Федеральное АгенТство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
____________ Суржиков А. П.
«____» ___________ 2009г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМОВ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов
всех специальностей
Томск 2009
Исследование шумов в производственных помещений. Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей. - Томск: Изд. ТПУ, 2009 - 21с.
Составитель: А .Г. Дашковский
Рецензент: к.т.н., доцент Ю. Ф. Свиридов
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности ___ _________ 2009г.
Зав. каф. ЭБЖ, проф., д-р хим. наук С.В. Романенко
Предс. учеб.-метод. комиссии ЭЛТИ
доц. канд. техн. наук В.И. Готман
Цель работы – провести измерения параметров шума, оценить эффективность мероприятий по снижению шума средствами звукоизоляции и, в частности, звукоизолирующим кожухом.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые механические колебания в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной). Основным признаком механических колебаний является повторяемость процесса движения через определенные промежутки времени. Минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела, называют периодом, колебаний (Т), а обратную ему величину - частотой колебаний (f). Эти величины связаны между собой простым соотношением:
f=1/Т (1)
где f - частота колебаний в герцах (Гц), Т - период колебаний в секундах (с).
Акустические колебания в диапазоне 16 Гц - 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми.
Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Область слышимых человеком звуков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя - порог слышимости, верхняя - порог болевого ощущения. Порогом слышимости называется минимальная интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука. Интенсивность звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом болевого ощущения. На практике болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ (что соответствует звуковому давлению 200 Па и ин-тенсивности 100Вт/м2).
Шум - это совокупность периодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм, человека.
При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой в Вт/м2 . Однако субъективно оцениваемая громкость (физиологическая характеристика звука) возрастает гораздо медленнее, чем интенсивность (физическая характеристика) звуковых волн. При возрастании интенсивности звука в геометрической прогрессии воспринимаемая человеком громкость возрастает приблизительно линейно. Поэтому обычно уровень громкости L выражают в логарифмической шкале:
L=10 lg(I/I0) (2)
где I0 - условно принятый за основу уровень интенсивности, равный 10-12 Вт/м2 и оцениваемый как порог слышимости человеческого уха при частоте звука 1000 Гц (человеческое ухо наиболее чувствительно к частотам от 1000 до 4000 Гц). По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии (уровня раздражения) больше предыдущей в 10 раз. Если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале это соответствует увеличению громкости (уровня восприятия) на 1, 2, 3 единицы. Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Она примерно соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому человеческим ухом.
Звуковое давление Р - это среднее во времени избыточное давление на препятствие, помещенное на пути звуковой волны. На пороге слышимости человеческое ухо воспринимает при частоте 1000 Гц звуковое давление Р0 = 2-10-5 Па, на пороге болевого ощущения звуковое давление достигает величины 2∙105 Па, Для практических целей удобной является характеристика звука, измеряемая в децибелах, - уровень звукового давления. Уровень звукового давления Lp - это выраженное по логарифмической шкале отношение величины данного звукового давления Р к пороговому давлению Р0 :
Lp = 20 lg(P/Р0) (3)
Порог слышимости изменяется с частотой: уменьшается при увеличении частоты звука от 16 до 4000 Гц, затем растет с увеличением частоты до 20000 Гц. Например, звук, создающий уровень звукового давления в 20 дБ на частоте 1000 Гц будет иметь такую же громкость, как и звук в 50 дБ на частоте 125 Гц. Поэтому звук одного уровня громкости при разных частотах имеет различную интенсивность,
В биологическом отношении шум считается стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных реакций. Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы, оказывает влияние на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы, из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Акустический стресс может приводить к разным проявлениям: функциональные нарушения регуляции центральной нервной системы, изменение скорости дыхания и пульса, нарушения обмена веществ, сердечно-сосудистые заболевания, гипертоническая болезнь, профессиональные заболевания.
Длительное воздействие интенсивного шума выше 80 дБ (А) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности или интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости.
Различают следующие степени потери слуха: I степень (легкое снижение слуха) — потеря слуха в области речевых частот составляет 10—20 дБ, на частоте 4000 Гц — 60 ± 20 дБ; II степень (умеренное снижение слуха) потеря слуха соответственно составляет 21—30 дБ и 65 ± 20 дБ; III степень (значительное снижение слуха) — потеря слуха соответственно составляет 31 дБ и более и 78 ± 20 дБ.
Результаты проведенных обследований показали, что тугоухость в последние годы выходит на ведущее место в структуре профессиональных заболеваний и не имеет тенденции к снижению.
Шумы классифицируются:
По спектральному составу - на широкополосный (с непрерывным спектром шириной более 1 октавы) и тональный (низко-, средне- и высокочастотные шумы).
По временным характеристикам - на постоянный (стационарный) и непостоянный (колеблющийся, прерывистый, импульсивный – например, шумы от ударов или взрывов, возникающие при забивании свай, ударах пресса или ружейных выстрелах).
По длительности действия - на продолжительный и кратковременный. Продолжительный шум производит оборудование, работающее непрерывно в одном режиме, например, вентиляторы, насосы и вычислительное оборудование. Кратковременный шум - оборудование, работающее в цикличном режиме, а также проезжающие автомобили и пролетающие самолеты.
Основными способами защиты от шума являются:
1. Снижение шума в источнике его возникновения. Требует коренного изменения конструкции шумного агрегата или технологического процесса. Например, замена клепки – сваркой, правки металла – вальцовкой, замена возвратно-поступательного движения деталей агрегатов вращательными движениями и т.д.
2. Звукоизоляция. Снижение шума достигается путем включения в конструкцию агрегата устройств, препятствующих распространению шума от агрегата наружу, т.е. устройств, изолирующих или поглощающих шум, а также применением шумозащитных звукоизолированных кабин для обслуживающего персонала. Звукоизоляцией удается ослабить шум на 20-40 дБ и устранить из его состава высокочастотные звуки.
3. Звукопоглощение. Применяют, когда снижение шума в источнике и звукоизолирующие устройства неосуществимы или снижают шум недостаточно. Ослабление шума этим методом достигается облицовкой внутренних поверхностей (стен, потолка) помещений звукопоглощающими чаще всего пористыми, материалами (аппаратные телеграфа, звукоизолирующие кабины и кожухи, судовые машинные отделения с помещениями небольшого объема, до 400— 500 м ). Ослабление шума в этих случаях происходит вследствие поглощения отраженных от поверхности звуков, подобно тому как уменьшается освещенность в помещении при окраске стен и потолка черной краской.
Снижение шума при таких облицовках не превышает 7—8 дБ, величина эта уменьшается при возрастании объема помещения, поэтому в больших помещениях устройство таких облицовок нецелесообразно.
4. Специальные глушители.
5. Архитектурно-планировочные решения.
6. Средства индивидуальной защиты.
Нормированные параметры шума определены ГОСТ 12.1.003-83 и 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». Этими документами определяются предельно допустимые уровни звукового давления трудовой деятельности разных категорий, тяжести и для различных видов трудовой деятельности и рабочих мест, а также в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки.