Его источники и характеристики. Производственный шум
В различных отраслях экономики имеются источники шума - это механическое оборудование, людские потоки, городской транспорт.
Шум - это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты (шелест, дребезжание, скрип, визг и т. п.). С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук. Длительное воздействие шума на человека может привести к такому профессиональному заболеванию, как "шумовая болезнь".
По физической сущности шум - это волнообразное движение частиц упругой среды (газовой, жидкой или твердой) и поэтому характеризуется амплитудой колебания (м), частотой (Гц), скоростью распространения (м/с) и длиной волны (м). Характер негативного воздействия на органы слуха и подкожный рецепторный аппарат человека зависит еще и от таких показателей шума, как уровень звукового давления (дБ) и громкость. Первый показатель называется силой звука (интенсивностью) и определяется звуковой энергией в эргах, передаваемой за секунду через отверстие в 1 см2. Громкость шума определяется субъективным восприятием слухового аппарата человека. Порог слухового восприятия зависит еще и от диапазона частот. Так, ухо менее чувствительно к звукам низких частот.
Воздействие шума на организм человека вызывает негативные изменения прежде всего в органах слуха, нервной и сердечно-сосудистой системах. Степень выраженности этих изменений зависит от параметров шума, стажа работы в условиях воздействия шума, длительности действия шума в течение рабочего дня, индивидуальной чувствительности организма. Действие шума на организм человека отягощается вынужденным положением тела, повышенным вниманием, нервно-эмоциональным напряжением, неблагоприятным микроклиматом.
Действие шума на организм человека. К настоящему времени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать временное понижение слуха не более чем на 10-15 дБ с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха.
Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.
Развитие профессиональной тугоухости зависит от суммарного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные стадии профессионального поражения наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) - свыше 10 лет.
Помимо действия шума на органы слуха установлено его вредное влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. Поражение нервной системы под действием шума сопровождается раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности замедляется скорость психических реакций, наступает расстройство сна и т. д. У работников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности.
Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов), нарушению функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Звуковые колебания могут восприниматься не только органами слуха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях шума передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на организм человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.
Таким образом, воздействие шума может привести к сочетанию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечно-сосудистой и других систем, которые могут рассматриваться как профессиональное заболевание - шумовая болезнь. Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и проч. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках, с рубильными, клепальными молотками, обслуживающих прессоштамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму.
Нормирование уровня шума. При нормировании шума используют два метода нормирования: по предельному спектру шума и уровню звука в дБ. Первый метод является основным для постоянных шумов и позволяет нормировать уровни звукового давления в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, соответствующих рекомендациям Технического комитета акустики при Международной организации по стандартизации.
Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром. Исследования показывают, что допустимые уровни уменьшаются с ростом частоты (более неприятный шум).
Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А, которая имитирует кривую чувствительности уха человека, и называемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае мы не знаем спектра шума. Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью 1а = ПС + 5.
Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни для широкополосного шума
|
Уровни звука в дБ в октавных |
Уровни |
||||||||
|
полосах со среднегеометрическими |
звука и эк- |
||||||||
|
Рабочие места |
частотами, Гц |
вивалент- |
|||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
ные уровни, ДВА |
||
|
1. Помещения конст- |
|||||||||
|
рукторских бюро, рас- |
|||||||||
|
четчиков, программи- |
|||||||||
|
стов вычислительных машин, лабораторий для теоретических ра-бот и обработки экс- |
|||||||||
|
периментальных дан-ных, приема больных |
|||||||||
|
в здравпунктах |
|||||||||
|
2. Помещения управле-ний, рабочие комнаты |
|||||||||
|
3. Кабины наблюде- |
|||||||||
|
ний и дистанционного |
|||||||||
|
управления: |
|||||||||
|
а) без речевой связи |
|||||||||
|
по телефону |
|||||||||
|
б) с речевой связью |
|||||||||
|
по телефону |
|||||||||
|
4. Помещения и уча- |
|||||||||
|
стки точной сборки; |
|||||||||
|
машинописные бюро |
|||||||||
|
5 Помещения лабора- |
|||||||||
|
торий для проведения |
|||||||||
|
экспериментальных |
|||||||||
|
работ, помещения для |
|||||||||
|
размещения шумных |
|||||||||
|
агрегатов вычисли- |
|||||||||
|
тельных машин |
|||||||||
Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений, приведенных в табл. 1.4. Нормированным параметром непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровень звука широкополосного, постоянного и неимпульсного шума, оказывающего на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум, ЬАэкв (дБА). Этот уровень измеряется специальными интегрирующими шумомерами или определяется расчетным путем.
Методы борьбы с шумом. Для борьбы с шумом в помещениях проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:
устранение причины шума, т. е. замена шумящего оборудования, механизмов на более современное нешумящее оборудование;
изоляция источника шума от окружающей среды (применение глушителей, экранов, звукопоглощающих строительных материалов);
ограждение шумящих производств зонами зеленых насаждений;
применение рациональной планировки помещений;
использование дистанционного управления при эксплуатации шумящего оборудования и машин;
использование средств автоматики для управления и контроля технологическими производственными процессами;
использование индивидуальных средств защиты (беру-ши, наушники, ватные тампоны);
проведение периодических медицинских осмотров с прохождением аудиометрии;
соблюдение режима труда и отдыха;
проведение профилактических мероприятий, направленных на восстановление здоровья.
Интенсивность звука определяется по логарифмической шкале громкости. В шкале - 140 дБ. За нулевую точку шкалы принят "порог слышимости" (слабое звуковое ощущение, едва воспринимаемое ухом, равное примерно 20 дБ), а за крайнюю точку шкалы - 140 дБ - максимальный предел громкости.
Громкость ниже 80 дБ обычно не влияет на органы слуха, громкость от 0 до 20 дБ - очень тихая; от 20 до 40 - тихая; от 40 до 60 - средняя; от 60 до 80 - шумная; выше 80 дБ - очень шумная.
Для измерения силы и интенсивности шума применяют различные приборы: шумомеры, анализаторы частот, корреляционные анализаторы и коррелометры, спектрометры и др.
Принцип работы шумомера состоит в том, что микрофон преобразует колебания звука в электрическое напряжение, которое поступает на специальный усилитель и после усиления выпрямляется и измеряется индикатором по градуированной шкале в децибелах.
Анализатор шума предназначен для измерения спектров шумов оборудования. Он состоит из электронного полосного фильтра с шириной полосы пропускания, равной 1/3 октавы.
Основными мероприятиями по борьбе с шумом являются рационализация технологических процессов с использованием современного оборудования, звукоизоляция источников шума, звукопоглощение, улучшенные архитектурно-планировочные решения, средства индивидуальной защиты.
На особо шумных производственных предприятиях используют индивидуальные шумозащитные приспособления: антифоны, противошумные наушники (рис. 1.6) и ушные вкладыши типа "беруши". Эти средства должны быть гигиеничными и удобными в эксплуатации.
Рис. 1.6. Противошумные наушники:
1 - пластмассовый корпус; 2 - стекловата; 3 - уплотняющие прокладки; 4 - съемные чехлы из пленки и фланели
В России разработана система оздоровительно-профилактических мероприятий по борьбе с шумом на производствах, среди которых важное место занимают санитарные нормы и правила. Выполнение установленных норм и правил контролируют органы санитарной службы и общественного контроля.
По материалам книги - "Безопасность жизнедеятельности" Под редакцией проф. Э. А. Арустамова.
