Производственный шум. Воздействие шума на человека

1. ШУМ

бессистемное сочетание звуков различной
интенсивности и частоты, оказывающих вредное
действие на организм человека

2. Воздействие шума на человека.

1. Шум высоких уровней отрицательно влияет на ЦНС, желудок,
двигательные функции, умственную работу, зрительный анализатор.
Изменяется частота и наполнение пульса, кровяное давление,
замедляются реакции, ослабляется внимание, ухудшается
разборчивость речи.
2. Снижается чувствительность органа слуха, что приводит к
временному повышению порога слышимости. При длительном
воздействии шума высокого уровня возникают необратимые потери
слуха и развивается профессиональное заболевание - тугоухость.
Критерием риска потери слуха считается уровень 90 дБА, при
ежедневном воздействии более 10 лет.

3. Шум

Звук и шум; основные характеристики
Физические характеристики звука
Звук или тон - это акустическое гармоническое колебание с
определённой частотой.
Основные параметры звуковых волн:
частота f, Гц, интенсивность I, Вт/м2, звуковое давление р, Па.
Инфразвук
20Гц Слышимый звук
20000Гц Ультразвук
T
1
2
p p 2 t dt
T 0
I=W/(S·T)
I=p2 / ρс

4. Закон Вебера-Фехнера для звука основной психофизический закон, определяет связь между интенсивностью ощущения и силой

раздражения, действующего на какой-либо орган чувств.
Уровень ощущения звука L пропорционален логарифму
интенсивности I, отнесённой к интенсивности Io на пороге
слышимости.
2
I
p
p
L 10 lg
10 lg 2 20 lg
,
I0
p0
p 0
где I, p - действующие значения интенсивности и звукового
давления;
I0 =10-12 Вт/м2, p0 =2*10-5 Па - интенсивность и звуковое
давление на пороге слышимости.
Уровень звука L оценивают в относительных
логарифмических единицах - ДЕЦИБЕЛАХ (дБ).

5. Спектр – распределение шума по частотам

Октава – интервал частоты, где конечная
частота больше начальной в 2 раза: f 2
Третьоктавные полосы частот f 2
f1
f1
2
3
Среднегеометрическая частота:
f ср f 1 f 2
для октавного диапазона
для третьоктавного f ср 6 2 f 1
2

6. Зона слышимости звука

L, дБ
р, Па
2
140
2*102
Зона
слышимости
звука
0
2*10-5
Рис. 12
1
f, Гц
0
1000
20000
Порог слышимости (1) зависит от частоты, а порог болевого ощущения (2)
имеет слабую частотную зависимость. Уровень звука на пороге слышимости
равен 0дБ при звуковом давлении 2*10-5 Па, а на пороге болевого ощущения
140дБ при звуковом давлении 2*102 Па. Область, расположенная между
порогами, называется зоной слышимости звука.

7.

Воздействие шума на человека
Интенсивность
воздействия
Длительность
воздействия
Частотные
характеристики
шума
Физиологическое
действие
на человека
Общебиологическое
действие
Снижение
работоспособности
головная боль
утомляемость
бессонница
снижение умственной
деятельности
раздражение
травматизм
Профессиональные
заболевания
временная
потеря слуха
полная потеря слуха
смертельные
случаи

8.

Действие шума на организм человека
30-35 дб – не вызывает беспокойства у человека;
40-70 дб – значительная нагрузка на нервную
систему, ухудшение самочувствия, при длительном
действии может быть причиной неврозов;
> 80 дБ – может привести к потере слуха
(профессиональная тугоухость);
> 140 дБ – разрыв барабанной перепонки;
> 160 дБ – смерть.

9.

Классификация шумов
Спектральные
характеристики
Временные характеристики
Постоянный шум
Широкополосный шум
Непостоянный шум
Тональный шум
Колеблющийся во
времени
Прерывистый
Импульсный
ГОСТ ССБТ «Шум. Общие требования безопасности»

10.

11. Нормирование шума ГОСТ 12.1.003-83 СН 2.2.4/2.1.8.562-96

• Постоянный шум – уровни звукового давления, дБ,
в октавных полосах частот со
среднегеометрическими значениями 31,5…8000 Гц
• Непостоянный шум – эквивалентный (по энергии)
уровень звука
2
1 PA t
dt
L A экв 10 lg
T 0 P0
T
1 n
0,1 Li
L A экв 10 lg i 10
T i 1

12.

Эквивалентный уровень звука
Обычно на человека действует непостоянный шум,
который оценивают эквивалентным уровнем Lэ, то есть
уровнем постоянного шума, оказывающим по энергии
такое же воздействие, как и данный непостоянный.
t
Lэ Li + 10 lg ( i ) , где: Li - составляющий уровень шума (дБ) при его
T действии за время t (ч.) при общей экспозиции шума T.
i
Пример
Найти эквивалентный уровень звука, если Т = 4ч,
L1 =90дБА, t1 = 2ч, L 2 = 88дБА, t2 = 2ч.
t1
2
2
Lэ1 L1 + 10 lg 90 + 10 lg 87 дБА ; Lэ2 88 + 10 lg 85 дБА.
T
4
4
По правилу сложения уровней при разности между ними
2дБА добавка к большему уровню составляет 2,2 дБА,
поэтому эквивалентный уровень звука равняется 89,2дБА.

13.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на
рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и
напряженности в дБА
Категория
напряженност
и трудового
процесса
Напряженность
легкой степени
Напряженность
средней степени
Напряженный
труд 1-й
степени
Напряженный
труд 2-ой
степени
Категория тяжести трудового процесса
Легкая
физическа
я нагрузка
80
Средняя
физическа
я нагрузка
80
Тяжелый
труд 1-ой
степени
75
Тяжелый
труд 2-ой
степени
75
Тяжелый
труд 3-й
степени
75
70
70
65
65
65
60
60
50
50
Примечания. 1) Для тонального и импульсного шума ПДУ на 5 дБА меньше
значений, указанных в табл. 7.1. 2) Для шума, создаваемого в помещениях с
установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления
– на 5 дБА меньше фактических уровней шума в помещениях, если последние
не превышают значений в табл. 7.1 (поправка для тонального и импульсного
шума при этом не учитывается), в противном случае на 5 дБА меньше
значений, указанных в табл. 7.1. 3) Дополнительно для колеблющегося во
времени и прерывистого шума максимальный уровень
звука не должен
превышать 110 дБА, а для импульсного шума 125 дБАI. 4) Сочетания
напряженного и очень напряженного
с тяжелым и очень тяжелым
физическим трудом не нормируются, из соображений необходимости их
ликвидации как недопустимых.

14.

Микрофон
Предварительный усилитель
Делители
Фильтры (А, С, Лин)
Измерительный блок (детектор)
Индикатор

15. Уменьшение шума

Классификация средств
1. Уменьшение шума в источнике возникновения
Наиболее рациональное средство, но часто требует серьёзного
конструктивного изменения машины.
2. Организационно- технические мероприятия
Уменьшение времени воздействия шума (ДУ)
3. Средства коллективной защиты
а) Архитектурно-планировочные мероприятия.
б) Конструктивные средства.
Кожухи, экраны, глушители
4. Средства индивидуальной
звукопоглощающие и
защиты (СИЗ)
звукоизолирующие
конструкции
Наушники, заглушки, шлемы

16.

Снижение шума в источнике его
возникновения достигается:
• 1. Заменой ударных процессов на безударные
(клепка-сваркой, штамповка- прессованием и др.)
• 2. Заменой возвратно-поступательного перемещения
деталей вращательным.
• 3. Заменой зубчатых передач гидравлическими.
• 4. Заменой интенсивно звучащих материалов на
материалы с меньшей звучностью (сталь на чугун).
• 5. Повышение точности изготовления деталей и
качества балансировки вращающихся деталей.
• 6. Применение новых методов металлообработки
(лазерная, электронно-лучевая, плазменная и др.
Новый лозунг в технологии: лучше, безопаснее, тише.

17.

Методы и средства
защиты от шума
Коллективные
Снижение шума
в источнике
возникновения
Способы
реализации
Снижение шума
по пути
распространения
Акустические
Организаци
оннотехнические
Индивидуальные
Архитектурнопланировочные
Беруши
Шлемы
Каски
звукоизоляция
звукопоглощение
Костюмы
Наушники

18. Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения

Конструктивные средства уменьшения шума основаны на
использовании этих принципов.
1. Экранирование звуковой тени
способность преград создавать зону
Экран
Источник
шума
Зона
звуковой
тени
Эффективность экрана зависит от длины звуковой волны по
отношению к размерам препятствия, то есть от частоты колебаний.
В помещении из-за наличия отражённого шума эффект экрана
меньше, чем в открытом пространстве.

19. Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения (продолжение)

2. Звукоизоляция - способность преград отражать
звуковую энергию.
Источник шума
ИШ
ИШ
Интенсивность:
падающего шума,
отражённого шума
прошедшего шума
Звукоизоляция одностенной конструкции R (дБ) определяется
законом «массы»
где f - частота колебаний, Гц;
δ - поверхностная масса стенки, кг/м2;
А, С - эмпирические коэффициенты.
R A lg ( f ) C ,

20. Коэффициенты, характеризующие взаимодействие звука с преградой:

• 1. Коэффициент поглощения звука:
α = Iпогл./ Iпад.
• 2. Коэффициент отражения звука:
β = Iотр./ Iпад
3. Коэффициент пропускания звука:
τ = Iпр./ Iпад
α + β + τ =1
• Звукоизолирующая способность преграды:
R =10 lg1/ τ, дБ

21. Коэффициенты, характеризующие взаимодействие звука с преградой:

• 1. Коэффициент поглощения звука:
α = Iпогл./ Iпад.
• 2. Коэффициент отражения звука:
β = Iотр./ Iпад
3. Коэффициент пропускания звука:
τ = Iпр./ Iпад
α + β + τ =1
• Звукоизолирующая способность преграды:
R =10 lg1/ τ, дБ

22. Принципы экранирования, звукоизоляции, звукопоглощения (продолжение)

3. Звукопоглощение В помещении с
источником шума
уровни шума
определяются
прямым и
отражённым
шумом.
Прямой шум источника
Отражённый шум
способность пористых и рыхловолокнистых материалов, а также
резонансных конструкций поглощать
звуковую энергию.
Звукопоглощающий
матеИШ
риал
Звукопоглощающий материал, установленный на стенах
помещения, уменьшает составляющую отражённого шума.

23. Конструктивные средства уменьшения шума

Для уменьшения аэродинамического шума систем вентиляции,
шума газотурбонаддува и газовыхлопа двигателей применяют
реактивные (рис.21, а) и активные (рис.21, б) глушители.
а)
б)
Расширительная камера
Рис. 21
Глушитель со звукопоглотителем
Звукоизоляция источника шума обеспечивается кожухом (рис.22 а),
а звукоизоляция рабочего места - изолированной кабиной (рис.22 б)
а) Кожух со звукопоглотителем
б) Изолированная
кабина
ИШ
ИШ
Рис. 22

24. Расчет звукоизолирующей способности кожуха и кабины

• 1. Rтр.кожуха.= L – Ln +10 lgSкож./Sист.,
• 2. Выбираем Rкож.> Rтр.кожуха,
• 3. Получаем Lиз. = L – Rкож
• 4. Rтр.каб.= L – Ln +10 lgSкаб./В,
Sкаб =ab + 2bh +2ah,
• 5. Выбираем Rкаб.> Rтр.каб,
• 6. Получаем Lиз. = L – Rкаб

25.

Звукоизолирующий кожух
1 – кожух, 2 – слой звукопоглощающего
материала, 3 – уплотнения из резины, 4 –
гибкие вставки, 5 – виброизоляторы.

26.

Типы глушителей шума.
а и б - трубчатые
глушители; в пластинчатый
глушитель; г и д глушители с
цилиндрическими
звукопоглотителя
ми

27.

Плоские
Двустенные звукоизолирующие конструкции
Объёмные
1 - пластины; 2 - воздушный
промежуток; 3 - звукопоглотитель; 4 - крепление.
Звукопоглощающие конструкции
1 - защитный перфорированный экран; 2 - стеклоткань; 3 - звукопоглощающий материал; 4 - стена или потолок; 5 - воздушный
промежуток; 6 - плита из звукопоглощающего материала.

28.

Средства экранирования

29. Средства индивидуальной защиты

30. Инфразвук

область акустических колебаний с частотами,
лежащими ниже полосы слышимых частот 20
Гц
Особенности:
-большая длина волны
- малая частота колебаний
- мало поглощаются воздухом
-свободно огибают препятствия

31. Классификация

• По характеру спектра: широкополосный;
тональный
• По временным характеристикам:
постоянный; непостоянный

32. Нормирование (СН 2.2.4/2.1.8.583-96)

• Постоянный:
- Уровни звукового давления, дБ, в октавных
полосах со среднегеометрическими
частотами 2,4,8,16 Гц:
2
p
L p 10 lg 2
po
- Общий уровень звукового давления,
измеренный по шкале шумомера
«линейная», дБ Лин

33. Нормирование (СН 2.2.4/2.1.8.583-96)

• Непостоянный:
- Эквивалентные по энергии уровни звукового
давления, дБ, в октавных полосах частот со
среднегеометрическими частотами 2,4,8,16
Гц
- Эквивалентный общий уровень звукового
давления, дБ Лин
1 n
0,1Li
L экв 10 lg t i 10
T i 1

34. Мероприятия по борьбе с инфразвуком

• Изоляция источников инфразвука
• Дистанционное управление процессами
• Повышение быстроходности машин
• Применение глушителей инфразвука
• Устранение низкочастотной вибраций
• Использование демпфирующих
устройств
• СИЗ
• Рациональный режим труда и отдыха

35. Ультразвук

область акустических колебаний с частотой
выше 20 кГц, неслышимых ухом человека.
Особенности:
- большая частоты колебаний
- малая длина волны

36. Классификация

• По способу распространения:
- контактный;
- воздушный
• По типу источников колебаний:
-
ручные;
стационарные
• По спектру:
-
низкочастотный 16…63 кГц;
среднечастотный 125…250 кГц;
высокочастотный 1,0…31,5 МГц
• По режиму генерирования:
-
постоянный;
импульсный

37. Нормирование (СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96)

• Воздушный ультразвук – уровни звукового
давления, дБ
• Контактный ультразвук – пиковые значения
виброскорости или её логарифмические
уровни:
L p 20 lg
o

38. Методы борьбы с ультразвуком

• Использование ультразвуковых источников,
работающих на частотах не ниже 22 кГц
• Оборудование звукоизолирующими кожухами и
экранами
• Размещение установок в специальных
помещениях
• Исключение непосредственного контакта с
рабочей поверхностью источника
• Автоматизация
• Дистанционное управление
• Установка автоблокировки
• Соблюдение режима труда и отдых
• СИЗ