової діяльності | Рівень звукового тиску в дБ в октавних смугах з середньогеометричними частотами, Гц | Еквівалентний рівень звуку, дБА | ||||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| Наукова діяльність, викладання | 86 | 71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| Адміністративно-управлінська діяльність | 93 | 79 | 70 | 68 | 58 | 55 | 52 | 52 | 49 | 60 |
| Освіта | 79 | 63 | 52 | 45 | 39 | 35 | 32 | 30 | 28 | 40 |
За інтенсивністю звукового тиску, шуми приблизно можна оцінити за таблицею 9.
Таблиця 9
Суб'єктивна оцінка звукового тиску (шуму)
Інтенсивність звукового тиску, дБ | Відповідає: |
| 0 | порогу чутності; |
| 20 | тихому розмови, шелесту, шурхоті; |
| 30 | тихій музиці; |
| 50 | гомоном великого магазину; |
| 60 | шуму вулиці міста; |
| 90 | шуму відповідного поїзда метрополітену; |
| 120 | шуму реактивного двигуна літака в 100 м; |
| 130 | те ж у 10 м; |
| 140 | те ж у 1 м. |
Під впливом виробничого шуму виникають захворювання: зниження чутливості слуху, аритмія серця, підвищення кров'яного тиску, неврози, порушення діяльності шлунково-кишкового тракту. Через нервову систему шум викликає захворювання серця, а в деяких випадках призводить до хронічних захворювань кори головного мозку, нирок, до появи гіпертонічної хвороби. У загальному випадку в працюючого в умовах високого шуму розвивається так звана "шумова хвороба", що виявляється в загальному захворювання всього організму.
При рівні шуму 65 дБ і вище, збільшується тиск крові, з'являється швидка стомлюваність.
Рівень шуму 90 дБ і вище, призводить до порушення слуху, погіршення діяльності шлунково-кишкового тракту, порушення нервової діяльності.
Шум більше 120 дБ викликає механічні коливання тканин і руйнування нервових клітин.
Прояв шкідливого впливу шуму може проявитися через тривалий час.
Вібрація являє собою механічні коливання тіл. Вібрації властива низька частота коливань до 20 Гц, а понад 29 Гц є сумарним впливом вібрації з шумом.
Шкідлива дія вібрації, перш за все, викликає зниження коефіцієнта корисної дії (ККД) машин і передчасний знос деталей, що може призвести до поломок, аварій та катастроф.
Людина відчуває вібрацію при контакті з хитаються предметами: інструментами, обладнанням та ін При тривалій дії вібрації на організм людини виникають захворювання двох типів: загальні і місцеві (локальні). Загальні захворювання можуть виявитися через 4-12 місяців у тих випадках, якщо робота супроводжується постійною вібрацією робочих місць. При цьому виникають головні болі, зорові розлади, підвищення температури, розлади з боку шлунку і серцево-судинної системи.
Локальні форми захворювань виникають при дії вібрації на окремі ділянки тіла (руки, ноги та ін.) При цьому відбуваються зміни нервової та кістково-судинної систем, підвищується артеріальний тиск, знижується м'язова сила і зменшується вага людини, з'являються спазми судин.
У загальному випадку вплив вібрації на людину супроводжується неприємними відчуттями у вигляді "оніміння", слабкості в кисті руки, судомами. Локальні вібрації викликає спазми судин фаланг пальців, судин серця. Крім того, вібрація супроводжується втратою чутливості шкіри, "окостеніння" сухожиль м'язів, відкладеннями солей у суглобах. Ці дії особливо посилюються в холодний період року.
Систематичний вплив вібрації призводить до вібраційної хвороби - загального захворювання всього організму, при якому порушується діяльність різних органів і функціональних систем. Ці порушення проявляються у вигляді: запаморочення, підвищеної дратівливості, порушення сну, болю в області серця.
При коливаннях з частотою нижче 20 Гц і відносно великих амплітудах вібрації відбувається розлад вестибулярного апарату людини, з'являються симптоми "морської хвороби". При коливаннях робочих місць з частотами близькими до власних частот внутрішніх органів (6-9 Гц) можуть відбуватися їх механічні пошкодження або навіть розрив.
Класифікація і нормування вібрації виконується відповідно до санітарних норм "СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Виробнича вібрація, вібрація в приміщеннях житлових і громадських будівель ".
Вібрація вимірюється віброметрії відповідно до ГОСТ 12.4.012-83 ССБТ. Вібрація. Засоби вимірювання і контролю вібрації на робочих місцях. Технічні вимоги ".
Ультразвук, як і шум, - це механічні коливання пружного середовища, але на відміну від звукових хвиль, ультразвукові хвилі мають великі амплітуди, що зумовило його широке застосування в техніці. Ультразвук, також як і шум, нормується по допустимих рівнях звукового тиску на робочих місцях в залежності від среднегеометрической частоти (ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ. Ультразвук. Загальні вимоги безпеки).
Інфразвук виникає на частотах менше 20 Гц і викликає втому, запаморочення, головний біль, хвороба типу морський (вестибулярні порушення). Вплив інфразвуку призводить до зниження гостроти слуху та зору, в деяких випадках з'являється відчуття страху і т.п., можливі непритомність і паралічі. Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску понад 150 дБ можуть викликати смертельний результат. Особливо небезпечні інфразвукові коливання з частотою від 2 до 15 Гц у зв'язку з виникненням резонансних явищ в організмі людини, причому найбільш небезпечна частота 7 Гц, так як можливо його збіг з альфа-ритмом біострумів мозку.
Джерелами інфразвуку є механізми (компресори, дизельні двигуни), транспорт (електровози), повільно працюють машини та ін У повітрі інфразвук мало поглинається і тому здатний поширюватися на великі відстані. Багато явищ природи (землетрусу, морські бурі) супроводжуються випромінюванням інфразвукових коливань.
Класифікація і нормування інфразвуку виконується відповідно до санітарних норм "СН 2.2.4/2.1.8.583-96. Інфразвук на робочих місцях, в житлових і громадських приміщеннях і на території житлової забудови ".
Захист від звукових коливань і вібрацій
У боротьбі з виробничим шумом застосовують такі методи:
Технологічні та конструктивні;
Нормування;
Санітарно-технічні;
Лікувально-профілактичні.
Захист працюючих від шуму може здійснюватися як колективними засобами і методами (ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Засоби і методи захисту від шуму. Класифікація), так і індивідуальними засобами (ГОСТ 12.4.051-87 ССБТ. Засоби індивідуального захисту органів слуху. Загальні технічні умови і методи випробувань).
Колективні засоби захисту в свою чергу поділяються на засоби, що знижують шум у джерелі його виникнення, і засоби, що знижують шум на шляху його поширення від джерела до об'єкта, що захищається.
Зниження шуму в джерелі досягається шляхом його конструктивних змін. Це забезпечується зміною руху деталей, поліпшенням мастила і класу чистоти поверхонь, що труться, заміною матеріалів і т.д.
Зниження шуму на шляху його поширення досягається проведенням будівельно-акустичних заходів. Методи зниження шуму на шляху його поширення реалізуються застосуванням: кожухів, екранів, кабін спостереження (при дистанційному управлінні), звукоізолюючих перегородок між приміщеннями, звукопоглинальних облицювань, глушників шуму та ін
Із засобів індивідуального захисту, що дозволяють знизити рівень сприйманого звуку на 10-45 дБ, можна назвати протишумові: вкладиші, навушники (антифони), шоломи і каски (при рівнях 120 дБ і вище), спеціальні костюми.
В умовах підвищеного шуму, при відсутності спеціальних засобів індивідуального захисту, використовуйте підручні засоби, так, наприклад, звичайна вата знижує шум на 6 дБ, вата з жиром - до 18 дБ, віск - до 24 дБ.
Відповідно до "ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вібраційна безпека. Загальні вимоги "захист від вібрації включає в себе технічні та медико-профілактичні заходи.
До технічних заходів захисту належать:
· Зниження вібрації в джерелі її виникнення шляхом більш точної балансуванням обертових частин і зміною резонансної частоти системи;
· Виброгашение, шляхом встановлення механізмів на самостійні фундаменти і застосування динамічних віброгасителем, збільшенням маси (інерції) фундаментів або їх жорсткості;
· Віброізоляція, що перешкоджає передачі вібрації від джерела (механізму) до захищається, і здійснювана за допомогою віброізоляторів (дерево, гума, повсть, пружини, ресори);
· Вібропоглощеніе (вібродемпфірованіє) шляхом покриття вібруючих деталей віброізолюючих матеріалом.
Широке поширення отримали вибродемпфирующих покриття, які поділяються на жорсткі і м'які. Перші ефективні в області низьких частот, другі - галузі високих.
Найбільш ефективні покриття з в'язко-пружних матеріалів, до яких відносяться тверда пластмаса, руберойд, битуминизированная повсть з шаром фольги і др. Як жорстких застосовуються металеві покриття на основі алюмінію, міді, свинцю, олова та ін М'якими вибродемпфирующих покриттями є м'які пластмаси, гуми, пінопласт та ін
У боротьбі з вібрацією при роботі з ручним інструментом важливе значення має також зручність робочої пози. Необхідні організації режиму праці та відпочинку, гімнастичні вправи (1-2 рази на зміну), корисні теплові ванни, масаж кінцівок, ультрафіолетове опромінення, проведення медичних оглядів.
Рекомендується, щоб загальний час контакту з вібруючими машинами, вібрація яких відповідає допустимим рівням, не перевищувала 2 / 3 тривалості робочої зміни, а безперервна тривалість впливу вібрації, включаючи мікропаузи, не більше 20 хвилин.
Засоби індивідуального віброзахисту поділяються на засоби захисту для рук, ніг і тіла оператора. Як засоби захисту для рук застосовуються рукавиці та рукавички, вкладиші і прокладки. Виброзащитная спецвзуття виготовляється у вигляді чобіт, напівчобіт, полуботінок. Захист від вібрації забезпечується спеціальною конструкцією низу взуття з пружно-демпфуючого матеріалу. Засоби захисту для тіла оператора за формою виконання підрозділяється на нагрудники, пояси, спеціальні костюми з пружно-демпфуючих матеріалів.
Захист від ультразвуку включає в себе використання більш високих частот (припустимі рівні вище), ізолюючих корпусів і екранів, ізоляцію випромінювальних установок, дистанційне керування і засоби індивідуального захисту.
При проектуванні та експлуатації ультразвукових установок слід керуватися санітарними правилами і нормами, відображеними в Україні СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96. Гігієнічні вимоги при роботах з джерелами повітряного і контактного ультразвуку промислового, медичного та побутового призначення ".
Для боротьби з інфразвуком більш ефективні заходи дозволяють знизити рівень інфразвуку в джерелі його виникнення. Для цього потрібно усувати джерела низькочастотної вібрації, підвищувати швидкохідність машин, збільшувати жорсткість конструкцій великих розмірів, встановлювати глушники і т.п.
Відповідно до санітарних норм рівні інфразвукового тиску на среднегеометрических частотах 2, 4, 8 і 16 Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в смузі з частотою 32 Гц - 102 дБ.