Исследование параметров шума на рабочих местах

Министерство  образования и науки РФ

  Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной

технический университет 
 
 
 
 
 

Кафедра промышленной безопасности и охраны труда 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная работа №3

«Исследование параметров шума на рабочих местах» 
 
 
 
 
 
 

                       Выполнил:                                      

                       Проверил 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Уфа 2007 

ИССЛЕДОВАНИЕ  ШУМА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

    1         ЦЕЛЬ РАБОТЫ

    1.1       Изучение   основных   физических   параметров,   характеризующих шум, его действия на организм человека, способов нормирования и основных методов защиты от производственного шума.

    1.2      Ознакомление с прибором и  методикой измерения шума звукового  диапазона.

    1.3       Приобретение практических навыков  измерения параметров шума при помощи  шумомера ВШВ-003-М2.

    1.4      Оформление протокола измерения  шума (эквивалентного уровня звука).

    2        ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

    2.1      Основные понятия

    Шумом называется совокупность звуков, имеющих различную частоту и интенсивность. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятно воспринимаемый человеком звук.

    По  физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды. При своем распространении звуковая волна переносит энергию.

    Ухо человека способно воспринимать как  звук механические колебания в диапазоне  частот от 16 до 20000 Гц. Колебания с  частотой менее 16 Гц -инфразвуки и с частотой более 20000 Гц - ультразвуки человеческим ухом не воспринимаются, но могут также оказывать неблагоприятное воздействие на человеческий организм.

    Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию, т. к. колебания твердых тел вызывают колебания воздушной среды. Шум является одним из наиболее существенных негативных факторов производственной среды.

    2.2     Параметры, характеризующие шум

    Основными физическими параметрами, характеризующими шум, являются звуковое давление р , интенсивность звука I и частота f.

    Количество  энергии, переносимое волной за единицу  времени через единичную    площадку,    ориентированную    перпендикулярно    направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука (Вт/м²).

    Звуковое  давление р (Па) — разность между мгновенным значением давления при распространении звуковой волны и средним значением давления в невозмущенной среде:

    p=v∙ρ∙C,                                             (2.1)

    где v - колебательная скорость (м/с) — скорость колебания частиц воздуха относительно положения равновесия;

    ρ - плотность среды (кг/м³);

    с - скорость распространения звука  в данной среде (м/с). При нормальных атмосферных условиях (температура 20 °С, давление 10⁵ Па) скорость распространения звука в воздухе равна 344 м/с.

    Интенсивность звука связана со звуковым давлением  зависимостью:

       I= p²/(ρ∙c)                                                (2.2)

    Интенсивность звука является величиной, объективно характеризующей волной процесс. Субъективной характеристикой звука (т.е. отражающей восприятие звука органами слуха  человека), связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая  от частоты. По физиологическому закону Вебера-Фехнера, с ростом интенсивности громкость возрастает по логарифмическому закону. На этом основании звуковое давление и интенсивность звука принято характеризовать их логарифмическими значениями - уровнями интенсивности звука и звукового давления в децибелах (ДБ).

    Уровень интенсивности звука определяется по формуле

    L = 10lg(I/I₀), дБ,                                       (2.3)

    где I₀ — интенсивность звука на пороге слышимости, принимаемая для всех звуков равной 10^-12 (Вт/м²).

    Так как интенсивность звука пропорциональна  квадрату звукового давления, то уровень  звукового давления

    L = 20lg(p/p₀), дБ,                                     (2.4)

    где р — среднее квадратическое значение звукового давления, Па;

    р₀ —пороговое звуковое давление, равное 2∙10 ^-5 Па.

    В качестве порогового значения принято  минимальное значение звукового  давления, которое слышит человек  при частоте звука в 1000 Гц (порог  слышимости).

    Уровнями  интенсивности обычно пользуются при  выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления - при измерении шума и оценке его воздействия на организм человека

    Важной  характеристикой, определяющей распространение  шума и его воздействие на человека, является его частота. Частота колебаний - величина, равная числу колебаний, совершаемых в единицу времени. Измеряется в герцах, 1 Гц соответствует одному колебанию в секунду.

    При измерении и анализе шумов  весь диапазон частот разбивают на октавы - интервалы частот, где конечная частота больше начальной в 2 раза:

          
                                     (2.5)

    и третьоктавные полосы, определяемые соотношением

                                  (2.6)

    В качестве частоты, характеризующей  полосу   в целом, берется среднегеометрическая частота:

для октавного диапазона -   ;                                     (2.7)

для третьоктавого -  f₁ .                                                 (2.8)

    Граничные и среднегеометрические частоты  октавных полос приведены в таблице 2.1.

    Таблица 2.1- Частоты и диапазона октавных полос

    2.3     Классификация производственного шума

    Шум классифицируется по частоте, спектральным и временным характеристикам, природе его возникновения.

    По  частоте акустические колебания различаются на инфразвук (f < 16 Гц), звук (16 < f < 20000 Гц), ультразвук (f > 20 000 Гц). Акустические колебания звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).

    В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 по спектральным характеристикам шум подразделяется:

    •  на широкополосный с непрерывным  спектром более одной октавы;

    •  тональный (дискретный),  в спектре  которого  имеются  выраженные дискретные тона (частоты, уровень  звука  на  которых  значительно выше уровня звука на других частотах).

    По  временным характеристикам шум подразделяется:

    •     на постоянный,    уровень    звука    которого   за    8-часовой рабочий день  (рабочую  смену) изменяется во времени не более  чем на 5 дБА;

    •     непостоянный,  уровень  звука  которого  за  8-часовой  рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем   на   5 дБА.

    Непостоянные  шумы подразделяются:

         •   на колеблющийся    во    времени    шум,    уровень    звука    которого непрерывно изменяется во времени;

    •    прерывистый       шум,      уровень      звука      которого      ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение   которых уровень   остается   постоянным,   составляет   1с и более;

    •    импульсный, состоящий из одного или  нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с.

    По  природе возникновения шум можно разделить на механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.

    2.4 Действие шума на организм человека

    Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических объектов сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

    В зависимости от уровня и характера  шума можно выделить несколько ступеней его воздействия на человека.

    Полное  отсутствие шума противоестественно. Абсолютная тишина угнетает. Пребывание в полной тишине более нескольких суток ведет к психическим расстройствам.

    Шум 20...60 дБ - шумовой фон, постоянно действующий  на человека в повседневной деятельности. Привычный шум или шум, производимый самим человеком, не беспокоит. Шум  свыше 40 дБ может создавать повышенную нагрузку на нервную систему, особенно при умственной работе.

    Шум 60...80 дБ оказывает психологическое  воздействие, создавая значительную нагрузку на нервную систему человека (особенно при умственной работе). В результате наблюдается повышенная утомляемость, раздражительность, ослабляется внимание, замедляются психические реакции, как следствие снижается производительность и качество труда. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.

    Шум 80... 110 дБ оказывает физиологическое  воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под влиянием шума свыше 80 дБ наблюдается ухудшение слуха (снижение слуховой чувствительности в первую очередь на высоких частотах).

    Однако  действие сильного шума на организм человека характеризуется не только по состоянию слуха. Изменения в функциональном состоянии нервной системы и ряда органов наступают гораздо раньше, их совокупность характеризуется как шумовая болезнь. К объективным симптомам шумовой болезни относятся: снижение слуховой чувствительности, изменение функции пищеварения, выражающееся в понижении кислотности, сердечно-сосудистая недостаточность, нейроэндокринные расстройства. Работающие в условиях сильного шума испытывают головные боли, головокружения, снижение памяти, боли в ушах. Все это снижает работоспособность человека, безопасность его труда.

    Шум выше 110 дБ оказывает травматическое действие на органы слуха.

 Запрещается  даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой «ставной полосе, т.к. при шуме более 135 дБ возможен разрыв барабанной перепонки, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.

    Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспособность, появляется чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость, затруднение речи.