Способы защиты от вредных и опасных факторов производственной среды

По характеру  нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого -- снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).

Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механиз-мов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом. Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах. Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей. Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).

Шум как физическое явление -- это колебание упругой  среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты  и времени. С физиологической  точки зрения шум определяется как  ощущение, которое воспринимается органами слуха во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот 16--20 000 Гц.

Звук, который  распространяется в воздушной среде, называется воздушным звуком, в твердых  телах -- структурным. Часть воздуха, охваченная колебательным процессом, называется звуковым полем. Свободным называется звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий (открытое .пространство, акустические условия в специальной заглушенной камере, облицованной звукопоглощающим материалом).

Диффузным называется звуковое поле, в котором звуковые волны поступают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (встречается в помещениях, внутренние поверхности которых имеют высокие коэффициенты отражения звука).

В реальных условиях (помещение или территория предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельным значениям свободного или диффузного звукового поля.

Воздушный звук распространяется в виде продольных волн, то есть волн, в которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространена форма продольных звуковых колебаний -- сферическая волна. Ее излучает равномерно во все стороны источник звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны.

Структурный звук распространяется в виде продольных и попе-речных волн. Поперечные волны  отличаются от продольных тем, что колебания  в них происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения  волны.

Болевой порог -- это максимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом как звук. Давление свыше болевого порога может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц в качестве болевого порога принято звуковое давление Р = 20 Н/м².

Для более полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками шума в окружающую среду за единицу времени.

Величина  потока звуковой энергии, которая проходит в течение 1 с через площадь 1 м² перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука.

Силой звука характеризуется громкость. Чем больше поток энергии, который  излучается источником звука, тем выше громкость.

Шумовые характеристики источников шума определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003-86. ССБТ „Шум, общие требования безопасности".

4.1 Действие  шума на организм человека

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (20--20 000 Гц), но и определенными предельными  значениями звуковых давлений и их уровней. Уместно напомнить, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления р_дсоответствует порогу слышимости (1 = 0 дБ) только на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике. Порог слышимости различен для звуков разной частоты. Если в диапазоне частот 800-- 4000 Гц величина порога слышимости минимальна, то по мере удаления от этой области вверх и вниз по частотной шкале его величина растет; особенно заметно увеличения порога слышимости на низких частотах. По этой причине высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления).

В зависимости  от уровня и характера шума, его  продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может  оказывать на него различное действие.

Шум, даже когда он невелик (при уровне 50--60 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда, физическое и душевное состояние человека в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев  желудочно-кишечные и кожные заболевания, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30--40 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме.

Под воздействием шума, превышающего 85--90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к  нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов.

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает  раздражающее действие, ускоряет процесс  утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин.

Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие.

Таким образом, шум вызывает нежелательную  реакцию всего организма человека. Патологические изменения, возникшие  под влиянием шума, рассматривают  как шумовую болезнь.

Звуковые  колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно  через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20--30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека.

При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.

4.4.2. Действие шума, ультра- и инфразвука, а также вибрации на организм человека. Длительное воздействие шума на организм человека приводит к следующим последствиям шумовой болезни: а) снижается производительность труда; б) ослабляется память, внимание, острота зрения и чувствительность к предупредительным сигналам;  
 
г) снижается чувствительность слуха. Звуки очень большой силы, уровень которых превышает 120–130 дБА (уровень шума, замеренный по шкале А шумомера или эквивалентный уровень шума) вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма). В табл. 8 представлены уровни различных звуков. При постоянном воздействии шума на организм человека могут возникнуть патологические изменения, называемые шумовой болезнью, которая является профессиональным заболеванием. Длительное воздействие шума выше 85 дБ приводит к постоянному повышению порогов слуха, а затем к развитию тугоухости и глухоты.

