Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Пособие

Подождите немного. Документ загружается.

223

частотами 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по

формуле

lg20

L =

где p - среднее квадратическое значение звукового давления, Па;

- исходное значение звукового давления в воздухе ( р

= 2×10

-5

Па).

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является ин-

тегральный критерий - эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА, оп-

ределяемый по соответствующей методике.

Допускается в качестве характеристики непостоянного шума использо-

вать дозу шума или относительную дозу шума.

Шум представляет совокупность звуков различной интенсивности и

частоты. Такое “разложение” дает возможность определять уровни звукового

давления при определенных частотах колебаний, а также выбирать необхо-

димый вариант снижения шума, учитывая, что способы уменьшения высоко-

частотных и низкочастотных шумов не одинаковы.

Если шум имеет сплошной спектр, т. е. ординаты составляющих его в

широкой области частот равны между собой, то такой шум называют белым.

При построении частотных спектров принята определенная ширина

частотной полосы, обычно равная одной октаве. Что это означает?

Частоты, как и интенсивность звука, имеют логарифмический масс-

штаб. И если в исследовании интенсивности звука взята ступень увеличения

в 10 раз, то при измерении частоты колебаний эта ступень удваивается. В

связи с тем, что диапазон частот менее широк, чем диапазон интенсивностей

звука, количество десятичных увеличений не подсчитывают, десятичными

логарифмами не пользуются, а частоты звуков, как уже было сказано, изме-

ряют в герцах. Для простоты измерений в приборах весь диапазон частот

разделен на октавы. Самая большая частота колебаний в каждой октаве в 2

раза превышает самую малую. Общее количество октав – 9 или 11, в зависи-

мости от диапазона частот. Наибольшее распространение получило деление

этого диапазона на 9 октав. В литературе и практике встречаются спектры в

пол-октавных и третьоктавных полосах. Слово “полоса” указывает на какой-

то определенный участок частотного спектра. Например, имея шумомер и

224

анализатор спектра шума, содержащий 9 или 11 электронных фильтров (по

соответствующим октавам), можно измерить шум и построить его спектр в

двухоктавных полосах.

Бывает и так, что октавные и даже пол октавные и треть октавные ана-

лизаторы (спектры) не дают достаточных сведений о шуме. Тогда использу-

ют специальные узкополосные анализаторы, которые как бы “разрезают”

шум на полосы шириной, например, в 6, 8 или 10 Гц.

Воздействие на организм

В древнем Китае применяли изуверскую пытку: над узником непре-

рывно звонил колокол. Несчастный, сойдя с ума, умирал на вторые сутки.

Итак, шум в экстремальных обстоятельствах может убить человека. А в

обычных условиях, как свидетельствует современная медицина, на ранней

стадии воздействия он поражает сначала нервную систему, внутренние орга-

ны, а затем органы слуха, вызывая тугоухость, глухоту. Человек, животные,

птицы и насекомые по-разному воспринимают шум в зависимости от его час-

тоты. Английский инженер Р. Тейлор сравнил человеческое ухо с весами, на

которых с одинаковой точностью, до четырех знаков после запятой, можно

взвесить и блоху, и слона. Человеческое ухо анализирует звуки, раз-

личающиеся по частоте в 1000 раз. Если попытаться в километрах изобразить

пределы слышимости нашим ухом, то получится, что при цене деления такой

линейки в 1 мм, взятой за единицу частоты, длина линейки составит 400 млн.

км. Самый громкий звук, воспринимаемый ухом, в 10 триллионов раз силь-

нее самого тихого. Минимальная интенсивность звука, которую в состоянии вос-

принимать ухо, называется порогом слышимости.

Порог слышимости – субъективное явление, которое изменяется во много

раз в зависимости от состояния слуховой функции, возраста и других факторов.

Например, порог слышимости для тона 1000 Гц у человека с нормальным

слухом должен иметь интенсивность, равную 0,001 бар или 0,000001 атм.

