Воздушная среда

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны классифицируют: - по степени воздействия на организм человека;

-по характеру воздействия на организм человека;

- по пути проникновения;

- по химическому составу.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества разделяются на 4-е класса опасностей: чрезвычайно опасные; высоко опасные; умеренно опасные; мало опасные. Класс опасности определяется ПДК вредного вещества в воздушной среде. Что такое ПДК?

ПДК вредных веществ в рабочей зоне - это концентрации, которые при ежедневной работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Класс	1	2	3	4
ПДК ВВ в воздухе, мг/м3	0,1 НДМГ, хлор	0,1-1,0 Азотная кислота Н2SО4	1,1-10 Укс. кисл. Спирт метиловый	10 Спирт этил., ацетон, бензин
Смертел. концентр. в воздухе, мг/м3	500	500-5000	5001-50000	50000

Основными мероприятиями, обеспечивающими микроклимат рабочего места, являются:

устройство вентиляции;

отопление;

кондиционирование воздуха;

очистка воздуха от вредных веществ;

защита от источников тепловых излучений.

Все эти мероприятия позволяют поддерживать микроклимат и чистоту воздуха на рабочем месте номеров расчета на оптимальном уровне, что повышает надежность работы персонала.

Промышленный шум и вибрационные колебания

Шумом называется всякий нежелательный для человека звук, мешающий восприятию полезных сигналов. Шум состоит из многих звуков различной частоты (тонов) и бывает:

механического происхождения, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин, оборудования, деталей и конструкций;

аэродинамического происхождения, возникающий при движении потоков воздуха или газа;

электромагнитного происхождения, возникающий вследствие колебаний электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил;

гидромеханического происхождения, возникающий вследствие процессов в жидкостях.

С физической стороны шум характеризуется звуковым давлением, интенсивностью звука и частотой.

В акустике измеряют не абсолютные значения интенсивности или звукового давления, а их логарифмические уровни L, взятые по отношению к пороговому значению интенсивности звука I₀ или пороговому звуковому давлению Р₀ в Беллах.

Белл – логарифмическая единица отношения двух величин (десятичный lg отношения 2-х одноименных физических величин). Названа в честь изобретателя телефона А.Г.Белла (1847-1922). В 1876 г. патент в США на I телефон.

Установлено, что органы слуха человека способны различать прирост звука на 0,1Б, т.е. на 1дБ, поэтому на практике при измерении звуков применяется единица – децибел.

Увеличение уровня интенсивности или звукового давления по сравнению с порогом слышимости в 10 раз соответствует – 1Б, в 100раз – 2Б и т.д.

L= 10lg(I/I₀),

где, I – интенсивность звука в данной среде (Вт/м²);

I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости

10^-12Вт/м², на частоте 1000Гц (1кГц).

Интенсивность (плотность) звука (Вт/м₂)

Порог слышимости	110-12
Тихий шепот	110-11
Тиканье часов	110-10
Перелистывание страниц	110-9
Учреждение	110-7
Обычный разговор	110-6
Громкая речь	110-5
Машинописное бюро	110-4
Метрополитен	110-3
Сирена, кабина самолета	110-2
Поезд экспресс	110-1
Реактивный двигатель, гром	1
Болевой порог	10

Мощность звука (Вт)

Рояль	210-9-210-1
Человеческий голос	110-9-210-3
Тихий шепот	110-9
Большой оркестр	710-5-70
Мощный громкоговоритель	До 100

Скорость звука в среде (м/сек)

Воздух	331,46	Вода	1497	Бетон	4500
Водород	1284	Бензин	1166	Кирпич	3600
Углек. газ	259	Спирт	1180	Дерево	до 5000
				Сталь	до 6000

Мощность

1Вт=10⁷эрг/сек=0,102кгсм/сек=1,3610^-3(0,00136)

1кВт=10³Вт;

1мВт=10⁶Вт.

Но так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, уровень интенсивности звука можно определить исходя из величины звукового давления:

L= 10lg (I/I_О)=10lg (Р²/Р_О²)=20lg(Р/Р_О),

где Р_О – пороговое звуковое давление 210^-5Па; 210^-11кгс/см²;

Р – звуковое давление в данной точке, Па.

Давление

1атм=101325Па=101,325кПа=760мм.рт.ст=1,032кгс/см²=0,1мПа;

1кгс/ см²=9,8110⁴Па;

1Па=1,0210^-5кгс/ см²=9,8710^-5атм.

Чтобы лучше понять, что представляет собой уровень звукового давления, сравним некоторые звуки и шумы.

