Экология и безопасность жизнедеятельности / Egorov - Posobiye po bezopasnosti zhiznedeyatelnosti 2003

Нормы предусматривают систематическую очистку светильников 2...18 раз в год и остекления 2...4 раза в год, замену перегоревших ламп выборочную или полную после окончания срока их службы, контроль освещенности 2 раза в год и после полной замены.

Методы расчета искусственного освещения. При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; наметить высоту подвеса светильников и их рациональное размещение в помещении; определить число светильников и мощность ламп, проверить выбранный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.

Для расчета освещенности (или суммарной мощности осветительной установки - обратная задача) используются три метода: удельной мощности; коэффициента использования светового потока и точечный.

При проектировании искусственного освещения метод удельной мощности является наиболее простым. Устанавливается мощность всех светильников:

P = WS,

где W - удельная мощность, Вт/м2; приводится в справочниках в зависимости от типа светильника, высоты подвеса и требуемой освещенности;

S - освещаемая площадь, м . Общее число светильников:

n = Р/Рл,

где Рл - мощность лампы светильника, Вт.

Найденное число светильников равномерно распределяют по освещаемой поверхности.

Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.

Световой поток (лм) одной лампы или группы люминисцентных ламп одного светильника

[1]:

ΦК = ЕН Szkз /(nηн ) ,

где Ен – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05 – 95, лк; S – площадь освещаемого помещения, м2; z = 1,1…1,2 – коэффициент неравномерности освещения; kз = 1,3…1,8 – коэффициент запаса; n – число светильников; ηн – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока, определяют по СНиП 23-05 – 95 в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения:

i = AB/[H(A+B)],

где А, В - длина и ширина помещения в плане, м; Н – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Число светильников определяется, исходя из расстояния между ними: n = S/L2 Расстояние между светильниками L или наивыгоднейшее их расположение λ определяется соотношением λ = L/H. Отсюда L= Нλ. Наивыгоднейшее расположение светильников λ с

391

учетом светораспределения может быть определено по справочникам. Практически расстояние между светильниками принимают L = 1,5…2H (при шахматном расположении - 1,7...2,5Н).

По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239 – 79* и ГОСТ 6825 – 91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность (лампу выбирают с отклонением Фн от расчетных значений в пределах 10…20 %).

Метод коэффициента использования светового потока применяется при оптимальной высоте подвеса и равномерном распределении светильников, как правило, для общественных зданий.

Точечный метод применяется при локализованном размещении светильников общего освещения, для расчета местного освещения, освещения наклонных поверхностей, при использовании светильников с лампами разной мощности.

В [1] в основу точечного метода положено уравнение:

ЕА = Jа cosα / r2,

где ЕА – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк; Jа – сила света в направлении от источника к расчетной точке А; определяется по кривой распределения светового потока выбираемого светильника и источника света; α - угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы в точку А; r – расстояние от светильника до точки А, м.

Учитывая, что r = H/cosα и вводя коэффициент запаса kз, получим ЕА = Jа cos3α/(Н kз). Критерием правильности расчета служит неравенство ЕА ≥ Ен.

При использовании светильников с лампами разной мощности в [32] точечный метод реализуется через определение светового потока лампы.

Световой поток лампы:

Ф=1000Ekз/µΣei,

где Σei- сумма условных оcвещенностей; µ - коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий действие удаленных светильников и отраженного света; µ = 1,2...1,25; kз - коэффициент запаса.

Условная освещенность может быть найдена расчетным путем или на основании кривых пространственных изолюкс.

5.3.8 Защита от шума и вибрации

Защита от шума. Шум представляет собой совокупность звуков разной частоты и силы, беспорядочно изменяющихся во времени.

Причиной возникновения шумов могут быть механические, аэродинамические и электромагнитные явления. Шум сопровождает работу многочисленных машин и механизмов строительной площадки, компрессоров, насосов, вентиляторов, электродвигателей и другого технологического оборудования.

392

Звук представляет собой колебания среды: твердой, жидкой и газообразной. Звук, распространяющейся в воздухе, называется воздушным, в материале конструкций - структурным.

