u_cours

223

частотами 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по

формуле

L = 20 lg p , p0

где p - среднее квадратическое значение звукового давления, Па;

p0 - исходное значение звукового давления в воздухе ( р0= 2×10-5 Па).

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является ин- тегральный критерий - эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА, оп- ределяемый по соответствующей методике.

Допускается в качестве характеристики непостоянного шума использо- вать дозу шума или относительную дозу шума.

Шум представляет совокупность звуков различной интенсивности и частоты. Такое “разложение” дает возможность определять уровни звукового давления при определенных частотах колебаний, а также выбирать необхо- димый вариант снижения шума, учитывая, что способы уменьшения высоко- частотных и низкочастотных шумов не одинаковы.

Если шум имеет сплошной спектр, т. е. ординаты составляющих его в широкой области частот равны между собой, то такой шум называют белым.

При построении частотных спектров принята определенная ширина частотной полосы, обычно равная одной октаве. Что это означает?

Частоты, как и интенсивность звука, имеют логарифмический масс- штаб. И если в исследовании интенсивности звука взята ступень увеличения в 10 раз, то при измерении частоты колебаний эта ступень удваивается. В связи с тем, что диапазон частот менее широк, чем диапазон интенсивностей звука, количество десятичных увеличений не подсчитывают, десятичными логарифмами не пользуются, а частоты звуков, как уже было сказано, изме- ряют в герцах. Для простоты измерений в приборах весь диапазон частот разделен на октавы. Самая большая частота колебаний в каждой октаве в 2 раза превышает самую малую. Общее количество октав – 9 или 11, в зависи- мости от диапазона частот. Наибольшее распространение получило деление этого диапазона на 9 октав. В литературе и практике встречаются спектры в пол-октавных и третьоктавных полосах. Слово “полоса” указывает на какой- то определенный участок частотного спектра. Например, имея шумомер и

224

анализатор спектра шума, содержащий 9 или 11 электронных фильтров (по соответствующим октавам), можно измерить шум и построить его спектр в двухоктавных полосах.

Бывает и так, что октавные и даже пол октавные и треть октавные ана- лизаторы (спектры) не дают достаточных сведений о шуме. Тогда использу- ют специальные узкополосные анализаторы, которые как бы “разрезают” шум на полосы шириной, например, в 6, 8 или 10 Гц.

Воздействие на организм

В древнем Китае применяли изуверскую пытку: над узником непре- рывно звонил колокол. Несчастный, сойдя с ума, умирал на вторые сутки.

Итак, шум в экстремальных обстоятельствах может убить человека. А в обычных условиях, как свидетельствует современная медицина, на ранней стадии воздействия он поражает сначала нервную систему, внутренние орга- ны, а затем органы слуха, вызывая тугоухость, глухоту. Человек, животные, птицы и насекомые по-разному воспринимают шум в зависимости от его час- тоты. Английский инженер Р. Тейлор сравнил человеческое ухо с весами, на которых с одинаковой точностью, до четырех знаков после запятой, можно взвесить и блоху, и слона. Человеческое ухо анализирует звуки, раз- личающиеся по частоте в 1000 раз. Если попытаться в километрах изобразить пределы слышимости нашим ухом, то получится, что при цене деления такой линейки в 1 мм, взятой за единицу частоты, длина линейки составит 400 млн. км. Самый громкий звук, воспринимаемый ухом, в 10 триллионов раз силь-

нее самого тихого. Минимальная интенсивность звука, которую в состоянии воспринимать ухо, называется порогом слышимости.

Порог слышимости – субъективное явление, которое изменяется во много раз в зависимости от состояния слуховой функции, возраста и других факторов.

Например, порог слышимости для тона 1000 Гц у человека с нормальным слухом должен иметь интенсивность, равную 0,001 бар или 0,000001 атм. При легкой глухоте необходимо усиление силы звука до 0,1 бар, т. е. увели- чение звукового давления в 1000 раз. В акустических расчетах за пороговое значение звукового давления принято значение, равное 2 . 10 -5 Па (Н/м2).

Верхний предел восприятия звука нашим ухом зависит от целого ряда факторов и у каждого человека различен. Считают, что человек в восемна- дцать лет, когда организм в самом здоровом состоянии, при безупречном

225

слухе может услышать звук до 20 кГц, но средние показатели составляют пределы в 16-18 кГц. С возрастом они уменьшаются до 10-12 кГц. В целом наше ухо по частотному диапазону воспринимает колебания в диапазоне де- сяти октав.

Уровень звукового давления выражают децибелами относительно по- рога слышимости, т. е. 0,00002 Н/м2. На практике очень трудно найти рабо- чее место, чтобы этот уровень составлял меньше порога слышимости, чаще наоборот. Например, типичная шумовая карта представляет следующие пока-

затели (в децибелах на расстоянии 1 м):
• тиканье карманных часов – 20;		• шепот	– 30 - 40;
• речь средней громкости – 60;		• фрезерный станок	– 100 - 108;
• шум на улице	– 70 - 80;	• реактивный самолет	– 140.

Человек к некоторым шумам, например, к уличному шуму, давно при- вык. Если шум оказывается выше привычного, то в слуховом органе сраба- тывают защитные приспособления, созданные самой природой.

Одно из них – ушной рефлекс, который при возникновении шума бо- лее 90 дБА сокращает мышцы среднего уха и помогает снизить чувствитель- ность к перегрузкам. Другое – физиологическое приспособление: при уве- личении звука характер колебания молоточка, наковальни и стремени уха резко изменяется, что несколько уменьшает громкость воспринимаемого звука. Но как бы ни изобретательна была природа, все же шум, превышаю- щий 130 дБА, причем независимо от частоты, вызывает у человека болевое ощущение, а звуки с уровнем 140 - 150 дБА при любой частоте немедленно приводят к повреждению слуха и даже к смертельному исходу.

Не все люди одинаково воспринимают шум. Одни получают поврежде- ние слуха, другие – нет. Но любое производство с повышенным уровнем шу- ма вызывает у человека через несколько лет работы стойкое снижение остро- ты слуха. Шум – следствие быстрой утомляемости и снижения произ- водительности труда на 8 - 10 %.

В некоторых случаях шум вызывает нарушение координации движе- ния, невозможность сосредоточиться, головные боли, головокружение, чув- ство страха, неустойчивую эмоциональность, беспричинную раздражитель- ность. Подобные психологические последствия шумовых воздействий труд- но поддаются измерению, так как невозможно определить степень их воздей-

226

ствий на настроение человека. Раздраженные люди становятся неестественно вспыльчивыми, принимают самые неожиданные решения, которые могут привести к травме, авариям, катастрофам.

Шум вызывает у человека ряд нарушений функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем, сопровождающихся ослаблением то- нуса и ритма сердечных сокращений, артериального давления.

Шум приводит к нарушению секреторной и моторной функций желуд- ка, появлению гастрита, и, как считают исследователи, может спровоциро- вать язву и рак желудка. Австрийский врач Гриффит считает, что шум со- кращает жизнь в среднем на 8 - 12 лет. Есть данные о том, что шум побужда- ет у человека похотливые, низменные чувства и даже может толкнуть на убийство.

Неприятное воздействие шума зависит от индивидуального отношения к нему. Например, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его. В то же время небольшой шум, вызываемый соседями или каким-либо по- сторонним источником, может оказать сильное раздражение.

Раздражающее действие шума зависит от его физических свойств, а точнее от частоты. Низкочастотные шумы до определенных значений чело- век воспринимает легче, чем высокочастотные.

Ряд исследователей приписывают шуму и такие последствия, как раз- витие депрессии и психических заболеваний, в результате которых разруша- ются семьи, осложняются отношения на производстве. Человек становится неуживчивым, агрессивным.

Но самый серьезный вред от шума выражается в расстройстве сна, что приводит к дезориентации и галлюцинациям, плохому настроению, приобретению сердечно-сосудистых заболеваний. Все это следствие психи- ческого травматизма. Следует отметить, что шум в ряде случаев оказывает благоприятное действие не только на человека, но и на животных и рас- тения. Речь идет о музыке.

Известно, что коровы дают молока больше, если при доении они слушают вальс, и отказываются доиться, если их “угощают” поп- музыкой. Вьетнамцы подвешивают жестянки над рисовыми полями, от звука которых урожайность значительно повышается. В нашей стране впервые в мире был открыт санаторий, где лечили исключительно музы-

227

кой. И эффективность музыкальной терапии была значительно выше ме- дикаментозной.

Итак, в большинстве случаев шум может вызвать повреждение цен- тральной нервной системы, а при длительном воздействии снизить чувстви- тельность к звукам определенных частот. Это приводит к утомлению, сни- жению производительности труда на 8-10 % и сокращению продолжи- тельности жизни на 8-12 лет; повреждению, потери слуха на ограничен- ное время с последующим его восстановлением или навсегда; мгновенной глухоте, смерти.

По данным Р. Тейлора шум в 185 дБА приводит к разрыву барабан- ной перепонки, 194 дБА – повреждению легких, 134 дБА – оглушитель- ному, а 128 дБА – умеренному негодованию общества.

7.3 Источники шума

В окружающей человека среде источниками шума являются транс- портные средства; агрегаты, установки, оборудование промышленных пред- приятий; природные процессы, животные и сам человек. Наиболее вредными и опасными из них являются почти все виды транспортных средств и про- мышленные источники, а самыми благоприятными – природные звуки.

Технологическое оборудование промышленных предприятий характе- ризуется самым широким спектром явлений. Например, на деревообрабаты- вающих предприятиях самые шумные цехи: лесопильный, мебельный и др., в которых основными источниками шума являются станки. Причина большого шума в том, что станки работают на высоких скоростях и оборотах рабочих инструментов, сопровождающихся перемещением больших масс воздуха с созданием значительных аэродинамических шумов. При этом происходят ко- лебания узлов резания, отдельных частей станков или оборудования в целом, которые передаются на фундамент.

Колебания узлов резания вызывают колебания воздуха в небольшом объеме, ограниченном защитным кожухом. Звуковые волны, вырываясь из замкнутого пространства кожуха, распространяются по всему цеху, много- кратно отражаясь от стен. При обработке древесины, обладающей высокой звукопроводимостью, к колебаниям инструмента добавляются и колебания

228

обрабатываемой. В результате шум при рабочем ходе на четырехстороннем строгальном станке составляет 124 дБА, а при холостом – 96 дБА. В таких цехах нет ни одного станка, шум которого бы соответствовал нормативному значению. Даже сверлильные станки характеризуются уровнем более 85 дБА.

Кроме станков, существенный шум происходит от работы разного обо- рудования и транспортных конвейеров, кранов, пневмотранспортных и вен- тиляционных систем и т. д. Современное производство оснащено автомати- ческими и полуавтоматическими линиями, механизмами, увеличивающими общее количество электрифицированного приводного оборудования. И, как отмечают многие исследователи, с увеличением производительности труда, уменьшением травматизма, улучшением условий труда (по физическим за- тратам) шума стало больше. Основные причины такого явления:

• увеличение количества оборудования;

• отражательная способность стен и перекрытий цехов, требующих акустической обработки.

7.4 Контроль и нормирование шума

Как уже отмечалось, характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА. Характе- ристикой же постоянного шума служат уровни звукового давления в октав- ных полосах в дБ со средними геометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Нормативный уровень звукового давления – это уровень звукового дав-

ления в каждой из 9 октавных полос, принятый в действующих нормативных документах в соответствии с рекомендациями ИСО (Международная органи- зация по стандартизации), учитывающими санитарно-гигиеническне и другие требования по уменьшению воздействия шума на организм человека.

Основополагающий стандарт регламентирует нормы по частотам коле- баний. Чем больше частота колебаний, тем меньше уровень звукового давле- ния. Например, допустимые уровни звукового давления на постоянном рабо- чем месте в производственном помещении для частоты 63 Гц составляют 95 дБ, а для частоты 8000 Гц – 69 дБ. Уменьшение уровней звукового давления с повышением частоты говорит о том, что на высоких частотах, наиболее

229

вредных для человека, обязательны меньшие значения шума, чем на низких частотах. Общий уровень шума в производственных цехах не должен пре- вышать 80 дБА (нормативное значение, принятое в России).

Первые в мире нормативы на шум были приняты, в нашей стране. Это были нормы и правила по ограничению шума на производстве № 205-56, разработанные Ленинградским институтом охраны труда в 1956 г. С введе- нием ГОСТ 12.1.003-83 были отменены нормативы шума, устанавливаемые СН 245-71.

Внастоящее время в России действует более десятка нормативных до- кументов по шумовым характеристикам с требованиями к их измерениям.

Основные из них: ГОСТ 12.1.003 - 89 и СН 2.2.4/2.1.8.562 - 96.

Всоответствии с требованиями ГОСТ 12.1.003 - 89 допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалент- ные уровни звука на рабочих местах следует принимать:

• для широкополосного постоянного и непостоянного (кроме импульс- ного) шума;

• для тонального и импульсного шума - на 5 дБ меньше значений, ука-

занных в нормах;

• для шума, создаваемого в помещениях установками кондициониро - вания воздуха, вентиляции и воздушного отопления - на 5 дБ менее фактиче- ских уровней шума в этих помещениях (измеренных или определенных рас- четом), если последние не превышают нормативного значения, в остальных случаях - на 5 дБ менее значений, указанных в нормах.

Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчув- ствительных лиц.

