 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Ціль роботи
ДОСЛІДЖЕННЯ ВИРОБНИЧОГО ШУМУ
Вивчення методів і засобів вимірювання постійного виробничого шуму, його гігієнічної оцінки и способів захисту людини.
9.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів
При підготовці до лабораторної роботи студент повинен вивчити наступні питання:
- дія шуму на організм людини;
- методи і засоби вимірювання виробничого шуму;
- гігієнічне нормування шуму;
- способи захисту від виробничого шуму.
Шум як гігієнічний чинник - сукупність звуків різної частоти і інтенсивності, які сприймаються органами слуху людини і викликають неприємне суб'єктивне відчуття.
Виробничим шумом називається шум на робочих місцях, на ділянках або територіях підприємств, який виникає під час виробничого процесу.
Залежно від рівня шуму, його тривалості і індивідуальних особливостей людини в його організмі можуть виникнути різні негативні наслідки. Тривала дія шуму з рівнем до 80 дБА найчастіше приводить до неврозів, серцево-судинних (ішемічна хвороба серця і гіпертонічна хвороба), шлунково-кишкових захворювань і до зниження продуктивності праці. У ряді випадків погіршується зір, спостерігається розлад вестибулярного апарату. Під дією шуму відбувається перенапруження нервової системи, яке приводить до ослаблення імунітету, унаслідок чого можуть загострюватися інфекційні, онкологічні, алергічні і інші захворювання. Спостерігається загальне зростання захворюваності.
Дія шуму з рівнем 85.90 дБА знижує слухову чутливість на високих частотах. При рівні 120 дБА виникають больові відчуття. При 145 дБА можливий розрив барабанної перетинки.
Шум має кумулятивну дію. Для повного відновлення організму після восьмигодинного робочого дня з рівнем шуму 80 дБА потрібен не менше 5 годин.
В цілому хворобливі прояви в організмі людини, викликані дією шуму, розглядають як шумову хворобу.
Акустичні коливання в діапазоні 16 Гц…20 кГц, які сприймає людина називають звуковими.
Процес поширення коливального руху в середовищі від джерела шуму називається звуковою хвилею, а область середовища, у якій вона поширюється – звуковим полем. Повітряний звук поширюється у вигляді подовжніх хвиль, у яких коливання часточок повітря збігаються з напрямком руху звукової хвилі.
Довжина хвилі - це відстань, що проходить звукова хвиля протягом періоду коливання (відстань між двома сусідніми шарами повітря, які мають однаковий звуковий тиск, обмірюваний одночасно).
В ізотропному середовищі довжина хвилі прямопропорційна швидкості поширення звукових хвиль С (для повітря С0 = 340 м/с при t = 20 0 С) і зворотньопропорційно частоті коливань f, Гц.
(9.1)
де С - швидкість поширення звукової хвилі, м/с; f - частота коливань, Гц.
Шум характеризується наступними параметрами:
– частотою звукових коливань f, Гц;
– звуковим тиском Р, Н/м2;
– інтенсивністю звуку І, Вт/м2;
– рівнями звуку L, дБ.
Звуковий тиск Р - це змінна складова атмосферного тиску, що виникає при проходженні звукової хвилі.
Інтенсивність звуку I - це енергія, яка переноситься звуковою хвилею в одиницю часу через одиничну поверхню, перпендикулярну напрямку розповсюдження звукової хвилі
, Вт/м 
, (9.2)
де 
- звуковий тиск, Н/м , 
- щільність повітря, кг/м 
.
У діапазоні від порогу чутності (сприйняття) до больового порогу (130 дБ) рівень звукового тиску збільшується у мільйони разів.
За еталонний прийнятий звук із частотою коливань 1000 Гц. На цій
частоті поріг чутності по інтенсивності складає J0 = 10-12 Вт/м2, а відповідний йому звуковий тиск Р0 = 2·10-5 Н/м2.
З огляду на логарифмічну залежність між інтенсивністю звуку й слуховим сприйняттям (закон Вебера-Фехнера), а також з метою спрощення операцій з великими числами користуються логарифмічними рівнями інтенсивності й звукового тиску.
Рівень інтенсивності звуку, дБ,
(9.3)
де I0 = 10-12 Вт/м2.
Рівень звукового тиску, дБ
, (9.4)
де Р0 = 2·10-5 Н/м2.
Якщо шум створюється одночасно декількома джерелами, які випромінюють некогерентні хвилі, для визначення сумарного шуму користуються правилом додавання шумів. За цим правилом потрібно додавати їх інтенсивності.
