1.5 Методи (заходи та засоби) захисту працюючих від шуму

Вирішення проблеми захисту працівників від негативного впливу шуму має важливе соціальне (зменшення захворювання) і економічне (підвищення продуктивності праці та якості продукції) значення, тому вирішити цю проблему можливо лише за умови створення сучасних наукових основ зниження шуму у виробничих процесах та ефективного використання засобів захисту працюючих.

Сучасні методи захисту працюючих від шуму здійснюється шляхом акустичної оптимізації при створенні шумобезпечної техніки, технологічних процесів та використання засобів колективного та індивідуального захисту. Необхідно виділити, що колективні засоби захисту поділяються на засоби, які знижують рівень шуму в джерелах його утворенні, та засоби, які знижують рівень шуму на шляху його розповсюдження (від джерела виникнення) до об’єкту, який необхідно захищати. В табл.1.2 приведена класифікація колективних засобів та заходів захисту людини від впливу шуму.

Зниження рівня шуму в джерелі його утворення є найбільш радикальний засіб боротьби з шумом, який утворюється устаткуванням. Засоби колективного захисту використовують організаційні, технічні та медично-профілактичні заходи. Організаційні заходи включають: раціональне розташування виробничих ділянок, устаткування та робочих місць, обмеження застосування машин, устаткування та використання робочих місць, які не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам.

Впровадження технічних заходів дозволяє значно зменшити вплив шуму на працівників. Технічні заходи поділяються на ті, що використовуються в джерелі виникнення шуму (конструктивні; технологічні); і на шляху його розповсюдження (звукоізоляція; звукопоглинання, звукоізоляція укриття; глушники шуму) та в зоні сприйняття шуму (засоби колективного та іншого індивідуального захисту).

Медично-профілактичні заходи включають: раціональну організацію та постійний контроль режиму праці та відпочинку; попередній та періодичні медичні огляди працівників; контроль рівнів шуму на робочих місцях. Зменшення рівня шуму в джерелі його виникнення досягається за рахунок удосконалення кінематичних схем та конструкцій устаткування; проведення статичного та динамічного урівноваження і балансування; виготовлення деталей, які співударяються та корпусних деталей з неметалевих матеріалів (гуми, пластмас, текстоліту), підвищення точності виготовлення деталей та якості складання вузлів і устаткування: чергування металевих і неметалевих деталей, зменшення зазорів у з’єднаних шляхом зменшення припусків; застосування мащення деталей, що труться; заміни підшипників кочення на підшипники ковзання. Ефективність деяких заходів щодо зменшення шуму в самому джерелі наведена в табл.1.3.

Таблиця 1.3

Показники ефективності деяких заходів щодо

зменшення шуму в самому джерелі

№ пп	Заходи щодо зменшення шуму	Зменшення рівня шуму, дБА
1	Заміна прямозубих шестерень шевронними	5
2	Усунення погрішностей у зубчастому зачепленні	5-10
3	Заміна зубчастої передачі на клиноремінну	10-15
4	Заміна металевої шестерні на капронову чи текстолітову	10-12
5	Заміна металевого корпуса на пластмасовий	8-12
6	Усунення перекосу внутрішнього кільця підшипника	8-10
7	Мащення деталей, що труться	5-12

Нестаціонарні явища при течії рідини та газів можуть бути джерелами аеродинамічного шуму. Засоби боротьби з аеродинамічним шумом у джерелі його утворення включають: зменшення швидкості руху рідини та повітря для забезпечення ламінарного режиму течії; встановлення глушників, які вміщують звукопоглинальні матеріали, що поглинають звукову та коливальну енергію, що потрапляє на них. Можливе пониження суб’єктивного сприйняття шуму за рахунок зсуву частотного спектру або в зону низьких частот, або ультразвукову зону недоступну для людського слуху.

Ефективним засобом зменшення рівня шуму на шляху його поширення є звукоізоляція. Принцип звукоізоляції базується на тому, що більша частина звукової енергії, яка потрапляє на перешкоду, поглинається і лише незначна її частина проникає через неї. Схема розповсюдження звукової енергії при проходженні через звукоізолюючу перешкоду (рис.1.4).