Источник шума	Уровень, дБ	Расстояние до источника, м
Механические наручные часы Шепот Речь средней громкости Городской шум Автомобильный сигнал Металлорежущие станки Реактивные двигатели	20 40 60 70 80 80 - 90 140-170	1 0,3 1 - 6-7 на рабочем месте 2-3

Акустический расчет: допустим, имеется n источников одинакового шума, а уровень интенсивности звука одного источника L₁. Тогда суммарный уровень шума: L=L_i+10lgn.

При двух различных источников шума суммарный уровень шума:

L=L₁+L;

где - L₁ –наибольший из двух суммарных уровней шума, дБ;

L=( L₁- L₂) –добавка в функции разности уровня шума источников, дБ и определяется как L₁- L₂=хL.

При большем, чем два числа источников шума уровни интенсивности суммируются последовательно от наибольшего к наименьшему.

Уменьшение интенсивности звука при распространении звуковой сферической волны в открытом пространстве приближенно пропорционально квадрату расстояния от источников звука.

L₂=L_i-20lgr₂/ r₁;

где r₁ и r₂ – расстояние от источников звука;

L_i - интенсивность звука на расстоянии r₁;

L₂ - интенсивность звука на расстоянии r₂.

Допустимые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах обслуживающего персонала принимают в соответствии с ГОСТ 12.1.000-383 ССБТ. Шум. «Общие требования безопасности».

По шкале «А» шумомера постоянный шум не должен превышать 65дБ.

Порог болевого ощущения находится в пределах L=120-130дБ.

Звуки, превышающие по своему уровню этот порог, могут вызвать боль и повреждения органов слуха. При уровне шума 150дБ даже при кратковременном воздействии наступает постоянная потеря слуха.

Смертельный уровень – 180дБ.

Однако и абсолютная тишина неприятна для человека. Для нормального существования человеку нужен некоторый шум. По мнению врачей психологов – это шум присутствия живого, дыхания и т.д. и составляет 10-15дБ.

ПД уровни шума по (эквивалентной) шкале А.

Рабочие места	дБ
Помещения КБ, программистов лабораторий отработки экспертных данных	50
Помещения управления, рабочие комнаты	60
Кабинеты дистанционного управления:
- без речевой связи	80
- речевой связью по телефону	65
Постоянные рабочие места в помещениях и на территории	85
Кабины машинистов тепло-, электровозов	80
Кабины и салоны самолетов	80
Р/м водителя, автотранспортные и с/х машины,	85

Октавные полосы частот lg(f₁/f₂)=1

Средн. геометрич.

Вибрация

По физической природе вибрация, так же как и шум, представля­ет собой колебательное движение материальных тел.

Вибрация - механические колебания упругих тел, проявляющиеся в перемещении центра их тяжести или оси симметрии в пространстве, а также в периодическом изменении ими формы, которую они имели в статическом состоянии.

Направление действия вибрация определяется ортогональной системы координат Х,У,Z.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, является частота колебаний, скорость колебаний и амплитуда смещения.

Скорость колебаний находится в прямой зависимости от частоты колебаний и амплитуды смещения:

где U – скорость колебания, см/сек;

f - частота колебаний, Гц;

А - амплитуда смещений, см;

- круговая частота (число полных колебаний за время ,с).

По аналогии с шумом важной характеристикой вибрации является ее уровень, измеряемый в логарифмических единицах, дБ.

Логарифмические уравнения виброскорости:

L=2lgU/U_О;

L=2lg(U/510^-8)

где: U – среднеквадратичная скорость, м/сек;

(510^-8) – опорная виброскорость, м/сек;

Общая и локальная вибрации нормируются в октавных полосах частот.

Октава – единица частотного интервала, равна интервалу между двумя частотами (f₁ и f₂) логарифмы отношений которых lg(f₁ / f₂)=1, что соответствует (f₁ / f₂)=2.

Звукоряд (музыкальный) насчитывает 7 полных и 2 неполных октавы.

Для измерения вибрации применяются виброметры и вибрографы ВИП-4, ИШВ-1, где чувствительные элементы пьезоэлектрического датчика преобразует механическую энергию в электрический сигнал.

Допустимые нормы вибрации составляют значения, приведенные в таблице:

Частота, Гц	Амплитуда, мм	Скорость колебательных движений, см/сек	Ускорение колебательных движений, см/сек2	ДБ
До 3	0,6-0,4	1,12-0,76	22-14	108
3-8	0,4-0,05	0,76-0,35	14-18	99
8-30	0,05-0,09	0,35-0,26	18-32	93
30-75	0,09-0,005	0,26-0,22	32-112	92
75-100	0,005-0,003	0,22-0,19	112-120	92