Определение эффективности некоторых альтернативных методов снижения уровня шума

Обычно в помещениях установлено несколько источников шума с различными уровнями интенсивности. В этом случае суммарный уровень звукового давления (L, дБ) в полосах частот или средний уровень звука (L_c, дБ А) в равноудаленной от источников точке определяют по формуле

L = 10 lg (10^0,1L₁ + 10^0,1L₂ +... + 10^0,1L_n),

где L₁, L₂,...,L_n — уровни звукового давления в полосе частот, дБ, или уровни звука, дБА, развиваемые каждым из источников шума в исследуемой точке пространства.

Если источники шума имеют одинаковые уровни звукового давления L_i, дБ, в полосах частот (или уровни звука, дБА), то последняя формула примет вид:

L = L_i+ 10 lgn,

где п — число источников шума с одинаковыми уровнями звукового давления (уровнями звука).

Если пренебречь затуханием шума в атмосфере, то уровень интенсивности его, дБ, на расстоянии l, м, от источника можно рассчитать по формуле

L = L_i - 20 lg l -8,

где L_I — уровень интенсивности шума на расстоянии 1 м от его источника, дБ. Звукоизолирующая способность однородной перегородки, дБ,

ΔL = 20lg(mf_c)-60,

где т — масса 1 м² ограждения, кг/м²; f_c — средняя геометрическая частота, Гц.

Звукоизоляция двойного ограждения, дБ, с воздушной прослойкой толщиной 0,08...0,1 м:

ΔL = 26 lg (m₁ + m₂) — 6,

где т₁, m₂ — соответственно масса 1 м² первого и второго ограждений, кг/м².

Ослабление шума кожухом, все элементы которого приблизительно одинаково звукопроводны, дБ,

Δ=u + 10 lgα,

где и = 13,5 lg m + 13 — собственная звукоизоляция стенок кожуха, дБ; α — коэффициент звукопоглощения материала кожуха, представляет собой отношение поглощенной звуковой энергии E_пог к падающей E_пад изменяется от 0 (при E_пог = 0; до 1 (при E_пог = E_пад).

Акустические экраны устанавливают для ослабления высокочастотного шума, так как низкочастотный шум за счет эффекта дифракции огибает их почти без ослабления. Кроме того, экраны применяют в случае превышения уровня шума на рабочих места сверх допустимых значений не менее чем на 10 дБ и не более чем на 20 дБ. Эффективность экранов оценивают по коэффициенту k

где f — частота звука, Гц; h, l — соответственно высота и длина экрана, м; b — расстояние от экрана до рабочего места, м; а — расстояние от экрана до источник шума, м.

По расчетному значению k определяют эффективность экране ΔL из следующих соотношений:

k		0,5		1,5
ΔL				13,5

ИНФРАЗВУК И УЛЬТРАЗВУК

Инфразвук представляет собой механические колебания упругой среды одинаковой с шумом физической природы, но имеющие частоту меньше 20 Гц. Инфразвук в производственных условиях чаще всего возникает при работе тихоходных крупногабаритных машин и механизмов (вентиляторов, компрессоров, дизельных двигателей, электровозов, турбин, реактивных двигателей и т. д.), циклы работы которых повторяются не чаще 20 раз в секунду, при турбулентных процессах в мощных потоках газов и жидкостей, а в природе — при землетрясениях, морских бурях, извержениях вулканов. Согласно медицинским исследованиям инфразвуковые колебания вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха, слабые звуки действуют на внутреннее ухо, создавая эффект морской болезни, сильные вызывают вибрацию органов человека, нарушая их функции (сердце может даже остановиться). При колебаниях средней мощности наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями (обморок, общая слабость и т. д.). Более того, инфразвук средней силы может вызвать слепоту, а опыты французского профессора Гавро показали, что мощный инфразвук частотой 7 Гц смертелен для организма.

Гигиенические нормы ограничивают уровни звукового давления в октавных полосах со средними геометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц до 105 дБ.

Следует отметить низкую эффективность звукоизоляции и звукопоглощения при защите от инфразвука. Поэтому мероприятия по борьбе с инфразвуком сводятся к увеличению быстроходности машин с превышением количества однотипных циклов их работы в секунду цифры 20, установке глушителей аэродинамических инфразвуков, усилению жесткости конструкций машин больших размеров, дистанционному управлению, а из профилактических мер — к проведению предварительных и периодических медицинских осмотров работающих.

Ультразвук — это механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую со звуками физическую природу, но по частоте превышающие верхний порог слышимости (20 000 Гц). На производстве ультразвук применяют для дефектоскопии отливок, сварных швов, пластмасс, при измельчении твердых веществ в жидкостях, для очистки и обезжиривания деталей, гомогенизации молока, резания, сварки металла, дробления, сверления хрупких материалов, ускорения брожения при изготовлении вин, в медицине — для диагностики и лечения многих заболеваний.

При прохождении ультразвука через жидкость возникает явление кавитации, сопровождающееся образованием пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенным в ней газом, ростом

температуры и повышением давления до десятков миллионов паскалей. При этом возникают электрические заряды, люминесцентное свечение, ионизация. Поэтому кавитацию используют для стерилизации, получения эмульсий таких жидкостей, как вода и масло, которые обычным путем не смешиваются, при пайке алюминия и его плавке, так как обычно процесс плавки этого металла нарушается из-за окисления.

Длительное воздействие ультразвука на человека вызывает быструю утомляемость, головную боль, раздражение, боль в ушах, бессонницу, а также профессиональные заболевания — парезы кистей и предплечий. Поэтому необходимо предупреждать контактное озвучивание через твердые и жидкие среды, а также ограничивать распространение ультразвука и шума в воздухе рабочей зоны. В данном случае следует руководствоваться требованиями стандарта "Ультразвук. Общие требования безопасности". Важно помнить о том, что ультразвуковые волны подчиняются всем законам волнового движения; им свойственны отражение, преломление, дисперсия, дифракция и интерференция, причем указанные свойства использовать легче, чем свойства обычных звуковых волн, в связи со значительно меньшей длиной волны ультразвука.

На рабочих местах уровни звукового давления низкочастотных ультразвуковых колебаний, распространяющихся воздушным путем, не должны превышать следующих допустимых значений:

Средние геометрические частоты третьеоктавных* полос, кГц	12,5				31, 5...100
Уровень звукового давления, дБ		80 (90)**

Характеристикой ультразвука, передаваемого контактным путем, является пиковое значение виброскорости (м/с) в частотном диапазоне 105...109 Гц или его логарифмический уровень (дБ). Допустимый уровень ультразвука в зоне контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок должен быть не более 110 дБ.

Вредное влияние повышенных уровней ультразвука на работающих стремятся ликвидировать с помощью следующих мероприятий: применяют дистанционное управление оборудованием, автоблокировки (устройства, отключающие установку в момент загрузки или выгрузки деталей, сырья), специальные захваты для извлечения деталей или щипцы, ручки которых покрыты эластичными, поглощающими ультразвук материалами; устанавливают звукоизолирующие кожухи и экраны; облицовывают помещения и кабины управления звукопоглощающими материалами;

обеспечивают работающих средствами индивидуальной защиты (противошумами для защиты органов слуха и специальными перчатками для защиты рук от воздействия ультразвука в зоне контакта человека с твердой или жидкой средой); оптимизируют режим труда и отдыха; проводят предварительные и периодические медицинские осмотры работающих.

 

^* У третьеоктавных полос (интервалов) отношение верхней границы частоты f_B к нижней f_H равно ³√2

^** По согласованию с заказчиком допускается устанавливать значение показателя, указанное в скобках.