Шум — это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его работе и отдыху.
Источниками звука являются упругие колебания материальных частиц и тел, передаваемых жидкой, твердой и газообразной средой.
Скорость звука в воздухе при нормальной температуре составляет приблизительно 340 м/с, в воде -1 430 м/с, в алмазе — 18 000 м/с.
Звук с частотой от 16 Гц до 20 кГц называется слышимый, с частотой менее 16 Гц — и более 20 кГц — .
Область пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем, которое характеризуется интенсивностью звука, скоростью его распространения и звуковым давлением.
Интенсивность звука — это количество звуковой энергии, передаваемой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м 2, перпендикулярную направлению распространения звука, Вт/м2.
Звуковое давление — им называется разность между мгновенным значением полного давления, создаваемого звуковой волной и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде. Единица измерения — Па.
Порог слуха молодого человека в диапазоне частот от 1 000 до 4 000 Гц соответствует давлению 2× 10-5 Па. Наибольшее значение звукового давления, вызывающего болезненные ощущения, называется порогом болевого ощущения и составляет 2× 102 Па. Между этими значениями лежит область слухового восприятия.
Интенсивность воздействия шума на человека оценивается уровнем звукового давления (L), который определяется как логарифм отношения эффективного значения звукового давления к пороговому. Единица измерения — децибел, дБ.
На пороге слышимости при среднегеометрической частоте 1 000 Гц уровень звукового давления равен нулю, а на пороге болевого ощущения — 120-130 дБ.
Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: шепот — 10-20 дБА, разговорная речь — 50-60 дБА, шум от двигателя легкового автомобиля — 80 дБА, а от грузового — 90 дБА, шум от оркестра — 110-120 дБА, шум при взлете реактивного самолета на расстоянии 25 м — 140 дБА, выстрел из винтовки — 160 дБА, а из тяжелого орудия — 170 дБА.
Виды производственного шума
Шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру, называется широкополосным ; если прослушивается звук определенной частоты, шум называется тональным ; шум, воспринимаемый как отдельные импульсы (удары), называется импульсным.
В зависимости от характера спектра шумы разделяются на низкочастотные (максимальное звуковое давление меньше 400 Гц), среднечастотные (звуковое давление в пределах 400-1000 Гц) и высокочастотные (звуковое давление больше 1000 Гц).
В зависимости от временных характеристик шумы разделяются на постоянные и непостоянные.
Непостоянные шумы бывают колеблющимися по времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистыми, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума; импульсными , состоящими из сигналов менее 1 с.
В зависимости от физической природы шумы могут быть:
- механическими - возникающими при вибрации поверхностей машин и при одиночных или периодических ударных процессах (штамповка, клепка, обрубка и т.п.);
- аэродинамическими — шумы вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, выпусков пара и воздуха в атмосферу;
- электромагнитными - возникающими в электрических машинах и оборудовании за счет магнитною поля, обусловленного электрическим током;
- гидродинамическими - возникающими вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы).
В зависимости от характера действия шумы делятся на стабильные, прерывистые и воющие ; последние два особенно неблагоприятно действуют на слух.
Шум создается одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри здания, — это прежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленных и бытовых предприятий, вентиляторные, газотурбокомпрессорные установки, санигарно-техническое оборудование жилых зданий, трансформаторы.
В производственной сфере шумы наиболее распространены в промышленности и сельском хозяйстве. Значительный уровень шума наблюдается в горнорудной промышленности, машиностроении, лесозаготовительной и деревообрабатывающей, текстильной промышленности.
Воздействие шума на организм человека
Шум, возникающий при работе производственного оборудования и превышающий нормативные значения, воздействует на центральную и вегетативную нервную систему человека, органы слуха.
Шум воспринимается весьма субъективно. При этом имеет значение конкретная ситуация, состояние здоровья, настроение, окружающая обстановка.
Основное физиологическое воздействие шума заключается в том, что повреждается внутреннее ухо, возможны изменения электрической проводимости кожи, биоэлектрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, общей двигательной активности, а также изменения размера некоторых желез эндокринной системы, кровяного давления, сужение кровеносных сосудов, расширение зрачков глаз. Работающий в условиях длительного шумового воздействия испытывает раздражительность, головную боль, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, нарушение сна. В шумном фоне ухудшается общение людей, в результате чего иногда возникает чувство одиночества и неудовлетворенности, что может привести к несчастным случаям.
Длительное воздействие шума, уровень которого превышает допустимые значения, может привести к заболеванию человека шумовой болезнью — нейросенсорная тугоухость. На основании всего выше сказанного шум следует считать причиной потери слуха, некоторых нервных заболеваний, снижения продуктивности в работе и некоторых случаях потери жизни.
Гигиеническое нормирование шума
Основная цель нормирования шума на рабочих местах — это установление предельно допустимого уровня шума (ПДУ), который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.
Допустимый уровень шума — это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.
Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах регламентированы СН 2.2.4/2.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.
Мероприятия по защите от шума
Защита от шума достигается разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, а также средств индивидуальной защиты.
Разработка шумобезопасной техники — уменьшение шума в источнике — достигается улучшением конструкции машин, применением малошумных материалов в этих конструкциях.
Средства и методы коллективной защиты подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические.
Защита от шума акустическими средствами предполагает:
- звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов);
- звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей);
- глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).
Архитектурно-планировочные методы — рациональная акустическая планировка зданий; размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека.