, (9.5)
n - кількість джерел. Рівень шуму дорівнює
. (9.6)
Наприклад, якщо діють два джерела шуму однакової потужності, то
(9.7)
Тобто дія двох однакових джерел дає збільшення рівня інтенсивності на 3 дб.
Для частотної характеристики шуму застосовується спектр звукових коливань, що розбивається на октавні смуги, кожна з яких характеризується граничними частотами – нижньою (f н), верхньою (fв), а також средньогеометричною (f ср).
Октава (октавна смуга) – смуга частот, верхня гранична частота fв якої в 2 рази більше нижньої граничної частоти f н.
. (9.8)
Октавна смуга характеризується средньогеометричною частотою
. (9.9)
Стандартні значення средньогеометричних частот октавних полос складають: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, Гц.
Чутливість слуху залежить від частоти. На середніх частотах вона максимальна. На низьких і високих частотах вона понижена. На мал. Y.3 приведені криві з різними рівнями звукового тиску на частоті 1000 Гц. Для того, щоб чути звуки різних частот з однаковою гучністю, введена спеціальна корекція (крива рівної гучності).
Рисунок 9.1 Криві рівної гучності
Для того, щоб наблизити результати вимірів до суб'єктивного сприйняття людини, у приладах типу «Шумомір» введено три частотні характеристики (корекції) за допомогою спеціальних фільтрів. Вони імітують чутливість людського вуха в усьому акустичному діапазоні і умовно відповідають:
«А» - кривій рівної гучності на рівні 40 дБ;
«В» - кривій рівної гучності на рівні 70 дБ;
«C» - кривій рівної гучності на рівні 90 дБ.
Ці характеристики стандартизовані в міжнародній практиці.
В даний час основним документом по гігієнічному нормуванню шуму на виробництві є ДСН 3.3.6.037 – 99. «Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку». Ці норми встановлюють класифікацію шумів, характеристики й припустимі рівні шуму на робочих місцях, загальні вимоги до виміру нормованих величин і основні заходи щодо профілактики несприятливого впливу шуму на працюючих.
Шуми класифікуються зазначеними нормами по двом ознакам: характеру спектра й тимчасовим характеристикам.
По характеру спектра шуми підрозділяються на широкополосні і тональні.
По тимчасовим характеристикам шуми підрозділятися на постійні і непостійні.
Непостійні шуми у свою чергу підрозділяються на коливні в часі й імпульсні.
Основними методами нормування шуму є:
- нормування рівня звуку в дБА ;
- нормування рівнів звукового тиску в октавних смугах.
Нормуваннярівня звуку в дБА використовують за допомогою шкали «А» шумоміру для постійних шумів. Цей метод не дає частотну характеристику, але є простим і швидким при проведенні експерименту і обробці результатів.
Для виміру непостійних шумів використовують еквівалентний (за енергією) рівень звуку за період від τ1 до τ2
, (9.10)
де 
- миттєві значення рівня звуку.
Значення в дужках у цьому вираженні дає середнє значення рівня за час виміру.
Нормування рівнів звукового тиску в октавних смугахпередбачає спектральну оцінку. Цей метод є найточнішим, але найбільш складним.
Припустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, рівні звуку й еквівалентні рівні звуку для робочих місць у виробничих приміщеннях і на території підприємств для широкополосного постійного й непостійного (крім імпульсного) шуму регламентуються ДСН 3.3.6.037 - 99 і представлені в табл. 9.1.
Таблиця 9.1 - Припустимі характеристики шуму на робочих місцях
| Вид трудової діяльності, робоче місце | Рівні звукового тиску (дБ) в октавних смугах із середньогеометричними частотами (Гц) | Рівень шуму й еквівалентний рівень шуму, дБА | |||||||
| 1. Творча й наукова діяльність, адміністративна діяльність із підвищеною увагою, конструювання, проектування, програмування, викладання й навчання, програмісти обчислювальних машин у лабораторіях для теоретичних робіт і обробки даних. | |||||||||
| 2. Висококваліфікована робота, що вимагає уваги, адміністративна діяльність, вимірювальні й аналітичні роботи в лабораторіях. | |||||||||
| 3. Робота, що виконується із вказівками й акустичними сигналами, які часто надходять; робота, яка потребує постійного слухового контролю, операторська робота з точним графіком і з інструкцією. | |||||||||
| 4. Робота з підвищеними вимогами до процесу спостереження й дистанційного керування виробничими циклами: робочі місця за пультами в кабінах спостереження й дистанційного керування без голосового зв'язку по телефоні; у приміщеннях з гучним устаткуванням, гучними агрегатами обчислювальних машин. | |||||||||
| 5. Виконання всіх видів робіт (крім перерахованих у п. 1-4 і аналогічних їм) на постійних робочих місцях у виробничих приміщеннях і території підприємств. |
Допускається нормування шумів по дозі. Звичайно цей метод застосовують в умовах, коли шум перевищує характеристики, наведені в табл. 9.1.
Залежно від характеру шуму і часу його дії наведені нормативні дані уточнюються відповідними поправками. Так, за наявності в шумі складових чистих тонів або імпульсному характері шуму повинна бути прийнята поправка - 5дБА.
Для вивчення способів захисту від шуму розглянемо процеси, які виникають при його розповсюдженні. На рис. 9. 2 а відображене проходження енергії звуку крізь звукоізолюючу перегородку.
а б
1 - звукоізолююча перегородка; 2 - внутрішнє джерело шуму; 3 - приміщення
Рисунок 9. 2 Розповсюдження звуку
Відповідно до закону збереження енергії інтенсивність падаючого звуку дорівнює
, (9.11)
де 
- інтенсивність відбитого звуку; 
- інтенсивність поглинутого звуку; 
- інтенсивність звуку, який проникає крізь перегородку. Якщо поділити ліву і праву частину цього рівняння на 
, отримаємо
, (9.12)
де 
- коефіцієнт відбиття (0…1); 
- коефіцієнт звукопоглинання (0…1); 
- коефіцієнт звукопроникності (0…1).
Ці коефіцієнти характеризують відповідні властивості матеріалів, які використовують з ціллю захисту від шуму.
Зниження шуму, який проникає крізь перегородку (), називають звукоізоляцією. Для цього використовують матеріали з високою щільністю. Ефект досягається головним чином тому, що звукові хвилі відбиваються від масивної перегородки. Взагалі перегородка є коливальною системою з розподіленими параметрами. Найчастіше ефективність звукоізоляції перегородки з одного шару підкоряється закону маси
, дБ. (9.13)
де 
– маса 1 м2 перегородки, кг; 
– частота звуку, Гц.
На рис. 9. 2 б відображено розповсюдження звуку у приміщенні із внутрішнім джерелом. Інтенсивність сумарного шуму складається з прямого звуку та дифузного. Інтенсивність прямого звуку обернено пропорційна квадрату відстані від джерела. Дифузний звук багатократно відбивається від різних поверхонь і вважається однорідним і ізотропним
, дБ, (9.14)
де 
- інтенсивність прямого звуку; 
- інтенсивність дифузного звуку; i - номер джерела(1… n); n - кількість джерел; 
- звукова потужність джерела, Вт; 
- коефіцієнт направленості під кутом до осі джерела (для ізотропного джерела К(θ)=1); 
– відстань до джерела, м; 
- середній коефіцієнт звукопоглинання в приміщенні; сумарна площа звукопоглинання, м .
Зниження шуму, завдяки акустичній обробці приміщення за допомогою покриття його огороджуючих поверхонь (стін, стелі) звукопоглинальними конструкціями, називається звукопоглинанням. Ефект досягається тому, що енергія звукових хвиль в звукопоглинальному матеріалі завдяки тертю перетворюється на тепло. Ефективність акустичної обробки може бути розрахована за формулою
, дБ, (9.15)
де α1 і α2 - коефіцієнти звукопоглинання огороджуючих конструкцій приміщення відповідно до й після обробки; S1 і S2 - площі огороджуючих конструкцій, відповідно до й після обробки.
До основних способів зниження виробничого шуму відносяться:
- зменшення шуму в джерелі його виникнення;
- змінення направленості випромінювання;
- зменшення шуму на шляху його розповсюдження (звукоізоляція, звукопоглинання);
- захист часом (скорочення робочого часу);
- захист відстанню (віддалення робочих місць від джерел шуму);
- застосування архітектурно-планувальних рішень (раціональне розміщення будівель, зелені насадження і т. п.);
- застосування засобів індивідуального захисту (навушників, шоломів, «беруш» та ін).
У разі самостійної роботи у процесі підготовки до лабораторної роботи рекомендується література [1, 2, 4, 5].
Поиск по сайту: