Министерство образования Российской Федерации

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Новомосковский институт

 

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

Часть VII

Исследование шума и вибрации на рабочих местах

Методические указания

 

Новомосковск 2001

Рецензент: кандидат технических наук, доцент В.Т. Леонов (НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева)

Составители: Н.П. Фандеев и др.

Безопасность жизнедеятельности. Ч. VII. Исследование шума и вибрации на рабочих местах: Методические указания / НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева; Сост.: Н.П. Фандеев, А.А. Мишанова, О.А. Коледенкова, Г.Н. Сухачева. Новомосковск, 2001.

Данная публикация продолжает серию рекомендаций по выполнению лабораторных работ курса «Безопасность жизнедеятельности». В предлагаемом методическом указании представлены описания лабораторных работ по исследованию и оценке шума и вибрации и соответствия их санитарным нормам, даны рекомендации по определению класса условий труда в зависимости от уровней шума, локальной и общей вибрации. Предназначено для студентов всех специальностей ВУЗа. Достаточно подробный теоретический материал и обширные справочные данные позволяют использовать данное указание при выполнении раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломных проектах (работах).

Ил. 4. Табл. 10. Библиогр.: 8 назв.

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы XX века возросло воздействие на техносферу виброакустических факторов. Виброакустичсекие факторы регламентируются, исходя из допустимых уровней звукового давления и параметров виброскорости. Допустимые уровни звукового давления и параметры виброскорости устанавливаются нормативными документами Госсанэпиднадзора Минздрава РФ и ГОСТами. Лабораторные работы, представленные в этом пособии, помогут студентам практически изучить методы измерения шума и вибрации, определить соответствие исследуемых параметров санитарным нормам с целью создания безопасных условий труда. В приложениях приведен обширный справочный материал, который позволяет использовать его при выполнении раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломных работах и проектах. Все необходимые справочные материалы взяты из соответствующих нормативных документов.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В настоящее время эксплуатация подавляющего большинства технологического оборудования, энергетических установок, различных машин и механизмов и т.д. в химической промышленности неизбежно связана с возникновением шумов и вибраций различной частоты и интенсивности, оказывающих весьма неблагоприятное влияние на организм человека. Шум и вибрация в большей или меньшей степени могут временно активизировать или постоянно подавлять определенные психические процессы организма человека. Физиопатологические последствия могут проявляться в форме нарушения функции слуха и других анализаторов, например вестибулярного аппарата, координирующей функции коры головного мозга, нервной или пищеварительной системы, системы кровообращения. Кроме того, шум влияет на углеводный, жировой и белковый обмен веществ. Было установлено, что потеря слуха обычно наступает при воздействии интенсивного шума в диапазоне частот 3000 … 6000 Гц, а нарушение разборчивости речи – при частоте 1000 … 2000 Гц. Нижний уровень чувствительности к воздействию вибрации наблюдается при частоте 5 Гц. При этой частоте резонанс отдельных органов тела наиболее интенсивен. Интенсивный шум и вибрация не только ухудшают самочувствие человека и снижают производительность труда в среднем на 10-15%, но и очень часто приводят к профессиональным заболеваниям (тугоухости и глухоте, костно-суставным поражениям, виброболезни). Эффективное лечение этих видов профзаболеваний возможно только на ранних стадиях, причем восстановление нарушенных органов происходит крайне медленно, а в особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности. Материальный ущерб от этих заболеваний значительно больше, чем от любого другого профессионального заболевания. Вследствие этого борьба с шумом и вибрацией имеет не только санитарно-гигиеническое, но и большое технико-экономическое значение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ

Цель работы: измерение и оценка соответствия исследуемого шума санитарным нормам и определение эффективности технических средств борьбы с шумом.

Шум представляет собой механические колебания различной частоты и интенсивности, возникающие в упругих средах. Источником его является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой. Процесс распространения колебательного движения в среде называется звуковой волной, область среды, в которой распространяются звуковые волны – звуковым полем. Основными физическими характеристиками звука являются частота f (Гц), звуковое давление P (Па), интенсивность или сила звука I (Вт/м²) и звуковая мощность w (Вт). Звуковое давление – это переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний. Под интенсивностью звука понимается средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к распространению звуковой волны. Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается человеческим ухом, называется порогом слышимости. В качестве стандартной частоты принята частота 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости I₀ = 10^-12 Вт/м², а соответствующее ему звуковое давление p₀ = 2·10^-5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения, равным 100 Вт/м², а соответствующее ему звуковое давление 200 Па. Шумы классифицируют: по характеру спектра – широкополосный и тональный; по временным характеристикам – постоянный и непостоянный. Постоянным является шум, уровень звукового давления которого в течение смены изменяется во времени не более чем на 5 дБА. Непостоянным является шум, уровень звукового давления которого в течение рабочей смены изменяется более чем на 5 дБА. Непостоянные шумы, в свою очередь, классифицируются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные. Высокочастотные, тональные и импульсные шумы наиболее опасны для человека. Параметры шума оценивают в октавных полосах. За ширину полосы принята октава, то есть интервал частот, в котором высшая частота f₂ в два раза больше низшей f₁. Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука (в дБА). Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления (в дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, которые определяются по формуле:

, (1)

где: p – среднеквадратичная величина звукового давления, Па; p₀ – исходное значение звукового давления в воздухе, равное 2·10^–5 Па.