Организационно-технические мероприятия — изменение технологических процессов; устройство дистанционного управления и автоматического контроля; своевременный планово-предупредительный ремонт оборудования; рациональный режим труда и отдыха.
Если невозможно уменьшить шум, действующий на работников, до допустимых уровней, то необходимо использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ) — противошумные вкладыши из ультратонкого волокна “Беруши” одноразового использования, а также противошумные вкладыши многократного использования (эбонитовые, резиновые, из пенопласта) в форме конуса, грибка, лепестка. Они эффективны для снижения шума на средних и высоких частотах на 10-15 дБА. Наушники снижают уровень звукового давления на 7-38 дБ в диапазоне частот 125-8 000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, оголовья, каски, которые снижают уровень звукового давления на 30-40 дБ в диапазоне частот 125-8 000 Гц.
См.также
Защита от производственного шума
Основные мероприятия по борьбе с шумом — это технические мероприятия, которые проводятся потрем главным направлениям:
- устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;
- ослабление шума на путях передачи;
- непосредственная защита работающих.
Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций малошумными или полностью бесшумными, однако этот путь борьбы с шумом не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение шума в источнике — путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.
Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух , закрывающий отдельный шумный узел машины.
Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.
Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений (рис. 1) изменяет спектр шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.
Рис. 1. Акустическая обработка помещений: а — звукопоглощающие облицовки; б — штучные звукопоглощатели; 1 — защитный перфорированный слой; 2 — звукопоглощающий материал; 3 — защитная стеклоткань; 4 — стена или потолок; 5 — воздушный промежуток; 6 — плита из звукопоглощающего материала
Для снижения аэродинамического шума применяют глушители , которые принято делить на абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом: реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна 1/4 длины волны заглушаемого звука: комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные.
Учитывая, что с помощью технических средств в настоящее время не всегда удается решить проблему снижения уровня шума, большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты : наушников, вкладышей, шлемов, защищающих ухо от неблагоприятного действия шума. Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации.
Производственный шум – это совокупность звуков различной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени, возникающих в условиях производства и неблагоприятно воздействующих на организм. Производственный шум при превышении гигиенического уровня вызывает у работников профессиональную тугоухость, а иногда и глухоту. Еще одной профессиональной патологией органа слуха может быть звуковая травма. Она чаще всего обусловлена воздействием интенсивного импульсного шума и заключается в механическом повреждении барабанной перепонки среднего уха. Наряду с воздействием на орган слуха происходит и общее воздействие шума на организм, в первую очередь, на нервную и сердечно-сосудистую системы.
Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемые следующим образом, дБ:
где Р – среднеквадратичная величина звукового давления, Па; Р 0 – исходное значение звукового давления (в воздухе Р 0 = 2·10 -5 Па, – порог слышимости).
В качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах, используемой для аттестации рабочих мест , принимают уровень звука, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле, дБА:
где Р (А) – среднеквадратичная величина звукового давление с учетом коррекции «А» шумомера, Па; Р 0 – исходное значение звукового давления (в воздухе Р 0 = 2·10 -5 Па).
Для измерения используется стандартизованная шкала «А» шумомера, вводящая поправки к уровню звука и показывающая уровни звука, адекватные восприятию шума органами слуха. Характеристика «медленно» позволяет усреднить уровень постоянного шума.
По характеру спектра шума выделяют:
– тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.
По временным характеристикам шум разделяют на постоянный, или стабильный, и непостоянный.
Постоянный шум – это шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно».
Непостоянный шум – это шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день, за рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике шумомера «медленно».
Непостоянный шум может быть колеблющимся, прерывистым и импульсным.
Колеблющийся во времени шум – это шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.
Прерывистый шум – это шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более.
Импульсный шум – это шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАI и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», различаются не менее чем на 7 дБ.
Для двух последних видов шума (прерывистый и импульсный) характерно резкое изменение звуковой энергии во времени (свистки, гудки, удары кузнечного молота, выстрелы и пр.).
Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в децибелах по шкале «А» (дБА).
Оценка условий труда при воздействии на работника непостоянного шума производится по результатам измерения эквивалентного уровня звука за смену (интегрирующим шумомером) или расчетным способом.
Необходимо характеризовать воздействие шума на работника за все время рабочей смены. Продолжительность измерения для непостоянного шума должна составлять :
– для колеблющегося во времени – половина рабочей смены или полный технологический цикл (допускается общая продолжительность измерения 30 мин, состоящая из трех циклов, каждый продолжительностью 10 мин);
– для импульсного – 30 мин;
– для прерывистого – полный цикл характерного действия шума.
Измерение шума для контроля соответствия фактических уровней шума на рабочих местах допустимым уровням должно проводиться при работе не менее 2/3 установленных в данном помещении единиц технологического оборудования в наиболее часто реализуемом (характерном) режиме работы. Во время проведения измерений должно быть включено оборудование вентиляции, кондиционирования воздуха и другие обычно используемые в помещении устройства, являющиеся источником шума.
Микрофон следует располагать на высоте 1,5 м над уровнем пола и рабочей площадки (если работа выполняется стоя) или на высоте уха человека, подвергающегося воздействию шума (если работа выполняется сидя), в направлении максимального уровня шума и на расстоянии от оператора, который проводит измерения, равном или более 0,5 м.
Для оценки шума на постоянных рабочих местах измерения следует проводить в точках, соответствующих установленным постоянным рабочим местам. Для оценки шума на непостоянных рабочих местах измерение нужно проводить в рабочей зоне наиболее частого пребывания работника.
При измерении уровней звука и эквивалентных уровней звука, дБА, переключатель частотной характеристики шумомера устанавливают в положение «А», переключатель временной характеристики измерительного прибора устанавливают в положение «медленно».
При проведении измерений эквивалентных уровней звука прерывистого шума измеряют уровни звука и продолжительность каждой ступени. Расчет эквивалентного уровня звука можно произвести по методике из руководства Р2.2.2006–05 , которая приведена ниже. Так же можно рассчитать средний уровень звука, создаваемого различными источниками, если известны значения уровней звука, создаваемого каждым источником.
Определение среднего уровня звука
Средний уровень звука по результатам нескольких измерений определяется как среднее арифметическое по формуле (12), если измеренные уровни различаются не более чем на 7 дБА, и по формуле (13), если они различаются более чем на 7 дБА:
где L 1 , L 2 , L 3 , L n – измеренные уровни звука (шума), дБА; n – число измерений.
Для вычисления среднего значения уровней звука по формуле (13) измеренные уровни возможно просуммировать с использованием табл. 30 и вычесть из этой суммы 10 lg n , значение которых определяется по табл. 31, при этом формула (13) принимает вид:
L ср = L сум – 10 lg n . (14)
Суммирование измеренных уровней L 1 , L 2 , L 3 , … L n производят попарно последовательно следующим образом. По разности уровней L 1 и L 2 по табл. 30 определяют добавку ΔL , которую прибавляют к большему уровню L 1 , в результате чего получают уровень L 1,2 = L 1 +ΔL . Уровень L 1,2 суммируется таким же образом с уровнем L 3 и получают уровень L 1,2,3 и т. д. Окончательный результат L cy м округляют до целого числа децибел.
Таблица 30
Добавка уровня звука при определении среднего уровня звука
При равных слагаемых уровнях, т. е. при L
1 = L
2 = L
3 = ... = L
n = L
,
L
сум можно определять по формуле
L сум = L + 10 lg n . (15)
В табл. 31 приведены значения 10 lg n в зависимости от n .
Таблица 31
Значения 10 lg n для расчета среднего значения уровней звука
Пример . Необходимо определить среднее значение для измеренных уровней звука 84, 90, и 92 дБА.
Складываем первые два уровня – 84 и 90 дБА; их разности 6 дБ соответствует добавка по табл. 30, равная 1 дБ, т. е. их сумма равна
90 + 1 = 91 дБА. Затем складываем полученный уровень 91 дБА с оставшимся уровнем 92 дБА; их разности 1 дБ соответствует добавка 2,5 дБ,
т. е. суммарный уровень равен 92 + 2,5 = 94,5 дБА, или округленно получаем 95 дБА.
По табл. 31 величина 10 lg n
для трех уровней равна 5 дБ, поэтому получаем окончательный результат для среднего значения, равный
95 – 5 = 90 дБА.
Расчет эквивалентного уровня звука
Метод основан на использовании поправок на время действия каждого уровня. Он применим в тех случаях, когда имеются данные об уровнях и продолжительности воздействия шума на рабочем месте, в рабочей зоне или различных помещениях.
Расчет производится следующим образом. К каждому измеренному уровню звука добавляется (с учетом знака) поправка по табл. 32, соответствующая времени его действия (в часах или процентах от длительности смены). Затем полученные уровни звука складываются попарно последовательно с учетом разности двух уровней с использованием табл. 30, (см. ниже пример расчета).
Таблица 32
Поправка к расчету эквивалентного уровня звука
| Время | ч | 0,5 | 15 мин | 5 мин | ||||||||
| % | ||||||||||||
| Поправка в дБ | –0,6 | –1,2 | –2 | –3 | –4,2 | –6 | –9 | –12 | –15 | –20 |
Пример № 1 расчета эквивалентного уровня звука
Уровни шума за 8-часовую рабочую смену составляли 80, 86 и
94 дБА в течение 5, 2 и 1 ч соответственно. Этим промежуткам времени соответствуют поправки по табл. 32, равные –2, –6, –9 дБ. Складывая их
с уровнями шума, получаем 78, 80, 85 дБА. Теперь, используя табл. 30, складываем эти уровни попарно: сумма первого и второго дает 82 дБА, а их сумма с третьим составляет 86,7 дБА. Округляя, получаем окончательное значение эквивалентного уровня шума 87 дБА. Таким образом, воздействие этих шумов равносильно действию шума с постоянным уровнем
87 дБА в течение 8 ч.
Пример № 2 расчета эквивалентного уровня звука
Прерывистый шум 119 дБА действовал в течение 6-часовой смены суммарно в течение 45 мин (т. е. 11 % смены), уровень фонового шума в паузах (т. е. 89 % смены) составлял 73 дБА. По табл. 30 поправки равны
–9 и –0,6 дБ: складывая их с соответствующими уровнями шума, получаем 110 и 72,4 дБА, и поскольку второй уровень значительно меньше первого (табл. 30), им можно пренебречь. Окончательно получаем эквивалентный уровень шума за смену 110 дБА, что превышает допустимый уровень
80 дБА на 30 дБА.
При воздействии в течение смены на работающего шумов с разными временными (постоянный, непостоянный – колеблющийся, прерывистый, импульсный) и спектральными (тональный) характеристиками в различных сочетаниях измеряют или рассчитывают эквивалентный уровень звука. Для получения в этом случае сопоставимых данных измеренные или рассчитанные эквивалентные уровни звука импульсного и тонального шумов следует увеличить на 5 дБА, после чего полученный результат можно сравнивать с ПДУ без внесения в него понижающей поправки, установленной СН 2.2.4/2.1.8.562–96 .
Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в табл. 33.
Таблица 33
Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности, дБА
Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в последовательности, изложенной в разделе «Оценка тяжести и напряженности трудового процесса» в соответствии с Руководством Р2.2.2006–05 .
Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест, разработанные с учетом категорий тяжести и напряженности труда, представлены
в табл. 34.
Таблица 34
ПДУ звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест
| № п/п | Вид трудовой деятельности, рабочее место | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука и эквива-лентные уровни звука, дБА | ||||||||
| 31,5 | |||||||||||
| Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность. Рабочие места в помещениях дирекции, проектно конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах | |||||||||||
| Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории; рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях |
Продолжение табл. 34
| Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами; Работа, требующая постоянного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструкцией; диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах | |||||||||||
| Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин | |||||||||||
| Выполнение всех видов работ за исключением перечисленных в п.п.1-4 и аналогичных им) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий |
Окончание табл. 34
| Подвижной состав железнодорожного транспорта | |||||||||||
| Рабочие места в кабинах машинистов тепловозов, электровозов, поездов метрополитена, дизель-поездов и автомотрис | |||||||||||
| Рабочие места в кабинах машинистов скоростных и пригородных электропоездов | |||||||||||
| Помещения для персонала вагонов поездов дальнего следования, служебных помещений, рефрижераторных секций, вагонов электростанций, помещений для отдыха багажных и почтовых отделений | |||||||||||
| Служебные помещения в багажных и почтовых вагонов, вагонов-ресторанов | |||||||||||
| Тракторы, самоходные шасси, самоходные, прицепные и навесные сельскохозяйственные машины, строительно-дорожные, землеройно-транспортные, мелиоративные и другие аналогичные виды машин | |||||||||||
| Рабочие места водителей и обслуживающего персонала автомобилей | |||||||||||
| Рабочие места водителей и обслуживающего персонала (пассажиров) легковых автомобилей | |||||||||||
| Рабочие места водителей и обслуживающего персонала тракторов, самоходных шасси, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин, строительно-дорожных и других аналогичных машин |
Введение
1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.
1.1 Понятие шума.
1.2 Уровни шума. Основные понятия.
1.3. Болезнь, вызываемая шумом - патогенез и клинические проявления
1.4. Ограничение и нормирование шума.
2. Производственный шум. Его виды и источники. Основные характеристики.
2.1 Характеристика шумов в производстве.
2.2 Источники производственного шума.
2.3 Измерение шума. Шумомеры
2.4 Способы защиты от шума на предприятиях.
3. Бытовой шум.
3.1 Проблемы снижения бытового шума
3.2 Шум автомобильного транспорта
3.3 Шум от железнодорожного транспорта
3.4 Уменьшения воздействия авиа-шума
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Двадцатый век стал не только самым революционным в смысле развития техники и технологии, но и стал самым шумным во всей человеческой истории. Невозможно найти область жизни современного человека, где бы отсутствовал бы шум - как смесь раздражающих или мешающих человеку звуков.
Проблема «шумового нашествия» в современном мире признана практически во всех развитых государствах. Если за 20 с небольшим лет уровень шума вырос с 80 ДБ до 100Дб на улицах городов, то можно предположить, что в течение следующих 20-30 лет, уровень шумового давления достигнет критических пределов. Именно поэтому, во всем мире предпринимаются серьёзные меры, направленные на понижение уровней звукового загрязнения. В нашей стране вопросы звукового загрязнения и меры по его недопущению регулируются на государственном уровне.
Шумом можно назвать любой вид звуковых колебаний, который в данный конкретный момент времени вызывает у данного конкретного индивидуума эмоциональный или физический дискомфорт.
При прочтении данного определения может возникнуть своего рода «дискомфорт восприятия» - т. е. Состояние, в котором длина фразы, количество оборотов и применяемые выражения заставляют читающего поморщиться. Условно, состояние дискомфорта, вызываемое звуком можно охарактеризовать теми же симптомами. Если звук вызывает подобную симптоматику, мы с вами говорим о шуме. Понятно, что указанный выше способ идентификации шума в известной степени условен и примитивен, но, тем не менее, он не перестает быть правильным. Ниже мы рассмотрим проблематику вопроса шумового загрязнения и обозначим основные направления, в которых ведется работа по борьбе с ними.
1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.
1.1 Понятие шума
Шум - это сочетание звуков различных по силе и частоте, способное оказывать воздействие на организм. С физической точки зрения источник шума - это любой процесс, в результате которого происходит изменение давления или возникают колебания в физических средах. На промышленных предприятиях, таких источников может присутствовать великое множество, в зависимости от сложности процесса производства и используемого в нем оборудования. Шум создают все без исключения механизмы и агрегаты, имеющие подвижные части, инструмент, в процессе его использования (в том числе и примитивный ручной инструмент). Кроме производственного, в последнее время все более значимую роль стал играть бытовой шум, весомую долю которого составляет шум транспортный.
1.2 Уровни шума. Основные понятия.
Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.
