ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Научиться определять параметры, характеризующие шум, и эффек- тивность средств коллективной защиты от шума.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ
Основные сведения о шуме
Основными характеристиками шума являются уровень звукового дав- ления и уровень интенсивности звука, определяемые по формулам:
P
Lp = 201 g P,
L = L =101 g I,
p 1 I 0
где Р – среднеквадратичная величина;
Р0 – пороговое значение звукового давления, для воздуха
Р= 2·105 Па (минимальное давление, воспринимаемое ухом че- ловека);
I – интенсивность звука Вт;
I0 – интенсивность звука, соответствующего порогу слышимости, L = 10-12 Вт/м2 при частоте 100 Гц.
Уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ).
При исследовании шумов весь слышимый диапазон звуковых колеба- ний по частоте можно разбить на отдельные полосы, каждая из которых ха- рактеризуется граничными частотами – нижний (fН), верхний (fВ) и средней (fСР). За среднюю частоту полосы принято принимать среднегеометриче- скую частоту, которую определяют по формуле:
fср =
f × f.
Н В
Чаще всего применяются октавные и третьоктавные полосы. Октавой называется полоса частот, в которой верхняя частота в два раза, а среднегео- метрическая в 2 раза больше нижней частоты fН. В третьоктавной полосе это соотношение равно 1,26.
При гигиенической оценке шума и его нормировании акустический диапазон частот разделяют на восемь октавных полос со среднегеометриче- скими частотами 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Граничные частоты для этих октавных полос соответственно равны: 45…90, 90…180,
180…355, 355…710, 710…1400, 1400…2800, 2800…5600, 5600…11200 Гц.
В качестве одночисловой характеристики шума применяется оценка уровня звука в дБА, получаемая посредством измерения шума на характери- стике «А» чувствительности шумомера. С помощью специальных фильт- ров характеристика «А» чувствительности шумомеров подобрана та- ким образом, что между субъективной реакцией человека и уровнем звукового давления по этой характеристике существует хорошее сов- падение, т.е. характеристика «А» шумомеров хорошо имитирует чув- ствительность человеческого уха во всем акустическом диапазоне частоты.
По временным характеристикам шумы источника подразделя- ются:
· на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера;
· непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется более чем на 5 дБ А при изме- рениях на временной характеристике «медленно» шумомера.
В свою очередь, непостоянные шумы подразделяются:
· на колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерыв- но изменяется во времени;
· прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется на 5 дБА, измеренный при определенных длительностях, интерва- лов, в течение которых уровень остается постоянным (1 сек и более);
· импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 сек, при этом уровень звука дБА, измеренный при включении характеристик «медлен- но» и «импульс» шумомера, отличается не менее, чем на 10 дБА.
Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах явля- ется эквивалентный уровень (по энергии) звука в дБА. Эквивалент- ный уровень (по энергии) звука LАэкв дБА данного непостоянного шума есть уровень звука постоянного широкополосного неимпульс- ного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и данный непостоянный шум.
Физиологической особенностью восприятия частотного состава
звуков является то, что слух реагирует не на абсолютный, а на отно- сительный прирост частот: увеличение частоты колебаний вдвое вос- принимается как повышение тона (высоты) на определенную величи- ну, называемую октавой. Следовательно, октава – диапазон частоты, в котором, верхняя граница больше нижней.
Характеристика шума по распределению энергии по частотам входящих в него звуков называется спектральной. При определении спектрального состава шума звуковая энергия может оказаться почти равномерно распределенной в широкой полосе частот. Это так назы- ваемый широкополосный, или белый (по аналогии со светом) шум. Но возможно и неравномерное распределение звуковой энергии, ко- торая заметно преобладает в области одной-двух октав. Такой шум называется узкополосным, или тональным. По сравнению с широко- полосным тональный шум оказывает большее раздражающее дейст- вие.
При гигиенической оценке шума измеряют его интенсивность (силу) и определяют спектральный состав по частоте входящих в него звуков.
При гигиенических исследованиях имеет значение знание и не- которых других физических особенностей шума. Низкочастотные звуки распространяются в пространстве сферически от источника их образования, высокочастотный – в виде более узкого луча. Поэтому низкочастотный шум легче проникает через неплотности и от него нельзя защититься экранированием, которое более эффективно в борьбе с распространением высокочастотного шума.
Подобно другим явлениям волновой природы, звуковые волны обладают способностью к дифракции и интерференции.
Дифракция представляет собой процесс огибания волной пре- пятствия на своем пути. Она более выражена у низкочастотных зву- ков, что важно учитывать при устройстве звукоизолирующих и экра- нирующих конструкций.
Интерференция – эффект сложения двух и более волн. Она мо- жет способствовать как усилению, так и ослаблению звукового дав- ления в определенных точках. Этим пользуются в борьбе с шумом, распространяющимся по каналам, при конструировании так называе- мых интерференционных глушителей и в ряде других случаев.
Звуковые волны могут отражаться от поверхностей или погло- щаться ими. Степень отражения зависит от свойств материалов отра-
жающих поверхностей, их формы. Если материалы имеют большое внутренне сопротивление (резина, войлок и др.), то основная часть падающей на них звуковой энергии поглощается, а не отражается,
При размещении шумного оборудования должна учитываться «звуч- ность» помещения, зависящая от формы, размеров, отделки стен. Возможны случаи, когда эта особенности помещения приводят к удлинению продолжи- тельности звучания благодаря многократному отражению звуков от поверх- ностей пола, потолка, стен. Это явление называется реверберацией. Борьба с ней должна учитываться при проектировании промышленных цехов, в кото- рых намечается установить шумное оборудование.
Шум как вредный производственный фактор
Бесшумных производств, практически, не существует, однако шум как профессиональная вредность приобретает особое значение в случаях его высокой интенсивности. Это наблюдается в промышленности, сель- ском хозяйстве, на транспорте. Вредное действие шума может проявить- ся в потере слуха, проявлении общих реакций организма с участием нервной, сердечно-сосудистой и других систем, снижении производи- тельности труда, возрастании частоты производственных травм.
Действие шума на слух вызывает развитие тугоухости той или иной степени выраженности, а иногда и полной глухоты. Чаще изменение слу- ха развивается исподволь в течение 3 – 5 лет и более. Иногда люди обра- щаются с жалобами на трудность восприятия шепотной речи, плохую слышимость высокого голоса. Некоторые из них засыпают с трудом из-за звона или писка в ушах. При значительной потере слуха пострадавший плохо слышит собственный голос, который несколько изменяется. Поте- ря слуха развивается у разных лиц в различной степени. Встречаются ли- ца с повышенной чувствительностью к шуму. Женщины более чувстви- тельны к его воздействию.
При медицинском осмотре выявляется понижение слуха на воспри- ятие шепотной речи и потеря остроты слуха, устанавливаемая с помощью камертонов или аудиометра – прибора для определения порогов слуховой чувствительности в диапазоне низких, средних и высоких частот. Для производственной тугоухости особенно характерно ухудшение воспри- ятия высоких тонов и в наибольшей степени – частоты 4000 Гц (табли- ца 1).
Изменение слуха возникает при действии высокочастотного шума, но низко- и среднечастотные шумы большой интенсивности также ведут к
профессиональной глухоте.
Для профессиональной потери слуха характерны медленное разви- тие процесса и постоянное прогрессирование с возрастом и стажем.
Патогенез профессиональной тугоухости связан с процессом утом- ления и переутомления слухового анализатора. При действии шума вна- чале возникает слуховая адаптация – процесс приспособления уха к ин- тенсивным звукам. Адаптация проявляется в кратковременном или неглу- боком падении слуховой чувствительности, которая быстро или полно восстанавливается после прекращения действия раздражителя.
Таблица 1 – Количественные потери слуха при профессиональной тугоухости
| Степень потери слуха | Величины потерь слуха, Дб | |
| на речевых частотах (среднее арифметиче- ское значение на час- тотах 500, 1000 и 2000 Гц) | на частоте 4000 Гц | |
| Признаки воздейст- вия шума на орган слуха | Менее 10 500 Гц – 5дБ 1000 Гц – 10дБ 2000 Гц – 20дБ | Менее 40 |
| I степень (легкое снижение слуха) | 10 –20 | 60±20 |
| II степень (умеренное снижение слуха) | 31 – 30 | 65±20 |
| III степень (значи- тельное снижение слу- ха) | 31 и более | 70±20 |
 |
Если влияние шума продолжительно и интенсивность его велика, то
наступает слуховое утомление. При этом чувствительность слуха значи- тельно снижается. Утомление слуха, повторяясь из дня в день, приводит к тому, что его восстановление оказывается неполным к периоду сле- дующего его воздействия. Это свидетельствует уже о состоянии пере- утомления, которое предшествует патологии и со временем ведет к де- градации внутреннего уха, являющейся анатомической основой профес- сиональной глухоты.
Для оценки степени слухового утомления используют такой показа- тель, как «временный сдвиг порога слышимости» (ВСП). Обычно он оз- начает потерю слуха в течение одного дня с восстановлением большей части спустя 1 – 2 ч после прекращения действия шума. Окончательное и полное восстановление слуховой чувствительности должно произойти в срок не менее 10 дней. Величина ВСП при повторных воздействиях шума более или менее постоянна. С увеличением силы шума и времени его дей- ствия ВСП возрастает. Наличие перерывов в действии шума ведет к уменьшению ВСП. На этом основано требование достаточных перерывов между проведением работ, связанных с действием интенсивного шума. Показателями слухового утомления являются величина ВСП и разность между определяемыми величинами ВСП при повторных воздействиях шума.
Общее действие шума на организм наиболее выражено в отноше- нии нервной и сердечно-сосудистой системы.
Шум является причиной ухудшения здоровья, снижения уровня развития молодого поколения, уменьшения социальной и профессио- нальной активности человека. Из-за шума ежегодно теряется 5% трудо- вых ресурсов, а при увеличении уровня шума на 10 децибел на 10 – 12% снижается работоспособность и на 25% повышается затрата на одного ра- бочего в год.
Шум может оказывать раздражающее действие, вызывать жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, нарушение сна, снижение памяти.
Реакция сердечно-сосудистой системы на действие шума выражает- ся в жалобах на колющие и ноющие боли в области сердца, урежение пульса, изменение тонуса сосудов в разных отрезках артериального рус- ла, спазмы капилляров, что может быть причиной неравномерности кож- ных температур на правой и левой половинах тела. В зависимости от ин- дивидуальной чувствительности разных лиц возможны гипотония и ги- пертонические состояния.
Нормирование шума
Нормирование шума осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-89
«Шум. Общие требования безопасности» и СН 2.2.4/2.1.8562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» /4/. При нормировании используются два метода:
· по предельному спектру шума;
· нормирование уровня звука в дБА (в децибелах по шкале «А» шумо- мера).
Шкала «А» шумомера имеет различную чувствительность к раз- личным частотам звука, копируя чувствительность человеческого уха.
Первый метод является основным для постоянных шумов. При этом нормируются уровни звуковых давлений в 9-октавных полосах от 31,5 до 8000 Гц. Нормирование ведется для различных рабочих мест: кон- структорских бюро, помещений управления, участков точной сборки, ра- бочих мест в производственных помещениях (таблица 2).
Таблица 2 – Допустимые уровни звукового давления и уровни звука на некоторых рабочих местах (из ГОСТ 12.1.003-89)
| Рабочие мест | Уровни звука давления в дБ в октавных по- лосах со среднегеометрическими частота- ми, Гц | Уровни звука и эквива- лент- ные уровни звука, дБ | |||||||
| Помещения конст- рукторских бюро, расчетчиков, про- граммистов ЭВМ, лабораторий для теоретических ра- бот и обработки экспериментальных данных, приема больных в здрав- пунктах | |||||||||
| Помещения управ- ления, рабочие комнаты |
Продолжение таблицы 2
| Рабочие мест | Уровни звука давления в дБ в октавных по- лосах со среднегеометрическими частота- ми, Гц | Уровни звука и эквива- лент- ные уровни звука, дБ | |||||||
| Кабинеты наблюде- ний и дистанцион- ного управления: – без речевой связи, по телефону | |||||||||
| – с речевой связью по телефону | |||||||||
| Помещения и уча- стки точной сборки, машинописное бю- ро | |||||||||
| Помещения лабора- торий для проведе- ния эксперимен- тальных работ, по- мещения для раз- мещения шумных агрегатов и ЭВМ | |||||||||
| Постоянные рабо- чие места и рабочие зоны в производст- венных помещени- ях и на территории предприятий | |||||||||
| Рабочие места во- дителя и обслужи- вающего персонала |
Второй метод используется для ориентировочной оценки постоян- ного и непостоянного шума. Предельно допустимые уровни звука и экви- валентные уровни звука на рабочих местах согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 устанавливаются в зависимости от различных категорий тяжести и на- пряженности трудовой деятельности (таблица 3).
Стандарт предписывает обозначать зоны с уровнем звука более 80 дБА специальными знаками, а работающих в них обеспечить средствами индивидуальной защиты (СИЗ). В зонах, где уровень звукового давления выше 135 дБА в любой из октавных полос, даже кратковременное пребы- вание человека запрещено.
Таблица 3 – Предельно допустимые уровни звука на рабочих местах в зависимости от категории тяжести и напряженности трудового процесса
| Категория на- пряженности трудового процесса | Категория тяжести трудового процесса | ||||
| Легкая фи- зическая нагрузка | Средняя физическая нагрузка | Тяжелый труд 1-ой степени | Тяжелый труд 2-й степени | Тяжелый труд 3-й степени | |
| Напряженность легкой степени | |||||
| Напряженность средней степе- ни | |||||
| Напряженный труд 1-ой степени | – | – | – | ||
| Напряженный труд 2-ой степени | – | – | – |
