Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

Э.Ф.Хамадулин

Электромагнитная совместимость в ТКС

4.2. Методы и средства измерения неблагоприятных физических факторов на организм человека

Учебное пособие

Москва 2006

Введение

I …..

II

К физическим факторам, неблагоприятно влияющим на здоровье людей, относятся шум, вибрация, ультразвук, инфразвук, электромагнитные поля, статическое электричество, инфракрасное (тепловое) и видимое, ультрафиолетовое, лазерное и рентгеновское излучения.

Шум - упругие колебания и волны в воздушной среде в частотном диапазоне слышимости человека.

Постоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике "медленно".

Непостоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике "медленно". Колеблющийся шум - непостоянный шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.

Прерывистый шум - непостоянный шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более.

Импульсный шум - непостоянный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеренные в дБАУ и дБА соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно" отличаются не менее чем на 7 дБА.

Тональный шум - шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные составляющие. Тональный характер шума устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука LА экв, дБА данного непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое средне-квадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

Максимальный уровень звука LА макс, дБа - уровень звука, соответствующий максимальному показанию измерительного прямо-показывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или значение уровня звука, превышаемого в течение 1% времени измерения при регистрации автоматическим оценивающим устройством.

Инфразвук - упругие колебания и волны в воздушной среде с частотами ниже диапазона слышимости человека.

Ультразвук - упругие колебания и волны с частотами выше диапазона слышимости человека.

Вибрация - упругие колебания и волны в твердых телах.

Общая вибрация - вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека.

Локальная вибрация - вибрация, передающаяся через руки человека, воздействующая на ноги сидящего человека или предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

Электростатическое поле - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и объеме веществ, материалов, изделий.

Электромагнитное поле - совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля.

Лазерное излучение - электромагнитное излучение оптического диапазона, основанное на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

Ультрафиолетовое (УФ) излучение - электромагнитное излучение с длиной волны от 200 нм до 400 нм.

Видимый диапазон излучения - электромагнитное излучение с длиной волны от 400 нм до 760 нм.

Инфракрасное (ИК) излучение - электромагнитное излучение с длиной волны от 760 нм до 100 х 10 нм.

Рентгеновское (ионизирующее) излучение - электромагнитное излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.

Нормирование шума - одна из важнейших задач охраны окружающей среды. Нормы шума устанавливаются исходя из технических требований и гигиенических условий труда, например на рабочих местах и на селитебных территориях, в помещениях жилых домов и общественных зданий.

К техническим требованиям нормирования шума относится установление допустимых уровней шума для нормальной эксплуатации звукочувствительных устройств, например, радио, концертных и театральных залов. Оценка шумовых характеристик и их сравнение с нормативами позволяет еще на стадии проектирования разрабатывать мероприятия по снижению этих уровней. Допустимые шумовые характеристики регламентируются:

для рабочих мест — ГОСТ 12.1.003—83;

жилых помещений — ГОСТ 12.1.036— 8 1;

территорий различного хозяйственного назначения и помещения жилых и общественных зданий — ГОСТ 23337—78;

Допустимые характеристики ультразвука регламентируются ГОСТ 12.1.001-89.

Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в октавных частотных полосах, уровни звука и эквивалентные уровни звука для жилых и общественных зданий и их территорий принимаются в соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума» и ГН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Для оценки звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий и помещений промышленных предприятий применяется индекс изоляции воздушного шума Jb и индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием Jy. Нормируемые индексы и расчет звукоизоляции ограждающих конструкций принимаются в соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума».

Уровень звука в расчетных точках, в том числе при наличии нескольких источников шума, снижение (требуемое) уровней звука на территории или в помещениях защищаемого от шума объекта следует определять по п. 10 СНиП II-12-77.

Нормирование вибрации. Виброзащиту наиболее эффективно можно осуществить на стадии проектирования объекта.

Часто при проектировании не учитываются уровни вибраций, и вопрос о виброзащите решается в эксплуатационный период по измеренному уровню вибраций, что не всегда возможно. Естественно, в этом случае получение исходных данных значительно упрощается, но возникает проблема виброзащиты, особенно это касается оборудования, установленного на фундаментах. Поэтому использование в современном промышленном производстве средств автоматики (станков, машин, оборудования) накладывает на вибрирующие основания достаточно жесткие технические требования.

Допустимые уровни вибрации в жилых домах нормируются гигиеническими нормами «Допустимые уровни вибрации на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий» (ГН 2.2.4/2.1.8.562-96). Параметры колебаний регламентируются ГОСТ 12.1.012—90 «Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности труда». В указанных нормативах предусмотрены предельно допустимые величины общей вибрации в абсолютных (см/с) и относительных (дБ) значениях скорости по наиболее распространенному в практике спектру частот (до 355 Гц), который включает шесть октавных частотных полос. Каждая октавная полоса имеет предельно допустимые значения среднеквадратической виброскорости или амплитуды перемещений, возбуждаемых работой машин.

В санитарно-гигиенических нормах заложена лишь качественная оценка физиологического воздействия вибрации на людей. На стадии проектирования можно наметить мероприятия и конструктивные решения, которые обеспечили бы необходимую охрану здоровья людей.

Проблема биологического действия и гигиенического нормирования электромагнитных полей (ЭМП) приобрела в последние годы особую актуальность. Это вызвано быстро расширяющимися сферами применения электромагнитной энергии, значительным увеличением числа лиц, систематически подвергающихся ее воздействию и возрастающими уровнями ЭМП, создающими все большую потенциальную опасность для здоровья широких слоев населения.

Интересно отметить, что в России предельно-допустимые уровни (ПДУ) электромагнитного излучения намного жестче, чем в Европе и в США (см таблицу). Это связано с различным методологическим подходом и критериями оценки биологического действия. В России гигиенические нормативы разрабатывались, как правило, на основании комплексных клинико-физиологических исследований.

В США и большинстве западноевропейских стран при обосновании ПДУ исходят из концепции о чисто тепловом механизме действия ЭМП (на этом механизме основан принцип работы СВЧ-печей), основываясь при этом на порогах повреждающего действия наиболее чувствительных к повышению температуры органов. Этим объясняются и разница в единицах измерения допустимых уровней: в России – это плотность потока энергии, измеряемая в мкВт/кв. см, в Европе и США – удельная поглощенная мощность – Вт/кг.

Предельно-допустимые уровни электромагнитных полей

Частоты

10 - 40 кГц

40 - 600 кГц

0.6 - 10 МГц

10 - 300 МГц

0.3 - 2 ГГц

> 2 ГГц

нас.

Р.м.

нас.

Р.м.

нас.

Р.м.

нас.

Р.м.

нас.

Р.м.

нас.

Р.м.

Европейский стандарт SENELEC

Н (А/м)

15

40

15 ->1

40 ->3

1 - > 0.07

3 - >0,2

0.07

0.18

0.07 -> 0.18

0.18

0.4 -> 0.4

0.18

У (В/м)

400

1000

400

1000

400 -> 30

1000 ->60

30

60

30 -> 60

60 -> 150

60

150

ППЭ (мкВт/кв.см)

200

1000

200 -> 1000

1000 -> 1500

1000

5000

Российские нормативы (в скобках - московские )

ППЭ (мкВт/кв.см)

10.0 (2.0)

25 - 1000

10.0 (2.0)

25 - 1000

2.

3.

4.

5.