КГ Акулов

Санитарные врачи участвуют в подготовке проектов решений исполкомов городских Советов народных депута­ тов, направленных на снижение производственных, транспортных и жилищно-бытовых шумов, и контролиру­

ют выполнение их.

Большое внимание следует уделять проведению сани­ тарно-просветительной и культурно-воспитательной рабо­ ты среди населения и детей в школах о вреде шума и предупреждении его возникновения, о культуре поведения в жилых домах, местах отдыха и т. п.

Глава 23

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВИБРАЦИИ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Научно-технический прогресс, урбанизация привели к тому, что в окружающей среде городов появился новый физический фактор — вибрация. Область распространения вибрации вышла за рамки промышленного производства, транспортных средств. Нежелательные механические ко­ лебания стали возникать на территории жилой застройки,

в жилых и общественных зданиях.

Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела в связи со строительством метрополи­ тена в крупных городах нашей страны и за рубежом. Наиболее благоприятные условия для распространения вибрации создаются при использовании тоннелей мелкого заложения, строительство которых является экономиче­ ски целесообразным. Трассы метрополитена прокладыва­ ются под существующими жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов показал, что вибрация проникает в близлежащие жилые здания в радиусе до 40— 70 м по обе стороны от тоннеля метрополитена,

вызывая беспокойство населения.

Физические и физиологические характеристики вибра­ ции. Вибрацией называют механические колебания упру­ гих тел. Чаще всего под вибрацией подразумевают неже­ лательные колебания.

Распространение вибрации обусловливается передачей колебательной энергии от колеблющихся частиц к сосед­ ним. Эта энергия в любой момент времени пропорциональ­ на квадрату колебательной скорости, поэтому по величине последней можно судить об интенсивности вибрации, т. е. о потоке вибрационной энергии. Так как колебательные скорости изменяются во времени от нуля до максимума, то для их оценки пользуются не мгновенными максималь­ ными значениями, а среднеквадратичной величиной за период колебания или замера.

В отличие от звука вибрация воспринимается разными органами и частями тела. Так, при низкочастотных (до 15 Гц) колебаниях поступательная вибрация воспринимает­ ся отолитовым, а вращательная — вестибулярным аппара­ том внутреннего уха. При контакте с вибрацией твердого тела восприятие вибрации осуществляется нервными окон­ чаниями кожного покрова.

Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляюще­ го собой в известной степени механическую колебатель­ ную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, например, для сидящего человека резонанс тела, вызываемый воздействием вибрации и проявля­ ющийся неприятными субъективными ощущениями, на­ ступает на частотах 4 —6 Гц, для стоящего — на частотах 5 — 12 Гц.

Человек ощущает вибрацию от долей герца до 800 Гц, вибрация больших частот воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая тепловое ощу­ щение.

Человек ощущает колебательные скорости, отлича­ ющиеся в 10 ООО раз. Поэтому по аналогии с шумом интенсивность вибрации часто оценивают как уровень колебательной скорости (виброскорости), измеряя его в децибелах (дБ).

За пороговую колебательную скорость удобно прини­ мать колебательную скорость, равную 5-10~8 м/с и соотвествующую пороговому звуковому давлению 2-10~5 Н/м2.

Для характеристики вибрации могут использоваться и другие параметры: виброускорение, вибросмещение, кото­ рые являются совершенно равноправными единицами при описании вибрации как физического процесса.

В большинстве случаев вибрация, создаваемая различ­ ными источниками, имеет сложный спектр частот, но отличается разным распределением интенсивности по ча­ стотам и разным характером изменения общей вибрацион­ ной энергии во времени.

Так же как и шум, вибрация разных частот и интенсив­ ностей оказывает неодинаковое воздействие на организм человека. По характеру воздействия ее классифицируют на общую и локальную. Общая вибрация приложена к опорным поверхностям тела человека в положении стоя, лежа и сидя. Локальная вибрация обычно приложена к рукам человека и имеет значение при его производствен­ ной деятельности. В городах, в условиях труда и быта человека, обычно имеет значение вибрация, носящая название вибрационных помех, снижающих эффектив­

ность труда, особенно умственного, и отдыха чело­

века.

По направлению воздействия на человека вибрации подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

Методы измерения вибрации и измерительные приборы. Для измерения вибрации применяют электроакустические преобразователи, которые создают электрический сигнал, пропорциональный смещению, скорости и ускорению. Наиболее важная характеристика приемника вибрации — это его чувствительность, являющаяся функцией частоты.

Для измерения уровней вибрации в случае применения пьезоэлектрических и электродинамических приемников пригодны шумомеры с октавными фильтрами. При этом нужно знать лишь чувствительность соответствующего виброприемника или откалибровать всю измерительную

систему.

Имеются также специальные приборы для измерения вибрации — виброметры. В практике вибрацию обычно измеряют и нормируют в октавных полосах частот. Октавные полосы для оценки вибрации стандартизирова­ ны. Среднегеометрические частоты октавных полос обра­ зуют следующий ряд: 1; 2; 4; 16; 31,5; 63; 125 Гц.

Спектром вибрации называют распределение уровней колебательной скорости (или колебательного ускорения) в октавных (или иных) полосах частот. Графически спектры изображают ломаными линиями, но их можно представить

и в виде таблиц.

Измерения уровней вибрации (или среднеквадратичных величин виброскорости, виброускорения и вибросмеще­ ния) в октавных полосах частот должны проводиться виброизмерительной системой, включающей преобразова­ тель, измерительный усилитель, полосовые октавные фильтры и регистрирующий прибор.

Точки измерения уровней вибрации в жилых домах располагаются на полу жилого помещения. Верхнее пок­ рытие пола (пластик, линолеум, паркет и т. д.) должно плотно прилегать к несущей конструкции в точке измере­ ния. Виброизмерительный преобразователь — датчик прик­ репляют с помощью резьбового соединения к поверхности стального листа диаметром 300 мм и толщиной 4 мм. Лист с датчиком устанавливают на перекрытии и на него встает человек с массой тела 60— 80 кг.

Измерения вибрации должны проводиться в трех точ­ ках перекрытия, удаленных друг от друга на расстояние не менее 1,5 м, по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Измерения вибрации по каждому направле­ нию повторяют не менее 3 раз и результаты усредняют.

Время одного замера в октавных полосах со среднеге­ ометрическими частотами 2, 4 и 8 Гц должно соответство­

вать 20, 10 и 5 с, а в остальных октавных полосах — н> менее 3 с. В качестве результата одного замера в данно] октавной полосе следует брать среднее положение указа теля регистрирующего прибора при его колебании дл: постоянной вибрации или его максимальное отклонена при импульсном поведении указателя при непостоянно! вибрации.

Источники вибрации и их характеристики. Источникам! вибрации в жилых и общественных зданиях являютс; инженерное и санитарно-техническое оборудование, а так же промышленные установки, например крупное кузнеч но-прессовое оборудование, поршневые компрессоры строительные машины (дизель-молоты), а такж( транспортные средства (метрополитен мелкого заложения тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда трамваи), создающие при работе большие динамически* нагрузки, которые вызывают распространение вибрации i грунте и строительных конструкциях зданий. Эти вибра ции часто являются также причиной возникновения шумг в помещениях зданий.

Исследования показали, что колебания по мере удале­ ния на различное расстояние от метрополитена затухают однако это процесс немонотонный, он зависит от состав­ ных звеньев на пути распространения вибрации: рельс — стена тоннеля — грунт — фундамент дома — строительные конструкции. В спектральном составе вибрации преоблада­

ют октавные полосы со среднегеометрическими частотами 31,5 и 63 Гц.

Влияние вибрации на организм человека и ее нормирова­ ние. Многочисленные исследования влияния вибрации в условиях производства выявили возможность появления у рабочих симгпомокомплекса патологических изменений, получивших название вибрационной болезни. Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосу­ точного длительного воздействия может оказывать также неблагоприятное влияние на жителей городов. Однако действие вибрации как фактора малой интенсивности внутрижилищной среды на организм человека изучено недостаточно. Отсутствие четких физиологических крите­ риев воздействия ее на организм обусловливает повышен­ ное внимание к субъективным реакциям, рассматрива­ емым как интегральный показатель влияния низкочастот­ ных колебаний на самочувствие, трудовую деятельность, отдых и сон.

Исследования, проведенные в одном из районов ФРГ, показали, что промышленные предприятия и транспорт в условиях большого города служат одной из причин вибрационного дискомфорта в квартирах. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% — на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на

раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств

от вибрации.

В связи со строительством новых радиусов метрополитена в Москве также проведен массовый опрос населения по специальной анкете с одновременным измерением параметров вибрации. Регулярно повторя­

сильного раздражения, что сопровождалось нарушением сна, учащением приема седативных препаратов.

Степень неблагоприятного действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника низкочастот­ ных колебаний), времени суток, возраста, рода деятельно­ сти и состояния здоровья человека. Наибольшие уровни вибрации, зарегистрированные в жилых домах в радиусе 20 м от источника, вызывали резкие жалобы у 73% жителей. С увеличением зоны разрыва количество жалоб

25 дБ. Результаты словесно-ассоциативного эксперимента, который можно рассматривать как один из приемов объективного исследования высшей нервной деятельно­ сти, свидетельствуют о начальных признаках изменения функционального состояния ЦНС у лиц опытного района, проявляющихся реакцией торможения ответа на слова, ассоциирующиеся с представлением о вибрации, возника­ ющей от рельсового транспорта.

Клинико-физиологическое обследование населения, подвергающегося в жилых помещениях воздействию меха­ нических колебаний от объектов рельсового транспорта, выявило объективные физиологические изменения фун­ кционального состояния отдельных систем организма, носящие фазный характер. Так, при непродолжительном действии вибрации (1 '/г года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС в виде астенического, астеновегетативного синдромов и неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно­ сосудистой системы. Полученные данные свидетельству­ ют о необходимости гигиенического нормирования вибра­ ции в условиях жилища, что является стимулом для разработки технических и планировочных средств сниже­ ния ее в городской среде.

В нашей стране допустимые уровни вибрации в жилых домах, условия и правила их измерения и оценки регла­ ментируются «Санитарными нормами допустимых вибра­ ций в жилых домах», утвержденными Министерством здравоохранения СССР в 1975 г.

Основными нормируемыми параметрами вибрации яв­ ляются среднеквадратичные величины виброскорости (до­

пускается также использование виброускорения или виб­ росмещения) в октавных полосах со среднегеометрически­ ми значениями частот 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц, выраженные в виде уровней вибрации.

Допустимые величины уровней вибрации в любом направлении (вертикальном или горизонтальном) в жилых помещениях определяются по табл. 66 с поправками по табл. 67. Поправки к нормативным уровням вносятся в соответствии с характером вибрации, временем суток и длительностью ее воздействия.

Постоянной считается вибрация, уровень которой при измерении прибором с характеристикой «медленно» в течение не менее 10 мин изменяется не более чем на 3 дБ. Непостоянной считается вибрация, уровень которой при измерении прибором с характеристикой «медленно» за время не менее 10 мин изменяется более чем на ± 3 дБ. Для вибрации, носящей временный характер, связанный, например, с проведением строительных работ, допускает­

ся на дневное время вводить дополнительную поправку + 10 дБ.

Меры по защите от вибрации. Обычно вибрация распро­ страняется как в грунте, так и в строительных конструк­ циях с относительно малым затуханием. Поэтому в первую очередь необходимо применять меры по снижению динамических нагрузок, создаваемых источником вибра­ ции, или снижать передачу этих нагрузок путем виброизо­ ляции машин и средств транспорта.

Снижение вибрации в защищаемых помещениях может быть достигнуто целесообразным размещением оборудо­ вания в здании. Оборудование, создающее значительные динамические нагрузки, рекомендуется устанавливать в подвальных этажах или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. При установке оборудова­ ния на перекрытия желательно размещать его в местах, наиболее удаленных от защищаемых объектов. Если невозможно обеспечить достаточное снижение вибрации и шума, возникающих при работе центробежных машин, указанными методами, следует предусмотреть их вибро­

изоляцию.

Виброизоляция агрегатов достигается установкой их на специальные виброизоляторы (упругие элементы, облада­ ющие малой жесткостью), применением гибких элементов (вставок) в системах трубопроводов и коммуникаций, соединенных с вибрирующим оборудованием, мягких прокладок для трубопроводов и коммуникаций в местах прохода их через ограждающие конструкции и в местах крепления к ограждающим конструкциям. Гибкие соеди­ нения трубопроводов в насосных установках необходимо предусматривать как в нагнетательной, так и во всасыва­ ющей линиях (как можно ближе к насосной установке). В качестве гибких вставок можно использовать рукава рези­ нотканевые с металлическими спиралями.

Для уменьшения вибрации, передающейся на несущую конструкцию, используют пружинные или резиновые виб­ роизоляторы. Для агрегатов, имеющих скорость вращения менее 1800 об/мин, рекомендуются пружинные виброизо­ ляторы; при скорости вращения более 1800 об/мин допу­ скается применение резиновых виброизоляторов. Следует иметь в виду, что срок работы резиновых виброизолято­ ров не превышает 3 лет. Стальные виброизоляторы долго­ вечны и надежны в работе, но они эффективны при виброизоляции низких частот и недостаточно снижают передачу вибрации более высоких частот (слухового ди­ апазона), обусловленную внутренними резонансами пру­ жинных элементов. Для устранения передачи высокоча­ стотной вибрации следует применять резиновые или проб­ ковые прокладки толщиной 10—20 мм, располагая их между пружинами и несущей конструкцией.

Машины с динамическими нагрузками (вентиляторы,

насосы, компрессоры и т. п.) рекомендуется жестко мон­ тировать на тяжелой бетонной плите или металлической раме, которая опирается на виброизоляторы. Использова­ ние тяжелой плиты уменьшает амплитуду колебаний агрегата, установленного на виброизоляторах. Кроме то­ го, плита обеспечивает жесткую центровку с приводом и понижает расположение центра тяжести установки. Жела­ тельно, чтобы масса плиты была не меньше массы изолируемой машины.

Защита зданий от вибрации, возникающей от движения на железнодорожных линиях, линиях мелкого заложения метрополитена, обычно обеспечивается их надлежащим удалением от источника вибрации. Установлено, что жи­ лые здания не должны располагаться пг кратчайшему расстоянию до стенки тоннеля метрополитена ближе чем на 40 м.

Практика показала, что единственным средством защи­ ты помещений жилых зданий от шума и вибрации, возникающих от работы линий метрополитена, располо­ женных на меньших расстояниях, является виброизоляция

пути метрополитена от грунта с помощью резиновых прокладок.

В зарубежной практике используется также виброизо­ ляция зданий с помощью пневматических виброизолято­ ров. Санитарный надзор за обеспечением допустимых уровней вибраций проводится аналогично надзору по защите от шума.

Глава 24

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ В ОКРУЖАЮ ЩЕЙ СРЕДЕ

Широкое развитие телевидения, радиосвязи, радиоло­ кации, расширение сети высоковольтных линий электропе­ редачи, применение высокочастотной энергии в различных сферах народного хозяйства и в быту привело к значи­ тельному росту уровня электромагнитных излучений в городах и населенных пунктах.

Электромагнитные волны различных диапазонов, в том числе радиочастотных, в той или иной степени существу­ ют в природе, образуя довольно постоянный естественный фон. Увеличение количества и рост мощности различных источников неионизирующей радиации создает дополни­ тельное искусственное электромагнитное поле, что может оказать при определенных условиях неблагоприятное вли­ яние на состояние здоровья населения. В связи с этим возникла проблема медико-биологического изучения вли­

энергии и напряженностью электрического поля суще­ ствует следующая зависимость:

ППЭ= Е 2/3,77,

где ППЭ — поверхностная плотность потока энергии, мкВт/см2; Е — напряженность поля, В/м.

В табл. 68 приводится номенклатура диапазонов частот (волн), для которых в настоящее время устанавливаются предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия элек­ тромагнитных полей. Диапазоны 1 — 4 в настоящее время практически не используются и не приводятся в таблице.

поля (Е), а в диапазонах 9— 11 в соответствии с существу­ ющими методами измерений — поверхностной плотностью потока энергии. В диапазоне километровых, гектометровых и дециметровых волн и частично метровых волн в настоящее время работают станции радиовещания и ради­ освязи; в диапазоне метровых волн — телецентры и теле­ визионные ретрансляторы; в дециметровом, сантиметро­ вом и миллиметровом диапазонах — радиолокационные станции, системы радионавигации и радиоастрономии.