Cтраница 1
Производственный шум и вибрация также вредно отражаются не только на состоянии органов слуха и нервной системы работающих, но и ведут к ослаблению слуха и глухоте, а следовательно, и к несчастным случаям на производстве. Например, когда слесарь-инструментальщик собирает высокочувствительный измерительный прибор или прослушивает работу любого станка, у него участвуют одновременно органы слуха и зрения. Особенно это относится к людям, чув-сшшельным к шуму не только по профилю своей работы, но и по состоянию их здоровья. Следовательно, необходимы меры по борьбе с производственным шумом, возникающим во время правки, рубки, клепки, чеканки, штамповки листовых деталей, а также при обрубке литьевых заготовок с помощью пневматических бор-машинок.
Производственный шум представляет собой сочетание звуков различной интенсивности и частоты.
Производственный шум нарушает прием информации, что влияет на ошибки и травматизм. При длительном воздействии шума снижается острота слуха, изменяется кровяное давление, ослабляется внимание, ухудшается зрение, происходит изменение в дыхательных центрах, что вызывает изменение координации движения, кроме того, значительно увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке.
Производственный шум мешает своевременно слышать звуковые сигналы и своевременно на них реагировать, что может привести к травматизму, а также к снижению производительности труда. Под воздействием шума высокой интенсивности орган слуха утомляется, в результате могут развиться тугоухость и глухота. Интенсивный шум вызывает изменения в сердечно-сосудистой системе, появляется аритмия, иногда изменяется артериальное давление, что ослабляет организм. Шум приводит к нарушению секреторной и моторной функции желудка. Среди работающих шумных производств нередки случаи заболевания гастритом, язвенной болезнью. Иногда шум является причиной бессонницы.
Производственный шум, возникающий во время правки, клепки, чеканки, штамповки, очистки литья в; галтовочных барабанах, обрубки и вырубки литья пневматическим инструментом, вредно отражается на органах елухэ и нервной системе работающих.
Производственный шум, хотя и косвенно, но оказывает влияние на уровень травматизма. Исследованиями установлено, что шум является причиной снижения работоспособности, ослабления памяти, внимания, остроты зрения и чувствительности к предупредительным сигналам.
Производственный шум, создающий помехи внутри зданий, возникает от работы оборудования, агрегатов и установок фабрик и заводов, находящихся на небольшом удалении от жилых зданий.
Производственный шум нормируют с учетом его частотного спектра и характера воздействия.
Производственный шум снижает работоспособность, ослабляет память, внимание, остроту зрения и чувствительность к предупредительным сигналам. В тех случаях, когда устранение шума не представляется возможным, следует применять индивидуальные средства защиты - заглушки, тампоны УТВ, противошумные наушники.
Производственный шум представляет собой совокупность многочисленных беспорядочных неприятно воспринимаемых звуков, характеризуемых громкостью слухового ощущения. Основным источником шума на производстве является эксплуатируемое оборудование.
Производственный шум оказывает вредное действие на органы слуха и центральную нервную систему. При длительном воздействии шума происходит систематическое утомление слуховых органов, переходящее в профессиональную тугоухость. Действие шума ослабляет также внимание человека и вызывает торможение реакций организма на изменение внешней среды, что может привести к несчастному случаю.
Производственный шум преимущественно воздействует: а) на слуховой аппарат; б) на ЦНС; в) на сердечно-сосудистую систему; г) на желудочно-кишечный тракт; д) на костно-мышечную систему.
Производственный шум - совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения.
Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции.
Шум - одна из форм физического загрязнения среды жизни. Он такой же медленный убийца, как и химическое отравление.
Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для громких звуков допустимая граница составляет примерно 80 дБ. Звук в 130 дБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 130 - становится для него непереносимым.
На некоторых производствах отрицательное влияние на здоровье и работоспособность оказывает воздействие длительного и очень интенсивного шума (80-100 дБ). Производственный шум утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться, отрицательно действует не только на орган слуха, но и на зрение, внимание, память.
Шум достаточной эффективности и длительности может привести к снижению слуховой чувствительности, могут развиваться тугоухость и глухота.
Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха постепенно происходят необратимые изменения.
При высоких уровнях шума понижение слуховой чувствительности наступает уже через 1-2 года работы, при средних уровнях оно обнаруживается гораздо позднее, через 5-10 лет.
Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается.
Но если воздействие шума продолжается месяцами или, как это имеет место в промышленности, годами, восстановления не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный.
Сначала повреждение нервов сказывается на восприятии высокочастотного диапазона звуковых колебаний, постепенно распространяясь на наиболее низкие частоты. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько поврежденными, что атрофируются, гибнут, не восстанавливаются.
Шум оказывает вредное воздействие на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток коры головного мозга.
Возникает бессонница, развивается утомление, снижается работоспособность и производительность труда.
Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, которое может привести к нарушению координации движений и равновесия тела.
Исследования показали, что и неслышимые звуки также опасны. Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его и не воспринимает.
Вредное воздействие шума во время работы на шумных производствах можно избежать различными методами и средствами. Значительное уменьшение производственного шума достигается применением специальных технических средств шумогашения.
Гигиеническое нормирование шума.
Основная цель нормирования шума на рабочих местах - это установление предельно допустимого уровня шума (ПДУ), который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.
Допустимый уровень шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.
Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах регламентированы СН 2.2.4/2.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.
Мероприятия по защите от шума. Защита от шума достигается разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, а также средств индивидуальной защиты.
Разработка шумобезопасной техники - уменьшение шума в источнике - достигается улучшением конструкции машин, применением малошумных материалов в этих конструкциях.
Средства и методы коллективной защиты подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-техни-ческие.
Защита от шума акустическими средствами предполагает звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов); звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей); глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).
Архитектурно-планировочные методы - рациональная акустическая планировка зданий; размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека.
Организационно-технические мероприятия - изменение технологических процессов; устройство дистанционного управления и автоматического контроля; своевременный планово-предупредительный ремонт оборудования; рациональный режим труда и отдыха.
Если невозможно уменьшить шум, действующий на работников, до допустимых уровней, то необходимо использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ) - противошумные вкладыши из ультратонкого волокна “Беруши” одноразового использования, а также противошумные вкладыши многократного использования (эбонитовые, резиновые, из пенопласта) в форме конуса, грибка, лепестка. Они эффективны для снижения шума на средних и высоких частотах на 10–15 дБА. Наушники снижают уровень звукового давления на 7–38 дБ в диапазоне частот 125–8 000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, оголовья, каски, которые снижают уровень звукового давления на 30–40 дБ в диапазоне частот 125–8 000 Гц.
Исключительно широкое распространение производственного оборудования, характеризующегося различной частотой механических колебаний, придает важное значение исследованию колебаний, воспринимаемых слуховым анализатором. В виде звука воспринимаются колебания с частотой 16-18 000 Гц. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной частоты и силы.
При непрерывном с бесконечно малыми интервалами расположении звуков, составляющих шум, спектр шума носит название непрерывного, или сплошного, в отличие от дискретного, или линейного, характеризующегося значительными интервалами.
В зависимости от спектрального состава различают три класса производственного шума.
Класс 1. Низкочастотные шумы (шум тихоходных агрегатов неударного действия, шум, проникающий сквозь звукоизолирующие преграды, стены, перекрытия, кожухи). Наибольшие уровни частоты в спектре шума расположены ниже 400 Гц, за которой следует понижение (не менее чем на 5 дБ на каждую последующую октаву).
Класс 2. Среднечастотные шумы (шумы большинства машин, станков и агрегатов неударного действия). Наибольшие уровни частоты в спектре шума расположены ниже 800 Гц, за которыми также следует понижение не менее чем на 5 дБ на каждую последующую октаву.
Класс 3. Высокочастотные шумы (звенящие, шипящие, свистящие, характерные для агрегатов ударного действия, потоков воздуха и газа, агрегатов, действующих с большими, скоростями). Наибольший уровень частоты в спектре шума расположен выше 800 Гц.
При резком преобладании какого-либо тона в спектре шума последний носит характер тонального. Например, при работе машины основной тон может быть различным в зависимости от числа оборотов основных ее элементов.
