3. Акустические колебания, источники, виды, их воздействие на человека, методы и средства защиты.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.

Источниками шума на производстве являются транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, источники, взывающие вибрацию.

Шум является одним из наиболее существенных негативных факторов производственной среды. Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16-20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивности звука принят децибел (дБ). Диапазон звуков, воспринимаемых органом слуха человека 0-140 дБ.

По частоте шумы подразделяются на:

1. низкочастотные (максимум звукового давления в диапазоне частот ниже 400 Гц),

2. среднечастотные (400-1000 Гц)

3. высокочастотные (свыше 1000 Гц).

По характеру спектра шум делится на:

1) широкополосный шум, с непрерывным спектром шириной более одной октавы (шум реактивного самолета);

2) тональный (дискретный) – шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах), например, шум дисковой пилы, в спектре шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирующим уровнем звука.

По временным характеристикам шум делится на:

1)постоянный – шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ;

2) непостоянный - шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется более чем на 5 дБ. Непостоянный шум разделяется на колеблющийся, прерывистый и импульсный шум.

Шум колеблющийся – шум, уровень звука, которого изменяется непрерывно во времени (шум транспортных потоков).

Шум прерывистый – шум, уровень звука, которого изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в котором уровень звука остается постоянным не менее 1с (шум прерывисто сбрасываемого из баллонов сжатого воздуха).

Шум импульсный – шум, представляющий собой звуковые импульсы, длительностью менее 1с (шум агрегатов и машин, работающих в импульсном режиме).

Шум аэродинамический – шум, возникающий в результате движения газа, обтекания газовыми (воздушными) потоками различных тел. Ш.а. возникает при работе вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания. Причины Ш.а.: вихревые процессы, возникающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа; пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов турбин; колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока.

Шум гидравлический – возникает вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулентность, гидравлические удары).

Шум механический – шум, возникающий при наличии в механизмах инерционных возмущающих сил, возникающих из-за движения деталей механизма с переменными ускорениями; при соударении в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; при трении в сочленениях деталей механизмов; в результате ударных процессов (ковка, штамповка, клепка, рихтовка) и др. Основные источники Ш.м. подшипники качения и зубчатые передачи, неуравновешенные вращающиеся части машин.

Шум электромагнитный – шум, возникающий в электрических машинах и оборудовании, использующем электромагнитную энергию. Причинами возникновения Ш.э. являются взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей; электрические силы, вызываемые взаимодействием электромагнитных полей, создаваемых переменными электрическими токами.

Гигиеническое нормирование шума звукового диапазона – осуществляется двумя методами: 1) по предельному спектру уровня звука - устанавливаются ПДУ звукового давления в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Нормы для шума звукового диапазона определены ГОСТ 12.1.003-83; 2) по дБА – применяется для нормирования непостоянных шумов и когда не известен спектр шума на рабочем месте, нормируемым параметром при этом является эквивалентный (по энергии) уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же воздействие, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера. Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83

Воздействие шума на здоровье человека. Степень влияния шума зависит от его интенсивности и продолжительности воздействия, состояния ЦНС, от индивидуальной чувствительности организма к шуму. Шум влияет на весь организм человека: угнетает ЦЕС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонии, профзаболеваний.

Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Шум вызывает усталость, снижает способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом анализом информации, и производительность труда.

Постоянное воздействие шума вызывает бессонницу, нарушение зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения, повышенную склонность к неврозам. Энергозатраты при выполнении работы в условиях шума больше. Воздействуя на слух шум может вызвать три исхода: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определенных частот, вызывать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту.

• Уровень звука 140 дБ вызывает болевое ощущение (соответствует звуковому давлению 200 Па, интенсивности 100 Вт/м²) – возможен разрыв барабанных перепонок,

• 150 дБ приводит к поражению слуха при любой частоте,

• 160 дБ – может привести к смерти.

Для защиты от шума применяют следующие методы:

Архитектурно-планировочные СКЗ от шума: звукоизоляция.

Звукоизоляция – шум снижается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов. Падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него. Экранирование - приводит к тому, что при огибании прямой звуковой волной кромок экрана за ним образуется зона звуковой тени, поэтому эффективно использование этого метода в области превалирования прямого шума над отраженным. Экраны устанавливают между источником шума и рабочим местом. Лесозащитные полосы. Снижают уровень шума на 2-7 дБ. Снижение звуковой мощности источников шума (улучшение аэродинамической формы элементов машин, снижают скорость движения газов). Изменение направленности излучения шума (отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места или жилого дома). Величина эффекта 10-15 дБ.

Акустические СКЗ от шума: звукопоглощение.

Акустическая обработка помещения – снижает интенсивность отраженного от поверхностей помещения звука. Применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения, штучные (объемные) поглотители, подвешиваемые к потолку. Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя.

Организационно – технические СКЗ от шума: глушители.

Глушители – применяют для снижения аэродинамического шума. Делят Г. На абсорбционные – используют облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом; реактивные – типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна ¼ длины волны заглушаемого звука; комбинированные – поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные – устанавливают перед устьем канала для выхода воздуха в атмосферу или его забора (для вентиляционных или компрессорных установок, выброса сжатого газа). Эффективность – 30-40 дБ.

СИЗ от шума – к ним относят ушные вкладыши, наушники и шлемы.

Вкладыши – средства индивидуальной защиты от шума, мягкие тампоны из ультратонкого материала, вставляемые в слуховой канал. Изготавливают из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита, ультратонкого волокна. Эффективность 5-15 дБ. Наушники - средства индивидуальной защиты от шума, плотно облегающие ушную раковину и удерживающиеся на голове дугообразной пружиной. Эффективность 7 дБ на частоте 125 Гц до 38 дБ на частоте 8000 Гц. Шлемы (шлемофоны) - средства индивидуальной защиты от шума, применяют при воздействии шумов очень высоких уровней (более 120 дБ), т.к. при таких уровнях шум проникает в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку. Эффективность 30-40 дБ в диапазоне частот 125-8000 Гц.