Звук характеризуется частотой f, Гц, интенсивностью J, Вт/м2 и звуковым давлением Р, Па. Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды и при нормальных параметрах воздуха составляет 344 м/с. В среде, возмущенной колебательным движением, возникает звуковое давление Р, измеряемое в Па.

При распространении звуковых волн происходит перенос кинетической энергии. Звуковая энергия, проходящая в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звука, представляет собой интенсивность (силу) звука J, Вт/м2.

Соотношение между интенсивностью звука и звуковым давлением:

J = P2 ρC,

где р - плотность среды, кг/м3 ; С - скорость звука в среде, м/с.

В связи с большим диапазоном воспринимаемого ухом человека звукового давления (от 2·10-5 до 200 Па) и соответствующей ему интенсивности (от 10-12 до 102Вт/м2), а также ступенчатостью восприятия звукового давления человеком введены логарифмические уровни, характеризующие отношение фактических значений звукового давления и интенсивности звука к пороговым (опорным); за единицу уровней приняты бел (В) и децибел (дБ):

L = 20lg P P0 , дБ

LJ = 10lg J J0 , дБ

где Р, J - фактические значения звукового давления, Па и интенсивности звука, Вт/м2; Р0, J0 - опорные значения звукового давления и интенсивности звука.

При распространении звука в нормальных атмосферных условиях:

LJ = L ,

Ухо человека воспринимает звуки с частотой от 16 до 20000 Гц, за пределами этого диапазона располагается инфразвук ( f ≤ 16 Гц) и ультразвук ( f > 20000 Гц). Зависимость характера звука от частоты называется частотным спектром. Весь воспринимаемый ухом диапазон частот условно разделен на полоса - октавы, каждая из которых характеризуется среднегеометрической частотой:

fсг = fB fH ,

где fв - верхняя частота в октаве, fн - нижняя частота, fв/fн = 2.

Стандартизированы октавы со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Ухо человека плохо воспринимает низкие частоты, восприятие становится полным на частоте 1000 Гц.

393

По частотному составу звуковой диапазон подразделяется на низкочастотный - до 400 Гц; среднечастотный - 400...1000 Гц и высокочастотный - свыше 1000 Гц.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные с непрерывным спектром шириной более I октавы, и тональные - с дискретным спектром или с превышением в одной из третьоктавных полос на 10 дБ и более.

По временной характеристике шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, и непостоянные, которые подразделяются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные с длительностью сигнала <1 с.

Высокочастотный, тональный и импульсный шумы оказывают на организм человека особенно неблагоприятное действие.

Действие шума на организм человека вызывает снижение остроты слуха, ослабление внимания, ухудшение зрения, изменения в двигательных центрах, что выражается нарушением координации движений. Интенсивный шум особенно неблагоприятно воздействует на нервную и сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт. Длительное (3...5 лет) воздействие шума способствует развитию профессиональных заболеваний органов слуха: тугоухости и глухоты.

Нормирование шума производится по ГОСТ 12.1.003 – 83 и Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»,

Нормирование шума ведется для постоянных шумов по уровням звукового давления в стандартных октавных полосах частот. Предельным спектрам (ПС) присваивается номер по уровню звукового давления на частоте 1000 Гц. В случае непостоянных шумов нормами задаются эквивалентные уровни звука или вводятся поправки, зависящие от длительности воздействия шума ( < 4 часов в смену). Тональный, импульсный шум и шум вентиляционных систем нормируются с поправкой -5 дБ. При отсутствии анализатора спектра допускается нормирование по уровню звука в дБА с интегральной поправкой на человеческое восприятие: из составляющих шума вычитаются величины графика слуховой чувствительности человека. Измерение шумов производится шумомерами (с анализаторами спектра шума или без) Ш-71, ИШВ-I, "Брюль и Къер", RFТ и др. Знание октавных уровней звукового давления позволяет разрабатывать мероприятия по борьбе е шумом.

Меры защиты от шума могут быть подразделены на борьбу с шумом в источнике возникновения, на путях распространения и в объекте восприятия (по вектору распространения); или (по способу реализация) акустические, архитектурно - планировочные и организационно-технические [32].