Санитарные нормы являются обязательными для всех организаций и юридических лиц на территории Российской Федерации независимо от форм собственности, подчинения и принадлежности и физических лиц независимо от гражданства.

Ссылки на требования санитарных норм должны быть учтены в Госу- дарственных стандартах и во всех нормативно-технических документах, рег- ламентирующих планировочные, конструктивные, технологические, серти- фикационные, эксплуатационные требования к производственным объектам, жилым, общественным зданиям, технологическому, инженерному, санитар-

230

но-техническому оборудованию и машинам, транспортным средствам, быто- вым приборам.

Ответственность за выполнение требований данных санитарных норм возлагается в установленном законом порядке на руководителей и долж- ностных лиц предприятий, учреждений и организаций, а также граждан. Контроль выполнения санитарных норм осуществляется органами и учреж- дениями государственного надзора России в соответствии с законом “О са- нитарно-эпидемиологическом благополучии населения”, “Трудовым кодек- сом Российской Федерации” и с учетом требований действующих санитар- ных правил и норм.

Таблица 7.2- Уровни шума для различных видов трудовой дея-

тельности с учетом степени напряженности труда

			Уровни звука и
	Вид трудовой деятельности		эквивалентные
			уровни звука,
			дБ А
	Творческая работа, преподавание		40
	Труд высших производственных руководителей, связанных с
	контролем группы людей, выполняющих преимущественно умст-		50
	венную работу
	Высококвалифицированная умственная работа, требующая со-
	средоточенности; труд, связанный исключительно с разговорами по		55
	средствам связи
	Умственная работа, выполняемая с часто получаемыми указа-
	ниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоянно-		60
	го* слухового контроля; высокоточная категория зрительных ра-
	бот**
	Умственная работа, работа с точным графиком операций с ин-		65
	струкцией (операторская), категория точных зрительных работ
	Физическая работа, связанная с точностью, сосредоточенностью		80
	или периодическим слуховым контролем
	*Более 50% рабочего времени;	** По СНиП 23-05 - 03

Нормирование шума распространяется на помещения и кабины произ- водственных предприятий, подвижной состав железнодорожного транспорта,

231

морские, озерные и речные суда, вертолеты, пассажирские и транспортные самолеты, трактора, грузовой автотранспорт, строительно-дорожные и дру- гие аналогичного вида машины, жилые дома, городские застройки и т.д.

Степень вредности и опасности условий труда при воздействии шума устанавливается с учетом его временных и частотных характеристик в соот- ветствии с положениями Р 2.2.2006-05.

7.5 Вибрация. Термины. Классификация. Воздействие

В специальной технической литературе по вибрации используют бо- лее ста различных терминов. Например, в соответствии с положениями и

ГОСТ 24346 и др. нормативных документов:

•вибрация – это движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты;

•узкополосная вибрация – вибрация, у которой контролируемые пара-

метры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседней 1/3 октавной полосе;

•широкополосная вибрация – вибрация с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

•низкочастотная вибрация – вибрация с преобладанием максимальных

уровней в октавных полосах частот 1 – 4 Гц для общей вибрации и 8 –16 Гц – для локальной вибрации;

• среднечастотная вибрация – вибрация с частотой: 8-16 Гц – для общей вибрации и 31,5 - 63 Гц – для локальной вибрации;

• высокочастотная вибрация – вибрация с частотой: 31,5-63 Гц – для об-

щей вибрации и 125-1000 Гц – для локальной вибрации;

•постоянная вибрация – вибрация, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

•непостоянная вибрация – вибрация, для которой величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с;

•колеблющиеся во времени вибрации – вибрации, для которых величина

нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

• прерывистые вибрации – вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

232

•импульсные вибрации – вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с;

•локальная вибрация – вибрация, воздействующая на отдельные части организма работающего ( согласно ГОСТ 12.1.012 – вибрация, передающаяся через руки человека);

•общая вибрация – вибрация рабочего места, воздействующая на весь

организм или вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

• общая вибрация 1-й категории – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве).

К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохо - зяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, грейдеры, скреперы, катки и т.д.); снегоочистители, самоходный горный рельсовый транспорт;

• общая вибрация 2-й категории – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.

К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экска- ваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, ма- шины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины; путевые машины, на- польный производственный транспорт;

• общая вибрация 3-й категории – технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

К источникам технологической вибрации относят: станки деревообра- батывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, элек- трические машины, стационарные электрические установки, насосные агре- гаты и вентиляторы, установки химической и нефтехимической промышлен- ности и др.

По направлению действия вибрацию классифицируют в соответст-

вии с направлением осей ортогональной системы координат (рис. 7.1):