Уровень интенсивности звука L_I определяется по формуле:

, (2)

где: I – интенсивность (сила звука), Вт/м²; I₀ – исходное значение интенсивности звука, равное 10^–12 Вт/м².

Значения уровня звукового давления используются для измерения шума и оценки его воздействия на организм человека, так как органы слуха человека чувствительны не к интенсивности, а к среднеквадратическому давлению. Уровень шума, который при ежедневной работе, но не более 40 часов в неделю, не вызывает отклонений в состоянии здоровья, определяемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и будущего поколений, называется предельно допустимым уровнем шума. Органы слуха человека воспринимают звуковые колебания в интервале частот от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и с частотой выше 16000 Гц (ультразвук) не воспринимаются органами слуха. Ультразвук как упругие волны не отличается от слышимого звука, однако частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации энергии в теплоту. Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. При воздействии интенсивного инфразвука отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости. Нормирование допустимого уровня шума осуществляется в соответствии с санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562–96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» (прил. 1). Гигиеническая регламентация инфразвука и ультразвука проводится по СН 2.2.4/2.1.8.583–96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» и по СН 2.2.4/2.1.8.582–96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения». Для защиты человека от воздействия шума проводят комплекс мероприятий, направленных на снижение шума, таких как: – устранение причин шума или его существенное ослабление в источнике образования; – изоляция источников шума от окружающей среды средствами звукоизоляции и звукопоглощения; – применение средств, снижающих шум на пути его распространения; – архитектурно - планировочные решения, связанные с рациональным размещением технологического оборудования, машин и механизмов; – организационно - технические мероприятия (малошумные технологические процессы, оснащение машин дистанционным управлением, рациональный режим труда и отдыха работающих и т.д.); – применение средств индивидуальной защиты; – профилактические мероприятия медицинского характера. Уменьшение шума в источниках его образования является основным и наиболее рациональным методом. Это должно учитываться как на стадии проектирования, так и при эксплуатации технологического оборудования. Для защиты от шума большое применение находят звукопоглощающие и звукоизолирующие материалы. Под звукопоглощением следует понимать способность материала или конструкции поглощать энергию звуковых волн, которая в узких каналах и порах материала трансформируется в другие виды энергии. Под звукоизоляцией следует понимать создание специальных строительных устройств – преград (в виде стен, перегородок, кожухов, выгородок и т.д.), препятствующих распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении. Чаще всего для их изготовления применяют бетон, кирпич, керамические блоки плотностью от 100 до 1000 кг/м³. Методы защиты от ультразвука аналогичны методам защиты от шума. Основной метод защиты от инфразвука – не создавать условия для его возникновения.

Применяемые приборы

Шумомер ВШВ-003 (рис. 1) состоит из измерительного прибора, предусилителя микрофонного ВПМ - 101 с микрофонным капсюлем М101 (датчик шума) и кабелем длиной 5 м. Прибор построен на принципе преобразования звуковых колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые усиливаются и измеряются с помощью измерительного прибора. Капсюль микрофонный конденсаторный М101 предназначен для использования в качестве электрического преобразователя для измерения звукового давления совместно со звукоизмерительной аппаратурой при измерении шума машин, механизмов, средств транспорта и других объектов. При работе с капсюлем М101 необходимо оберегать его от пыли, сырости и ударов. Во избежание повреждения капсюль запрещается подвергать толчкам и ударам. Переносить капсюль М101 необходимо в футляре. Располагать капсюль следует на расстоянии не ближе 0,5 м от источника шума. С целью предохранения тонкой мембраны капсюля от разрывов снимать его защитную крышку запрещается.

 

Рис. 1. Панель управления прибором ВШВ-003

1 – гнездо для подключения датчиков к прибору; 2 – гнездо для подачи калибровочного сигнала на вход предусилителя; 3 – кнопка «Калибр»; 4 – потенциометр; 5 – прибор показывающий; 6 – механический корректор; 7 – переключатель dB-1; 8 – кнопка «V»; 9 – переключатель dB-2; 10 – кнопка «1 kHz»; 11 – переключатель «Фильтры октавные»; 12 – кнопка «Фильтры октавные»; 13 – переключатель «Фильтры»; 14 – светодиод «Перегрузка»; 15 – переключатель «Род работы»; 16 – светодиоды; 17 – шкала dB M101 для отсчета уровней звукового давления; 18 – шкала m·S^-2 для измерения виброускорения с вибропреобразователя­ми ДН-3 и ДН-4; 19 – шкала mm·S^-1 для измерения виброскорости с вибропреобразователями ДН-3 и ДН-4