Шумові ефекти

ВСТУП

Деякі виробничі процеси супроводжуються значним шумом і  вібрацією. Джерела інтенсивного шуму і вібрації - машини і механізми з неврівноваженими обертовими масами, а також технологічні установки і апарати, в яких рух газів і рідин відбувається з великими швидкостями і має пульсуючий  характер.  Сучасний  розвиток техніки, оснащення підприємств потужними і швидкими машинами і  механізмами призводить до того, що  людина постійно піддається впливу шуму все зростаючій інтенсивності. Підвищення рівня шуму та вібрації на робочих місцях надає шкідливий вплив на організм людини. У результаті тривалого впливу шуму порушується нормальна діяльність серцево-судинної і нервової системи, травних і кровотворних органів, розвивається  професійна  приглухуватість, прогресування якої може привести до повної втрати слуху.

На промислових підприємствах  серед виробничих шкідливостей одне з провідних місць займає шум  і  вібрація. Шкідливий вплив підвищеного рівня шуму на організм людини загальновідомо, тому актуальність даної проблеми очевидна.

1. Основні поняття

У виробничих умовах різноманітні машини, апарати та інструменти, є  джерелами шуму, вібрації.

Шум і  вібрація - це механічні коливання, що розповсюджуються в газоподібному і твердої середовищах. Шум і вібрація різняться між собою частотою коливань.

Шум - Безладне поєднання різноманітніх за рівнем и частотою небажаних звуків. Вухолюдини спріймає Коливань з частотою від 20 до 20000 Гц, Коливань ніжче 20 Гц- Інфразвук, Вище 20 кГц - ультразвук. Шум здатний надавати несприятливу дію на організм. Джерелом шуму є будь-який процес, що викликає місцеву зміну тиску або механічні  коливання в жорстких, водянистих або газоподібних середовищах. Джерелами шуму можуть бути движки, насоси, компресори, турбіни, пневматичні та  електричні інструменти, молоти, долота, верстати, центрифуги, бункери та інші установки, що мають пересуваються деталі. Не рахуючи того, за останні роки у зв'язку зі значимим розвитком міського  транспорту зросла інтенсивність шуму й у побуті, тому як несприятливий фактор він придбав величезне соціальне значення.

Вібрація - це  малі механічні коливання, що у пружних тілах під впливом змінних сил. Фізично вібрація характеризується частотою, амплітудою, швидкістю, прискоренням. Ці ж параметри враховуються для гігієнічної оцінки вібрацій.

       2. Шумові ефекти

Шум - один з більш розповсюджених несприятливих фізичних причин навколишнього  середовища, які купують принципове соціально-гігієнічне значення, у зв'язку з урбанізацією, також  механізацією  і  автоматизацією технологічних дій, майбутнім розвитком дизелебудування, реактивної авіації, транспорту. Наприклад, при запуску реактивних двигунів літаків рівень шуму коливається від 120 до 140 дБ при клепанні й рубання листової сталі - від 118 до 130 дБ, роботі деревообробних верстатів-від 100 до 120 дБ, ткацьких верстатів-до 105 дБ; побутової шум, пов'язаний з життєдіяльністю людей, складає 45-60 дБ.

Для гігієнічної оцінки шум  підрозділяють:

за  характером діапазону - на широкосмуговий з безперервним діапазоном шириною найбільш однієї октави і тональний, у діапазоні якого є дискретні тони;

Звукові діапазон прийнято підрозділяти:

-низькочастотний (до 400 Гц);

-середньочастотний (400-1000 Гц);

-високочастотний (більш  1000 Гц).

Один з основних джерел шуму в місті - автомобільний транспорт, інтенсивність руху якого постійно зростає. Найбільші рівні шуму 90-95 дБ відзначаються на магістральних вулицях міст з середньою інтенсивністю руху 2-3 тис. і більше транспортних одиниць на годину. Рівень вуличних шумів обумовлюється інтенсивністю, швидкістю і характером (складом) транспортного потоку. Крім того, він залежить від планувальних рішень (поздовжній і поперечний профіль вулиць, висота і щільність забудови) і таких елементів благоустрою, як покриття проїзної частини та наявність зелених насаджень. Кожен з цих чинників здатний змінити рівень транспортного шуму в межах до 10 дБ. У промисловому місті звичайно високий відсоток вантажного транспорту на магістралях. Збільшення в загальному потоці автотранспорту вантажних автомобілів, особливо великовантажних з дизельними двигунами, призводить до підвищення рівнів шуму. У цілому вантажні та легкові автомобілі створюють на території міст важкий шумовий режим. Шум, що виникає на проїжджій частині магістралі, поширюється не тільки на прима-гістральної територію, але і вглиб житлової забудови. Так, в зоні найбільш сильного впливу шуму знаходяться частини кварталів і мікрорайонів, розташованих уздовж магістралей загальноміського значення (еквівалентні рівні шуму від 67,4 до 76,8 дБ). Рівні шуму, заміряні в житлових кімнатах при відкритих вікнах, орієнтованих на зазначені магістралі, всього на 10-15 дБ нижче. Акустична характеристика транспортного потоку визначається показниками галасливості автомобілів. Шум, вироблений окремими  транспортними екіпажами, залежить від багатьох факторів: потужності та режиму  роботи двигуна, технічного  стану екіпажу, якості дорожнього покриття, швидкості руху. Крім того, рівень шуму, як і економічність експлуатації автомобіля, залежить від кваліфікації водія. Шум від двигуна різко зростає в момент його запуску і прогрівання (до 10 дБ). Рух автомобіля на першій швидкості (до 40 км / год) викликає зайвий витрата палива, при цьому шум двигуна в 2 рази перевищує шум, створюваний ним на другій швидкості. Значний шум викликає різке гальмування автомобіля при русі на великій швидкості. Шум помітно знижується, якщо швидкість руху гаситься за рахунок гальмування двигуном до моменту включення ножного гальма. За останній час середній рівень шуму, вироблюваний транспортом, збільшився на 12-14 дБ. Ось чому проблема боротьби з шумом в місті набуває все більшої гостроти.

3. Вплив шуму  на організм людини

Реакція людини на шум різна.  Деякі  люди терпимі до шуму, у інших він викликає роздратування, прагнення піти від джерела шуму.  Психологічна  оцінка шуму в основному базується на понятті сприйняття, причому велике значення має внутрішня налаштування до джерела шуму. Вона визначає, чи буде шум сприйматися як заважає. Часто шум, відтворений самою людиною, не турбує його, в той час як невеликий шум, викликаний сусідами або яким-небудь іншим джерелом, надає сильний подразнюючий ефект.

В умовах сильного міського шуму відбувається постійна напруга  слухового аналізатора. Це викликає збільшення порогу чутності (10 дБ для більшості людей з нормальним слухом) на 10-25 дБ. Шум ускладнює розбірливість мовлення, особливо при його рівні більше 70 дБ. Збиток, який заподіює слуху сильний шум, залежить від спектра звукових коливань і  характеру їх зміни. Небезпека можливої ​​втрати слуху через шуму в значній мірі залежить від індивідуальних особливостей людини. Деякі втрачають слух навіть після короткого впливу шуму порівняно помірної інтенсивності, інші можуть працювати при сильному шумі майже все  життя без скільки-небудь помітної втрати слуху. Постійний вплив сильного шуму може не тільки негативно вплинути на слух, але й викликати інші шкідливі наслідки - дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищену втому.

Шум у містах скорочує тривалість життя людини. За даними австрійських дослідників, це скорочення коливається в межах 8-12 років. Надмірний шум може стати причиною нервового виснаження, психічної пригніченості, вегетативного неврозу, виразкової хвороби, розлади ендокринної та серцево-судинної систем. Шум заважає людям працювати і відпочивати, знижує  продуктивність праці.

Найбільш чутливі до дії  шуму особи старшого віку. Так, у віці до 27 років на шум реагують 46% людей, у віці 28-37 років - 57%, у віці 38-57 років - 62%, а у віці 58 років і старше - 72%. Велика кількість скарг на шум у літніх людей, очевидно, пов'язано з віковими особливостями і станом центральної нервової системи цієї групи населення. Спостерігається залежність між числом скарг і характером виконуваної роботи. Дані опитування показують, що турбують дію шуму відбивається більше на людях, зайнятих розумовою працею, в порівнянні з людьми, що виконують фізичну роботу (відповідно 60% і 55%). Більш часті скарги осіб розумової праці, мабуть, пов'язані з великим  стомленням нервової системи.

Масові фізіолого-гігієнічні обстеження населення, яке зазнає впливу транспортного шуму в умовах проживання і трудової діяльності, виявили певні зміни в стані здоров'я людей. При цьому зміни функціонального стану центральної нервової та серцево-судинної систем, слухової чутливості залежали від рівня впливає звукової енергії, від статі і віку обстежених. Найбільш виражені зміни виявлені у осіб, що зазнають шумовий вплив в умовах, як праці, так і побуту, в порівнянні з особами, що проживають і працюють в умовах відсутності шуму.

Високі рівні шуму в  міському середовищі, що є одним  з агресивних подразників центральної  нервової системи, здатні викликати  її перенапруження. Міський шум справляє негативний вплив і на серцево-судинну систему. Ішемічна хвороба серця, гіпертонічна хвороба, підвищений вміст  холестерину в крові зустрічаються частіше в осіб, що проживають у гучних районах.

Шум в значній мірі порушує  сон. Вкрай несприятливо діють переривчасті, раптово виникають шуми, особливо у вечірні та нічні години, на тільки що заснув людини. Раптом що виникає під час сну шум (наприклад, гуркіт вантажівки) нерідко викликає сильний переляк, особливо у хворих людей і у дітей. Шум зменшує тривалість і глибину сну. Під впливом шуму рівнем 50 дБ термін засипання збільшується на годину і більше, сон стає поверхневим, після пробудження люди почувають утому, головний біль, а нерідко і серцебиття. Відсутність нормального відпочинку після трудового дня призводить до того, щоприродно розвивається в  процесі  роботи  стомлення не зникає, а поступово переходить у хронічну перевтому, яке сприяє розвитку ряду захворювань, таких як розлад центральної нервової системи, гіпертонічна хвороба.

4. Допустимі рівні  шуму для населення

Для захисту людей від  шкідливого впливу міського шуму необхідна  регламентація його інтенсивності, спектрального складу, часу дії та інших параметрів. При гігієнічному нормуванні в якості допустимого встановлюють  такий рівень шуму, вплив якого протягом тривалого часу не викликає змін у всьому комплексі  фізіологічних показників, що відображають реакції найбільш чутливих до шуму систем організму.

В основу гігієнічно допустимих рівнів шуму для населення покладені  фундаментальні  фізіологічні дослідження з визначення діючих і порогових рівнів шуму. В даний час шуми для умов міської забудови нормують відповідно до Санітарних норм допустимого шуму в приміщеннях житлових і громадських будівель і на території житлової забудови (№ 3077-84) і Будівельними нормами і правилами II.12-77 «Захист від шуму". Санітарні норми обов'язкові для всіх міністерств, відомств і організацій, які проектують, будують і експлуатують житло та громадські будівлі, що розробляють проекти  планування і забудови міст, мікрорайонів, житлових будинків, кварталів, комунікацій і т.д., а також для організацій, які проектують, виготовляють і експлуатують  транспортні засоби, технологічне та інженерне обладнання будівель і побутові прилади. Ці організації зобов'язані передбачати і здійснювати необхідні заходи щодо зниження шуму до рівнів, встановлених нормами.

5. Методи і засоби  захисту від шуму

Одним із напрямків боротьби з шумом є розробка державних  стандартів на засоби пересування, інженерне обладнання, побутові прилади, в основу яких покладені гігієнічні вимоги щодо забезпечення акустичного комфорту. ГОСТ 19358-85 «Зовнішній і внутрішній шум автотранспортних засобів. Допустимі рівні і методи вимірювань »встановлює шумові характеристики, методи їх вимірювання та допустимі рівні шуму автомобілів (мотоциклів) всіх зразків, прийнятих на державні, міжвідомчі, відомчі та періодичні  контрольні  випробування. В якості основної характеристики зовнішнього шуму прийнято рівень звуку, який не повинен перевищувати для легкових автомобілів і автобусів 85-92 дБ, мотоциклів - 80-86 дБ. Для внутрішнього шуму наведені орієнтовні значення допустимих рівнів звукового тиску в октавних смугах частот: рівні звуку складають для легкових автомобілів 80 дБ, кабін або робочих місць водіїв вантажних автомобілів, автобусів - 85 дБ, пасажирських приміщень автобусів - 75-80 дБ.

Санітарні норми допустимого  шуму обумовлюють необхідність розробки технічних, архітектурно-планувальних та адміністративних заходів, спрямованих  на створення  відповідає гігієнічним вимогам шумового режиму, як в міській забудові, так і в  будівлях різного призначення, дозволяють зберегти здоров'я та працездатність населення. Одним з ефективних засобів боротьби з виробничим шумом є використання демпфуючих металевих і неметалічних  матеріалів.  Однак  неметали не використовуються для зниження шуму зіткнень з-за їх невисоких характеристик міцності, а металеві матеріали, що характеризуються високими міцнісними властивостями, забезпечують зниження шуму досить незначно, тому постало питання про створення  принципово нових матеріалів, які могли б  мати  високі міцнісні характеристики і достатні демпфуючі властивості. Такими  матеріалами є біметали, які дозволяють отримувати таке поєднання службових властивостей, яке не можна отримати в одному окремо взятому металі або сплаві, наприклад: високу міцність з корозійною стійкістю, ударну в'язкість з зносостійкістю, міцність з високою електро-і теплопровідністю, високу міцність і достатні демпфуючі властивості і т.д. До цих пір боязкі спроби використовувати біметали для зниження шуму і вібрації не забезпечили вирішення проблеми, тому досить актуальним є наукове дослідження, присвячене розробці біметалів з ​​підвищеними демпфуючими властивостями. Технічні засоби захисту від шуму: звукопоглинання, звукоізоляція, екранування, кошти демпфування і глушники шуму. Засоби індивідуального захисту.

Заходи боротьби з шумом:

• заміна гучних  процесів безшумними або менш гучними;
• поліпшення якості виготовлення і монтажу обладнання;
• укриття джерел шуму;
• висновок працюючих людей зі сфери шуму;