- •Московский государственный университет
- •Введение
- •Глава 1. Человек и его среда обитания
- •1.1. Современное состояние среды обитания человека
- •1.2. Техносфера
- •1.3. Негативные факторы, присущие техносфере
- •1.4. Возможные состояния среды обитания
- •1.5. Критерии безопасного и комфортного взаимодействия человека со средой обитания.
- •Глава 2. Медико-биологические основы взаимодействия человека со средой обитания
- •2.1. Системы восприятия человеком факторов среды обитания
- •2.2.Физиологические характеристики анализаторов человека
- •2.3. Нервная система.
- •2.4. Гомеостаз и адаптация организма к условиям среды обитания
- •2.5. Естественные системы защиты организма
- •2.6. Классификация основных форм трудовой деятельности человека
- •Глава 3. Негативные факторы техносферы и их воздействие на человека
- •3.1. Классификация опасных и вредных факторов
- •3.2. Химический фактор
- •3.3. Параметры микроклимата
- •3.4. Акустические колебания
- •3.6. Электромагнитные поля
- •3.7. Факторы световой среды
- •3.8. Ионизирующие излучения
- •3.9. Факторы тяжести и напряженности труда
- •3.10. Воздействие на человека электрического тока
- •Глава 4. Создание оптимальной производственной среды
- •4.1. Гигиеническая классификация условий труда
- •4.2. Создание комфортной воздушной среды
- •3. Определение потери давления (Па) в нижних проемах .
- •4.3. Создание оптимальной световой среды
- •4.4. Защита от шума
- •4.5. Защита от вибрации
- •4.6. 3Ащита от электромагнитных полей и излучений
- •4.7. Средства индивидуальной защиты.
- •Глава 5. Промышленная безопасность
- •5.1. Электробезопасность производственных систем
- •6.2. Основы пожарной безопасности
- •6.3. Применение взрывозащиты;
- •6.4. Безопасность функционирования автоматизированных и роботизированных производств.
- •6.5. Защитные ограждения
- •6.6. Предохранительные защитные средства.
- •6.7. Блокировочные защитные устройства.
- •6.8. Сигнализирующие устройства
- •Глава 9. Управление безопасностью жизнедеятельности
- •9.1. Государственное управление безопасностью труда.
- •9.2. Государственное управление охраной окружающей среды
- •9.3. Государственное управление в области промышленной безопасности
- •9.4. Государственное управление в чрезвычайных ситуациях.
- •9.5. Профессиональный отбор и обучения операторов технических систем
- •9.6. Анализ экономических последствий и эффективности материальных затрат на обеспечение бжд
- •9.7. Международное сотрудничество в области безопасности жизнедеятельности
- •Литература
- •Приложение 1 Перечень законов и нормативно – правовых актов в области бжд
- •Контрольные тесты
- •К Главе 5.
- •Содержание
- •80 ДБ в третьоктавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 12500 и 16000 Гц, 55
- •100 ДБ в третьоктавной полосе 20000 Гц, 55
- •105 ДБ в в третьоктавной полосе 25000 Гц, 55
- •110 ДБ в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами от 31500 до 100 000 Гц. 55
- •3.5. Вибрация 56
4.4. Защита от шума
Источники шума по физической природе шума подразделяют на источники механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного шума. В зависимости от характеристик источника шума выбираются средства коллективной защиты (СКЗ) и индивидуальной защиты (СИЗ). Виды коллективных средств защиты представлены на рис. 21.
Выбор СКЗ производится на основе акустического расчета. Цель расчета – определить фактический уровень шума Lф и потребное снижение уровня шума ΔL до допустимой величины Lн, т.е ΔL= Lф- Lн.
Рис. 21. Виды средств коллективной защиты от шума
В зависимости от места расположения источника проводится акустический расчет: при размещении источника на открытом пространстве (1) или в помещении (2).
Интенсивность шума на открытом пространстве определяется зависимостью:
I = WФ/(SK),
где: W – звуковая мощность источника,
S – площадь поверхности, на которую распределяется звуковая энергия, К – коэффициент ослабления шума на пути распространения,
Ф – фактор направленности.