Таблица 1. Шкала шумов (уровни звука, децибел).
| Децибел, дБ | Характеристика | Источники звука |
| 0 | Ничего не слышно | |
| 5 | Почти не слышно | тихий шелест листьев |
| 10 | ||
| 15 | Едва слышно | шелест листвы |
| 20 | шепот человека (на расстоянии менее1м). | |
| 25 | Тихо | шепот человека (более 1м) |
| 30 | шепот, тиканье настенных часов. Норма для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч. |
|
| 35 | Довольно слышно | приглушенный разговор |
| 40 | обычная речь. Норма для жилых помещений, с 7 до 23 ч. |
|
| 45 | обычный разговор | |
| 50 | Отчётливо слышно | разговор, пишущая машинка |
| 55 | Норма для офисов класса А | |
| 60 | Шумно | Норма для контор (офисов) |
| 65 | громкий разговор (1м) | |
| 70 | громкие разговоры (1м) | |
| 75 | крик, смех (1м) | |
| 80-95 | Очень шумно | Крик/ мотоцикл с глушителем/ грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах) вагон метро (7м) |
| 100-115 | Крайне шумно | оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома. Максимально допустимое звуковое давление для наушников. |
| в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия) | ||
| вертолёт | ||
| пескоструйный аппарат | ||
| 120 | Почти невыносимо | отбойный молоток расстояние менее 1 м. |
| 125 | ||
| 130 | Болевой порог | самолёт на старте |
| 135-145 | Контузия | звук взлетающего реактивного самолета / старт ракеты |
| 150-155 | Контузия, травмы | |
| 160 | Шок, травмы | ударная волна от сверхзвукового самолёта |
1.3 Болезнь вызываемая шумом - патогенез и клинические проявления
Поскольку шумовое воздействие на организм человека изучается сравнительно недавно, абсолютного понимания механизма воздействия шума на организм человека у ученых нет. Тем не менее, если говорить о влиянии шума, чаще всего изучается состояние органа слуха. Именно слуховой аппарат человека воспринимает звук, и соответственно, при экстремальных воздействиях звука слуховой аппарат реагирует в первую очередь. Кроме органов слуха, воспринимать звук человек может и через кожу (рецепторами вибрационной чувствительности). Известно, что люди, лишенные слуха, в состоянии при помощи прикосновений не только ощущать звук, но и оценивать звуковые сигналы.
Способность воспринимать звук посредством вибрационной чувствительности кожи, это своего рода функциональный атавизм. Дело в том, что на ранних этапах развития человеческого организма функцию органа слуха выполняли именно кожные покровы. В процессе развития, орган слуха эволюционировал и усложнился. Вместе с ростом его сложности, увеличилась и его уязвимость. Шумовое воздействие травмирует периферический отдел слуховой системы - так называемое «внутреннее ухо». Именно там и локализуется первичное поражение слухового аппарата. По мнению некоторых ученых, в воздействии шума на слух первостепенную роль играет перенапряжение и, как следствие, истощение аппарата воспринимающего звук. Специалисты – аудиологиисчитают длительное воздействие шума причиной, которая приводит к нарушению кровоснабжения внутреннего уха и является причиной изменений и дегенеративных процессов органе слуха, в том числе и перерождения клеток.
Существует термин «профессиональная глухота». Он имеет отношение к людям тех профессий, в которых избыточное шумовое воздействие носит более или менее постоянный характер. В ходе длительных наблюдений за такими пациентами, удалось зафиксировать изменения не только в органах слуха, но и на уровне биохимии крови, которые явились следствием избыточного шумового воздействия. К группе наиболее опасных воздействий шума следует отнести сложно диагностируемые изменения в нервной системе человека подвергающегося регулярному шумовому воздействию. Изменения в работе нервной системы обусловлены тесными связями слухового аппарата с разными её отделами. В свою очередь дисфункция в нервной системе приводит к дисфункции различных органов и систем организма. Нельзя в этой связи не вспомнить расхожего выражения о том, что «все болезни от нервов». В контексте рассматриваемой проблематики можно предложить следующий вариант этой фразы «все болезни от шума».
Первичные изменения слухового восприятия, легко обратимы, если слух не подвергался экстремальным нагрузкам. Однако со временем, при постоянном негативном вилянии изменения могут превратиться в стойкие и\или необратимые. В связи с этим следует контролировать продолжительность воздействия звука на организм, и меть ввиду, что первичные проявления «профессиональной глухоты» можно диагностировать у лиц, работающих в условиях шума около 5 лет. Далее риск потери слуха у работающих возрастает.
Для оценки состояния слуха у лиц, работающих в условиях воздействия шума, различают четыре степени потери слуха, представленные в таблице 2.
Таблица 2. Критерии оценки слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума и вибрации (разработаны В.Е.Остапович и Н.И.Пономаревой).
Важно понимать, что вышесказанное не имеет касательства к экстремальным звуковым воздействиям (см.таблицу 1). Оказание кратковременного и интенсивного воздействия на орган слуха, может привести к полной потере слуха, ввиду разрушения слухового аппарата. Результатом получения такой травмы бывает полная потеря слуха. Такое воздействие звука встречается при сильном взрыве, крупной аварии и т. п.
Шум как гигиенический фактор это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение. Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.
Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса. Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.
По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом. Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах. Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей. Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).
Шум как физическое явление это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой лизатор к восприятию звуков частотой 1000--3000 Гц (речевая зона).
ИСТОЧНИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:
механические,
аэродинамические и гидродинамические
электромагнитные.
При работе различных механизмов, агрегатов, оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы.
Механический шум
На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения и т.п. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.
