Алматинский институт энергетики и связи

Кафедра охраны труда и окружающей среды

 

 

 

 

 

ОХРАНА ТРУДА

Методические указания к выполнению лабораторных работ

«Измерение параметров производственного шума», «Исследование запыленности воздуха»

(для студентов всех форм обучения всех специальностей)

 

 

 

 

 

 

Алматы 2006

СОСТАВИТЕЛИ: З. А. Кашкарова, Ф. Р. Жандаулетова, Унгарова Т.М., Мананбаева С.Е. Охрана труда. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов всех форм обучения всех специальностей). - Алматы: АИЭС, 2006.- 33 с.

 

 

 

 

Методические указания содержат материал для подготовки к проведению лабораторных работ, в них приведены описания каждой лабораторной работы, экспериментальных установок, дана методика проведения и обработки опытных данных, перечень рекомендуемой литературы и контрольные вопросы. Методические указания рекомендуется для студентов всех форм обучения всех специальностей.

Ил.1, табл. 5, библиогр. –10 назв.

 

 

 

 

 

Рецензент: канд. техн. наук, доц. кафедры БЖД

КазНТУ им. К.Сатпаева Хайрлиева Н.Г.

 

 

 

 

 

 

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006 г.

 

 

 

 

 

© Алматинский институт энергетики и связи, 2006 г.

Общие методические указания

 

Студент может приступить к проведению опыта только после сдачи коллоквиума по теории и методике данной лабораторной работы.

Отчет по работе составляется индивидуально каждым студентом и должен содержать:

а) наименование и цель работы;

б) краткий конспект методического указания со схемой опытной

установки и необходимыми расчетными зависимостями;

в) протокол испытания, подписанный преподавателем;

г) таблицу обработки данных;

д) анализ полученных результатов и выводов.

При подготовке к лабораторной работе студентам необходимо изучить соответствующие темы по следующим учебникам:

1. 1.     Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности. – М.: Высшая школа,

2005.

2. 2.     ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ. ШУМ. Общие требования безопас-

ности.

3. 3.     ГОСТ 12.1.0.29-80. Средства и методы защиты от шума.

Классификация.

4. 4.     СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях

жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.

5. 5.     СНиП 11-12-77. Защита от шума. – М., 1978.

6. 6.     Справочник проектировщика. Защита от шума. – Под ред. Юдина

Е.Я. – М., 1974.

7. Григорьян Ф.Е. Борьба с шумом стационаучных энергетических

машин. – Л.: Машиностроение, 1980.

8. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие требования.

9. Лагунов Л.Ф., Оспанов Г. Л. Борьба с шумом в машиностроении.-М.:

Машиностроение , 1980.

10. Л.П. Кошулько, М.К. Дюсебаев, Б.С. Жумартов. Методические

указания к выполнению лабораторной работы «Определение запыленности воздуха рабочей зоны». – Алма-Ата: АЭИ, 1990.

 

 

 

 

1 Лабораторная работа № 1. Измерение параметров производственного шума

 

1. 1.1 Цель работы

 

Ознакомление с физико-техническими характеристиками шума, его влиянием на организм человека, гигиеническим нормированием, получение навыков работы с шумоизмерительной аппаратурой и методикой измерения параметров шума, измерение уровней звукового давления и определение эффективности звукоизолирующего ограждения.

 

1.2 Содержание работы

 

1.2.1 Измерение уровней звукового давления шума, создаваемого

звуковым генератором.

1.2.2 Расчет требуемой звукоизоляции, выбор материала перегородки.

1.2.3 Измерение уровней звукового давления при наличии перегородок.

1.2.4 Расчет звукоизоляции однослойного ограждения.

 

1.3 Общие сведения

 

В последнее десятилетие в связи с бурным развитием техники, сопровождающимся постоянным увеличением мощности и производительности машин, скорости их рабочих органов, шум на рабочих местах постоянно возрастает и во многих случаях значительно превышает допустимые меры. Это привело к тому, что человек на производстве и в быту постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней. Проблема борьбы с шумом является неотъемлемой частью охраны труда и защиты окружающей среды.

Борьба с шумом является комплексной проблемой, связанной с решением гигиенических, технических, управленческих и правовых задач.

 

1.4 Физико-технические характеристики шума

Любое нарушение стационарности состояния сплошной жидкой, твердой или газообразной среды в какой-то точке пространства приводит к появлению возмущений, распространяющихся от этой точки, которые называют волнами.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, вызывающее неприятные субъективные ощущения.

Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем.

Звук характеризуется частотой, интенсивностью и звуковым давлением.

Частота звука влияет на слуховое восприятие, определяя высоту звучания. Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды в диапазоне частот 16 Гц-20 кГц - волны называют звуковыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц называют инфразвуковым, выше 20 кГц- ультразвуком.

Увеличение частоты от 100 до 200 Гц или от 1 до 2 кГц вызывает одинаковое ощущение повышения тона в два раза. Эта особенность слуха позволила воспринимаемый ухом человека частотный диапазон разбить на 10 октав, где октава – это полоса частот, в которой отношение верхней частоты к нижней равно 2. Для обозначения октавы используется среднегеометрическая частота

.

Например, для октавы 45-90 Гц =63 Гц.

Так как шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков, различных по частоте к звуковому давлению, то по частотному спектру шум подразделяется на широкополосный, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, тональный, в спектре которого преобладает одна или несколько частот, т.е. звуки находятся на одной высоте. Импульсный шум воспринимается как отдельные удары и состоит из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, продолжительностью каждого 1с.

Звуковая волна несет определенную энергию в направлении распространения. Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через единицу поверхности, называется интенсивностью звука (J) и измеряется в Вт/м² . Наименьшая интенсивность звука, которую слышит ухо, называется порогом слышимости J_min=10^-13 Вт/м², а наибольшая интенсивность, которая воспринимается на слух и создает ощущение боли – болевым порогом J_mах=10 Вт/м². В диапазоне от порога слышимости до болевого порога интенсивность увеличивается в десять раз. Человеческому уху такой большой диапазон доступен благодаря способности уха реагировать не на абсолютную интенсивность, а на её прирост, называемый уровнем интенсивности. При увеличении интенсивности в десять раз звук воспринимается как вдвое более громкий. В связи с наличием ступенчатости восприятии и большой широты диапазона воспринимаемых энергий используют логарифмическую шкалу, так называемую шкалу бел или децибел.

Уровень интенсивности равен

 

Б или дБ, (1.1)

где J – интенсивность данного звука, Вт/м²;

J₀- интенсивность на пороге слышимости, Вт/м².

Весь огромный диапазон слышимых звуков укладывается в 140 дБ, что упрощает процедуру оценки шума и учитывает особенности восприятия звуков.

Звуковое давление Р, (Па) – разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля.

Между силой звука и звуковым давлением существует квадратичная зависимость

 

где J – интенсивность данного звука, Вт/м²;

р – звуковое давление, (Па);

ρ – плотность среды, кг/м³;

С- скорость распространения звука в среде, м/с.

Порогу слышимости на эталонной частоте (1000 Гц) соответствует

Р₀ = 2х10^-5 Па, болевому порогу - Р_max = 2х10² Па.

Уровень звукового давления

, дБ или дБ. (1.2)

 

Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления – при измерении шума и оценке его воздействия на человека, так как наш орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению.

Слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Звуки малой частоты воспринимает как менее громкие по сравнению со звуками большей частоты. Высокочастотный шум более опасен для человека, что учитывается при гигиеническом нормировании. Поэтому для оценки субъективного ощущения введено понятие уровня громкости. Единицей уровня громкости является фон. Он соответствует разности уровней интенсивности в 1 Б эталонного звука при частоте 1000 Гц. Таким образом, на частоте 1000 Гц уровни громкости (в фонах) совпадают с уровнями звукового давления (в децибелах). Уровень громкости является его звуковая мощность. Она соответствует общему количеству звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени

 

(1.3)

где Р – звуковая мощность источника, Вт;

Р₀ – пороговая величина звуковой мощности, Р₀= 10^-12 Вт.

 

По временным характеристикам шумы делятся на постоянные и непостоянные.

К постоянным относятся шумы, уровень звука которых за 8-и часовой день изменяется во времени не более, чем на 5 дБА.

Уровни непостоянного шума оцениваются эквивалентным уровнем звука , характеризующимся средним значением энергии звука в дБА. Этот уровень измеряется специальным интегрирующим шумомером или рассчитывается по формуле

 

(1.4)

где t_{i -} доля числа отсчетов в данном интервале уровней от общего числа отсчетов, %;

L_i – средний уровень звука в данном интервале;

i- 1, 2, 3 ……;

n – число отсчетов уровней.

 

Шум, являющийся сложным звуком, можно разложить на простые составляющие, графическое изображение которых называ­ется спектром. Спектр шума может быть разным. По характеру спектра шумы подразделяют на широполостные и тональные. По величине интервалов между составляющими его звуками различают шум дискретный (линейчатый) с большими интервалами, сплош­ной с бесконечно малыми интервалами и смешанный, характери­зующийся отдельными пиковыми дискретными составляющими на фоне сплошного спектра. Производственные шумы чаще всего имеют смешанный спектр.

По частоте шумы разделяют на низкочастотные, если макси­мальные уровни звукового давления лежат в области низких час­тот (до 350 Гц), среднечастотные (максимум в диапазоне частот 350...800 Гц) и высокочастотные (максимум выше 800 Гц).

По временным характеристикам шумы подразделяют на посто­янные и непостоянные. К постоянным относятся шумы, уровни звука которых за восьмичасовой рабочий день изменяются во времени не более чем на 5 дБ. А (уровень звука измеряется шумомером по шкале А). Непостоянные шумы разделяют на колеблющиеся во вре­мени, прерывистые и импульсные. К колеблющимся шумам относят­ся такие, уровни звука которых непрерывно меняются во времени. К прерывистым — шумы, уровни звука которых меняются ступен­чато на ≥5 дБ. К импульсным — шумы, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность каждого из которых менее 1 с. Наибольшую опасность для человека представляют то­нальные высокочастотные непостоянные шумы.

Любой источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая определяет общее количество звуковой энергии, излуча­емой источником в окружающее пространство за единицу време­ни. Мощность звука связана с интенсивностью следующей зависимости

 

, (1.5)

где S — поверхность сферы, в центре которой находится источ­ник шума интенсивностью L.

Уровень акустической мощности источника шума

 

L_W=10 lg (W/W₀), (1.6)

 

где W_u — условный порог акустической мощности (W_o = 10-¹² Вт).

 

Если в производственном помещении находится n одинаковых источников шума, равноудаленных от расчетной точки и облада­ющих одинаковым уровнем шума L, то общий уровень

 

, (1.7)

 

где L₁ — уровень шума одного источника, дБ;

n — число источ­ников.

 

Из формулы (7) следует, что два одинаковых источника со­здадут суммарный уровень всего на 3 дБ больший, чем каждый из них (так как 101g2 = 10 0,3 = 3); 10 источников — на 10 дБ; 100 источников — на 20 дБ и т.д.

На производстве такое условие часто невыполнимо, поскольку износ технологического оборудования неодинаков, поэтому рас­чет L_Σ ведут по другой формуле

 

, (1.8)

 

где L₁, L₁, L_n, — уровни звукового давления, создаваемого источ­никами в расчетной точке.

 

При измерении и анализе шумов, проведении акустических расчетов спектры (рисунок 1) оценивают в октавных или третьоктавных диапазонах. Полоса частоты, в которой верхняя гранич­ная частота f₂ в два раза больше нижней f₁, называется октавной, т.е. f₁/f₂ = 2. Для третьоктавной полосы . В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, принимают среднюю геометрическую полосу .