Лабораторная работа
«Производственный шум и средства защиты от него»
Кафедра «БП»
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
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 LА, 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 (LA, [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
Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории мероприятий
СН 3223-85
| Рабочие места | Уровни звукового давления (УЗД), дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА | ||||||||
| 31,5 | ||||||||||
| 1. Помещение дирекции, проектно-конструкторских бюро, расчётчиков, программистов, лабораторий для теоретических работ и обработке экспериментальных данных. | ||||||||||
| 2. Помещения цехового управленческого аппарата, рабочие комнаты конструкторских помещений, лаборатории. | ||||||||||
| 3. Помещение диспетчерской службы, кабинеты и помещения наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, машинописные бюро, участки точной сборки, помещения мастеров, залы обработки информации на вычислительных машинах. | ||||||||||
| 4. Пульты в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, помещения лабораторий с шумным оборудованием, для размещения шумных агрегатов вычислительных машин. | ||||||||||
| 5. Производственные помещения и территории предприятия (за исключением перечисленных в пунктах 1-4) |
Требуемая звукоизолирующая способность ограждения 
, с помощью которого обеспечивается выполнение в ограждаемом помещении, смежным с шумным, нормативных требований определяется:
, дБ (8)
где 
- УЗД в октавных полосах частот в шумовом помещении, дБ; 
- постоянная помещения, смежного с шумным, м2; 
- площадь ограждения, м2; 
- допустимое значение УЗД в изолирующем помещении, дБ.
Для помещений объёмом 150 м3 постоянная составляет 18, 20, 28, 35, 45, 60, 70, 100 м2 в октавных полосах частот с равной 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц соответственно.
По вычисленным значениям 
выбираем материал конструкции ограждения.
Средняя звукоизолирующая способность однослойного ограждения на частоте 500 Гц может быть определена по формуле:
, дБ (9)
а двухслойного по формуле:
, дБ (10)
где - поправка, зависящая от величины воздушного промежутка (в камере лабораторной установки =5,5 дБ); 
- масса одного м2 ограждения (одного или обоих слоёв), кг. Масса перегородок в лабораторной установки составляет:
- однослойного листа =;
- двухслойного листа =;?
- двухслойный лист с прорезью=;
- однослойный лист с поролоном=;
- однослойный лист с изолоном=.
Для определения частотной характеристики звукоизолирующих ограждений в диапазоне частот от 125 до 4000 Гц необходимо к результатам, полученным по формулам (9) и (10) прибавить следующие поправки:
| Частота, Гц | ||||||
| Поправка, дБ | -8 | -4 |
В общий комплекс мероприятий по борьбе с шумом входит так же использование индивидуальных средств защиты от шума, которые применяют при невозможности достичь другими средствами уровней шума, не превышающих допустимые. К индивидуальным средствам защиты относятся вкладыши разового пользования, беруши, наушники, каски с наушниками и шлемофоны. Подбор этих средств осуществляется исходя из шумовых характеристик, измеряемых на рабочем месте и звукопоглощающей способности выбираемого типа защитных средств.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