Аэродинамические и гидродинамические шумы:
шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;
шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;
кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
Шумы электромагнитного происхождения
Шумы электромагнитного происхождения возникают в различных электротехнических изделиях (например при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20?30 дБ (микромашины) до 100?110 дБ (крупные быстроходные машины).
ВРЕДНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности и (или) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости.
Различают следующие степени потери слуха:
I степень (легкое снижение слуха) - потеря слуха в области речевых частот составляет 10 - 20 дБ, на частоте 4000 Гц - 20 - 60 дБ;
II степень (умеренное снижение слуха) - потеря слуха в области речевых частот составляет 21 - 30 дБ, на частоте 4000 Гц - 20 - 65 дБ;
III степень (значительное снижение слуха) - потеря слуха в области речевых частот составляет 31 дБ и более, на частоте 4000 Гц - 20 - 78 дБ.
Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного (более 80 дБ) шума, затрачивает в среднем на 10 - 20% больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звука ниже 70 дБ(А). Установлено повышение на 10 - 15% общей заболеваемости рабочих шумных производств. Воздействие на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших уровнях звука (40 - 70 дБ(А). Из вегетативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышения артериального давления (при уровнях звука выше 85 дБА).
Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительной моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50 - 60 дБА), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические изменения в структурах головного мозга.
При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.
Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности.
В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов:
снижение слуховой чувствительности;
изменение функции пищеварения, выражающейся в понижении кислотности;
сердечнососудистая недостаточность;
нейроэндокринные расстройства.
Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Воздействие шума может вызывать негативные изменения эмоционального состояния человека, вплоть до стрессовых. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБА производительность труда снижается на 20%.
Ультразвуки (свыше 20000 Гц) также являются причиной повреждения слуха, хотя человеческое ухо на них не реагирует. Мощный ультразвук воздействует на нервные клетки головного мозга и спинной мозг, вызывает жжение в наружном слуховом проходе и ощущение тошноты.
Не менее опасными являются инфразвуковые воздействия акустических колебаний (менее 20 Гц). При достаточной интенсивности инфразвуки могут воздействовать на вестибулярный аппарат, снижая слуховую восприимчивость и повышая усталость и раздражительность, и приводят к нарушению координации. Особую роль играют инфрачастотные колебания с частотой 7 Гц. В результате их совпадения с собственной частотой альфа - ритма головного мозга наблюдаются не только нарушения слуха, но и могут возникать внутренние кровотечения. Инфразвуки (6 - 8 Гц) могут привести к нарушению сердечной деятельности и кровообращения.
ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ШУМОВ
Производственный шум характеризуется спектром, который состоит из звуковых волн разных частот.
При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.
Как правило, спектр шума характеризуется уровнями названных величин, распределенными по октавным полосам частот.
Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f2 = 2 f1 , называется октавой.
Для более детального исследования шумов иногда используются третьеоктавные полосы частот, для которых
шум звук слух акустика
f2 = 21/3 f1 = 1, 26 f1 .
Октавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой:
КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМОВ
Способ классификации
Характеристика шума
По характеру спектра шума
широкополосные
Непрерывный спектр шириной более одной октавы
тональные
В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона
По временным характеристикам
постоянные
Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ(А)
непостоянные:
колеблющиеся во времени
прерывистые
импульсные
Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ(А)
Уровень звука непрерывно изменяется во времени
Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ(А), длительность интервала 1с и более
Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с
ИЗМЕРЕНИЕ ШУМА. ШУМОМЕРЫ
Шумоизмерительные приборы - шумомеры - состоят, как правило, из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) - быстро, S (slow) - медленно, I (pik) - импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S - колеблющихся и прерывистых, I - импульсных.
Стандартные частотные характеристики А, В, С, D
А - характеристика, приближающаяся к частотной характеристике чувствительности человеческого уха;
В, С - характеристики, использующиеся при измерении громких звуков, для которых чувствительность человеческого уха меньше изменяется в зависимости от частоты;
D - характеристика, используемая при измерении шумов самолетов.
По точности шумомеры делятся на четыре класса 0, 1, 2 и 3. Шумомеры класса 0 используются как образцовые средства измерения; приборы класса 1 - для лабораторных и натурных измерений; 2 - для технических измерений; 3 - для ориентировочных измерений. Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по частотам: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на диапазон частот от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31, 5 Гц до 8 кГц.
Для измерения эквивалентного уровня шума при усреднении за длительный период времени применяются интегрирующие шумомеры.
Приборы для измерения шума строятся на основе частотных анализаторов, состоящих из набора полосовых фильтров и приборов, показывающих уровень звукового давления в определенной полосе частот.
В зависимости от вида частотных характеристик фильтров анализаторы подразделяются на октавные, третьеоктавные и узкополосные.Частотная характеристика фильтра К(f) =Uвых /Uвх представляет собой зависимость коэффициента передачи сигнала со входа фильтра Uвх на его выход Uвых от частоты сигнала f. Частотная характеристика типового октавного полосового фильтра показана на рис.3.6. Полосовой фильтр характеризуется полосой пропускания B = f2 - f1, т.е. областью частот между двумя частотами f1 и f2, на которых частотная характеристика К(f) имеет значение (затухание) не более 3 дБ.
f1 и f2 - частоты среза фильтра, f0 = (f1 * f2)1/2 - центральная частота фильтра
Для измерения производственных шумов преимущественно используется прибор ВШВ-003-М2, относящийся к шумомерам I класса точности и позволяющий измерять корректированный уровень звука по шкалам А, В, С; уровень звукового давления в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне среднегеометрических частот от 16 до 8 кГц в свободном и диффузном звуковых полях. Прибор предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов
НОРМИРОВАНИЕ ШУМА
Шум оказывает негативное влияние на весь организм человека. Шумы средних уровней (менее 80 дБА) не вызывают потери слуха, но тем не менее оказывают утомляющее неблагоприятное влияние, которое складывается с аналогичными влияниями других вредных факторов и зависит от вида и характера трудовой нагрузки на организм.
Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха и снижение работоспособности и производительности труда работающих.
Для разных видов шумов применяются различные способы нормирования.
Для постоянных шумов нормируются уровни звукового давления LPi (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки шумовой характеристики рабочих мест допускается за шумовую характеристику принимать уровень звука L в дБ(А), измеряемый по временной характеристике шумомера "S - медленно".
Нормируемыми параметрами прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать эквивалентные (но энергии) уровни звукового давления Lэкв в дБ в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.
Для непостоянных шумов нормируется так же эквивалентный уровень звука в дБ(А).
Допустимые уровни звукового давления для рабочих мест служебных помещений и для жилых и общественных зданий и их территорий различны.
Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест служебных помещений является ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности".
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 11-12-88 "Защита от шума".
ЗАЩИТА ОТ ШУМА
Слух позволяет человеку воспринимать звуковую информацию. Вместе с тем, насыщение окружающего пространства шумами повышенной интенсивности может привести к искажению звуковой информации и нарушению слуховой активности человека.
Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно.
Наиболее опасно длительное воздействие интенсивного шума на слух человека, которое может привести к частичной или полной потере слуха. Медицинская статистика показывает, что тугоухость в последние годы выходит на ведущее место в структуре профессиональных заболеваний и не имеет тенденции к снижению.
Поэтому важно знать особенности восприятия звука человеком, допустимые с точки зрения обеспечения здоровья, высокой производительности и комфортности уровни шума, а также средства и способы борьбы с шумом.
Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских мер на этапах проектирования, строительства и эксплуатации производственных предприятий, машин и оборудования. В целях повышения эффективности борьбы с шумом введены обязательный гигиенический контроль объектов, генерирующих шум, регистрация физических факторов, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей.
Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и конструкции машин. К мерам этого типа относятся замена шумных процессов бесшумными, ударных -- безударными, например замена клепки -- пайкой, ковки и штамповки обработкой давлением; замена металла в некоторых деталях незвучными материалами, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др. При невозможности снижения шума оборудование, являющееся источником повышенного шума, устанавливают в специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в малошумном помещении. В некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением звукопоглощающих пористых материалов, покрытых перфорированными листами алюминия, пластмасс. При необходимости повышения коэффициента звукопоглощения в области высоких частот звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой перфорацией, применяют также штучные звукопоглотители в виде конусов, кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником повышенного шума. Большое значение в борьбе с шумом имеют архитектурно-планировочные и строительные мероприятия. В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения требований действующих нормативов, необходимо ограничение длительности воздействия шума и применение противошумов.
Противошумы - средства индивидуальной защиты органа слуха и предупреждения различных расстройств организма, вызываемых чрезмерным шумом. Их используют в основном тогда, когда технические средства борьбы с шумом не обеспечивают снижения его до безопасных пределов. Противошумы подразделяют на три типа: вкладыши, наушники и шлемы.
Противошумные вкладыши вводят в наружный слуховой проход. Вкладыши бывают многократного и однократного пользования. К вкладышам многократного пользования относятся многочисленные варианты заглушек в виде колпачков различной конструкции и формы из резины, каучука и других пластичных полимерных материалов, в некоторых случаях надетых на железные стержни. Противошумные вкладыши многократного использования выпускают нескольких типов и размеров; вес их не регламентируется и колеблется в пределах до 10 г. "Беруши" - коммерческое название отечественных противошумных вкладышей однократного пользования из органического перхлорвинилового фильтрующего шумопоглощающего материала.
Противошумные наушники представляют собой чаши, по форме близкие к полусфере, из легких металлов или пластмасс, наполненные волокнистыми или пористыми звукопоглотителями, удерживаемые с помощью оголовья. Для удобного и плотного прилегания к околоушной области они снабжаются уплотняющими валиками из синтетических тонких пленок, часто заполненных воздухом или жидкими веществами с большим внутренним трением (глицерин, вазелиновое масло и др.). Уплотняющий валик одновременно демпфирует колебания самого корпуса наушника, что существенно при низкочастотных звуковых колебаниях.
Противошумные шлемы - самые громоздкие и дорогостоящие из индивидуальных средств противошумной защиты. Они используются при высоких уровнях шумов, часто применяются в комбинации с наушниками или вкладышами. Расположенный по краю шлема уплотняющий валик обеспечивает плотное прилегание его к голове. Имеются конструкции шлемов с поддутием валика воздухом для надежного облегания головы.
Важное значение в предупреждении развития шумовой патологии имеют предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. Таким осмотрам подлежат лица, работающие на производствах, где шум превышает предельно допустимый уровень (ПДУ) в любой октавной полосе.
2.3. Производственный шум и его воздействие на человека
В различных отраслях экономики имеются источники шума - это механическое оборудование, людские потоки, городской транспорт.
Шум - это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты (шелест, дребезжание, скрип, визг и т. п.). С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук. Длительное воздействие шума на человека может привести к такому профессиональному заболеванию, как "шумовая болезнь".
По физической сущности шум - это волнообразное движение частиц упругой среды (газовой, жидкой или твердой) и поэтому характеризуется амплитудой колебания (м), частотой (Гц), скоростью распространения (м/с) и длиной волны (м).
Характер негативного воздействия на органы слуха и подкожный
рецепторный аппарат человека зависит еще и от таких показателей шума, как уровень звукового давления (дБ) и громкость. Первый показатель называется силой звука (интенсивностью) и определяется звуковой энергией в эргах, передаваемой за секунду через отверстие в 1 см2. Громкость шума определяется субъективным восприятием слухового аппарата человека. Порог слухового восприятия зависит еще и от диапазона частот. Так, ухо менее чувствительно к звукам низких частот.
Воздействие шума на организм человека вызывает негативные изменения прежде всего в органах слуха, нервной и сердечнососудистой системах. Степень выраженности этих изменений зависит от параметров шума, стажа работы в условиях воздействия шума, длительности действия шума в течение рабочего дня, индивидуальной чувствительности организма. Действие шума на организм человека отягощается вынужденным положением тела, повышенным вниманием, нервно-эмоциональным напряжением, неблагоприятным микроклиматом.
Действие шума на организм человека. К настоящему времени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать временное понижение слуха не более чем на Ю-15 дБ с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха. Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.
Развитие профессиональной тугоухости зависит от суммарного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные стадии профессионального поражения наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) - свыше 10 лет.
Помимо действия шума на органы слуха установлено его вредное влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. Поражение нервной системы под действием шума сопровождается раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности замедляется скорость психических реакций, наступает расстройство сна и т. д. У работников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности.
Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов), нарушению функционального состояния сердечнососудистой системы. Звуковые колебания могут восприниматься не только органами слуха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях шума передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на организм человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.
Таким образом, воздействие шума может привести к сочетанию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечнососудистой и других систем, которые могут рассматриваться как профессиональное заболевание - шумовая болезнь. Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и проч. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках, с рубильными, клепальными молотками, обслуживающих прессоштамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму.
Нормирование уровня шума. При нормировании шума используют два метода нормирования: по предельному спектру шума и уровню звука в дБ. Первый метод является основным для постоянных шумов и позволяет нормировать уровни звукового давления в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, соответствующих рекомендациям Технического комитета акустики при Международной организации по стандартизации. Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром. Исследования показывают, что допустимые уровни уменьшаются с ростом частоты (более неприятный шум).
Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А, которая имитирует кривую чувствительности уха человека, и называемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае мы не знаем спектра шума. Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью 1а = ПС + 5.
Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений.
Методы борьбы с шумом. Для борьбы с шумом в помещениях проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:
Устранение причины шума, т. е. замена шумящего оборудования, механизмов на более современное нешумящее оборудование;
Изоляция источника шума от окружающей среды (применение глушителей, экранов, звукопоглощающих строительных материалов);
Ограждение шумящих производств зонами зеленых насаждений;
Применение рациональной планировки помещений;
Использование дистанционного управления при эксплуатации шумящего оборудования и машин;
Использование средств автоматики для управления и контроля технологическими производственными процессами;
Использование индивидуальных средств защиты (беруши, наушники, ватные тампоны);
Проведение периодических медицинских осмотров с прохождением аудиометрии;
Соблюдение режима труда и отдыха;
Проведение профилактических мероприятий, направленных на восстановление здоровья.
Интенсивность звука определяется по логарифмической шкале громкости. В шкале - 140 дБ. За нулевую точку шкалы принят "порог слышимости" (слабое звуковое ощущение, едва воспринимаемое ухом, равное примерно 20 дБ), а за крайнюю точку шкалы - 140 дБ - максимальный предел громкости.
Громкость ниже 80 дБ обычно не влияет на органы слуха, громкость от 0 до 20 дБ - очень тихая; от 20 до 40 - тихая; от 40 до 60 - средняя; от 60 до 80 - шумная; выше 80 дБ - очень шумная.
Для измерения силы и интенсивности шума применяют различные приборы: шумомеры, анализаторы частот, корреляционные анализаторы и коррелометры, спектрометры и др. Принцип работы шумомера состоит в том, что микрофон преобразует колебания звука в электрическое напряжение, которое поступает на специальный усилитель и после усиления выпрямляется и измеряется индикатором по градуированной шкале в децибелах.
Анализатор шума предназначен для измерения спектров шумов оборудования. Он состоит из электронного полосного фильтра с шириной полосы пропускания, равной 1/3 октавы. Основными мероприятиями по борьбе с шумом являются рационализация технологических процессов с использованием современного оборудования, звукоизоляция источников шума, звукопоглощение, улучшенные архитектурно-планировочные решения, средства индивидуальной защиты.
На особо шумных производственных предприятиях используют индивидуальные шумозащитные приспособления: антифоны, противошумные наушники (рис. 1.6) и ушные вкладыши типа "беруши". Эти средства должны быть гигиеничными и удобными в эксплуатации.
В России разработана система оздоровительно-профилактических мероприятий по борьбе с шумом на производствах, среди которых важное место занимают санитарные нормы и правила. Выполнение установленных норм и правил контролируют органы санитарной службы и общественного контроля.
Вопросы для самоконтроля
1. Понятие шума, единицы его измерения и классификация шумов.
2. Какие изменения возникают при действии шума на организм человека?
3. Укажите методы нормирования и допустимые уровни шума.
4. Какие мероприятия используются для борьбы с шумом на производстве?