Спектральный анализ шума, производимый с помощью анализаторов шума или анализаторов звуковых частот, позволяет наметить меры снижения шума.
Интенсивность или сила звука оценивается количеством энергии, переносимой в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению движения звуковой волны. Измеряется интенсивность звука в ваттах на квадратный сантиметр. Минимальная интенсивность звука, которую слуховой орган в состоянии воспринять, называется порогом слышимости. За верхнюю границу слуховых ощущений принимают порог осязания, или интенсивность звука, при которой он вызывает болевое ощущение. Интенсивность звука можно оценить по звуковому давлению, в барах или ньютонах. Бар- приблизительно одна миллионная часть атмосферного давления, ньютон равен 0,102 кг. Речь обычной громкости создает звуковое давление в 1 бар.
В физике для оценки уровня силы звука (шума) принята логарифмическая шкала уровней силы звука. В этой шкале белы представляют собой не абсолютные, а относительные единицы, выражающие превышение силы звука по отношению к исходной величине. За начало отсчета (нулевой уровень шкалы) условно принят порог слышимости стандартного тона 1000 Гц, интенсивность которого в единицах звуковой энергии равна 10 -12 вт/м 2 /сек. Наибольший по силе звук, еще воспринимаемый органом слуха, выше порога слышимости в 10-14 раз. По уровню силы звук этот выше порога слышимости на 14 единиц. Единица эта - бел; 1/10 бела - децибел (дБ). Так, при уровне силы шума в 60 дБ (или 6 бел) интенсивность шума выше порога слышимости тона 1000 Гц в 10 6 или в 1 000 000 раз. Наиболее сильный шум, который еще воспринимается органом слуха как звук, оценивается по этой шкале в 14 бел, или 140 дБ. Увеличению интенсивности звука вдвое в единицах звуковой энергии соответствует по шкале децибел увеличение на логарифм 2, т. е. на 0,3 бел, или 3 дБ.
Для физиологической оценки уровня громкости шума (звука) можно пользоваться шкалой, в которой громкость всех звуков сравнивается на слух с громкостью тона 1000 Гц, а уровень громкости его принят равным уровню силы в децибелах. Физическая оценка уровня силы шума в децибелах и физиологическая оценка его разнятся тем больше, чем слабее звук и чем ниже его частота. При уровнях силы шума 80 дБ и более физическая и физиологическая количественная характеристика почти не разнятся.
В процессе восприятия звуков (шума) слуховой анализатор в зависимости от спектрального состава и силы шума адаптируется к нему: к сильным звуковым раздражителям чувствительность органа слуха несколько понижается и восстанавливается после прекращения действия раздражителя.
Если после воздействия шума чувствительность к нему понижается (порог восприятия повышается) не более чем на 10-15 дБ, а восстановление ее наступает не более чем в течение 2-3 минут, это свидетельствует об адаптации к шуму. Изменение же порогов более значительное, и замедленное восстановление чувствительности является признаком утомления слуха. Чем выше звук, тем больше его утомляющее действие. Звуки с частотой 2000-4000 Гц оказывают утомляющее действие уже при 80 дБ, звуки до 1024 Гц при этой интенсивности вызывают менее выраженное утомление. При интенсивном шуме обычно возникает снижение слуховой чувствительности, вследствие утомления слуха и ослабления восприятия высоких частот независимо от спектра действовавшего шума.
Интенсивным шумом в производственных условиях нередко вызывается стойкое понижение чувствительности к различным тонам и шепотной речи (профессиональная тугоухость и глухота).
Клинические обследования рабочих, подвергающихся на производстве систематическому воздействию шума (ткачи, котельщики, испытатели моторов, клепальщики, кузнецы и молотобойцы, гвоздильщики и др.), выявили среди них значительный, увеличивающийся со стажем, процент лиц с ослабленным слухом, заболеваниями внутреннего и среднего уха. Чрезмерно выраженное понижение слуха наблюдалось и при обследовании непосредственно после работы, очевидно в связи со слуховым утомлением, наступавшем в течение смены. Аудиометрически установлено раннее возникновение начальных нарушений слуха, причем начальное понижение слуховой чувствительности (повышение слуховых порогов) к отдельным тонам независимо от частоты шума обнаруживается для тона 4096 Гц и лишь затем устанавливается стойкое понижение восприятия тонов более высоких и низких частот.