При легкой глухоте необходимо усиление силы звука до 0,1 бар, т. е. увели-

чение звукового давления в 1000 раз. В акустических расчетах за пороговое

значение звукового давления принято значение, равное 2

-5

Па (Н/м

Верхний предел восприятия звука нашим ухом зависит от целого ряда

факторов и у каждого человека различен. Считают, что человек в восемна-

дцать лет, когда организм в самом здоровом состоянии, при безупречном

225

слухе может услышать звук до 20 кГц, но средние показатели составляют

пределы в 16-18 кГц. С возрастом они уменьшаются до 10-12 кГц. В целом

наше ухо по частотному диапазону воспринимает колебания в диапазоне де-

сяти октав.

Уровень звукового давления выражают децибелами относительно по-

рога слышимости, т. е. 0,00002 Н/м

. На практике очень трудно найти рабо-

чее место, чтобы этот уровень составлял меньше порога слышимости, чаще

наоборот. Например, типичная шумовая карта представляет следующие пока-

затели (в децибелах на расстоянии 1 м):

• тиканье карманных часов – 20; • шепот – 30 - 40;

• речь средней громкости – 60; • фрезерный станок – 100 - 108;

• шум на улице – 70 - 80; • реактивный самолет – 140.

Человек к некоторым шумам, например, к уличному шуму, давно при-

вык. Если шум оказывается выше привычного, то в слуховом органе сраба-

тывают защитные приспособления, созданные самой природой.

Одно из них – ушной рефлекс, который при возникновении шума бо-

лее 90 дБА сокращает мышцы среднего уха и помогает снизить чувствитель-

ность к перегрузкам. Другое – физиологическое приспособление: при уве-

личении звука характер колебания молоточка, наковальни и стремени уха

резко изменяется, что несколько уменьшает громкость воспринимаемого

звука. Но как бы ни изобретательна была природа, все же шум, превышаю-

щий 130 дБА, причем независимо от частоты, вызывает у человека болевое

ощущение, а звуки с уровнем 140 - 150 дБА при любой частоте немедленно

приводят к повреждению слуха и даже к смертельному исходу.

Не все люди одинаково воспринимают шум. Одни получают поврежде-

ние слуха, другие – нет. Но любое производство с повышенным уровнем шу-

ма вызывает у человека через несколько лет работы стойкое снижение остро-

ты слуха. Шум – следствие быстрой утомляемости и снижения произ-

водительности труда на 8 - 10 %.

В некоторых случаях шум вызывает нарушение координации движе-

ния, невозможность сосредоточиться, головные боли, головокружение, чув-

ство страха, неустойчивую эмоциональность, беспричинную раздражитель-

ность. Подобные психологические последствия шумовых воздействий труд-

но поддаются измерению, так как невозможно определить степень их воздей-

226

ствий на настроение человека. Раздраженные люди становятся неестественно

вспыльчивыми, принимают самые неожиданные решения, которые могут

привести к травме, авариям, катастрофам.

Шум вызывает у человека ряд нарушений функционального состояния

нервной и сердечно-сосудистой систем, сопровождающихся ослаблением то-

нуса и ритма сердечных сокращений, артериального давления.

Шум приводит к нарушению секреторной и моторной функций желуд-

ка, появлению гастрита, и, как считают исследователи, может спровоциро-

вать язву и рак желудка. Австрийский врач Гриффит считает, что шум со-

кращает жизнь в среднем на 8 - 12 лет. Есть данные о том, что шум побужда-

ет у человека похотливые, низменные чувства и даже может толкнуть на

убийство.

Неприятное воздействие шума зависит от индивидуального отношения

к нему. Например, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его.

В то же время небольшой шум, вызываемый соседями или каким-либо по-

сторонним источником, может оказать сильное раздражение.

Раздражающее действие шума зависит от его физических свойств, а

точнее от частоты. Низкочастотные шумы до определенных значений чело-

век воспринимает легче, чем высокочастотные.

