Вопрос: Виброакустика, действие шума, ультразвука и инфразвука на организм человека.
Основы физиологии и гигиены труда
1. Виброакустика, действие шума, ультразвука и инфразвука на организм человека.
2. Ионизирующие излучения.
3. Электромагнитные излучения, электромагнитные поля и излучения радиочастотного и оптического диапазона.
Литература:
1. Жидецкий, Джигирей В.С., Мельников, «Основы охраны труда»
2. Катренко Л.А., Кит Ю.В., Пискун И.П. «Охорона Праці», навчальній посібник, Суми, 2004 р.
3. Савчук О.М. «Основи охорони праці», конспект лекцій, ч.1 и 2 - Запоріжжя, «Просвіта» - 2004 р.
4. Юдин Е.Я., Белов С.В., «Охрана труда в машиностроении», М., Машиностроение, 1983.
5. Журнал «Охорона праці» (периодическое издание)
ІІ. Основная часть. - (60мин.)
1.1 Вибрация. Характеристики, нормирование, методы контроля.
Вибрацией называют механические колебания упругих тел, т.е. колебания механизмов, машин, зданий и сооружений с длиной волны (λ) до нескольких миллиметров и частотой (f) до 20 Гц.
Вибрация с частотой свыше 20 Гц сопровождается шумом (звуком).
По воздействию на организм человека вибрации подразделяются на:
Ø общие;
Ø локальные (местные);
Ø комбинированные.
Общие– воздействующие на человека, стоящего или сидящего на колеблющейся поверхности (операторы штампов и кранов);
Локальные (местные)– передающиеся на руки человека работающего с ручным электро- и пневмоинструментом (зачистка швов, обрубщики, клепальщики, шлифовщики);
Комбинированные– это одновременное воздействие общей и местной вибрации (например, при управлении автомобилем).
Вибрация характеризуется: Ø частотой, Гц;
Ø амплитудой, мм;
Ø виброскоростью, см/мин;
Ø виброускорением, см/мин2
Гигиеническая оценка вибрации, воздействующей на человека производится следующими методами:
- частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра: частота, амплитуда, виброскорость, виброускорение;
- интегральной оценкой значений нормируемого параметра;
- интегральной оценкой нормируемого параметра с учетом времени вибрационного воздействия на человека.
Нормируемые параметры указываются для определенного диапазона частот колебаний, отдельно для общей и локальной вибрации.
Методы снижения вибрации:
Ø Снижение вибрациив источнике возникновения путем замены ударных процессов безударными и кулачковых механизмов безкулачковыми.
Ø Вибродемпфирование (вибропоглащение)- этопреобразование энергии механических колебаний в другие виды энергии, т.е. использование конструктивных материалов с большим внутренним трением (нанесение на колеблющуюся поверхность слоя упруговязких материалов: мастики, поролона, резины и т.п.).
Ø Отклонение от режима резонанса деталей конструкцииза счет изменения массы или жесткости конструкции.
Ø Балансировка (уравновешивание) вращающихся элементов машин, с целью достижения их статического и динамического равновесия.
Ø Виброизоляция,т.е. снижение передачи колебаний от источника к другим конструкциям путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи.
Ø Виброгашение -это применение устройств, работающих в противофазе с колеблющейся конструкцией (фундаменты, динамические глушители).
Ø Применение средств индивидуальной защиты:
· От общей вибрации - антивибрационные пояса и виброгасящая обувь (на толстой подошве или с пружинами).
· От локальной (местной) вибрации - виброзащитные рукавицы с вшитым на ладонной части упругим материалом. Это может быть поролон, пористая резина и т.п.
1.2 Шум. Параметры звуковых колебаний, нормирование и контроль параметров. Основные методы защиты от негативного воздействия шума на человека.
Под шумом как гигиеническим фактором принято подразумевать совокупность слышимых звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху.
Воздушное пространство, в котором распространяются звуковые волны называется звуковым полем.
По воздействию на человека шум характеризуется следующими физическими параметрами:
- Звуковым давлением (Р). Это переменное давление, возникающие дополнительно к атмосферному в той среде, через которую проходят звуковые волны. Единица измерения паскаль (Па) или Н/м2.
Распространению звуковой волны сопровождается переносом звуковой энергии.
- Интенсивность или сила звука в данной точке (I), это отношение среднего потока звуковой энергии в любой точке пространства за единицу времени к единицы площади поверхности перпендикулярной направлению распространения звуковой волны. Единица измерения – Вт/м2.
- Частота звуковых колебаний (j) – это число полных колебаний звуковой волны в течении 1с. Единица измерения – герц (Гц).
Органы слуха человека воспринимают акустические колебания в диапазоне от 20 до 20000 Гц.
В свою очередь звуковой диапазон подразделяется на:
Ø низкочастотный - до 400 Гц;
Ø среднечастотный - от 400 до 1000 Гц;
Ø высокочастотный с частотой свыше 1000 Гц.
Методы измерения физических параметров шума следующие.
Звуковое давление (Р) измеряют с помощью шумомера, оно связано с интенсивностью звука (І) следующей зависимостью:
,
где ρ – плотность среды (кг/м3);
с – скорость звука в данной среде (м/с).
Способность слухового анализатора регистрировать величины звуковых давлений объясняется тем, что различается не разность давлений, а кратность изменения звукового давления. Установлено, что каждая последующая ступень восприятия звука отличается от предыдущей при увеличении звукового давления на 12,4%. Поэтому для характеристики акустического восприятия принята специальная шкала логарифмических единиц измерения интенсивности звука, как наиболее объективна соответствующая физиологическому восприятию звука человеком. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Логарифмическая единица отражающая 10 кратную степень увеличения интенсивности звука называется белом (Б). Это минимальное давлении, которое человек воспринимает как звук. Весь диапазон слышимых звуков укладывается в 13-14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей в 10 раз меньшей – децибелом (дБ).
Интенсивность звука определяют расчетным способом, т.к. измерить ее с помощью приборов невозможно.
Измерение частоты звуковых колебаний осуществляют частотомерами.
Нормирование контролируемых параметров шума выполняется следующими методами.
Шум нормируется согласно следующих нормативных документов:
Ø ДСН 3.3.6.037-99 «Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку».
Ø ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».
При нормировании шума используют два метода:
Ø нормирование по предельному спектру шума;
Ø нормирование уровня звука в дБА. (Определенный по шкале «А» шумомера без учета частоты, т.е. чистый шум.)
Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. В этом случае уровни звукового давления (дБ) нормируются в восьми октавных полосах частот со средне геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Совокупность восьми предельных уровней звукового давления называют предельным спектром (ПС).
Второй метод нормирования, основан на измерение шума по шкале «А» шумомера, что эмитирует чувствительность органов слуха человека к шумам различной громкости. Уровень звука в дБА, используют для ориентировочных оценок постоянного и непостоянного шума, т.к. в этом случае спектр шума неизвестен. Уровень звука в дБА связан с предельным спектром зависимостью:
LА= ПС ± 5
Выделяют два пороговых значения звукового давления и интенсивности звука - это порог слышимости и порог болевого ощущения.
Порогом слышимости называют минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, воспринимаемые органом слуха человека. При частоте звука f = 1000 Гц, принятой базовой в акустике, порог слышимости имеет следующие значения: Р0 = 2·10-5 Н/м2, I0 = 10-12 Вт/м2.
Порогом болевого ощущения называют звуковое давление (Рб = 20 Н/м2) и интенсивность звука (Iб = 1 Вт/м2), при которых в органе слуха человека начинают возникать болевые ощущения. Порог болевого ощущения определяется интенсивностью звука в 85 дБ.
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» установлены предельные уровни шума, табл.2.3.
Таблица 2.3 - Соотношение частоты и уровня звукового давления:
| Рабочие места и территория промышленных предприятий | Средне геометрические октавные полосы, Гц. | ||||||
| Уровень звукового давления, дБ | |||||||
В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека даже небольшой шум (50-60 дБА) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывает на нее психологическое воздействие.
Степень вредности любого шума зависит также от того, насколько он отличается от обычного шума, или шума, который вызывает сам человек.
Шум более 70 дБА может оказать физиологическое влияние на человека и привести к очевидным изменениям в ее организме.
Под влиянием шума, превышающего 85-90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.
Если величина уровня шума превышает 85 дБА необходимо вывесить предупреждающий знак, предписывающий необходимость применения СИЗ органов слуха.
При действии шума высоких уровней (более 145 дБ) может разорваться барабанная перепонка.
К мероприятиям по защите от шума относится:
1. Снижение в источнике возникновенияза счет применения «незвучных» материалов.
2. Звукоизоляция- это изменение направления звука в сторону от рабочей зоны, за счет применения экранов и преград.
3. Акустическая обработка шумных помещений, поверхности которых имеют высокую звукоотражающую способность, осуществляется за счет отделки их специальными шумопоглощающими материалами: штукатуркой, ультратонким стекловолокном, а также применение искусственных поглотителей шума.
4. Глушение звука– осуществляется за счет применения глушителей шума, которые подразделяют на:
Ø активные, снижение шума происходит в результате его поглощения слоями звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность;
Ø реактивные, отражают поступающую в них звуковую энергию обратно к источнику звука. Представляют собой расширения и повороты на пути движения звуков, где в различных каналах происходит снижение уровня аэрогазодинамических шумов;
Ø комбинированные, снижение шума происходит в результате его поглощения и отражения.
5. Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).
СИЗ подразделяются на:
Ø внутренние – это беруши из мягкой пластмассы;
Ø внешние – наушники и шлемофоны.
1.3. Ультразвук и инфразвук. Характеристики, нормирования, методы контроля. Защита от негативного воздействия.