ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

 

«Производственный шум и средства защиты от него»

Кафедра «БП и РГП»

 

 

 

 

С физической точки зрения шумом являются любые звуки неприятные для слуха, неблагоприятно влияющие на состояние здоровья человека, снижающие производительность труда и мешающие восприятию полезных сигналов.

Как физическое явление шум или звук представляет собой колебательное движение в среде (газе, жидкости или в твёрдом материале) в слышимом диапазоне звуковых частот от 16 Гц до 20 кГц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и колебания выше 20 кГц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но производят специфическое физиологическое влияние на человека.

Движение звуковой волны сопровождается периодическим повышением и понижением давления в воздухе, называется звуковым давлением. Именно на изменение давления в воздухе реагирует орган слуха человека.

При распространении звуковых волн происходит перенос энергии. В условиях свободного звукового поля интенсивность звука (I) измеряют средним количеством энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, по нормали к направлению распространения звука.

Между интенсивностью звука и звуковым давлением существует следующая зависимость:

 

, Вт/м² (1)

 

где - мгновенное значение звукового давления, Па; - удельное акустическое сопротивление среды (для воздуха = 410, Па*с/м); - плотность среды, кг/м³; - скорость звука в среде, м/с.

Орган слуха человека способен воспринимать значительный диапазон звуковых давлений от едва различимых ( =2*10^-5 Па при =1000 Гц), называемых порогом слышимости, до звуков на пороге болевых ощущений ( =2*10² Па). Порог слышимости в области частот, превышающих 8000 Гц, и особенно на низких частотах характеризуется более высоким значением звукового давления. Это связанно с особенностью восприятия слуховым аппаратом человека звуков разной частоты. Что бы приблизить результаты объективных измерений и расчетов к субъективному восприятию вводят коррекционные поправки для уровня звукового давления, в зависимости от частоты звука. Эти поправки стандартизированы в международном масштабе. Наиболее распространенной и важной является коррекция А. Суммарный корректированный уровень звукового давления называется уровнем звука L_А, дБА.

В акустике за единицу уровня интенсивности принят бел [Б], равный десятичному логарифму отношения измеренной интенсивности звука к ее пороговому значению (I₀=10¹² Вт/м²). С учётом того, что ухо человека чётко различает имения уровня звука на 0,1 Б, в практике акустических измерений и расчётов пользуются именно этой величиной, называемой децибелом [дБ]. Таким образом уровень интенсивности звука определяется:

 

, дБ (2)

 

Используя (1) получаем, что уровень звукового давления (УЗД):

 

, дБ (3)

 

где - измеренное значение звукового давления, Па.

Диапазон слышимых частот разбит на восемь октавных полос со среднегеометрическими частотами от 31,5 Гц до 8000 кГц. Значение верхней , нижней и среднегеометрической частот каждой октавной полосы связанны следующим соотношением:

 

, Гц (4)

 

, Гц (5)

 

Уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 4000, 8000 Гц представляют собой шумовую характеристику (ШХ) рабочего места, оборудования или технологического процесса.

ШХ может быть изображена графически в виде спектра шума, когда по оси абсцисс откладываются в логарифмическом масштабе значения (), а по оси ординат значения УЗД (L), измеренные в соответствующей октавной полосе частот.

В производственных помещениях обычно несколько источников шума, каждый из которых оказывает влияние на общий уровень шума рабочего места. Суммарный уровень шума в расчётной точке от произвольного числа источников разной интенсивности определяется по формуле:

 

, (6)

 

где - УЗД создаваемое каждым источником в расчётной точке.

При суммарный шум определяется по формуле:

 

, (7)

 

где - уровень шума одного из источников.

Нормируемые параметры шума а рабочих местах, согласно действующих нормативных документов (ГОСТ ССБТ и СН) являются:

 

1. для постоянного шума – уровни звукового давления (L, [дБ]) в октавных полосах частот с указанными выше, уровень звукового давления (L_A, [дБА]), измеряемый шумомером на временной характеристике «медленно» (S), и частной коррекции (А), при которой чувствительность измерительного тракта соответствует средней чувствительности органа слуха человека на различных частотах спектра;

2. для непостоянного шума – э квивалентный уровень шума (LA, [эквдБА]), максимальный уровень звука [дБА], доза шума (D). Эквивалентный уровень звука, характеризующий постоянный шум – уровень постоянного шума, оказывающего такое же воздействие на человека как и данный непостоянный шум.

 

Допустимые уровни звукового давления (УЗД), уровни звука (УЗ) и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий по СН 3223-85 приведены в Таблице 1.

На рабочих местах измерение шума выполняют для оценки шумового режима рабочего места и сравнения фактических данных с допустимыми значениями, установленными санитарными нормами, а так же при проведении санитарно-технической паспортизации объектов и разработке мероприятий по снижению шума.

В настоящее работе предусмотрено использование прибора шумомера интегрирующего-виброметра ШИ-01В. Прибор ШИ-01В предназначен для измерений уровней звука с частотной характеристикой А, С, общего уровня звукового давления и инфразвукового диапазонов с частной характеристикой ЛИН, уровней звукового давления в октавных и третьоктавных полосах; уровней виброускорения с частной характеристикой ЛИН, уровней виброускорений в октавных и третьоктавных полосах, корректированных уровней виброускорения.

Данным прибором возможно изменять следующие характеристики:

1. для частотных характеристик А, С, - уровни звука, для частотной коррекции ЛИН – общий уровень звукового давления звукового и инфразвукового диапазонов. Для всех частотных коррекций одновременно, в реальном времени вычисляются эквивалентные уровни и уровни среднеквадратичного значения (СКЗ) детекторами медленно (S), быстро (F), импульс (I), максимальные и минимальные значения за время измерения;

2. для октавных фильтров с номинальными средними геометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц – эквивалентные УЗД, УЗД с детектором медленно (S), максимальные и минимальные значения во всех детекторах за время измерения – одновременно во всех полосах в реальном времени;

3. для третьоктавных фильтров с номинальными средними геометрическими частотами 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000 Гц – эквивалентные УЗД, максимальные и минимальные значения за время измерения – одновременно во всех полосах одного из трёх режимов в реальном времени;

4. для локальной вибрации – уровни виброускорения с временами усреднения 1; 5; 10 с и эквивалентные уровни виброускорения в октавных полосах со средними геометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц. Корректированный (Wh) уровень виброускорения с временами усреднения 1; 5; 10 с и эквивалентный корректированный уровень;

5. для общей вибрации – уровни вибоускорения с временами усреднения 1; 5; 10 с и эквивалентные уровни виброускорения в третьоктавных полосах со средними геометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц. Корректированный (Wd, Wk) уровни виброускорения с временами усреднения 1; 5; 10 с и эквивалентный корректированный уровень;

6. уровни вибоускорения с временами усреднения 1; 5; 10 с и эквивалентные уровни виброускорения на частной характеристике ЛИН.

Прибор может применятся для определения источников и характеристик вибрации, шума звукового и инфразвукового диапазонов:

- на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки;

- при исследовании, испытаниях и эксплуатации машин и механизмов;

- при разработке и контроле качества изделий;

- для измерения нормируемых параметров вибрации в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.565-96, шума в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96, инфразвука в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.583-96, при аттестации рабочих СанПиН 2.2.2./2.4.1340-03.

Основными направлениями по снижению шума на рабочих местах являются:

- снижение шума в источнике его образования;

- ослабление шума на пути его распространения;

- архитектурно-планировочные работы;

- организационные и др. мероприятия.

 

Таблица 1