Воздействие шума и вибрации на окружающую среду

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 
ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
 
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
РЕФЕРАТ 
 
Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности 
 
Тема: «Влияние шума и вибраций на окружающую среду». 
 
Владивосток  
 
2010 
 
Содержание: 

 
Введение. 3 
 
1.Общая характеристика шума и вибраций 4 
 
1.1. Шум. Допустимые нормы шума. 4 
 
1. Типы шумов и их источники 5 
 
1.Вибрация. Резонансные частоты. 7 
 
1.Классификация вибраций. 9 
 
2.Влияние шума и вибрации на людей и окружающую среду. 11 
 
1.Вибрация и ее влияние на человека 17 
 
3.Защита от шума и вибрации. 19 
 
.1.Методы борьбы с вибрацией. 19 
 
.2.Методы и средства защиты от шума 21 
 
Заключение. 23 
 
Список литературы. 25

Введение.

 
Человек с самого рождения окружен  шумом и вибрациями и в течение  всей своей жизни находится под  их воздействием. Едет ли он в трамвае, автобусе, метро или на лошади, при  движении он ощущает не только шум, но и вибрации; находится ли он в  помещении или на открытом воздухе, он слышит шумы, звуки (разговор, музыку и т.п.). 
 
Наш век стал самым шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум, то есть мешающая нам и раздражающая нас смесь звуков. 
 
По мере развития техники шум все больше окружает человека в повседневной жизни; за определенный комфорт, удобства связи и передвижения, благоустройство быта и совершенствование производства современному человеку приходится слушать уже не скрип телег и брань возниц, а вой автомобилей, мезги трамваев, тарахтенье мотоциклов и вертолетов, рев реактивных самолетов. 
 
Антропогенный шум способствует увеличению уровня шума сверх природного фона и действует отрицательно на живые организмы, поэтому шум и вибрация являются объектами загрязнения окружающей среды. 
 
Проблема борьбы с шумом во всех ее проявлениях в строительной практике была и остается актуальной.  
 
Рассмотрим в этой работе подробнее о понятиях «вибрация» и «шумы», так же определим их степень воздействия на окружающую среду и организм человека в частности. А так же ознакомимся с современными методами борьбы и защиты от шума и вибрации. 
 

1. Общая характеристика шума и вибраций 
1. Шум. Допустимые нормы шума.

 
Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер. 
 
Шумом называют также всякий звук, мешающий окружающим или причиняющий им значительные неудобства. При оценке воздействия шума большое значение имеют время суток, сила и продолжительность действия, тип звука и регулярность его воздействия. 
 
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах (дБ). Это давление воспринимается не беспредельно. Шум в 20 – 30 дБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Что же касается «громких звуков», то здесь допустимая граница поднимается примерно до 80 ДБ. Шум в 130 ДБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а достигнув 150 ДБ становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь – «под колокол»; колокольный звон убивал человека. 
 
Шум на производстве, в быту действует непосредственно на орган слуха человека и может его повредить, т. е. ослабить и даже лишить человека слуха (тугоухость, глухота). А так же он способен оказывать влияние на центральную нервную систему (ЦНС) человека, вызывая головные боли, бессонницу, повышенное сердцебиение, повышение артериального давления и даже психические нарушения (ослабление внимания, нервозность и т. д.). 
 
Шум воздействует на организм человека через участок головного мозга, синтезирующий звуковое раздражение в определенное звуковое восприятие. Звук, воспринимаемый нашим ухом, почти всегда распространяется в воздухе и силу звука можно охарактеризовать меняющимся давлением звуковых колебаний, накладывающихся на атмосферное давление. Это переменное давление называют звуковым давлением. 
 
Ухо человека воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц¹ до 20 кГц. Эти границы у людей различны и зависят от состояния звукового аппарата человека и его возраста. Различают низкие или инфразвуковые колебания (1–16 Гц), средние (16 Гц–20кГц) и высокие или ультразвуковые колебания (свыше 20 кГц). 
 
Шумы или шумовые загрязнения, воспринимаемые человеком в качестве помех, принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (350–800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Шум всегда присутствует в окружающей среде и полное его отсутствие оказывает на человека гнетущее ощущение, что ведет к потере трудоспособности, так как невозможно эффективно работать в условиях полной тишины. 
 
Наиболее чувствительно ухо человека к колебаниям в диапазоне 1–4 кГц. Такие звуки называют “слышимыми”. Звуковые колебания с частотами ниже 16 Гц (инфразвуки) и выше 20 кГц (ультразвуки) человеческим ухом не регистрируется, а поэтому относятся к разряду неслышимых, но и эти звуки оказывают вредное влияние на организм человека. 
 

1. Типы шумов и их источники

 
Шум бывает промышленный, транспортный, уличного движения и бытовой. 
 
Основными источниками промышленного шума служат предприятия, среди которых особенно выделяются энергетические установки (100... 110 дБ²), компрессорные станции (100 дБ) (шум, интенсивность которого колеблется между 85 и 110 дБ представляет опасность для человека.). Источниками шума на промышленных предприятиях, оборудованных вентиляцией с механическим побуждением, кондиционерами для обмена воздуха, приборами воздушного отопления, газодинамическими установками, являются вентиляторы, холодильные машины, электродвигатели, и воздухораспределительные установки, в том числе и элементы сети воздуховодов. 
 
