Опасные и вредные производственные факторы

Источники света располагаются  в специальной осветительной аппаратуре, основная функция которой — перераспределение светового потока лампы с целью повышения эффективности осветительной установки. Комплекс, состоящий из источника света и осветительной арматуры, называют светильником или осветительным прибором.

Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное  освещение». В соответствии с данным нормативным документом в зависимости от степени зрительного напряжения все работы делятся на восемь разрядов (I—VIII) и четыре подразряда (а, б, в, г).

Для определения величин  нормированного естественного и  искусственного освещения по табл. 1 СНиПа необходимо задать наименьший размер объекта различения, а также характеристику фона и контраст объекта с фоном. Предположим, выполняется работа средней точности. Фрагмент табл. 1 СНиПа для этого случая представлен в табл. 16.1.

Работа средней точности характеризуется тем, что размер наименьшего объекта различения лежит в пределах от 0,5 до 1 мм. Условимся, что в процессе зрительной работы фон и контраст объекта с фоном средний. По этим данным можно определить разряд и подразряд зрительной работы (IVB), а также нормированные величины освещения. При искусственном освещении величина комбинированной освещенности должна составлять 400 лк, а общей — 200 лк. Соответственно величина КЕО при верхнем или комбинированном естественном освещении должна быть равна 4%, а при боковом — 1,5%. Аналогичные характеристики при совмещенном освещении составят 2,4 и 0,9%.

Для определения норм освещенности можно воспользоваться  и табл. 2 СНиПа, фрагмент которой  приведен в табл. 16.2.

В отличие от табл. 16.1 для определения норм освещенности необходимо задать характеристику помещения. Предположим, нас интересует норма освещенности в учебной аудитории вуза. По табл. 2 СниПа 23-05-95 (табл. 16.2) находим, что освещенность доски в аудитории при искусственном освещении должна составлять 500 лк, а освещенность на рабочих столах и партах, расположенных на высоте 0,8 м от уровня пола, — 300 лк. Соответственно величина КЕО должна составлять 1,5% при боковом освещении и 4% — при верхнем или комбинированном освещении.

Кроме перечисленных  параметров, в табл. 2 СНиПа представлены такие качественные показатели производственного освещения, как показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности.

 

 

Примечание. Плоскость  Г — горизонтальная, В — вертикальная.

Определив по СНиП 23-05-95 нормативную  величину освещенности в помещении при использовании электрических источников света, необходимо рассчитать общую мощность электрической осветительной установки.

Для расчета искусственного освещения применяют метод светового  потока, точечный метод и метод удельной мощности. Рассмотрим в качестве примера расчет с применением метода светового потока, который используется для определения общего равномерного освещения на горизонтальной поверхности.

Световой поток от лампы накаливания или группы разрядных ламп, образующих светильник, рассчитывают по формуле:

где Ф_л — световой поток лампы или группы ламп; N — число светильников в помещении, шт.; Е_и — нормированная минимальная освещенность, лк; S — площадь освещаемого помещения, м²; z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Е_ср/Е_тшп, значение которого для ламп накаливания составляет 1,15, а для люминесцентных ламп -1,1; k — коэффициент запаса, составляющий для ламп накаливания 1,3—1,6 и для разрядных ламп — 1,4—1,8; г| — коэффициент использования светового потока ламп (справочные данные).

Рассчитав по формуле (16.9) световой поток лампы Ф_л, по справочнику подбирают ближайшую стандартную лампу, после чего определяют электрическую мощность всей осветительной системы.

Для правильной организации  рабочих мест в производственном помещении требуется проводить расчеты коэффициентов естественной освещенности. КЕО рассчитывают при боковом освещении (ер) или при верхнем (вр), используя следующие выражения:

Все величины и коэффициенты, входящие в представленные формулы для определения КЕО, определяются в соответствии со СНиП 23-05-95.

Для измерения освещенности в производственных помещениях применяют приборы, называемые люксометрами. В отечественной практике наиболее часто применяют люксометры марок Ю-16, Ю-116, Ю-117. Эти приборы измеряют фототок, возникающий в цепи селенового фотоэлемента и соединенного с ним измерительного прибора под влиянием падающего на чувствительный слой светового потока. Чем больше световой поток, тем сильнее отклоняется стрелка прибора от нулевой точки. Прибор градуирован в люксах.

Для измерения яркости  используют промышленно выпускаемый яркометр типа ФПЧ.

К средствам индивидуальной защиты органов зрения относятся различные защитные очки, щитки и шлемы. Все они должны защищать органы зрения от ультрафиолетового и инфракрасного излучений, повышенной яркости видимого излучения и ряда других факторов. Указанные средства защиты снабжены специальными светофильтрами, которые подбираются в зависимости от характера и интенсивности излучения в соответствии с ГОСТ 12.4.080-79. Так, например, для газо- и электросварщиков используют светофильтры типа Г и Э, для защиты глаз работающих у сталеплавильных и доменных печей — светофильтры П и Д. 

 

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте основные световые величины.

2. Какие виды производственного  освещения вы знаете?

3. Что такое коэффициент  естественного освещения (КЕО)?

4. Какие разновидности  имеет искусственное освещение?

5. Охарактеризуйте источники  искусственного освещения. в.  Как нормируется производственное  освещение?

7. Как рассчитывается  световой поток от лампы или  группы ламп?

8. Как измеряется освещенность  в производственном помещении? 

 

Защита от шума, ультра- и инфразвука, вибрации 

 

17.1. Действие  шума, ультра- и инфразвука, а также  вибрации 

на организм человека

Эксплуатация современного промышленного  оборудования и средств транспорта сопровождается значительным уровнем  шума и вибрации, негативно влияющих на состояние здоровья работающих. С точки зрения безопасности труда шум и вибрация — одни из наиболее распространенных вредных производственных факторов на производстве, которые при определенных условиях могут выступать как опасные производственные факторы. Кроме шумового и вибрационного воздействия, вредное влияние на человека в процессе труда могут оказывать инфразвуковые и ультразвуковые колебания.

Рассмотрим основные физические характеристики шума, вибрации, ультра- и инфразвука.

Шум — это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.

Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха человека, являются механическими колебаниями, распространяющимися в упругой череде (твердой, жидкой или газообразной).

Основным признаком механических колебаний является повторность процесса движения через определенный промежуток времени. Минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела, называют периодом колебаний (Т), а обратную ему величину  - частотой колебаний (f). Эти величины связаны между собой простым соотношением:

Таким образом, частота  колебаний определяет число колебаний, произошедших за 1 секунду. Единица измерения частоты — герц (Гц), 1 Гц=1 с^-1.

Для характеристики колебаний  используют также циклическую частоту (w, с^-1), которая определяется как число колебаний, происходящих за 2д секунд. Между обычной и циклической частотами существует следующая связь:

ω =2пf

Циклическая частота  и период колебаний связаны следующим соотношением:

Одним из наиболее частых видов колебаний, существующих в природе, являются гармонические колебания (рис. 17.1), описываемые уравнением:

х = х_mсоs(ωt + ф₀),      (17.4)

где х — смешение тела от положения равновесия;

      ω —  циклическая частота колебаний;

      t   - время.

Максимальное    значение смещения от положения равновесия (х_m) называется амплитудой колебания.    Величина,    стоящая под знаком косинуса, называется  фазой  гармонического колебания:

 

Ф = ωt + φ₀.  (17.5)

Фаза колебаний φ₀ в начальный момент времени t = 0 называется начальной фазой. Фаза колебания характеризуется величиной и направлением отклонения  колебания от положения равновесия в зависимости от времени.

Колебания в упругой  среде не ограничиваются центром  возбуждения этих колебаний. Колеблющиеся частицы среды передают свою энергию соседним частицам. Процесс распространения колебаний в упругой среде называется волной. Каждая из частиц среды при этом колеблется около положения устойчивого равновесия. Поверхность, которая отделяет колеблющиеся частицы от частиц, пока еще не пришедших в колебательное движение, называют фронтом волны. Совокупность точек, колеблющихся в одинаковых фазах, образует волновую поверхность. Все точки фронта волны имеют нулевую фазу. Отсюда следует, что фронт волны представляет собой одну из волновых поверхностей. Фронт волны расположен перпендикулярно к направлению распространения волны. По форме фронта волны различают плоские и сферические (рис. 17.2). Расстояние между двумя соседними частицами, находящимися в одинаковом режиме движения или в одинаковой фазе, называется длиной волны X. На рис. 17.1 представлено графическое изображение гармонических колебаний и также показана длина волны.

Источник звуковых колебаний, возбуждающий плоские волны, представляет собой плоскую поверхность, размер которой существенно больше длины волны. Фронты этих волн расположены параллельно плоскости возбуждения.

Сферическая волна создается маленьким по сравнению с длиной волны возбудителем колебаний — точечным источником звуковых колебаний. При очень большом (бесконечном) удалении источника звуковых колебаний сферические волны могут частично становиться плоскими.

Тип распространяющейся в звукопроводящем материале  волны зависит от его вида и  размеров, а также от длины волны. Рассмотрим важный с практической точки зрения случай распространения звуковых волн в неограниченных средах, размеры которых значительно больше длины волны. В этих средах распространяются продольные и поперечные волны. В продольной волне меняются местами зоны сжатия (области с повышенным давлением) и зоны растяжения (области с пониженным давлением). Поэтому другое название этих волн — волны сжатия (волны давления). Для этих волн направление колебания частиц совпадает с направлением распространения волны. В природе такой тип волн распространяется в твердых, жидких и газообразных средах, например слышимый звук в воздухе.

Для поперечных волн направление  колебания частиц перпендикулярно направлению распространения волны. Эти волны также носят название сдвиговых волн, так как вызывают в звукопроводящем материале сдвиг. Они могут распространяться только в твердой среде.

Скорость V распространения колебаний в пространстве называется скоростью волны. Связь между длиной волны X, скоростью волны λ периодом колебания T дается выражением:

По современным измерениям скорость звука в воздухе при  нормальных условиях равна 331 м/с. В  табл. 17.1 приведены скорости распространения  звуковых волн в различных веществах  при комнатной температуре.

Звуковые волны переносят энергию; Для характеристики среднего потока энергии в какой-либо точке среды вводят понятие интенсивности звука — это количество энергии, переносимое звуковой волной за единицу времени через единицу площади поверхности, нормальной (расположенной под углом 90°) к направлению распространения волны. Интенсивность звука выражается следующим образом:

Сила воздействия звуковой волны на барабанную перепонку человеческого  уха и вызываемое ею ощущение громкости  зависят от звукового давления. Звуковое давление — это дополнительное давление, возникающее в газе или жидкости при нахождении там звуковой волны.

В природе величины звукового  давления и интенсивности звука, генерируемые различными источниками  шума, меняются в широких пределах: по давлению — до 10⁸ раз, а по интенсивности — до 10¹⁶ раз. В соответствии с законом Вебера — Фехнера прирост силы ощущения анализатора человека, в том числе и слухового, пропорционален логарифму отношения энергий двух сравниваемых раздражений. Поэтому для характеристики уровня шума используют не непосредственно значения интенсивности звука и звукового давления, которыми неудобно оперировать, а их логарифмические значения, называемые уровнем интенсивности звука или уровнем звукового давления.

Уровень интенсивности  звука определяют по формуле:

Человеческое ухо,  а также  многие  акустические  приборы реагируют не на интенсивность  звука, а на звуковое давление, уровень  которого определяется по формуле:

Связь между уровнем  интенсивности  и  уровнем звукового  давления определяется следующим выражением:

При распространении  звука в нормальных атмосферных  условиях lj = Lp. При расчетах уровня шума используют величину интенсивности звука, а для оценки воздействия шума на человека — уровень звукового давления.