 

4.2 Методы  и средства защиты от шума

Средства  защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба  с шумом в источнике его  возникновения -- наиболее действенный  способ борьбы с шумом. Создаются  малошумные механические передачи, разрабатываются  способы снижения шума в подшипниковых  узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный  аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические  средства защиты от шума связаны с  изучением процессов шумообразования  промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические  средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Снижение  шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано  от основного, менее шумного помещения  звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной  энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции  предназначены для поглощения звука  как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для  снижения шума различных аэродинамических установок и устройств,

В практике борьбы с шумом используют глушители  различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума.

Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные  глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

4.3 Нормирование  шумов

В Украине  и в международной организации  по стандартизации применяется принцип  нормирования шума на основании предельных спектров (предельно допустимых уровней звукового давления) в октавных полосах частот.

Предельные  величины шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-86. В нем заложен принцип  установления определенных параметров шума, исходя из классификации помещений по их использованию для трудовой деятельности различных видов.

4.4.4. Основные методы защиты от  шума и вибрации, инфра- и ультразвука. Методы защиты от шума, инфра- и ультразвука, а также от вибрацииделятся на коллективные и индивидуальные.  
 
Основные мероприятия по борьбе с шумом:

1. Качественное изготовление деталей станков и машин. 
2. Замена металлических соударяющихся деталей на неметаллические.
3. Применение звукопоглощающих преград. Звукопоглощение целесообразно применять там, где преобладают низкочастотные (до 300 Гц) шумы, т.к. оно основано на явлении резонанса и наибольший эффект происходит при совпадении частот падающей звуковой волны и собственных колебаний звукопоглощающей панели.
4. Применение звукоизолирующих преград. Звукоизолирующая способность преград возрастает с увеличением их веса и частоты звуковых волн. 
5. Правильная планировка и расположение цехов. Участки с шумным производством должны располагаться с подветренной стороны и на достаточном для снижения уровня интенсивности шума расстоянии.
6. Применение глушителей шума.
7. Правильная организация труда и отдыха (устройство кратковременных перерывов в работе).
8. Применение средств индивидуальной защиты (противошумные вкладыши, противошумные наушники, шлемофоны и др.).

Основные методы борьбы с вибрацией делятся на две группы:

• снижение вибрации в источнике ее возникновения;
• уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника.

Основные мероприятия  по борьбе с вибрацией:

1. Виброизоляция – применение пружинных, резиновых и других амортизаторов или упругих прокладок. В качестве амортизаторов применяются:

• плиты из минеральной ваты и натуральной пробки. Рекомендуется применять при частотах не менее 20 Гц;

• резиновые амортизаторы (при частотах не менее 12 Гц). Резина обладает высокими упругими качествами, но эти качества со временем теряются - резина стареет. Кроме того, необходимо учитывать малое изменение резины в объёме, поэтому, если установить агрегат на толстом куске листовой резины, то такая установка будет мало отличаться от жёсткой. Поэтому резиновые прокладки должны иметь форму, допускающую свободное растягивание резины в стороны;
• металлорезиновые амортизаторы – представляют сочетание стальных пружин с резиной. Рекомендуется применять при частотах не менее 6 Гц;
• пружинные амортизаторы, применяются при любых частотах вибрации.
• 6. Применение средств индивидуальной защиты. В качестве средств индивидуальной защиты применяются рукавицы с прокладкой на ладонной поверхности и обувь на толстой мягкой подошве. ГОСТ 12.4.002-84 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации»; ГОСТ 12.4.024-86 «Обувь специальная виброзащитная». 
   
  Способы защиты от инфразвука аналогичны способам защиты от шума. К ним относятся снижение уровня инфразвука в его источнике, увеличение жесткости колеблющихся конструкций, применение глушителей. 
   
  Для снижения или исключения вредного воздействия ультразвука, передающегося воздушным путем, ультразвуковые установки размещают в специальных помещениях. Для проведения технологических процессов на установках используют системы дистанционного управления или их автоматизацию. Более экономичным способом защиты от ультразвука является использование звукоизолирующих кожухов, которыми закрываются установки, или экранов, располагающихся на пути распространения ультразвука. Экраны изготовляют из листовой стали или дюралюминия, пластмассы или специальной резины. Применение кожухов позволяет снизить уровень ультразвука на 60–80 дБ.