Снижение уровней звукового давления может быть достигнуто:

-уменьшением уровня звуковой мощности источника шума путем замены шумного устаревшего оборудования менее шумным;

-грамотной технической эксплуатацией оборудования;

-правильной ориентацией источника шума или места излучения шума по отношению

красчетной точке (например, воздухозаборное устройство компрессорной установки должно располагаться так, чтобы излучаемый шум был направлен в противоположную сторону от рабочих или жилых помещений);

-размещением источника шума на возможно большем расстоянии от расчетной

точки.

Уменьшение шума на пути его распространения от историка до расчетной точки достигается за счет:

394

а) применения таких материалов и конструкций при проектировании стен, ворот, дверей, которые обеспечивают требуемую звукоизоляцию (расчетное значение звукоизоляции определяется по формуле:

проходящих через внешние ограждения; устройства специальных звукоизолированных боксов и звукоизолирующих кожухов для шумящего оборудования;

в) применения экранов, препятствующих распространению звука от оборудования, размещенного в помещения;

г) устройства глушителей шума на воздуховодах и трубопроводах установок, излучающих шума в атмосферу (вентиляционные установки, насосы, компрессорные станции, газотурбинные установки); звукоизоляционной облицовки каналов, излучающих шум;

д) выполнения акустической обработки шумных помещений, через ограждающие конструкции которых излучается шум.

Методы акустического расчета средств защита от шума приведены в СНиП 11-12-77 "Защита от шума".

В качестве средств индивидуальной защиты работающих от воздействия шума и воздушного ультразвука следует применять противошумы, отвечающие требованиям ГОСТ 12.4.051 – 78. Средства индивидуальной защиты от шума целесообразны в тех случаях, когда коллективные средства и другие способы не обеспечивает снижения шума до допускаемых уровней. К ним относятся наушники (рис. 5.15), вкладыш (беруши, антифоны), шлемы, каски

(рис.5.16), костюмы [34].

Рис.5.15 Наушники ВЦНИИОТ-2М [34]

Рис.5.16 Каска противошумная ВЦНИИОТ-2 [34]

Последние применяется ври очень высоких уровнях шума. Эффективность их колеблется от 10 до 45 дБ.

395

Защита от вибрации. Вибрация представляет собой механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека от оборудования и строительных конструкций, на которых оно установлено.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы или органы движения возвратно-поступательного и ударного характера, И таковым относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молота, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры и др.

Источниками вибраций на производстве являются передвижные строительные машины, машины для виброуплотнители бетонной смеси, строгальные, шлифовальные, ручной механизированный инструмент и др.

Вибрация характеризуется амплитудой А, м, колебательной скоростью υ , м/с, ускорением а , м/с2, периодом колебаний Т, с, частотой колебаний f , Гц,

По способу передачи вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека, и локальную, передающуюся через руки.

Профзаболевание, развивающееся под действием вибраций, называется вибрационной болезнью.

Влияние вибрации на человека зависит от направления ее действия, поэтому вибрация подразделяется на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y , Z.

Общая вибрация, особенно на частотах 5...25 Гц, близких к собственным частотам человека (6...9 Гц), оказывает неблагоприятное воздействие на нервную, сердечнососудистую систему, вестибулярный аппарат, обмен веществ.

Местная вибрация, вызывая спазм периферических сосудов, вызывает различаю степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных нарушений в конечностях (онемение, похолодание, боли, костно-мышечные изменения) [32].

Влияние вибрации на организм человека показано в табл. 5.10 [6].

Вибрационная болезнь приводит к инвалидности (III, IV стадии), плохо поддается лечению. Действие вибрация усугубляется низкими температурами, также вызывавшими спазм кровеносных сосудов.

Нормируемыми характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, являются среднеквадратические значения виброскорости или ее логарифмические уровни в дБ в октавных полосах частот:

396

Lv = 20lg vv0 ,

где v - среднеквадратическое значение виброскорости, м/с; v0 - опорная или пороговая виброскорость, м/с, численно равная 5·10-8.

Нормирование вибраций производится по ГОСТ 12.1.012 - 90 ССБТ "Вибрация. Общие требования безопасности": по спектру среднеквадратической колебательной скорости (м/с) (или ускорения, м/с2), ее уровню (дБ), а также по дозе вибрации с учетом частоты и времени. Допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий представлены в табл.5.11 [6].

Таблица 5.11 Допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий

Отдельно нормируются местные (локальные) ( f = 8...1000 Гц), общие вибрации; последние подразделяются на транспортные ( f = 1...63 Гц), транспортно-технологические (f = 2...63 Гц) и технологические ( f = 2...63 Гц). Для борьбы с вибрацией в источнике возникновения необходимо ориентироваться на безударную технику и технологию, повышать качество изготовления и монтажа механизмов, совершенствовать качество дорожных покрытий и др.

Для снижения уровня вибрации, возникающей вследствие дисбаланса при монтаже и эксплуатации оборудования, должна применяться балансировка неуравновешенных масс рабочих колес вентиляторов, насосов, валов электродвигателей. Балансировка выполняется в соответствии с ГОСТ 19534 - 74 "Балансировка вращающихся тел".

В тех случаях, когда не удается снизить вибрацию в источнике ее возникновения, необходимо применять методы снижения вибрации на путях распространения: виброгашение, виброизоляцию или вибродемпфирование.

Основным показателем, определяющим качество любого вида виброзащиты, является

коэффициент эффективности виброзащиты (коэффициент передачи) µ, представляющий собой отношение скорости (ускорения) защищаемого объекта после устройства виброзащиты (υ0, а0) к значению до введения виброзащиты (υ, а): µ = υ0/υ = а0/а, т.е. показывающий, какая доля динамической силы, возбуждаемой машиной F, передается на основание: µ=F0/F.

При гармонических колебаниях:

397

где f - частота вынужденных (вынуждающих) колебаний установки, Гц; f0 - частота собственных колебаний виброизолируемой установки, Гц.

Виброгашение связано с введением в колебательную систему реактивных сопротивлений, что достигается увеличением, массы или жесткости. С этой целью вентиляторы, насосы устанавливаются на опорные плиты и виброгасящие основания. Расчет фундаментов с увеличением эффективной жесткости ведется в соответствии с ГОСТ 12.4.093 - 80. Определение амплитуд вынужденных и собственных колебаний опорных плит и фундаментов производят в соответствии с указаниями СНиП П-19 - 79.

Для исключения передачи вибрации от фундаментов оборудования на сооружение устанавливают плавающие полы под вентиляционные камеры, а также акустические щели с прослойками из воздуха.

Виброизоляция достигается также установкой оборудования без фундаментов и анкерного крепления агрегатов непосредственно на упругих виброизолирующих опорах. Это удешевляет установку оборудования, снижает уровень шума, сопутствующего интенсивным вибрациям. Виброизолирующие опоры могут применяться и при наличии фундаментов: либо между агрегатом - источником вибрации и фундаментом (опорной плитой), либо между фундаментом и грунтом (рис 5.17) [6].

Виброизоляция предусматривается при прокладке воздуховодов вентиляционных систем внутри строительных конструкций и при креплении к последним. Для ограничения распространения колебаний по воздуховодам практикуется их разделение на отдельные участки с помощью гибких вставок,

Рис.5.17 Установка агрегатов на виброгасящем оборудовании:

а— на фундаменте в грунте; б — на перекрытии

Вкачестве виброизоляторов используются резиновые или пластмассовые прокладки, одиночные или составные цилиндрические пружины, комбинированные (пружиннорезиновые) и пневматические виброизоляторы ("воздушные подушки"). Виброизоляция

эффективна при f / f0 > 2 =1,44. Система становится оптимальной при f / f0 = 3...4. Тогда µ = 1/8..1/15 (0,125...0,066). Для уменьшения вертикально направленных колебаний рекомендуется принимать µ = 0,025...0,02. Резиновые виброизоляторы имеют µ = 1/5... 1/20,

пружинные – µ = 1/40...1/60.

Вибродемпфирование. В основу данного метода положено увеличение активных потерь в колебательных системах путем использования вибродемпфирующих покрытий для снижения вибраций, распространяющихся по воздуховодам систем вентиляции, а также газопроводам компрессорных станций. К числу наиболее распространенных

398

вибродемпфирующих покрытий относятся мастичные (мастика ВД, ВПМ, Антивибрит-М) и листовые (пенопласт, войлок, винипор, фольгоизол) материалы.

