Нормирование по предельному спектру. Этот метод является основным для постоянных шумов. Здесь нормируются уровни звуковых давлений в 8 октавных полосах частот с fсг = 63, 125, 250...8000 Гц. Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления и называется предельным спектром (ПС).

Для каждой категории рабочих мест (конструкторские бюро, лаборатории, цеха и т.п.) регламентирован свой предельный спектр шума. Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах приведены в ГОСТ 12.1.003-76.

Из рисунка видно, что с ростои частоты (более неприятный шум) допустимые уровни уменьшаются. Каждый из спектров имеет свой индекс, например, ПС-80, где «80» - допустимый уровень звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц.

Нормирование уровня звука в дБА. Этот метод используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, когда мы не знаем спектра шума.

Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью

L_A = ПС + 5

Для тонального и импульсного шумов допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше нормативных для постоянного шума.

Для оценки акустической энергии, воздействующей на человека за определенный период времени используется Доза шума, скорректированная по частотной характеристике «А» шумомера [Па² × r]

D = P_A²× T

где Р_А - звуковое давление, соответствующее измеренному уровню звука в дБА.

Допустимая доза шума - доза, соответствующая допустимому уровню звука или допустимому эквивалентному уровню звука.

Для непостоянного шума нормированным параметром является эквивалентный (по энергии) уровень звука широкополосного, постоянного и неимпульсного шума, оказывающего на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум (L_aэкв. [дБА]. Этот уровень измеряется специальными интегрирующими шумомерами.

Методы борьбы с шумом

При проектировании новых предприятий, производственных помещений необходимо принимать меры, чтобы шум в помещениях не превышал допустимых значений. Разработке мероприятий по борьбе с шумом должен предшествовать акустический расчет. Его задачами являются:

- определение уровня звукового давления в расчетной точке (РТ), когда известен источник шума и его шумовые характеристики;

- расчет необходимого снижения шума.

В качестве методов борьбы с шумом используются следующие:

Уменьшение шума в источнике (т.е. «защита количеством»)

Борьба с шумом в источнике (посредством уменьшения уровня звуковой мощности Lp) является наиболее рациональной. Конкретные мероприятия здесь зависят от природы шума (механический, аэрогидродинамический, электромагнитный). Так уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Для уменьшения аэрогидродинамического шума следует стремиться к уменьшению скоростей обтекания тел потоком среды (газовой или жидкой), к улучшению аэродинамических качеств обтекаемых тел. Снижение электромагнитного шума достигается путем конструктивных изменений в электрических машинах. Например, в трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы.

2.2. Изменение направленности излучения шума

Этот способ следует применять при проектировании установок с направленным излучением шума, соответствующим образом ориентируя эти установки по отношению к рабочим местам или жилым массивам.

2.3. Рациональная планировка предприятий и цехов

При планировке наиболее шумные цехи должны быть сконцентрированы в одном-двух местах. Расстояние между шумными цехами и помещениями, где должен поддерживаться низкий уровень шума (конструкторское бюро и т.п.) должно быть достаточным для обеспечения необходимого снижения шума. Если предприятие расположено в черте города, шумные цехи должны находиться в глубине его территории.

Акустическая обработка помещений

Этот метод основан на том факте, что интенсивность шума в помещениях зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. В случаях, когда нет возможности уменьшить прямой звук, для снижения шума можно уменьшить энергию отражаемых волн. Это достигается увеличением эквивалентной площади звукопоглощения путем размещения на его внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок, а также установки в помещениях штучных звукопоглотителей.

Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и быть незамкнутыми, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала.

Свойствами звукопоглощения обладают все строительные материалы. Однако звукопоглощающими материалами и конструкциями принято называть только те, у которых коэффициент звукопоглощения a на средних частотах больше 0,2. Это прежде всего такие материалы как ультратонкое стекловолокно, минеральная вата, древесноволокнистые плиты, пористый поливинилхлорид, различные пористые жесткие плиты на цементной вяжущей основе и др.

Рис. Штучные звукопоглотители 1 - защитный перфорированный слой,

2 - защитная стеклоткань, 3 - звукопогло-

щающий материал, 4 - воздушный проме-

жуток.

Рис. Звукопоглощающая облицовка

У таких материалов как кирпич, бетон коэффициент звукопоглощение маn (a = 0,01 ¸ 0,05).

Звукопоглощающие облицовки снижают шум на 6-8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от источника) и на 2-3 дБ вблизи источника. Но на высоких частотах облицовки эффективнее (8-10 дБ), таким образом, они позволяют сделать шум более глухим и, следовательно, менее раздражающим.

Уменьшение шума на пути его распространения

Этот путь предусматривает применение звукоизолирующих ограждений (стены, перегородки, экраны, кожухи, кабины и т.п.). Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что падающая на него звуковая энергия отражается в гораздо большей мере, чем проникает за ограждение. Звукоизолирующие свойства ограждения характеризуются коэффициентом звукопроницаемости t

t =

, < 1

где Рпр, Рпад, Jпр, Jпад - соответственно прошедшие через ограждения и падающие на него и соответствующие им значения интенсивностей.

Звукоизоляция ограждения R = 10 lg .

Звукоизоляция ограждений тем выше, чем тяжелее материал, из которого они сделаны.

Звукоизоляция одного и того же ограждения возрастает с увеличением частоты.

В отличие от звукопоглощающих конструкций звукоизолирующие конструкции должны быть выполнены из плотных, твердых и массивных материалов.

Глушение шума

Глушители шума применяются в основном для уменьшения шума различных аэродинамических установок и устройств. Они устанавливаются на воздуховодах, каналах, соплах и подразделяются на абсорбционные (поглощающие звуковую энергию), реактивные (отражающие звуковую энергию обратно к источнику) и комбинированные.

Экранирование шума

Экраны устанавливают между источником шума и рабочим местом. Эффект экранирования основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Эффективность экранирования зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны l: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, следовательно, тем меньше снижение шума. Поэтому экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума. На низких частотах (l велика) экраны малоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает.

Эффективность экрана тем выше, чем меньше расстояние от экранируемого рабочего места до источника шума.

Экраны эффективны, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т.е. либо на открытом воздухе, либо в облицованном помещении, т.е. помещении, подвергнутом акустической обработке.

Средства индивидуальной защиты

К СИЗ от шума относятся наушники, шлемы, каски. При уровнях звука L ³ 135 дБА используются противошумные костюмы (типа жесткого скафандра).

Измерение шума – шумомеры ШУМ-1, ШМ-1, ИШВ-2 в комплекте с октавными фильтрами, полосовые фильтры, измерительные микрофоны, магнитофоны, самописцы и др., акустическая аппаратура зарубежных фирм.

Измерение - на уровне уха работающего при включении не менее 2/3 всего оборудования.

3. Ультразвук. Нормирование и защита

Ультразвуковыми колебаниями называются колебания с f > 20 кГц. У ультразвука та же природа, что и у звука.

Источники: оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения технологических операций (очистка и обезвреживание деталей, дефектоскопия, сварка, сушка, технический контроль) и оборудование, где ультразвук возникает как сопутствующий фактор.

Ультразвуковые колебания делятся на:

низкочастотные f < 100 кГц (распространение воздушным и контактным путем) выраженные сдвиги в состоянии нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, обмене веществ и терморегуляции;
высокочастотные 100 кГц < f < 1000000 кГц

1000 мГц (распространяется контактным путем) локальное воздействие при соприкосновении со средами, в которых распространяются ультразвуковые колебания (ультразвуковые вибрации).

Высокочастотный ультразвук большой интенсивности приводит в основном к тем же нарушениям, что и низкочастотный при контакте.

Воздействие ультразвуковой энергии 6 ¸ 7 Вт/см² может приводить к поражению периферического нервного и сосудистого аппарата в месте контакта (например, воздействие на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковой ванны).

Характеристикой ультразвуковых колебаний является уровень звукового давления Ly в третьеоктавных полосах с fсг = 12,5 ¸ 100 кГц.

Согласно ГОСТ 12.1.001-83 допустимые уровни звукового давления на рабочих местах не должны превышать (при fсг = 3,15 -100кГц) 110 дБ

при fсг = 12,5 кГц - 80 дБ).

Для ультразвука, передающегося контактным путем нормируется пиковое значение виброскорости.

Защита от ультразвука: 1) дистанционное управление, 2) автоблокировка при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка деталей и т.п.), экранирование источника.

В качестве СИЗ (для рук): рукавицы, перчатки.

Контроль уровня: Измерения проводятся в контрольных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5м от контура оборудования и не менее 2м от окружных поверхностей. Измерения проводятся не менее, чем в 4-х контрольных точках по контуру оборудования, при этом расстояние между точками - не более 1 м.

Для измерения Lу (уровней звукового давления) в воздушной среде, применяется аппаратура, состоящая из измерительного микрофона, эл. Цепи с линейной характеристикой, третьеоктавного фильтра и измерительного прибора со стандартными временными характеристиками.

В зоне контакта с твердой средой - измерительный тракт, состоящий из датчика, лазерного интерферометра, усилителя, схемы обработки сигналов.

Измерения проводят в зоне максимальных амплитуд колебаний.

4. Инфразвук. Нормирование и защита

Инфразвук - колебания упругой среды с частотой f < 20 Гц.

Распространение инфразвука в воздушной среде происходит на большие расстояния от источника воздействия малого поглощения его энергии. Мощный источник инфразвука: автомобиль, мчащийся со скоростью > 100 км/час.

Характеристики - те же.

Источники: 1) (механическое происхождение) вентиляторы, поршневые компрессоры, машины и механизмы, работающие с числом оборотов рабочих циклов менее 20 в секунду; 2) движение больших потоков газов или жидкостей (аэродинамическое происхождение).

Действие на человека: ощущение вращения, раскачивание, непроизвольный поворот глазных яблок, чувство тревоги, страха (вплоть до паники), боль в ушах, нарушение чувства равновесия.

Причина: внутренние органы человека имеют собственные частоты ~ 6¸8 Гц. Совпадение этих частот с частотами инфразвука приводит к резонансу. При Lи ~ 150 дБ - влияние на органы пищеварения, функции мозга, ритм сердечных сокращений и дыхания ® слабость, обмороки, потеря зрения и слуха.

По СН 22-74-80; fср = 2, 4, 8, 16 Гц - в октавных полосах - не более 105 дБ, f = 32 Гц - не более 102 дБ.

Большая длина волны позволяет инфразвуку распространяться на десятки тысяч км. Невозможно остановить инфразвук с помощью строительных сооружений.

Защита - 1) ослабление инфразвука в источнике

устранение причин возникновения
увеличение частот до f > 20 Гц
СИЗ
мед. профилактика.

Измерители инфразвука - приборы Фирмы Брюль и Кьер (Дания), ШВК-1, фильтр ФЭ-2 (СССР).

5. Вибрация

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Ее можно представить как колебательное движение материальной точки или механической системы.