Негативное воздействие физико-энергетических факторов на человека и их нормирование

Негативное воздействие  физико-энергетических факторов на человека и их нормирование

                                        Производственный шум

Шум — это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его  работе и отдыху. Источниками звука являются упругие колебания материальных частиц и тел, передаваемых жидкой, твердой и газообразной средой. Скорость звука в воздухе при нормальной температуре составляет приблизительно 340 м/с, в воде –1 430 м/с, в алмазе — 18 000 м/с. Звук с частотой от 16 Гц до 20 кГц называется слышимый, с частотой менее 16 Гц — инфразвук и более 20 кГц — ультразвук. Область пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем, которое характеризуется интенсивностью звука, скоростью его распространения и звуковым давлением. Интенсивность звука — это количество звуковой энергии, передаваемой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м 2, перпендикулярную направлению распространения звука. Звуковое давление — им называется разность между мгновенным значением полного давления, создаваемого звуковой волной и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде. Единица измерения — Па. Порог слуха молодого человека в диапазоне частот от 1 000 до 4 000 Гц соответствует давлению 2× 10-5 Па. Наибольшее значение звукового давления, вызывающего болезненные ощущения, называется порогом болевого ощущения и составляет 2× 102 Па. Между этими значениями лежит область слухового восприятия. Интенсивность воздействия шума на человека оценивается уровнем звукового давления (L), который определяется как логарифм отношения эффективного значения звукового давления к пороговому. Единица измерения — децибел, дБ. На пороге слышимости при среднегеометрической частоте 1 000 Гц уровень звукового давления равен нулю, а на пороге болевого ощущения — 120–130 дБ. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: шепот — 10–20 дБА, разговорная речь — 50–60 дБА, шум от двигателя легкового автомобиля — 80 дБА, а от грузового — 90 дБА, шум от оркестра — 110–120 дБА, шум при взлете реактивного самолета на расстоянии 25 м — 140 дБА, выстрел из винтовки — 160 дБА, а из тяжелого орудия — 170 дБА.

                                              Воздействие шума на организм  человека

Шум, возникающий при работе производственного оборудования и  превышающий нормативные значения, воздействует на центральную и вегетативную нервную систему человека, органы слуха. Шум воспринимается весьма субъективно. При этом имеет значение конкретная ситуация, состояние здоровья, настроение, окружающая обстановка. Основное физиологическое воздействие шума заключается в том, что повреждается внутреннее ухо, возможны изменения электрической проводимости кожи, биоэлектрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, общей двигательной активности, а также изменения размера некоторых желез эндокринной системы, кровяного давления, сужение кровеносных сосудов, расширение зрачков глаз. Работающий в условиях длительного шумового воздействия испытывает раздражительность, головную боль, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, нарушение сна. В шумном фоне ухудшается общение людей, в результате чего иногда возникает чувство одиночества и неудовлетворенности, что может привести к несчастным случаям. Длительное воздействие шума, уровень которого превышает допустимые значения, может привести к заболеванию человека шумовой болезнью — нейросенсорная тугоухость. На основании всего выше сказанного шум следует считать причиной потери слуха, некоторых нервных заболеваний, снижения продуктивности в работе и некоторых случаях потери жизни.

                                Гигиеническое нормирование шума

Основная цель нормирования шума на рабочих местах — это  установление предельно допустимого  уровня шума (ПДУ), который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение  всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в  состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в  процессе работы или отдаленные сроки  жизни настоящего и последующих  поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц. Допустимый уровень шума — это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму. Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах регламентированы СН 2.2.4/2.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”. Мероприятия по защите от шума. Защита от шума достигается разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, а также средств индивидуальной защиты. Разработка шумобезопасной техники — уменьшение шума в источнике — достигается улучшением конструкции машин, применением малошумных материалов в этих конструкциях. Средства и методы коллективной защиты подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические. Защита от шума акустическими средствами предполагает звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов); звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей); глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные). Архитектурно-планировочные методы — рациональная акустическая планировка зданий; размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека. Организационно-технические мероприятия — изменение технологических процессов; устройство дистанционного управления и автоматического контроля; своевременный планово-предупредительный ремонт оборудования; рациональный режим труда и отдыха. Если невозможно уменьшить шум, действующий на работников, до допустимых уровней, то необходимо использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ) — противошумные вкладыши из ультратонкого волокна “Беруши” одноразового использования, а также противошумные вкладыши многократного использования (эбонитовые, резиновые, из пенопласта) в форме конуса, грибка, лепестка. Они эффективны для снижения шума на средних и высоких частотах на 10–15 дБА. Наушники снижают уровень звукового давления на 7–38 дБ в диапазоне частот 125–8 000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, оголовья, каски, которые снижают уровень звукового давления на 30–40 дБ в диапазоне частот 125–8 000 Гц.

Исследование шума производственных помещений и рабочих мест

 Цель работы: умение  определять уровень шума на  рабочих местах и выбирать  методы его снижения в производственных  помещениях.

Задачи: 1. Изучить виды производственного  шума и источники его возникновения;

2. Ознакомится с основными  характеристиками шума и его  нормированием на рабочих местах;

3. Изучить принцип действия  прибора. Определить шум  станков  токарной, сверлильной, фрезерной  и шлифовальной групп;

4. Провести замеры шума  на рабочих местах, определить  суммарный уровень интенсивности  и  сравнить его  с нормативными  величинами.

5. Выбрать методы снижения  шума в данной лаборатории;

6. Сделать выводы по  проделанной работе.

1. Основные положения

В настоящее время защита человека от шума стала одной из  актуальных проблем. Это является следствием возрастания интенсивности шума в результате внедрения в промышленность новых технологических процессов, роста мощности оборудования и машин. Шум на производстве наносит большой  экономический и социальный ущерб. При определенных условиях неблагоприятно воздействуя на организм человека, он вызывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и психические реакции, это приводит к снижению производительности труда  и увеличению случаев производственного  травматизма (не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин). Каждый человек воспринимает шум по-своему. Это зависит от многих факторов: возраста, состояния здоровья, характера трудовой деятельности. Установлено, что большее влияние шум оказывает на людей занятых умственным трудом, чем физическим. Особенно беспокоит человека шум непонятного происхождения, возникающий в ночное время суток. Шум, создаваемый самим человеком, беспокоит его значительно меньше, чем окружающих. С физической точки шум характеризуется силой, частотой, интенсивностью звука, амплитудой колебания, звуковым давлением и звуковой скоростью. С физиологической точки зрения шум-это всякий неблагоприятно воспринимаемый человеком звук.

По природе возникновения  шум можно разделить на:  механический, аэродинамический, гидравлический и электромагнитный.

Механические шумы возникают  по следующим причинам: наличие в  механизмах инерционных возмущающих  сил, возникающих из-за движения деталей  механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях  вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка) и ряд других. Основными  источниками возникновения шума механического происхождения являются подшипники качения и зубчатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.

Аэродинамические шумы возникают  в результате движения газа, обтекания  газовыми (воздушными) потоками различных  тел. Аэродинамический шум возникает  при работе вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания. Причинами аэродинамического шума являются вихревые процессы,  возникающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа; пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов, турбин; колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока. Аэродинамический шум - один из самых значительных по уровню звука.

Гидравлические шумы возникают  вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулентность, гидравлические удары). Например, в насосах источником гидравлического  шума является кавитация жидкости у  поверхностей лопаток насоса при  высоких окружных скоростях вращения рабочего колеса.

Электромагнитные шумы возникают  в электрических машинах и  оборудовании, использующим электромагнитную энергию. Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, а также электрические силы, вызываемые взаимодействием электромагнитных полей, создаваемых переменными электрическими токами.

2. Нормирование шума. Показатели  шумового воздействия.

Предупреждение неблагоприятного воздействия шума на организм человека основано на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование  допустимых уровней, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств и заболеваний. В качестве критерия нормирования используются предельно допустимые уровни (ПДУ) шума. Предельно допустимый уровень шума (ПДУ) – это уровень фактора, который при ежедневной работе (кроме выходных), но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений. Характеристикой постоянного шума на рабочих местах является его уровень в октавных полосах, измеряемый в децибелах, со среднегеометрическими частотами  63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемый по формуле:

L= 20 lg (P/P0)                        (1)

где Р – среднеквадратичная величина звукового деления, Па;

      Р0 – пороговая величина среднеквадратичного звукового давления, равная    2·10-5 Па.

3. Общие методы снижения шума

Выбор мероприятий по ограничению  неблагоприятного действия шума на человека производится исходя из конкретных условий: величины превышения ПДУ, характера  спектра, источника излучения. На стадии проектирование и выполнении строительных работ следует принимать все меры для защиты от шума, воздействующего на рабочего. Необходимы использование шумобезопасной техники и технологий, обеспечивающих допустимый уровень шума, применение средств и методов индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.051-78 и ГОСТ 12.1.029-80). Зоны с уровнем звука выше 85 дБ «А» должны быть обозначены знаками безопасности по ГОСТ 12.4.026-76. Рабочих в этих зонах администрация предприятия должна снабжать средствами индивидуальной защиты.

К средствам коллективной защиты относятся:

1. Уменьшение шума в  источнике его возникновения.  Это достигается за счет применения  рациональных конструкций, новых  материалов и гигиенически благоприятных  технологических процессов.

2. Изменение направленности  излучения шума.

3. Рациональная планировка  предприятий и цехов. 

4. Акустическая обработка помещений.

5. Уменьшение шума на  пути его распространения от  источника к рабочему месту  (использование защитных экранов,  глушителей шума).

Уменьшение шума в источнике  его возникновения достигается  за счет применения рациональных конструкций, новых материалов и гигиенически благоприятных технологических  процессов. Рациональная планировка предприятий и цехов является эффективным методом снижения шума за счет увеличения расстояния от источника шума до объекта (шум снижается прямо пропорционально квадрату расстояния), расположением тихих помещений внутри здания вдали от шумных, расположения защищаемых объектов глухими стенами к источнику шума. К акустическим средствам  защиты относятся звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция, вибродемпфирование. Применяются звукоизолирующие экраны, кожухи, кабины, облицовки, прокладки, опоры, конструктивные разрывы, демпферы, а также глушители шума - реактивные, абсорбционные, комбинированные. Для защиты от непосредственного, прямого воздействия шума используют звукоизолирующие экраны и перегородки.

Архитектурно-планировочное решение защиты от шума сводятся к рациональному проектированию жилой застройки, правильному оборудованию рабочих мест и расположению транспортных потоков, устройству шумозащищенных зон, увеличению расстояния от источника шума до объекта. Если применение коллективных средств защиты не позволяет обеспечить требования нормативов, применяются средства индивидуальной защиты. К ним относятся противошумные наушники (для защиты от шума с уровнем 110-120 дБ), вкладыши (для защиты от средне - высокочастотного шума, снижение шума 5…20 дБ), противошумная каска используется для защиты от очень сильных шумов (более 120 дБ), так как звуковые колебания воспринимаются не только ухом, но и через кости черепа.

3.1. Снижение шума в металлорежущих  станках.

Основными источниками шума машиностроительных предприятий являются металлорежущие станки,  подшипники качения и зубчатые передачи, а  также неуравновешенные вращающиеся  части машин и механизмов. Зубчатые передачи - источники шума в широком  диапазоне частот. Основными причинами  возникновения шума являются деформации сопрягаемых зубьев под действием  передаваемой нагрузки и динамические процессы в зацеплении, обусловленные  неточностями изготовления колес. Нередко  повышенный уровень шума является следствием неисправности или износа механизмов, в этом случае своевременный ремонт позволяет снизить шум.