Ряд исследователей приписывают шуму и такие последствия, как раз-

витие депрессии и психических заболеваний, в результате которых разруша-

ются семьи, осложняются отношения на производстве. Человек становится

неуживчивым, агрессивным.

Но самый серьезный вред от шума выражается в расстройстве сна,

что приводит к дезориентации и галлюцинациям, плохому настроению,

приобретению сердечно-сосудистых заболеваний. Все это следствие психи-

ческого травматизма. Следует отметить, что шум в ряде случаев оказывает

благоприятное действие не только на человека, но и на животных и рас-

тения. Речь идет о музыке.

Известно, что коровы дают молока больше, если при доении они

слушают вальс, и отказываются доиться, если их “угощают” поп-

музыкой. Вьетнамцы подвешивают жестянки над рисовыми полями, от

звука которых урожайность значительно повышается. В нашей стране

впервые в мире был открыт санаторий, где лечили исключительно музы-

227

кой. И эффективность музыкальной терапии была значительно выше ме-

дикаментозной.

Итак, в большинстве случаев шум может вызвать повреждение цен-

тральной нервной системы, а при длительном воздействии снизить чувстви-

тельность к звукам определенных частот. Это приводит к утомлению, сни-

жению производительности труда на 8-10 % и сокращению продолжи-

тельности жизни на 8-12 лет; повреждению, потери слуха на ограничен-

ное время с последующим его восстановлением или навсегда; мгновенной

глухоте, смерти.

По данным Р. Тейлора шум в 185 дБА приводит к разрыву барабан-

ной перепонки, 194 дБА – повреждению легких, 134 дБА – оглушитель-

ному, а 128 дБА – умеренному негодованию общества.

7.3 Источники шума

В окружающей человека среде источниками шума являются транс-

портные средства; агрегаты, установки, оборудование промышленных пред-

приятий; природные процессы, животные и сам человек. Наиболее вредными

и опасными из них являются почти все виды транспортных средств и про-

мышленные источники, а самыми благоприятными – природные звуки.

Технологическое оборудование промышленных предприятий характе-

ризуется самым широким спектром явлений. Например, на деревообрабаты-

вающих предприятиях самые шумные цехи: лесопильный, мебельный и др., в

которых основными источниками шума являются станки. Причина большого

шума в том, что станки работают на высоких скоростях и оборотах рабочих

инструментов, сопровождающихся перемещением больших масс воздуха с

созданием значительных аэродинамических шумов. При этом происходят ко-

лебания узлов резания, отдельных частей станков или оборудования в целом,

которые передаются на фундамент.

Колебания узлов резания вызывают колебания воздуха в небольшом

объеме, ограниченном защитным кожухом. Звуковые волны, вырываясь из

замкнутого пространства кожуха, распространяются по всему цеху, много-

кратно отражаясь от стен. При обработке древесины, обладающей высокой

звукопроводимостью, к колебаниям инструмента добавляются и колебания

228

обрабатываемой. В результате шум при рабочем ходе на четырехстороннем

строгальном станке составляет 124 дБА, а при холостом – 96 дБА. В таких

цехах нет ни одного станка, шум которого бы соответствовал нормативному

значению. Даже сверлильные станки характеризуются уровнем более 85 дБА.

Кроме станков, существенный шум происходит от работы разного обо-

рудования и транспортных конвейеров, кранов, пневмотранспортных и вен-

тиляционных систем и т. д. Современное производство оснащено автомати-

ческими и полуавтоматическими линиями, механизмами, увеличивающими

общее количество электрифицированного приводного оборудования. И, как

отмечают многие исследователи, с увеличением производительности труда,

уменьшением травматизма, улучшением условий труда (по физическим за-

тратам) шума стало больше. Основные причины такого явления:

• увеличение количества оборудования;

• отражательная способность стен и перекрытий цехов, требующих

акустической обработки.