В качестве профилактических мер против вибрационной болезни устанавливается предельная продолжительность контакта с источником вибрации (не более 2/3 смены, 20...30 минутные перерывы до и после обеда, 10...15 -минутные перерывы через каждые 50 минут работы, непрерывная продолжительность воздействия 15...20 минут), тепловые процедуры для конечностей, массаж, гимнастика, обязательные периодические медицинские осмотры. Температура воздуха должна быть не ниже +16 °С, влажность - 40...60 %, скорость движения воздуха - 0,3 м/с.

Для индивидуальной защиты применяется спецобувь (рис. 5.18) [33], защитные рукавицы по ГОСТ 12.4.024 - 74, а также виброзащитные прокладки или пластины.

Рис. 5.18 Спецобувь:

а—с защитными носками, ударная нагрузка 50 Дж (ГОСТ 10998—741; 6 — для защиты от вибрации н наружной виброгасяшей подошвой {ТУ 17 РСФСР 5444—76); в — для защиты от вибрации с внутренним виброгасящим вкладышем (ТУ 17 РСФСР 11-39—80)

Измерение уровня вибрации в октавных полосах со среднегеометрическими значениями от 31,5 до 8000 Гц может производиться той же измерительной аппаратурой, что и измерение уровня шума с заменой микрофона вибродатчиком. В отечественном виброизмерительном комплекте ИШВ-1 имеются пьезоэлектрические датчики Д13, Д14. При измерениях вибрации в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями от 16 Гц и ниже применяется низкочастотная аппаратура HBA-I с датчиком пьезоэлектрического типа Д19.

399

5.4Техника безопасности

5.4.1Безопасность технологических процессов и оборудования

Общие требования безопасности к производственным процессам изложены в ГОСТ 12.3.002-75 ″ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности″.

Безопасность производственных процессов обеспечивается целым комплексом проектных и организационных решений:

-устранение непосредственного контакта работающих с вредными исходами материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное действие;

-замена технологических процессов и операций, связанных с возникновением вредных и опасных производственных факторов, на процессы и операции, где действие этих факторов устранено или сведено к минимуму;

-обеспечение надлежащей герметизации производственного оборудования;

-применение средств коллективной защиты работающих;

-применение системы контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающей защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

-своевременное удаление и обезвреживание отходов с целью предупреждения возникновения психофизиологических опасных и вредных производственных факторов.

Существуют некоторые общие требования, соблюдения которых при конструировании оборудования позволяет обеспечить безопасность его эксплуатации. Эти требования сформулированы в ГОСТ 12.2.003 - 74. В нашей стране разработаны и введены в

действие стандарты ССБТ (в дополнение к ГОСТ 12.2.003 - 74) на отдельные группы оборудования, например на металлорежущие станки (ГОСТ 12.2.009 - 80), компрессорное оборудование (ГОСТ 12.2.016 - 81), грузоподъемные краны (ГОСТ 12.2.058 - 81).

Всвязи с разработкой многих сложных автоматических линий и автоматизированных систем, характеризующихся большим количеством информации, в стандартах ССБТ уделяется внимание эргономическим требованиям, которые устанавливают соответствие оборудования антропометрическим, физиологическим, психофизиологическим

ипсихическим особенностям человека.

ВГОСТ 12.2.049 - 80 приведены общие требования к рабочему месту, требования к органам управления, средствам отображения информации. В ГОСТ 12.2.032 - 78 приводятся уточненные требования к рабочему месту при выполнении работы в положении сидя, а в ГОСТ 12.2.033 – 78 – в положении стоя.

Взрывозащита технологического оборудования. Известно [1], что ни одно производство не обходится без использования систем повышенного давления (трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газгольдеров и т. д.). Любая система повышенного давления всегда представляет потенциальную опасность, поскольку может произойти ее разрушение или разгерметизация.

Герметичность – это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы устройств и установок. Основным фактором, определяющим эффективность герметизации, является степень герметичности n под которой понимают процентное отношение конечного давления к начальному, отнесенное к единице времени. Если пренебречь влиянием температуры, то:

400