Значительный шум в городах и поселках создают транспортные средства: легковой автомобильный шум достигает значений до 85 дБ, а шум от грузовых автомашин и автобусов равен 90 дБ. Железнодорожный транспорт на современном путевом основами является самым высоким источником создания антропогенного (экологического) шума, его сила приближается к 100 дБ. Железнодорожный и автомобильный транспорт связывает города и поселки, и поэтому в России свыше 30% жителей подвержены действию сверхнормативных уровней шума (55...65 дБ и выше). 
 
Источниками шума в жилых и общественных зданиях является шум улицы с его непрерывным и монотонным характером. Особенно беспокоит этот шум тех жильцов, квартиры или дома которых выходят на улицы. 
 
Много шума создает уличное движение в центре города и на основных городских магистралях, где автомобилям приходится тормозить и вновь разгоняться. Уровень шума зависит от числа автомашин, их технического состояния и удаления домов от проезжей части улицы. Застройка улицы повышает уровень шума от транспорта за счет отражения звуковых волн от стен домов. Так, если по улице проезжает порядка 210 автомашин в час, то создается шум с уровнем 60 дБА, если порядка 1000, то уровень шума возрастает до 67 дБА. 
 
Кроме уличных шумов, источниками шума в здании могут быть бытовые шумы: включение радио и другой аппаратуры на большие мощности, громкие разговоры или ремонтные работы в квартире. Но могут быть и шумы от обслуживающих механизмов, например работа лифта, электромотора, неисправности в системе водоснабжения. Дело в том, что в городах построено большое количество панельных и каркасно-панельных домов, которые очень хорошо передают по этажам и помещениям любой шумовой эффект. 
 
В природе также существует шум в виде естественных звуков, к которым человек привык, и без них он бы многое утратил в своем мироощущении, например: шорох листьев, пение птиц, морской прибой или равномерный шум водопада, дождя. 
 
Так же шум можно подразделить по характеру спектра на: широкополосный (с непрерывным спектром шириной более одной октавы) и тональный (в спектре которого имеются выраженные дискретные тона). 
 
По временным характеристикам шум подразделяется: на постоянный (с изменением за рабочий день не более чем на 5дБА) и непостоянный (уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА). 
 

1. Вибрация. Резонансные частоты.

 
Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих  телах под воздействием переменных сил. 
 
Принято считать, что основным признаком вибрации являются относительно малые отклонения тела или его точек при механических колебаниях. Другим признаком вибрации считается частота перемещений, совершаемых телом или его точками в единицу времени. При колебаниях тела частота может быть очень незначительной (низкой), а при вибрациях - более высокой. Можно привести такой пример: колебания судна при его качке имеют большие отклонения и малые частоты, а вибрация обшивки судна — малые отклонения и высокие частоты.  
 
Вибрациям подвержены упругие тела — здания и сооружения, шины и оборудования, грунты и фундаменты, через которые на значительные расстояния распространяются механические волны, вибрациям подвержен и сам человек, находясь вблизи работающего оборудования (через грунт и фундамент) или работающий с оборудованием (например, рядом с вибраторами для уплотнения бетона). 
 
На объект, или приемник, который подвержен вибрации, передается обычно два типа возбуждения: силовое и кинематическое. 
 
Силовое возбуждение возникает при непосредственном действии внешней силы, которая во времени может быть периодической, почти периодической, произвольной и случайной, а также импульсной (с затухающими колебаниями). Кинематическое возбуждение — это передача от источника колебаний на приемник (объект), находящийся на волновом поле. 
 
Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравновесить элементы механизмов практически невозможно, поэтому в механизмах с вращающимися частями почти всегда возникает вибрация. Резонансная вибрация вагона возникает в результате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений. 
 
Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызывать серьезные аварии. Установлено, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах. В частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.  
 
При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния – расслабленное или напряженное – и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов. 
 
Для человека резонанс наступает: 

•  
  В положении сидя при частоте 4 – 6 Гц
•  
  Для головы – 20 – 30 Гц
•  
  Для глазных яблок – 60 – 90 Гц

 
При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации  позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин – вызвать преждевременные  роды. 
 
Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом. 
 
Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела. 
 
При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма. 
 
Воздействие вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном действующих частот, индивидуальными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 * 10-8 м/с, виброускорения – 3 * 10-4 м/сІ, рассчитанные по порогу чувствительности организма человека. 
 

1. Классификация вибраций.

 
По способу передачи на тело человека вибрацию разделяют на общую, которая  передается через опорные поверхности  на тело человека, и локальную, которая  передается через руки человека. Общие  вибрации воспринимаются всем организмом человека и, в первую очередь, нервной  и костной тканями человека. 
 
Местные вибрации имеют место при соприкосновении человека с вибрирующим инструментом или оборудованием. Чувствительность человека к вибрациям зависит от положения его тела: наиболее чувствителен человек к вибрациям в положении “стоя” или “сидя”. Тяжесть воздействия вибраций на человека зависит от амплитуды смещения в пространстве отдельных органов человеческого тела, степени раздражения его вестибулярного аппарата. 
 
Общая вибрация классифицируется следующим образом: 
 
— транспортная, которая возникает вследствие движения по дорогам; 
 
— транспортно-технологическая, которая возникает при работе машин, которые выполняют технологические операции в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленным частям производственных помещений, производственных площадок; 
 
— технологическая, которая влияет на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, которые не имеют источников вибрации. 
 
В производственных условиях часто встречаются случаи комбинированного влияния вибрации — общей и локальной.