В развитии профессиональной глухоты, несомненно, решающую роль играет звуковоспринимающий (кохлеарный) аппарат и, вероятно, корковая область слухового анализатора. При морфологическом исследовании внутреннего уха лиц, страдавших при жизни тугоухостью, обнаружены атрофические и некробиотические изменения в кортиевом органе и основном завитке спирального ганглия. При длительной работе в условиях интенсивного шума, особенно высокочастотного, наступает постепенное ослабление слышимости сначала высоких, а затем и других тонов, которое может привести к полной глухоте.
Наряду с изменениями в слуховом аппарате установлено влияние шума на центральную нервную систему, характеризующееся симптомами перераздражения ее: замедлением нервных реакций, понижением внимания, работоспособности, производительности труда.
Под влиянием шума изменяются ритм дыхания, частота пульса, уровень кровяного давления и другие вегетативные функции. Иногда под влиянием шума наблюдалось также изменение двигательной и секреторной функций желудка, объема внутренних органов, газообмена.
Множественное нарушение функций под влиянием шума позволило Е. Е. Андреевой-Галаниной объединить весь комплекс этих нарушений в понятие «шумовая болезнь».
Таким образом, действие шума зависит от трех основных условий:
1) длительности воздействия шума; профессиональная тугоухость и профессиональная глухота развиваются обычно постепенно, в течение ряда лет;
2) интенсивности шума: чем интенсивнее шум, тем быстрее развиваются утомление и соответствующие патологические изменения;
3) частотной характеристики (спектра шума); чем больше преобладают в шуме высокие частоты, тем он опаснее в смысле развития тугоухости, тем сильнее его раздражающее действие, тем скорее возникает утомление.
Учитывая, что шум может влиять на различные функции организма (нарушает сон, мешает выполнять напряженную умственную работу), для разных помещений устанавливаются различные допустимые уровни шума.
Шум, не превышающий 30-35 дБ, не ощущается как утомительный или заметный. Такой уровень шума является допустимым для читальных залов, больничных палат, жилых комнат ночью. Для конструкторских бюро, конторских помещений допускается уровень шума 50-60 дБ.
Для производственных помещений, в которых снижение уровня шума связано с большими техническими трудностями, приходится ориентироваться не только на утомляющее действие шума, но и на предотвращение развития профессиональной патологии.
Большинство исследователей склоняется к тому, что шум в пределах 80-85 дБ, а по некоторым данным - до 90 дБ, не вызывает при длительном воздействии профессиональной тугоухости.
В Советском Союзе установлены предельно допустимые уровни шума (табл. 30), приведенные в «Гигиенических нормах допустимых уровней звукового давления и уровней звука на рабочих местах» № 1004-73. В зависимости от длительности действия и характера шума предусмотрены поправки к октавным уровням звуковых давлений (табл. 31).
| Наименование | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | Уровни звука, дБ А | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| уровни звукового давления, дБ | |||||||||
| 1. При шуме, проникающем извне помещений, находящихся на территории предприятий: а) конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетно-электронных машин, помещения лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, помещения приема больных здравпунктов |
71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| б) помещения управлений (рабочие комнаты) | 79 | 70 | 63 | 58 | 55 | 52 | 50 | 49 | 60 |
| в) кабины наблюдения и дистанционного управления | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 60 |
| г) то же с речевой связью по телефону | 83 | 74 | 68 | 63 | 75 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| 2. При шуме, возникающем внутри помещений и проникающем в помещения, находящиеся на территории предприятий: а) помещения и участки точной сборки, машинописные бюро |
83 | 74 | 68 | 63 | 75 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| б) помещения лабораторий, помещения для размещения «шумных» агрегатов счетно-вычислительных машин (табуляторов, перфораторов, магнитных барабанов и т. п.) | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
| 3. Постоянные рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятий | 99 | 92 | 86 | 83 | 80 | 78 | 76 | 74 | 85 |
Характеристика и виды производственных шумов
Производственный шум – совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения.