Рис.1.4 Схема розповсюдження звукової енергії при проходженні

через звукоізолюючу перешкоду

1 – звукоізолююча перешкода;

І_пад – інтенсивність звуку падаючого на перешкоду, дБ;

І_від - інтенсивність звуку відбитого від перешкоди, дБ;

І_пог - інтенсивність звуку поглинутого перешкодою, дБ;

І_пр - інтенсивність звуку, що пройшла через перешкоду, дБ;

Звукоізоляція від розповсюдження шуму здійснюється за допомогою кожухів, екранів, перетинок. Звукоізолюючі перепони бувають одношарові, багатошарові, з повітряними проміжками. Звукоізолюючі властивості різних матеріалів та їх ефективність характеризується коефіцієнтом звукопровідності  , який розраховується за формулою:

, (1.8)

де L_пр – інтенсивність звуку, що проникає через ізолюючу конструкцію, дБ;

L_пад – інтенсивність звуку, що падає на ізолюючу конструкцію, дБ.

Величина, обернена звукопровідності різних матеріалів, називається звукоізолюючою здатністю даного матеріалу і визначається залежність:

, дБ (1.9)

де  - коефіцієнт звукопровідності матеріалу.

Звукоізолююча здатність однорідної перегородки без повітряних проміжків, від шуму, що розповсюджується повітряним шляхом, рівень якого виражений в дБ, можна визначити за формулою:

R = 20lqGf – 47,5, дБ (1.10)

де R – звукоізолююча здатність конструкції, дБ;

G – поверхнева маса перегородки, кг/м²;

f – частота звуку, Гц.

Аналіз залежності (1.10) показує, що звукоізолююча здатність перегородки зростає при збільшенні її маси та частоти звуку і можу бути використана для орієнтовних розрахунків ефективних засобів зниження рівня шуму у виробничих приміщеннях з використанням звукоізолюючих кожухів, які повністю ізолюють найбільш шумні агрегати, дозволяючи зменшити рівень шуму на будь-яку необхідну величину. Звукоізолюючі кожухи виготовляють із сталі, дюралюмінію товщиною 1…3 мм, фанери, причому з внутрішньої сторони їх необхідно личкувати звукопоглинальними матеріалами товщиною 30…50 мм.

Звукопоглинальні властивості огородження визначаються властивостями матеріалів, розмірами, формами та розташуванням такого огородження і можуть досягти до 60 дБ. Звукоізолюючі властивості деяких матеріалів наведено в табл. 1.4.

У випадках, коли неможливо захистити працівників від дії шуму шляхом ізоляції джерела шуму, тоді влаштовують звукоізольовані кабіни з вікнами спостереження та системою дистанційного управління. При цьому часто в кабінах стелю, частину стін личкують звукопоглинальними матеріалами. Звукопоглинальні властивості деяких матеріалів наведено в табл. 1.5

У якості звукоізолюючих матеріалів від повітряного шуму використовують звичайні будівельні матеріали: цеглу, бетон, залізобетон, метал, фанеру, плити із деревної стружки, скло тощо. Розрахунок ефективності звукоізоляції одношарових та багатошарових огороджень проводиться у відповідності з вимогами СНиП П-12-77 «Защита от шума. Нормы проектирования».

Таблиця 1.4

Звукоізолюючі властивості деяких матеріалів

Матеріал огородження	Середня звукоізолююча властивість, дБ
Повстина волосяна завтовшки 15 мм в кілька шарів: два три чотири	9 13 17
Картон – звичайний завтовшки 4 мм Азбестовий завтовшки 25 мм	16 18
Тканина вовняна завтовшки 2 мм	5-6
Залізо листове, завтовшки мм : 0,7 – 2,0	25 33
Фанера завтовшки 3 мм	17
Залізобетон завтовшки, мм: 80 – 110	14 47
Перегородка поштукатурена: із дошок завтовшки 40 мм – із шлакобетонних блоків завтовшки 90 мм	30-31 42
Кладка цегляна: в 1 цеглину (25 см) в 1,5 цеглини (37 мм) в 4 цеглини (100 см)	44 49 60
Стіна з двох гіпсових плит завтовшки по 8 см: без проміжку з проміжком 6 см з проміжком 10 см	44 49 51
Скло дзеркальне завтовшки 3-4 мм	28

Рівень шуму у виробничому приміщенні визначається не лише прямим (безпосередньо від джерела), але й відбитим звуком (від поверхонь приміщення). Тому для зменшення енергії звукових хвиль, які відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення, проводять акустичну обробку всіх або частини стін, стелі приміщення із значним рівнем виділення шуму за допомогою звукопоглинального личкування або підвішують спеціальні штучні звукопоглиначі до стелі.

Процес звукозахисну в звукопоглинальних матеріалах відбувається за рахунок поглинання падаючої на них енергії звукових хвиль, яка витрачається на приведення в рух повітря в порах матеріалу (внаслідок тертя, енергія перетворюється в теплову) і деяка її частина витрачається на деформацію структури звукопоглинального матеріал (рис.1.5).

Рис.1.5. Види звукопоглинального личкування:

1 – захисний перфорований шар; 2 – звукопоглинальний матеріал; 3 – захисна склотканина; 4 – стіна чи стеля; 5 – повітряний прошарок; 6 – плита з шумопоглинального матеріалу

Штучні звукопоглиначі розміщують в зонах найбільшої концентрації звукової енергії, що відбивається від внутрішніх поверхонь приміщення (рис.1.6). Звукопоглиначі можуть мати різну форму (піраміда, куля, куб, ромб тощо) і для їх виготовлення використовують звукопоглинальні матеріали – перфоровані тверді листи картону, перфоровані гіпсові плити, мінеральні вату, поліуретан тощо, які мають коефіцієнт звукопоглинання 0,2. Зазвичай , звукоізолюючі і звукопоглиначі матеріали використовують разом. Коефіцієнт звукопоглинання залежить від фізичних характеристику матеріалу (товщини, пористості, величини зерна або діаметру волокон), наявності повітряного зазору та його ширини, розмірів конструкції звукопоглинання, частоти звуку і кута його падіння. Коефіцієнти звукопоглинання деяких матеріалів наведені в табл.1.5.

Таблиця 1.5

Коефіцієнт звукопоглинання деяких матеріалв

Виріб або конструкція	Товщина шару мате-ріалу виро-бу, мм	Повітряний зазор, мм	Коефіцієнт звукопоглинання при середніх геометричних частотах октавних смуг, Гц
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Плити мінера-ловатні, акустичні	20	0	0,02	0,03	0,17	0,68	0,98	0,86	0,45	0,20
Те ж саме	20	50	0,02	0,05	0,42	0,98	0,98	0,79	0,45	0,19
Бетонна конст-рукція, ошту-катурена та пофарбована олійною фарбою	-	-	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02

Коефіцієнт зниження шуму після звукопоглинального личкування визначається на відстані від джерела шуму у відбитому звуковому полі за формулою:

, (дБ) (1.11)

де L_лич – значення шуму після личкування, дБ; L₂ – рівень відбитого шуму після личкування, дБ; L₁- рівень відбитого шуму до личкування, дБ.

Звукопоглинальні конструкції дозволяють знизити рівень шуму, безпосередньо, поблизу цих конструкцій на 12…15 дБА, а поблизу джерел шуму зниження не перевищує 2…5 дБ.

Для боротьби з шумом аеродинамічного походження (вентиляційні системи, пневматичні інструменти, компресорні двигуни тощо) ефективним засобом є глушники шуму. За принципом дії глушники шуму поділяють: на активні, які поглинають звукову енергію за рахунок звукопоглинального матеріалу; на пасивні (без звукопоглинального матеріалу), які відбивають звукову енергію (за рахунок розширювальних, резонансних камер) назад до джерела шуму; на комбіновані, в яких відбувається поглинання і відбивання звукової енергії.

Індивідуальні засоби захисту від шуму застосовуються лише тоді, коли заходами та засобами колективного захисту не вдається зменшити рівні шуму на робочих місцях до допустимих значень. Засоби індивідуального захисту дозволяють знизити рівні звукового тиску на 7…45 дБ і використовують у вигляді тампонів (розміщують у слуховому каналі), протишумові навушники (зовні закривають вушні раковини), шлеми, каски. Для зниження середньо- та високочастотних шумів використовують навушники типу ВЦНИИОТ-2М або вкладиші «Грибок», «Беруши».