Путем деления левой и правой части приведенной формулы на Io и последующего логарифмирования получена формула для расчета уровня звукового давления:
L = LW + 10 lgФ - 10 lg S/So - Δ LW,
где: LW – уровень звуковой мощности источника;
Ф – фактор направленности источника;
S, So – соответственно площади поверхностей, на которые распределяется звуковая энергия S = 2πr2 и So = 1м2 , а r – расстояние от источника до контрольной точки;
Δ LW ==10 lgK - снижение уровня шума на пути распространения.
При распространении звука в ограниченном звуковом поле, например в жилой застройке или внутри помещений, в формулу для определения L вводятся поправки, учитывающие отражение и поглощение звуковых волн ограждающими поверхностями.
Интенсивность шума в помещении определяется зависимостью:
I = Iпp + Ioтр = РФ/S + 4Р/В,
где: Iпp, Ioтp – интенсивность прямого звука от источника и интенсивность отраженного от стен звука.
В = А/(1 - ср) – постоянная помещения,
А = ср Sпов – эквивалентная площадь звукопоглощения, а ср – средний коэффициент звукопоглощения поверхностей ограждений помещения площадью Sпов.
Путем аналогичных преобразований, приведенных выше, получается зависимость для определения уровня звукового давления источника:
L=LW+10 1g(Ф/S+).
Из закономерностей распространения шума и акустического расчета следуют меры защиты от шума: (1) уменьшение звуковой мощности источника; (2) звукопоглощение; (3) звукоизоляция; (4) рациональное размещение источника шума.
1. Уменьшение звуковой мощности источника.
Мероприятия уменьшения шума источника зависят от природы шума.
Механические шумы снижаются за счет уменьшения перехода механической энергии в акустическую путем:
- повышения точности изготовления машин;
- уменьшения передаваемых нагрузок и частоты вращающихся частей;
- замены ударных процессов на безударные;
- улучшение балансировки вращающихся частей;
- замена в механизмах возвратно-поступательного движения на вращательное;
- использование незвучных материалов (пластмассы, незвучные металлы с большим внутренним трением);
- совершенствование смазки трущихся поверхностей;
- применение клиноременных и зубчато-ременных передач вместо зубчатых.
Аэродинамические шумы от перехода энергии газовой струи в аэродинамическую энергию. Снижение аэродинамических шумов достигается:
- уменьшением скорости обтекания тел;
- совершенствованием аэродинамических характеристик тел;
- улучшением аэродинамических характеристик машин (вентиляторов, турбин );
- трансформацией спектра шума в высокочастотную, ультразвуковую область;
- снижением градиента скорости струи за счет совершенствования конструкции.
Гидродинамические шумы при переходе энергии жидкости в акустическую снижаются за счет:
- улучшения гидродинамических характеристик насосов;
- уменьшения турбулентности потока жидкости;
- использования оптимальных режимов работы насосов;
- исключения гидравлических ударов рациональной конструкцией гидросистемы;
- недопущения резких закрытий трубопроводов.
Электромагнитные шумы при переходе энергии электромагнитного поля в акустическую. Методами защиты служат:
- использование в конструкции электрических машин скошенных пазов якоря двигателя;
- применение плотной прессовки пакетов в трансформаторах;
- учет влияния на ферромагнитные массы переменных магнитных полей.
2. Звукопоглощение основано на переходе энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Характеристикой звукопоглощающих свойств материала служит коэффициент звукопоглощения α.
α = Wпoгл/Wпад,
где: Wпoгл, Wпад – звуковая энергия, соответственно поглощенная и падающая на поверхность материала. Звукопоглощающими материалами считаются материалы с коэффициентом звукопоглощения более 0,2. У материалов с развитой пористой структурой (незамкнутые поры) величина коэффициента достигает α = 0,6÷0,9. К таким материалам относятся минеральная вата, стекловолокно, древесноволокнистые плиты и т.п.
Использование звукопоглощения для снижения шума в помещении именуется акустической обработкой помещения.
Акустическая обработка осуществляется различными методами:
- облицовка внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами;
- подвеска на потолочные перекрытия звукопоглотителей, выполненных из звукопоглощающего материала.
При выборе звукопоглощающего материала учитывается частота шума, а также условия эксплуатации облицовки (запыленность, влажность и др.). Снижение уровня шума методом звукопоглощения определяется зависимостью
ΔLoбл= 10 1g,
где: В1 и В2 – постоянные помещения до и после акустической обработки, а В1,2 – А1,2(1-α1,2), А1,2 – эквивалентные площади звукопоглощения до и после обработки помещения, α1,2 - средние коэффициенты звукопоглощения до и после обработки. Величина А= 0,16, где V – объем помещения в м3, Т – время реверберации, т.е. время, в течение которого уровень звукового давления уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника шума.
Наибольший эффект метода звукопоглощения обеспечивается в низких помещениях (до 6÷4 м) при высоких частотах шума. Одиночные объемные звукопоглотители используются в помещениях, где затруднена установка облицовки. Звукопоглотители представляют собой геометрические тела различной формы, выполненные из звукопоглощающего материала. Для расчета снижения шума звукопоглотителями используется формула
А = Ашт . n,
где: Ашт – эквивалентная площадь звукопоглотителя, a n – количество поглотителей.
3. Звукоизоляция – это снижение шума на пути его распространения за счет звукоизолирующих преград (стен, перегородок, экранов и т.п.). Звуковая энергия отражается от ограждений и только часть ее проходит через ограждение.
Характеристикой звукоизоляции служит коэффициент звукопроницаемости τ, равный отношению звуковой мощности, прошедшей через ограждение (Wпр), к звуковой мощности (Wпад), падающей на ограждение τ =. Другой характеристикой звукоизоляции является коэффициент звукоизоляции R = 10 lg(дБ).
Для оценки звукоизоляции однородной перегородки используется зависимость R = 201g (m0 f) – 47,5 (дБ), где m0 – масса 1м2 ограждения (кг), f - частота (Гц).
Звук через ограждения проходит (рис. 22) через отверстия в ограждении, через излучение шума ограждениям под действием на него переменного давления падающего звука, а также от вибрации ограждения, возбуждаемой механическим воздействием на ограждение. В последнем случае звуковые волны распространяются не по воздуху, а по конструкции. Из зависимости для оценки звукоизоляции однородной перегородки следует, что звукоизоляция повышается с ростом массы ограждения и частоты звука. На звукоизоляцию влияют жесткость ограждения, резонансные явления.
Основными типами устройств звукоизоляции являются: звукоизолирующие кожуха, кабины, экраны. Звукоизоляция позволяет ослабить шум в помещении на 30-50 дБ. Нанесение на внутренние поверхности конструкции вибродемпфирующих покрытий увеличивает внутренние потери и повышает эффективность звукоизоляции.
Глушители шума являются устройством снижения аэродинамического шума на пути его распространения. По принципу действия глушители подразделяют на активные (абсорбционные), реактивные и комбинированные (рис. 23).
Рис. 22.Средства звукоизоляции: 1 – звукоизолирующий кожух; 2 – звукоизолирующая кабина; 3 – акустический экран
Рис. 23. Глушители: а) активный; б) камерный; в) резонансный
Активные глушители содержат звукопоглощающий материал в виде набивки или матов, закрепляемых на внутренней поверхности глушителя, в виде звукопоглощающих пластин, устанавливаемых в канале глушителя.
Реактивные глушители отражают шумы обратно к источнику. Они снижают шум в узких частотных пределах и подразделяются на камерные и резонансные. Камерные глушители выполняются в виде расширительных камер, отражающих звуковую волну обратно к источнику. В резонансном глушителе снижение шума достигается за счет потерь звуковой энергии на колебательный процесс в резонаторе, который рассчитывается на определенную длину звуковой волны.
Снижение шума в широком диапазоне частот достигается в комбинированных глушителях, в которых используют набор различных шумопонижающих активных и реактивных устройств.