Производственный шум характеризуется спектром, который состоит из звуковых волн разных частот. При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.
Как правило, спектр шума характеризуется уровнями названных величин, распределенными по октавным полосам частот.
Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f 2 = 2 f 1 , называется октавой.
Для более детального исследования шумов иногда используются третьеоктавные полосы частот, для которых f 2 = 2 1/3 f 1 = 1,26 f 1 .
Октавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой. Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (f сг мин = 31,5 Гц, f сг макс = 8000 Гц).
Таблица 2 Стандартный ряд среднегеометрических частот
| f сг, Гц | f 1 , Гц | f 2 , Гц |
| 16 | 11 | 22 |
| 31,5 | 22 | 44 |
| 63 | 44 | 88 |
| 125 | 88 | 177 |
| 250 | 177 | 355 |
| 500 | 355 | 710 |
| 1000 | 710 | 1420 |
| 2000 | 1420 | 2840 |
| 4000 | 2840 | 5680 |
| 8000 | 5680 | 11360 |
По частотной характеристике различают шумы: низкочастотные (f сг < 250); cреднечастотные (250 < f сг ≤ 500); высокочастотные (500 < f сг ≤ 8000).
Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. По этим признакам шумы подразделяют на несколько видов. Выше характеристика шумов уже рассматривалась. В таблице 3 дана характеристика шумов с точки зрения производства.
Таблица 3 Классификация шумов
| Способ классификации | Вид шума | Характеристика шума |
| По характеру спектра шума | Широкополосные | Непрерывный спектр шириной более одной октавы |
| Тональные | В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона | |
| По временным характеристикам | Постоянные | Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ |
|
Непостоянные: колеблющиеся во времени прерывистые импульсные |
Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более
чем на 5 дБ Уровень звука непрерывно изменяется во времени Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ(А), длительность интервала 1с и более Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с |
Источники производственного шума
По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:
→ механические;
→ аэродинамические и гидродинамические;
→ электромагнитные.
На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения и т.п. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленениях деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т.п. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.
Аэродинамические и гидродинамические шумы – это
1) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;
2) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ. Эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов;
3) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
При работе различных механизмов, агрегатов, оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы.
Любой источник шума характеризуется, прежде всего, звуковой мощностью. Звуковая мощность источника – это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.
Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр – распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот.
Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф(j) - фактором направленности.
Фактор направленности Ф(j) показывает отношение интенсивности звука I(j), создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности I ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно:
Ф(j) = I(j) /I ср = p 2 (j)/p 2 ср,
где р ср - звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника); p (j) - звуковое давление в угловом направлении j, измеренное на том же расстоянии от источника.
Измерение шума. Шумомеры
Все методы измерения шумов делятся на стандартные и нестандартные. Стандартные измерения регламентируются соответствующими стандартами и обеспечиваются стандартизованными средствами измерения. Величины, подлежащие измерению, так же стандартизованы. Нестандартные методы применяются при научных исследованиях и при решении специальных задач.
Измерительные стенды, установки, приборы и звукоизмерительные камеры подлежат метрологической аттестации в соответствующих службах с выдачей аттестационных документов, в которых указываются основные метрологические параметры, предельные значения измеряемых величин и погрешности измерения.
Стандартными величинами, подлежащими измерению, для постоянных шумов являются: уровень звукового давления в октавных или третьоктавных полосах частот в контрольных точках; уровень звука в контрольных точках.
Шумоизмерительные приборы – шумомеры – состоят, как правило, из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) – быстро, S (slow) – медленно, I (pik) – импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S – колеблющихся и прерывистых, I – импульсных.
