Источники производственных шумов Металло- и деревообрабатывающее оборудование; Энергетические и вентиляционные установки; Внутризаводской транспорт; Турбомашины, насосные агрегаты; Электрические машины, дроссели, трансформаторы и т.п.

Шум и его воздействие на человека Шум и его воздействие на человека Физические характеристики звука Звук или тон - это акустическое гармоническое колебание с определённой частотой. Он характеризуется: - частотой колебаний f (Гц), то есть числом колебаний в секунду; - звуковым давлением p (Па) - это разность между мгновенным давление в волне и атмосферным; - интенсивностью или силой звука I (вт/м 2 ) равной потоку звуко- вой энергии, проходящей в единицу времени через 1 м 2 площади. Интенсивность пропорциональна квадрату звукового давления. По частоте колебаний звуки классифицируются: Инфразвук Слышимый звук Ультразвук 20Гц 20000Гц 1 1. Звук и шум; основные характеристики

Закон Вебера-Фехнера для звука Уровень ощущения звука L пропорционален логарифму интенсивности I, отнесённой к интенсивности I o на пороге слышимости. где I, p - действующие значения интенсивности и звукового давления; I 0 = вт/м 2, p 0 =2*10 -5 Па - интенсивность и звуковое давление на пороге слышимости. Уровень звука L оценивают в относительных логарифмических единицах - ДЕЦИБЕЛАХ (дБ). 4

Шум и его характеристики Уровень интенсивности звука численно равен уровню звукового давления (УЗД). Эти характеристики - синонимы. Шум Шум - сложное колебание, комплекс звуков разных частот; его оценивают спектром, то есть зависимостью УЗД от частоты. Наиболее часто шум измеряют в октавных полосах частот. Полоса характеризуется средней частотой, а соотношение этих частот 1/ Гц Граничные частоты октавных полос Восприятие частоты, также как и силы звука, относительно поэтому средние частоты октавных полос откладываются на графиках в логарифмическом масштабе (через одинаковые промежутки). Средние частоты октавных полос 5

Построение спектра шума По характеру спектра шумы делят на широкополосные и смешанные, в которых присутствуют тональные составляющие. По временной характеристики их делят на постоянные и непостоянные, а последние оценивают эквивалентным уровнем звука L, дБ f, Гц Нормативный спектр шума Превышение шума Кроме спектральной характеристики шум оценивают одним числом - уровнем звука в дБА. Это общий уровень шума, откорректированный в соответствии с кривой слышимости. 6

Суммирование уровней шума 90 дБ + 90 дБ =80 дБ + 74 дБ = 100 дБ + 40 дБ = 70 дБ + 70 дБ + 70 дБ = 93 дБ 100 дБ 81 дБ 75 дБ Уровни шума являются логарифмическими величинами и их нельзя непосредственно складывать. Для этого применяют правило суммирования уровней: Для n одинаковых уровней L 1 7 L б - больший из суммируемых уровней δL - добавка к большему уровню, определяемая по таблице в зависимости от разности уровней. Если один из суммируемых уровней меньше другого на 10 дБ, то он не учитывается. L сум. = 10lg(2*I / I 0 ) = 10lg(I / I 0 )+10lg2 = L+3 дБ.

Распространение шума в открытом пространстве Интенсивность шума I в точке открытого пространства: где Р а - звуковая мощность источника шума, Вт; S - площадь измерительной поверхности, окружающей источник шума и проходящей через расчётную точку, м 2. Простейшей моделью источника шума является точечный источник, излучающий сферическую волну. 2. Распространение шума 8

Распространение шума в открытом пространстве (продолжение) Если источник шума со звуковой мощностью Р а расположен на поверхности, то излучение шума происходит в полусферу S с радиусом r (м): S = 2πr 2 r Переходя от абсолютных величин к относительным логарифмическим, уровни интенсивности шума L (дБ) от источника с уровнем звуковой мощности L p (дБ) в точке открытого пространства можно определить по формуле: Уровни интенсивности шума при удвоении расстояния уменьшаются на 6 дБ. 9

Распространение шума в помещении с источником шума В помещении, где установлен источник шума, интенсивность шума в любой точке складывается из интенсивности прямого шума I пр. и шума многократно отражённого от стен помещения I отр. Отражённый шум упрощённо считается диффузным, то есть имеющим одинаковую плотность звуковой энергии во всех точках помещения, а прямой шум спадает с расстоянием от источника. Интенсивность суммарного шума 10

Распространение шума в помещении с источником шума (продолжение) Статистическая теория звукового поля в помещении, используя аппарат теории вероятностей, даёт зависимость для определения интенсивности отражённого шума: где Q - акустическая постоянная помещения (м 2 ), которая характеризует его способность поглощать звуковую энергию; α - средний коэффициент звукопоглощения; S п - полная площадь ограждений помещения, м 2. Уровни шума (дБ) в помещении с источником шума 11

Распространение шума в помещении с источником шума ) Распространение шума в помещении с источником шума (продолжение) r Логарифмическая шкала расстояний Отражённый шум Суммарный шум Прямой шум Изменение уровней шума Зона прямого шума Зона отражённого шума График изменения уровней шума 12

Распространение шума в помещение смежное с шумным L1L1 LвLв R -- звукопоглощающий материал в воздушном промежутке двустенной разделяющей конструкции Уровни шума L (дБ) в смежном помещении где L 1 - уровни шума перед разделяющей стенкой, дБ; R - звукоизоляция разделяющей стенки, дБ; L α - величина, учитывающая звукопоглощение в смежном помещении, дБ. 13

14

3. Воздействие шума на человека. 1. Шум высоких уровней отрицательно влияет на ЦНС, желудок, двигательные функции, умственную работу, зрительный анализатор. Изменяются частота пульса, кровяное давление, замедляются реакции, ослабляется внимание, ухудшается разборчивость речи, возникают головные боли и шум в ушах. 2. Снижается чувствительность органа слуха, что приводит к временному повышению порога слышимости. При длительном воздействии шума высокого уровня возникают необратимые потери слуха и развивается профессиональное заболевание - тугоухость. Степень снижения слуховой чувствительности прямо пропорциональна времени работы в шумном производстве. Критерием риска потери слуха считается уровень 90 дБА при ежедневном воздействии более 10 лет. 15

Нормирование шума Способы нормирования шума

1. По предельному спектру шума от 31,5 до 8000 Гц. для различных видов трудовой деятельности. 2. По уровню звука (дБА) измеренному при включении корректировочной частотной характеристики «А» шумомера. L дБА =(L 1000Гц + 5 )дБ. 3. По дозе шума - Д доп =р A ² *T p.(П а *ч.) 4. Д = (Д/Д доп )*100. (%) (ГОСТ устанвливает ПДУ звука на рабочих местах и СН 2.2.4/ )

1. По предельному спектру шума от 31,5 до 8000 Гц. для различных видов трудовой деятельности. 2. По уровню звука (дБА) измеренному при включении корректировочной частотной характеристики «А» шумомера. L дБА =(L 1000Гц + 5 )дБ. 3. По дозе шума - Д доп =р A ² *T p.(П а *ч.) 4. Д = (Д/Д доп )*100. (%) (ГОСТ устанвливает ПДУ звука на рабочих местах и СН 2.2.4/ )

Таблица

Расчет уровней шума Расчет уровней шума на рабочих местах при наличии одного источника определяется по следующим формулам: а) в зоне прямого и отраженного звука L = L w + 10lg(K*Ф/S + 4ψ/В) б) в зоне прямого звука L = L w + 10Ig(K*Ф/S) в) в зоне отраженного звука L = L w - 10Ig(ψ/В + 6), L w =10lgW/W, дБ

пояснения W – звуковая мощность источника, Вт W - опорная звуковая мощность, Вт К – коэффициент, учитывающий влияние акустического поля, S – площадь поверхности источника, м² В – постоянная помещения, м² ψ- коэффициент учитывающий нарушение диффузности поля.

продолжение Ф – фактор направленности источника шума Ф= P² i / Р² ср. Р² ср = (Р 1 ²+Р 2 ²+Р 3 ²+···Р n ²)/n. При наличии N источников шума с разными шумовыми характеристиками L Σ = 10Іg(10 ·¹˙¹+10 ·¹˙²+10 ·¹˙³+····+10 ·¹˙) и ( 1,2,3… n - L 1, L 2, L 3 …Ln) L Σ = L lgN, с одинаковыми источниками шума.

Конструктивные мероприятия по снижению шума Мероприятия Снижение шума, дБ Ликвидация погрешностей в зацеплении шестерен 10 Замена прямозубых колес на косозубые 5 Замена зубчатой передачи на клиноременную 15 Применение вязкой смазки 5….10 Замена подшипников качения на подшипники скольжения 15

Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения Конструктивные средства уменьшения шума основаны на использовании этих принципов. 1. Экранирование - Источник шума способность преград создавать зону звуковой тени Зона звуковой тени Экра н Эффективность экрана зависит от длины звуковой волны по отношению к размерам препятствия, то есть от частоты колебаний. В помещении из-за наличия отражённого шума эффект экрана меньше, чем в открытом пространстве.

Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения (продолжение) 2. Звукоизоляция - способность преград отражать звуковую энергию. ИШ Иш ШИш ШИш ШИшШ Источник шума Интенсивность: падающего шума, отражённого шума прошедшего шума Звукоизоляция одностенной конструкции R (дБ) определяется законом «массы» где f - частота колебаний, Гц; δ - поверхностная масса стенки, кг/м 2 ; А, С - эмпирические коэффициенты.

Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения (продолжение) 3. Звукопоглощение - способность пористых и рыхло- волокнистых материалов, а также резонансных конструкций поглощать звуковую энергию. В помещении с источником шума уровни шума определяются прямым и отражённым шумом. ИШ Звуко- погло- щаю- щий мате- риал Звукопоглощающий материал, установленный на стенах помещения, уменьшает составляющую отражённого шума. Прямой шум источника Отражённый шум

Конструктивные средства уменьшения шума Расширительная камера Глушитель со звукопоглотителем Для уменьшения аэродинамического шума систем вентиляции, шума газо турбонаддува и газовыхлопа двигателей применяют реактивные (а) и активные (б) глушители. а)б) Звукоизоляция источника шума обеспечивается кожухом (с), а звукоизоляция рабочего места - изолированной кабиной (д)ИШИШ с)Кожух со звукопоглотителем Изолированная кабина д)

Средства экранирования а - схема экрана; б - экранирование нескольких источников шума; в - экранирование источников механического шума; 1 - оборудо- вание; 2 - экран со звукопоглотителем; 3 - рабочее место; 4 - дисковая пила.

Рис. 2 Звукопоглощающие конструкции Плоские Объёмные 1 - защитный перфорированный экран; 2 - стеклоткань; 3 - звуко- поглощающий материал; 4 - стена или потолок; 5 - воздушный промежуток; 6 - плита из звукопоглощающего материала. Рис. 1 Двустенные звуко- изолирующие конструкции 1 - пластины; 2 - воздушный промежуток; 3 - звукопогло- титель; 4 - крепление.

Эффективная толщина поглотителей Рис.1

Влияние зазора между поглотителем и стеной Рис.2

Вид штучных звукопоглотителей Рис.3

Подвесной штучный поглотитель Рис.4

Коэффициенты звукопоглощения Рис.5

Подвесные потолки из плит «акмигран» Рис.6

а)б) Средства индивидуальной защиты от шума а - наушники; б - шумозащитные шлемы.

Распределение звуковой волны Рис.7

Действие ветров Рис.8

Ультразвук на производстве. Ультразвук – упругие колебания воздушной среды с частотами выше Гц., распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах. Его применяют – в литейных цехах(обработка жидких расплавов, очистка отливок, очистка газов); - в гальванических(очистка и обезжиривание деталей);

- при плазменной резке металлов, напылении; -В сборочных цехах(очистка деталей, сборка неподвижных соединений, контроль соединений). Источником ультразвука является оборудование в котором генерируются ультразвуковые колебания. Ультразвук действует на человека через воздушную среду и контактно через жидкую и твердую среду. Его действие может привести: -потере слуховой чувствительности; -повышенной утомляемости,

- функциональным нарушениям нервной системы; -изменениям давления, состава и свойств крови. Допустимые уровни ультразвука в зоне контакта рук оператора с органами управления не должны превышать 110 дБ(Сан ПиН2.2.4/ ). ПДУ ультразвука: Частота, к Гц 16,0 20,0 25,0 31,5…100 Уровни ЗД, дБ

Защита от ультразвука 1. Дистанционное управление источником. 2. Применение звукоизоляции. 3. Размещение установок в отдельных кабинах. 4. Применение СИЗ - рукавицы, перчатки. 5. Установление рациональных режимов труда и отдыха(перерывы 10 мин. через 1- 1,5 ч до и 15 мин. после обеда).

Инфразвук и его воздействие на человека Инфразвук – неслышимые человеческим ухом упругие волны частотой менее 16Гц. При больших амплитудах он ощущается как боль в ушах. Возникает при землетрясениях, подводных и подземных взрывах, во время бурь и ураганов, от волн и цунами. Он распространяется на большие расстояния, слабо поглощается и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами.Источником инфразвука на производстве служат

Компрессоры, ДВС, движущийся транспорт, промышленные кондиционеры и вентиляторы. Симптомы воздействия инфразвука на человека: - головокружение; - боли в животе; - затрудненное дыхание; - чувство страха; - нарушение психического состояния; - уменьшение остроты зрения.

Наиболее опасными являются инфразвуковые колебания приводящие к возникновению резонанса, а именно: - 0,5 – 13Гц(резонанс вестибулярного аппа-та) - 4 – 6Гц (резонанс сердца) - 2 – 4Гц (резонанс желудка и кишечника) - 2 – 5Гц (резонанс рук) - 6 – 8Гц (резонанс почек) ПДУ инфразвука на рабочих местах: Частота, Гц Уровни ЗД, дБ

Меры борьбы с инфразвуком Снижение в источнике (повышение жесткости конструкций, увеличение частоты вращения валов и числа рабочих ходов машин); Снижени е интенсивности аэродинам и- ческих процессов; Применение соответствующих режимов труда и отдыха в соответствие с Сан ПиН 2.2.4/ – 96.