 |
Гигиеническое нормирование параметров микроклимата.
|
|
|
|
Для обеспечения благоприятных условий работы параметры микроклимата нормируются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».
Параметры нормируются в зависимости от периода года и категории работ по тяжести.
Период года разделяется на холодный (среднесуточная температура ниже
+10 оС) и теплый период с температурой +10оС и выше.
Все работы по тяжести подразделяются на пять категорий:
Iа - легкие физические работы (выполняемые сидя).
Iб - легкие физические работы (сидя, стоя и связанные с ходьбой).
IIа - работы средней тяжести (постоянная ходьба, перемещение до 1 кг тяжестей),
IIб – работы средней тяжести (ходьба и перемещение до 10 кг)
III - тяжелые физические работы, связанные с систематическим физическим напряжением и переносом значительных (более 10 кг) тяжестей.
В рабочей зоне производственного помещения могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.
Оптимальные микроклиматические условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.
Допустимые микроклиматические условия – такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии могут вызвать напряжение реакций терморегуляции, но не выходят за пределы физиологических возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижении работоспособности.
Оптимальные показатели распространяются на всю рабочую зону, допустимые устанавливаются дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по технологическим, техническим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы.
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ
План лекции:
5.2.1.Физические характеристики шума.
5.2.2. Классификация шумов.
5.2.3. Нормирование шумов.
5.2.4. Акустический расчет.
5.2.5. Влияние шума на организм человека.
Физические характеристики шума.
В акустике под звуком понимают механические колебания в сплошной среде: твердой, жидкой или газообразной. Звуковые колебания охватывают диапазон частот от 0 до бесконечности. В зависимости от частоты звуковые колебания подразделяются на инфразвуковые (частота ниже 16 Гц), акустические (слышимые), (частота от 16 Гц до 20 кГц), ультразвуковые (частота выше 20 кГц).
Шумом называют любой нежелательный звук или совокупность таких звуков. Звук это распространяющийся в упругой среде колебательный процесс в виде чередующихся волн сгущения и разряжения частиц этой среды. Источником звука может являться любое колеблющееся тело. Колеблющееся тело отклоняется от своего положения равновесия попеременно в противоположные стороны. При каждом отклонении оно сжимает одной своей стороной прилегающий к нему воздух, а другой стороной разрежает. С одной его стороны давление воздуха становится чуть больше атмосферного, и настолько же оно уменьшается с противоположной стороны. Разница между давлением в слое сжатия или разрежения и обычным атмосферным давлением называется акустическим или звуковым давлением Р. Звуковое давление измеряется в Паскалях (1Па = 1Н/м2). Ухо человека ощущает звуковое давление от 2*10-5 до 2*102 Н/м2. Чем больше давление звука, тем сильнее раздражение и ощущение громкости звука.
Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств среды, температуры и плотности среды.
|
|
|
Скорость распространения звуковой волны по разным средам различна и для воздуха при t=20оС с=334 м/с, для воды с=1485 м/с, для льда с=3000 м/с, для бетона с=4000 м/с, для стали с=5000 м/с.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке I.(Вт/м2).
,
где 
и с – плотность и скорость звука.
Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут изменяться в широких пределах: по давлению до 108 раз, по интенсивности до 1013. Естественно, что оперировать такими цифрами очень неудобно. Наиболее же важно то обстоятельство, что человеческое ухо способно реагировать на относительное изменение интенсивности звука, а не на абсолютное. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни интенсивности и звукового давления
Единица измерения уровня интенсивности и звукового давления – Бел (Б). Однако для практических целей оказалось удобнее пользоваться десятой частью этой единицы –децибелом (дБ).
Уровень интенсивности звука определяется по формуле:
lg (I/I0) (дБ)
где I0=10-12 Вт/м2 – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости на частоте 1000 Гц.
lg (p/p0) (дБ)
где р0=2*10-5 Па – пороговое звуковое давление, выбранное таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях уровни звукового давления были равны уровням интенсивности, р - среднеквадратичное звуковое давление.
Величину уровня интенсивности используют в акустических расчетах, а уровня звукового давления - для измерения шума и оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению.
Благодаря звуковому давлению мы и можем слышать звук. Оно ничтожно. Мы легко улавливаем чуть слышный шорох, хотя его звуковое давление на барабанную перепонку уха равно всего лишь 3*10-5 Па, т.е. в 3*1010 раз меньше атмосферного давления. Такое давление соответствует нагрузке примерно трем десятимиллионным грамма на 1 см2. Наше ухо гораздо чувствительнее, чем самые точнейшие химические весы.
|
|
|
Такая чувствительность уха сама по себе загадочна. Физиологи рассчитали, что под воздействием самого слабого звука барабанная перепонка прогибается на расстояние меньше, чем размеры атома. Науке еще не вполне ясно, как осуществляется в нашем ухе передача столь слабых звуков.
Еще одно замечательное свойство нашего уха – способность воспринимать звуки, интенсивность которых различается в 1013 раз. Измерительная техника не знает такого прибора, которым можно было бы определять величины, различающиеся в 10 триллионов раз. На весах с таким диапазоном чувствительности можно было бы взвесить и камень весом в 1 кг и небольшую планету.
Т.к., шум, как правило, является совокупностью звуков различной частоты, то для удобства нормирования осуществляют разложение шума на составляющие его тона (звуки примерно одной частоты). Такая операция называется спектральным анализом, а графическое изображение зависимости уровней звукового давления от частоты называется частотным спектром шума. Спектры получают, используя анализаторы шума – набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот.
Для оценки шума используют звуковой диапазон частот от 45 до 11000 Гц, включающий 8 октавных полос со среднегеометрическими частотами октавных полос fсг 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Октавная полоса – полоса частот, между граничными значениями которых fверх и fнижн выполняется соотношение fверх/fнижн=2, среднегеометрическая частота 
(63= 
).
Классификация шумов.
Шумы принято классифицировать по их спектральным и временным характеристикам. В зависимости от спектрального состава шумы бываю низкочастотные (максимум звукового давления в диапазоне частот ниже 400 Гц), среднечастотные (400-1000 Гц) и высокочастотные (свыше 1000 Гц).
В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона, и широкополосными – с непрерывным спектром шириной более одной октавы.
По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более, чем на 5 дБА, и непостоянные, для которых это изменение более 5 дБА. В свою очередь, непостоянные шумы делят на колеблющиеся во времени(уровень звука непрерывно меняется), прерывистые(уровень звука ступенчато изменяется на 5 дБА и более не чаще, чем через 1 сек.) и импульсные(состоящие из нескольких звуковых сигналов, длительностью менее 1 сек.).
|
|
|
Рис. 9.1. Спектры шума
Нормирование шумов.
Для защиты человека от неблагоприятного воздействия шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время воздействия. Эту цель преследует санигарно-гигиеническое нормирование.
Нормирование допустимых уровней шума производится для различных мест пребывания населения (производство, дом, места отдыха) и основывается на ряде документов:
ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности,
ГОСТ 12.1.036-81 ССБТ. Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях.
Санитарные нормы допустимого уровня шума на промышленных предприятиях и в жилых зданиях существенно различны, т.к. в цехе рабочие подвергаются воздействию шума в течение одной смены - 8 часов, а население крупных городов - почти круглосуточно. Кроме этого, необходимо учитывать во втором случае присутствие наиболее ранимой части населения - детей, пожилых, больных. Допустимым считается уровень шума, который не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его работоспособность, не влияет на его самочувствие и настроение.
Санитарные нормы допустимого шума в жилых помещениях разработаны Московским НИИ гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана при участии НИИ строительной физики. Нормы устанавливают параметры шума для различных мест и условий пребывания людей (активный отдых, сон, учебный процесс, речевое общение, умственная работа, восстановление здоровья и т.д.).
В нормативные показатели исходя из характера шума и места расположения объектов можно вносить поправки, колеблющиеся от -5 до +10 дБА. Нормативные уровни с учетом соответствующих поправок называются допустимыми уровнями. С ними и сопоставляются фактические уровни звука в конкретной ситуации.
Нормируемыми параметрами для постоянных шумов являются допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот (L, дБ) и уровни звука (La, дБА). Для непостоянных шумов - эквивалентные и максимальные уровни звука, а также дозы шума. Допустимые уровни постоянного шума на рабочих местах в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 приводятся в виде предельных спектров (ПС) уровней звукового давления или допустимых уровней звука в зависимости от вида трудовой деятельности или рабочего места.
|
|
|
Для непостоянных шумов на производстве максимально допустимыми считаются эквивалентный уровень шума La экв = 80 дБА или доза D = 1 Па2 * час.
Акустический расчет.
При проектировании новых предприятий и цехов необходимо знать ожидаемые уровни звукового давления, которые будут в расчетных точках на рабочих местах с тем, чтобы еще на стадии проектирования принять меры к тому, чтобы этот шум не превышал допустимого. Для этого проводится акустический расчет.
Задачами акустического расчета являются:
- определение уровня звукового давления в расчетной точке, когда известен источник шума и его шумовые характеристики,
- расчет необходимого снижения шума.
- разработка мероприятий по снижению шума до допустимых величин,
Уровень звукового давления в помещении определяется по формуле
где 
- уровень звуковой мощности источника в октавных полосах, дБ, указывается в паспорте любого оборудования;
– фактор направленности, показывающий отношение интенсивности звука, создаваемого направленным источником в данной точке I, к интенсивности Iср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук в сферу (во все стороны одинаково);
= 
- площадь поверхности, на которую распределяется излучаемая энергия, м2;
- расстояние от источника шума до расчетной точки, м;
- постоянная помещения, характеризующая звукопоглощающие качества помещения;
Расчет производится в каждой из восьми октавных полос.
Требуемое снижение шума определяется для каждой октавной полосы по формуле:
, дБ
где 
- допустимые нормативные уровни звукового давления, дБ, определяются в соответствии с видом работ по ГОСТу.
Наиболее эффективное снижение шума можно достичь путем установки звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, кожухов и т.п. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него звуковая энергия отражается в гораздо большей степени, чем проникает за ограждение.
Ограждения бывают однослойные и многослойные.
Звукоизоляция однородной перегородки определяется по формуле:
, дБ
где 
- поверхностная плотность материала кожуха, кг/м2,
- частота, Гц.
Из формулы следуют два важных вывода:
- звукоизоляция ограждений тем выше, чем они тяжелее, она меняется по так называемому закону массы; так, увеличение массы в 2 раза приводит к повышению звукоизоляции на 6 дБ;
- звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты. Т.е., на высоких частотах эффект от установки ограждения будет выше, чем на низких частотах.
Для защиты от шума наиболее шумные машины и механизмы закрывают кожухами. Кожухи изготовляются обычно из дерева, металла или пластмассы. Внутреннюю поверхность кожуха обязательно облицовывают звукопоглощающим материалом. С наружной стороны на кожух иногда наносят слой вибродемпфирующего материала.
Эффективность установки кожуха определяется по формуле:
, дБ
где 
- коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха,
- звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по предыдущей формуле.
|
|
|