По точности шумомеры делятся на четыре класса 0, 1, 2 и 3. Шумомеры класса 0 используются как образцовые средства измерения; приборы класса 1 – для лабораторных и натурных измерений; 2 – для технических измерений; 3 – для ориентировочных измерений. Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по частотам: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на диапазон частот от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31,5 Гц до 8 кГц.
Для измерения эквивалентного уровня шума при усреднении за длительный период времени применяются интегрирующие шумомеры.
Приборы для измерения шума строятся на основе частотных анализаторов, состоящих из набора полосовых фильтров и приборов, показывающих уровень звукового давления в определенной полосе частот. В зависимости от вида частотных характеристик фильтров анализаторы подразделяются на октавные, третьеоктавные и узкополосные.
Частотная характеристика фильтра К (f) =U вых /U вх представляет собой зависимость коэффициента передачи сигнала со входа фильтра U вх на его выход U вых от частоты сигнала f.
Для измерения производственных шумов преимущественно используется прибор ВШВ-003-М2, относящийся к шумомерам I класса точности и позволяющий измерять корректированный уровень звука по шкалам А, В, С; уровень звукового давления в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне среднегеометрических частот от 16 до 8 кГц в свободном и диффузном звуковых полях. Прибор предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов.
Способы защиты от шума на предприятиях
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые.
Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.
В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.
Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шум механического происхождения, аэродинамического и гидродинамического происхождения, электромагнитного происхождения.
Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические и включают в себя:
→ изменение направленности излучения шума;
→ рациональную планировку предприятий и производственных помещений;
→ акустическую обработку помещений;
→ применение звукоизоляции.
В ряде случаев величина показателя направленности достигает 10 - 15 дБ, что необходимо учитывать при использовании установок с направленным излучением, ориентируя эти установки так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.
Рациональная планировка предприятий и производственных помещений позволяет снизить уровень шума на рабочих местах за счет увеличения расстояния до источников шума.
При планировке территории предприятий наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в одном - двух местах. Расстояние между шумными и тихими помещениями должно обеспечивать необходимое снижение шума. Если предприятие расположено в черте города, то шумные помещения должны находиться в глубине территории предприятия, как можно дальше от жилой застройки.
Внутри здания тихие помещения необходимо располагать вдали от шумных так, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждение с хорошей звукоизоляцией.
Акустическая обработка помещения – это облицовка части внутренних ограждающих поверхностей звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, представляющих собой свободно подвешиваемые объемные поглощающие тела различной формы.
Под звукопоглощением понимают свойство поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Эффективность снижения шума звукопоглощением зависит в основном от акустических характеристик самого помещения и частотных характеристик материалов, применяемых для акустической обработки. Наиболее часто для акустической обработки применяют однородные пористые материалы, критерием выбора которых является соответствие максимума в частотной эффективности материала максимуму в спектре снижаемого шума в помещении.
Акустически обработанные поверхности помещения уменьшают интенсивность отраженных звуковых волн, что приводит к снижению шума в зоне отраженного звука; в зоне прямого звука эффект акустической обработки значительно ниже.
Звукопоглощающая облицовка размещается на потолке и в верхних частях стен (при высоте помещения не более 6-8 м) таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляла не менее 60% от общей площади ограничивающих помещение поверхностей. В относительно низких (менее 6 м) и протяженных помещениях облицовки рекомендуется размещать на потолке. В узких и очень высоких помещениях целесообразно размещать облицовку на стенах, оставляя только их нижние части (2 м высоты) необлицованными. В помещениях высотой более 6 м следует предусматривать устройство звукопоглощающего подвесного потолка.
Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение звукопоглощающей облицовки мала, или конструктивно невозможно выполнить облицовку на ограждающих поверхностях, то применяются штучные звукопоглотители.
В области средних и высоких частот эффект от применения акустической облицовки может составлять 6¸15 дБ.
К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека – ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя.
Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот.
СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы.