Энергетические загрязнители

Защита от производственного шума, ультразвука и вибраций

Звук - упругие колебания - волны, распространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц.

Колебания с частотой ниже 16 Гц, называются инфразвуком.

Колебания с частотой выше 20 кГц, называется ультразвуком.

Они не слышимы для человека.

Шум - это всякий нежелательный для человека звук, не несущий полезной информации. Шум вреден для здоровья человека.

Звуковое поле это область пространства, в которой распространяются звуковые волны.

Звуковым давлением называется разность между мгновенным значением полного давления при прохождении звуковой волны и средним значением давления в невозмущенной среде.

Звуковое давление Р измеряется в паскалях [Па].

При выборе методов защиты окружающей среды от шума проводятся следующие мероприятия по коллективной защите от шума:

- выбор соответствующего оборудования и оптимальных режимов ра­боты;

- замена шумных источников и технологий на малошумные;

- изменение направленности излучения шума источником;

- снижение шума по пути распространения от источника до защищае­мого от шума места (экранирование);

- комплекс средств защиты от шума в шумном агрегате, транспорт­е;

- архитектурно-планировочные меры в жилой застройке;

- организационные мероприятия;

- новые акустические технологии.

Организационно-техническими мероприятиями, позволяющими существенно снизить уровень шума на производстве, являются:

- замена шумного оборудования менее шумным;

- размещение машин и агрегатов, производящих большой шум, в от­дельных помещениях или в отдельных частях цеха со специальным ог­раждением;

- планирование времени работы шумного оборудования таким обра­зом, чтобы в это время работало меньше людей;

- озеленение территории предприятия и прилегающей к ней местности.

Инженерные методы борьбы с шумом на промыш­ленных предприятиях сводятся к следующему:

- уменьшение шума и вибрации в источниках их возникновения;

- применение звукоизолирующих конструкций и звукопоглощающих материалов;

- использование виброизолирующих устройств и вибропоглощающих материалов;

- применение различного рода глушителей.

Снижение шума в источнике его возникновения. Замена шумных ис­точников на малошумные это самая кардинальная мера борьбы с шумом. Снижение шума в источнике его возникновения заключается в правильном проектировании деталей и узлов машин, качественном монтаже машин и агрегатов, правильной эксплуатации оборудования, могущих создавать шум в процессе работы. Например, замена ДВС на электродвигатель существенно снижает внеш­ний шум автомобилей. Электромобиль на 15...20 дБА менее шумен, чем автомобиль с дизельным двигателем. Погружение свай с помощью бурения позволяет снизить шум по сравнению с ударным погружением на 30...40 дБА. Шум от шин автомобиля при движении может быть снижен на 3...4 дБА при замене асфальтового покрытия на покрытия с содержанием резины.

В общем случае ослабление шума обеспечивается уменьшением си­лового воздействия в источнике или звукоизлучающей способности элементов источника шума.

Шумовиброзащитные конструкции. Для снижения механического, аэродинамического, электромагнитного, ударного, гидродинамического шума применяются три основные принципы действия: отражение, поглощение звука (вибрации) или комбинированные.

По принципу действия средств шумозащиты выделяют:

1. звукопоглощение — основано на поглощении звуковых волн при их падении на плоскую, мягкую, пористую или волокнистую по­верхность. Уменьшить интенсивность шума на рабочих местах можно установкой звукопогло­щающих конструкций близ источника шума. Основ­ная конструкция — звукопоглощающая облицовка в замкнутых объемах (помещениях, капотах);

2. звукоизоляцию — основана на отражении звуковых волн от плоской массивной преграды. Этот метод предполагает сооружение вокруг источника шума ог­раждений с высокой звукоизоляцией. Ос­новные звукоизолирующие конструкции — звукоизолирующие капоты (кожухи), перегородки, кабины.

3. Глушители шума также основаны или на отражении звуковой энер­гии (реактивные), или на поглощении (абсорбционные), или на их ком­бинации (комбинированные).

Снижение шума на пути его распространения. Используют два принципа: защита расстояни­ем, которое обеспечивает затухание звука в пространстве, и установка на пути распространения сооружений, которые отражают звук. При удвоении расстояния от источника звука, напри­мер со 100 до 200 м , шум уменьшается на 6 дБА.

Основной конструкцией, снижающей шум на пути от источника до защищаемого объекта (жилого района), являются акустические экраны (АЭ) или иные сооружения, которые могут дать экранирующий эффект, например, дома, стенки, выемки, зеленые насаждения.

Принцип работы акустического экрана основан на создании зоны звуковой тени за ним в результате частичного отражения звука от его поверхности. Эффективность экранирующих сооружений ориенти­ровочно составляет (в зависимости от размеров и других особенностей): АЭ и насыпи — 5... 15 дБА, зеленых насаждений — 3...8, зданий-экранов — 15...20 дБА.

Акустические экраны устанавливают вдоль автомобильных дорог, железнодорожных магистралей, вблизи аэропортов. Их изготовляют из бетона, стекла, дерева, металла, пластиков, старых покрышек и других материалов высотой в зависимости от назначения и места установки от 2...4 (автодороги) до 20...25 м (аэропорты).

Архитектурно-планировочные меры зашиты от шума. В современном градостроительстве накоплен большой опыт снижения шума в жилой застройке. Например, между жилыми массивами и шумным производством должны рас­полагаться санитарно-защитные зоны (СЗЗ) с кустарниками, деревьями. Минималь­ные расстояния шумных производств от жилой застройки указаны в Санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная класси­фикация предприятий, сооружений и иных объектов».

Для автомагистралей, железной дороги устанавливаются санитарные разрывы.

Чтобы шум не распространялся в малошумные помещения, произ­водственное здание должно иметь рациональную планировку.

Шумозащитное зонирование территории города предполагает отделение транспортных магистралей от жилого района промышленной зоной и торговыми предприятиями.

Активная шумозащита. Средства зашиты от шума можно разделить на две груп­пы: пассивные и активные.

К пассивным средствам относятся те, в которых не исполь­зуется дополни- тельный источник энергии. В активных средствах задействован дополнитель- ный источник энергии, а принцип такой за­щиты от шума называется активной шумозащитой.

Активная шумозащита основана на хорошо известном явлении на­ложения звуковых волн с одинаковой частотой и амплитудой А в противофазе .

Такое явление, называемое интерференцией приводит к ослаблению амплитуды результирующей волны.

В последние годы устройства для активной шумозащиты начали выпу- скаться серийно и нашли широкое применение для снижения шума систем вентиля­ции и различных агрегатов. УЗД снижается на 10... 15 дБ.

Преимущество: Высокая эффективность на низких частотах, поскольку на этих часто­тах звукоизоляция, звукопоглощение мало результативны.

Недостаток — малая эффективность на высоких частотах.

Звукопоглощение. Звукопоглощением называется процесс перехода части энергии звуковой волны в тепловую энергию среды, в которой распространяется звук.

Звукопоглощение применяют для снижения отраженной звуковой энергии в замкнутых помещениях. Звукопоглощение позволяет уменьшить уровень шума от источников, расположенных в этом или другом помещении. Звукоизоляция. Под звукоизоляцией понимают процесс снижения уровня шума, проникающего через ограждение в помещение.

Помещение А изолировано ограждением 2 от помещения Б, в котором находится источник шума 1. Акустический эффект при звукоизоляции обеспечивается процессом отражения звуковой волны от ограждения (препятствия).

Как правило, звукоизоляция часто применяется совместно со звукопоглощением (помещение В). Для изоляции источников шума на практике часто применяют звукоизолирующие кожухи

С помощью зву­коизолирующих конструкций можно обеспечить снижение шума на 20...50 дБ в зависимости от типа конструкции и частоты звука.

При ус­тановке в этих помещениях звукопоглощающих облицовок стен и по­толков снижение шума составляет всего лишь 5...8 дБ. Эффективная за­щита от шума часто требует совместного использования обоих методов.

К средствам звукоизоляции относятся ограждения, звукоизолирующие кожухи и акустические экраны.

Звуковые волны, падая на ограждение, приводят его в колебание, звуковая энергия в соседнем (тихом) помещении возникает и передает­ся в воздух от колебаний поверхности, на которую со стороны источни­ка действует сила звуковых волн, падающих во всех направлениях на ограждение.

Колебательная энергия ослабляется из-за инерциального сопротив­ления ограждения, а также затухает из-за внутренних вязких потерь, возникающих в материале конструкции при ее колебании.

Ультразвук — звуковые волны, имеющие частоту выше воспринимаемых человеческим ухом, обычно, под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц.

Защиту от ультразвука при воздействии через воздух можно обеспечить следующими путями.

1. В оборудовании нужно использовать более высокие рабочие частоты, для которых нормами установлены и более высокие допустимые уровни звукового давления. Не следует использовать частоты ниже 20 – 22 кГц.

2. Оборудование, излучающее ультразвуки, следует заключать в звукоизолирующие кожухи, которые можно изготовлять из листовой стали или дюралюминия толщиной 1 мм с обклейкой резиной или рубероидом, из гетинакса толщиной 3 – 5 мм. Эластичные кожухи изготовляют из трех слоев резины общей толщиной 3 – 5 мм. Применение кожухов позволяет снизить уровень ультразвука на 60 – 80 дБ.

3. Между работающими и оборудованием можно располагать экраны, в частности, прозрачные.

4. Ультразвуковые установки следует размещать в специальных помещениях или кабинах, если перечисленные выше более простые меры не могут обеспечить нужный эффект.

Защита от наиболее вредного контактного воздействия сводится к выключению источника ультразвука во время загрузки и выгрузки обрабатываемых или свариваемых деталей. Хорошую защиту обеспечивают также резиновые перчатки или облицовка мест возможною прикосновения виброизолирующим покрытием (пористая резина, поролон и т. п.).

Вибрацией называются механические колебания упругих тел, прояв­ляющиеся в перемещении центра их тяжести или оси симметрии в про­странстве, а также в периодическом изменении ими формы, которую они имели в статическом состоянии.

При эксплуатации ручных механизированных инструментов следует руководствоваться “Санитарными нормами и правилами при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающим вибрации, передаваемые на руки работающих”.

При вибрациях, возбуждаемых работой оборудования (машин, станков, электродвигателей, вентиляторов и т. п.) и передаваемых на рабочие места в производственных помещениях (сиденья, пол, рабочая площадка), нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные величины колебательной скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений.

Борьбу с вибрациями желательно проводить в источнике их возникновения при конструировании и изготовлении машин и проектировании технологических процессов. Снижение уровня вибрации может быть достигнуто виброгашением, которое чаще реализуется путем установки вибрирующих агрегатов на самостоятельные виброгасящие основания (фундаменты). Виброизоляцию применяют для защиты конкретных объектов от передачи им вибраций, создаваемых источником колебаний. Виброизоляция сводится к замене в колеблющейся системе некоторых жестких связей упругими связями, являющимися виброизоляторами.

При работе ручным механизированным электрическим или пневматическим инструментом следует применять индивидуальные средства защиты в виде виброизолирующих рукавиц и перчаток, виброзащитных рукояток инструмента или прокладок. Общие технические требования к такой защите определены ГОСТ 12.4.002–75.

Для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется организовывать 10 – 15–минутные перерывы после каждого часа работы и проводить комплекс физиопрофилактических мероприятий.