7.4 Контроль и нормирование шума

Как уже отмечалось, характеристикой непостоянного шума на рабочих

местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА. Характе-

ристикой же постоянного шума служат уровни звукового давления в октав-

ных полосах в дБ со средними геометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250,

500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Нормативный уровень звукового давления – это уровень звукового дав-

ления в каждой из 9 октавных полос, принятый в действующих нормативных

документах в соответствии с рекомендациями ИСО (Международная органи-

зация по стандартизации), учитывающими санитарно-гигиеническне и другие

требования по уменьшению воздействия шума на организм человека.

Основополагающий стандарт регламентирует нормы по частотам коле-

баний. Чем больше частота колебаний, тем меньше уровень звукового давле-

ния. Например, допустимые уровни звукового давления на постоянном рабо-

чем месте в производственном помещении для частоты 63 Гц составляют 95

дБ, а для частоты 8000 Гц – 69 дБ. Уменьшение уровней звукового давления

с повышением частоты говорит о том, что на высоких частотах, наиболее

229

вредных для человека, обязательны меньшие значения шума, чем на низких

частотах. Общий уровень шума в производственных цехах не должен пре-

вышать 80 дБА (нормативное значение, принятое в России).

Первые в мире нормативы на шум были приняты, в нашей стране. Это

были нормы и правила по ограничению шума на производстве № 205-56,

разработанные Ленинградским институтом охраны труда в 1956 г. С введе-

нием ГОСТ 12.1.003-83 были отменены нормативы шума, устанавливаемые

СН 245-71.

В настоящее время в России действует более десятка нормативных до-

кументов по шумовым характеристикам с требованиями к их измерениям.

Основные из них: ГОСТ 12.1.003 - 89 и СН 2.2.4/2.1.8.562 - 96.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.003 - 89 допустимые уровни

звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалент-

ные уровни звука на рабочих местах следует принимать:

• для широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульс-

ного) шума;

• для тонального и импульсного шума - на 5 дБ меньше значений, ука-

занных в нормах;

• для шума, создаваемого в помещениях установками кондициониро -

вания воздуха, вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБ менее фактиче-

ских уровней шума в этих помещениях (измеренных или определенных рас-

четом), если последние не превышают нормативного значения, в остальных

случаях - на 5 дБ менее значений, указанных в нормах.

Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчув-

ствительных лиц.

Санитарные нормы являются обязательными для всех организаций и

юридических лиц на территории Российской Федерации независимо от форм

собственности, подчинения и принадлежности и физических лиц независимо

от гражданства.

Ссылки на требования санитарных норм должны быть учтены в Госу-

дарственных стандартах и во всех нормативно-технических документах, рег-

ламентирующих планировочные, конструктивные, технологические, серти-

фикационные, эксплуатационные требования к производственным объектам,

жилым, общественным зданиям, технологическому, инженерному, санитар-

230

но-техническому оборудованию и машинам, транспортным средствам, быто-

вым приборам.

Ответственность за выполнение требований данных санитарных норм

возлагается в установленном законом порядке на руководителей и долж-

ностных лиц предприятий, учреждений и организаций, а также граждан.

Контроль выполнения санитарных норм осуществляется органами и учреж-

дениями государственного надзора России в соответствии с законом “О са-

нитарно-эпидемиологическом благополучии населения”, “Трудовым кодек-

сом Российской Федерации” и с учетом требований действующих санитар-

ных правил и норм.

Таблица 7.2- Уровни шума для различных видов трудовой дея-

тельности с учетом степени напряженности труда

Вид трудовой деятельности

Уровни звука и

эквивалентные

уровни звука,

дБ А

Творческая работа, преподавание

Труд высших производственных руководителей, связанных с

контролем группы людей, выполняющих преимущественно умст-

венную работу

Высококвалифицированная умственная работа, требующая со-

средоточенности; труд, связанный исключительно с разговорами по

средствам связи

Умственная работа, выполняемая с часто получаемыми указа-

ниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоянно-

го* слухового контроля; высокоточная категория зрительных ра-

бот**

Умственная работа, работа с точным графиком операций с ин-

струкцией (операторская), категория точных зрительных работ

Физическая работа, связанная с точностью, сосредоточенностью

или периодическим слуховым контролем

*Более 50% рабочего времени; ** По СНиП 23-05 - 03

Нормирование шума распространяется на помещения и кабины произ-

водственных предприятий, подвижной состав железнодорожного транспорта,

231

морские, озерные и речные суда, вертолеты, пассажирские и транспортные

самолеты, трактора, грузовой автотранспорт, строительно-дорожные и дру-

гие аналогичного вида машины, жилые дома, городские застройки и т.д.

Степень вредности и опасности условий труда при воздействии шума

устанавливается с учетом его временных и частотных характеристик в соот-

ветствии с положениями Р 2.2.2006-05.

7.5 Вибрация. Термины. Классификация. Воздействие

В специальной технической литературе по вибрации используют бо-

лее ста различных терминов. Например, в соответствии с положениями и

ГОСТ 24346 и др. нормативных документов:

• вибрация – это движение точки или механической системы, при котором

происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по край-

ней мере, одной координаты;

• узкополосная вибрация – вибрация, у которой контролируемые пара-

метры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значе-

ния в соседней 1/3 октавной полосе;

• широкополосная вибрация – вибрация с непрерывным спектром шири-

ной более одной октавы;

• низкочастотная вибрация – вибрация с преобладанием максимальных

уровней в октавных полосах частот 1 – 4 Гц для общей вибрации и 8 –16 Гц – для

локальной вибрации;

• среднечастотная вибрация – вибрация с частотой: 8-16 Гц – для общей

вибрации и 31,5 - 63 Гц – для локальной вибрации;

• высокочастотная вибрация – вибрация с частотой: 31,5-63 Гц – для об-

щей вибрации и 125-1000 Гц – для локальной вибрации;

• постоянная вибрация – вибрация, для которой величина нормируемых

параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

• непостоянная вибрация – вибрация, для которой величина нормируемых

параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не

менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с;

• колеблющиеся во времени вибрации – вибрации, для которых величина

нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

• прерывистые вибрации – вибрации, когда контакт человека с вибрацией

прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место

контакт, составляет более 1 с;

232

• импульсные вибрации – вибрации, состоящие из одного или нескольких

вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с;

• локальная вибрация – вибрация, воздействующая на отдельные части

организма работающего ( согласно ГОСТ 12.1.012 – вибрация, передающаяся че-

рез руки человека);

• общая вибрация – вибрация рабочего места, воздействующая на весь

организм или вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело си-

дящего или стоящего человека;

• общая вибрация 1-й категории – транспортная вибрация, воздействую-

щая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспорт-

ных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строитель-

стве).

К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохо -

зяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины

(в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, грейдеры,

скреперы, катки и т.д.); снегоочистители, самоходный горный рельсовый

транспорт;

• общая вибрация 2-й категории – транспортно-технологическая вибра-

ция, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся

по специально подготовленным поверхностям производственных помещений,

промышленных площадок, горных выработок.

К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экска-

ваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, ма-

шины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве;

горные комбайны, шахтные погрузочные машины; путевые машины, на-

польный производственный транспорт;

• общая вибрация 3-й категории – технологическая вибрация, воздейст-

вующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся

на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

К источникам технологической вибрации относят: станки деревообра-

батывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, элек-

трические машины, стационарные электрические установки, насосные агре-

гаты и вентиляторы, установки химической и нефтехимической промышлен-

ности и др.

По направлению действия вибрацию классифицируют в соответст-

вии с направлением осей ортогональной системы координат (рис. 7.1):