Шум и методы борьбы с ним. Способы и средства борьбы с шумом Методы борьбы с производственным шумом

- методы снижения шума в источнике его образования;
- методы снижения шума на пути его распространения;
- средства индивидуальной защиты от шума.

Снижение шума в источнике его образования достигается путем конструктивного изменения источника.

Это замена возвратно-поступательного движения вращательным. Повышение качества балансировки вращающихся деталей. Улучшение смазки и класса частоты трущихся поверхностей. Замена зубчатых передач гидравлическими.

Методы снижения шума на пути его распространения включают:

- акустическую обработку помещений;
- изоляцию источников шума или помещений от шума, проникающего извне;
- применение глушителей шума.

Под акустической обработкой помещений понимается облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещении штучных поглотителей, а также размещение в помещении штучных поглотителей - это свободно подвешенные объемные поглощающие тела разной формы. Звукопоглощающие облицовки размещаются на потолке, в верхних частях стен при высоте помещения не более 6/8 м таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляло не менее 60% площади ограничивающих помещение поверхностей.

Дополнительные штучные поглотители подвешиваются возле источника шума, если площадь помещения мала.

Изоляция источников шума включает такие средства, как звукоизолирующие кожухи, ограждения, экраны.

Звукоизолирующие ограждения позволяют изолировать источник шума или помещение от шума, проникающего извне созданием герметичной преграды на пути распространения воздушного шума, для каждой активной полосы частот.

На автоматизированных линиях, там ее невозможно на длительное время изолировать человека от источника шума устанавливаются звукоизолирующие кабины.

Если нет возможности полностью изолировать либо источник шума, либо человека с помощью кабин то на пути распространения шума устанавливают акустические экраны.

Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500Гц.

Вогнутые экраны различной формы эффективны также в зоне отраженного звуки, начиная с частоты 250 Гц. Размеры и местоположение экрана определяются в зависимости от превышения спектра шума в расчетных точках над нормативными значениями.

При заборе и выбросе воздуха в воздуховодах, дизельных, компрессорных установках используются глушители.

По принципу действия глушители делятся на глушители активного (диссипативного) типа и реактивного (отражающего) типа.

В глушителях активного типа снижение шума производится за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале, размещенном на внутренних полостях.

В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения энергии звуковых волн в системе расширенных и резонансных камер, соединенных между собой не объемом воздуховода с помощью труб и отверстий.

Камеры могут быть внутри облицованы звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной - как поглотители шума (комбинированные глушители).

Тип и размеры глушителей подбирают в зависимости от величины требуемого снижения шума с учетом его частоты из табличных данных акустической эффективности. Третий метод борьбы с шумом - применение средств индивидуальной защиты:

- вкладыш - это вставляемые в слуховой канал мягкие тампоны из ультратонкого волокна, пропитанного смесью воска и парафина и жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме конуса. Это самые дешевые, но достаточно эффективные и удобные средства (снижение шума на 5/20 дБ);
- наушники - плотно облегают ушные раковины и удерживаются дугообразной пружиной. Эффективны при высоких частотах;
- шлемы - применяются при воздействии шума с уровнями более 120 дБ, когда шум действует непосредственно на мозг человека, а вкладыши и наушники не обеспечивают требуемой защиты.

Борьба с шумом - одна из актуальнейших проблем нашего времени. Действуя на центральную нервную систему, шум вызывает усталость, бессоницу, неспособность сосредоточиться, которые ведут к снижению производительности труда и несчастным случаям. При постоянном раздражающем воздействии шума могут возникнуть психические нарушения, сердечно-сосудистые заболевания, язвенная болезнь, тугоухость. Шум может повлиять на слух различным образом: вызвать мгновенную глухоту или повреждение органа слуха (акустическая травма); при длительном воздействии резко снизить чувствительность к звукам определенных частот или снизить чувствительность на ограниченное время - минуты, недели, месяцы, после чего слух восстанавливается почти полностью. Наиболее вредны для слуха длительные периоды непрерывного воздействия шума большой интенсивности. Если человек подвергается несколько минут воздействию звука средней или высокой частоты с уровнем около 90 дБ, то у него наступает временный сдвиг порога слышимости. С увеличением времени воздействия и ростом уровня шума повышается временной сдвиг порога и удлиняется период восстановления.
Люди неодинаково реагируют на шум. Одна и та же доза шумового воздействия у одних вызывает повреждение слуха, у других - нет, у одних эти повреждения могут быть тяжелее, чем у других. Шум - это разновидность звука. Звук представляет собой колебания среды (твердой, жидкой или газообразной), в которой он распространяется. К доступным для измерения характеристикам звука относятся: интенсивность - I , звуковое давление - р и скорость - v . Интенсивность звука (Вт/м2) характеризуется потоком энергии, которую несет звук, приходящейся на единичную площадку.
Соотношение между интенсивностью звука I и звуковым давление р таково:

   где р - звуковое давление (разность между мгновенным значением полного давления и средним значением давления, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля), Па; ρ - плотность среды, кг/м3; с - скорость звука в среде, м/с.
   Интенсивность самого слабого (10 Вт/м2) слышимого звука равна 10 -12 Вт/м2. Наибольшая интенсивность звука, с которой мы сталкиваемся без риска для жизни, - это шум реактивного самолета. Сравнивать приведенные величины сложно из-за огромной разницы. Поэтому для измерения интенсивности звука и таких параметров, как давление и мощность звука, вводится относительная логарифмическая единица, называемая уровнем звукового давления или уровнем интенсивности.
   Уровень интенсивности звука

где Iо - интенсивность звука, соответствующая пороговому уровню (Iо = 10 -12 Вт/м2).
Уровень звука измеряется в децибелах (дБ). Так как уровень звука - логарифмическая относительная величина, то при удвоении интенсивности звука уровень интенсивности увеличивается на 3 дБ. Если же имеется п одинаковых источников шума, общий уровень интенсивности

Человеческое ухо и многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление. Уровень звукового давления

где ро - пороговое звуковое давление (ро=2X10 -5 Па).
Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления следует из формулы

   где ρо и Со - плотность среды и скорость звука при нормальных атмосферных условиях, т. е. при t=20°С, ро=10 5 Па.
   При распространении шума в нормальных атмосферных условиях Li=Lp. Значения уровней шума приводятся в табл. 4.3.
   Одним из самых существенных вопросов исследования шума является поведение звука в зависимости от частоты. Нижняя граница восприятия человеком звука составляет около 20 Гц, а верхняя около 20 000 Гц. Зависимость уровня звука от частоты называется частотным спектром шулш. Определение интенсивности звука для каждой частоты потребовало бы бесконечного числа измерений, поэтому весь возможный диапазон частот разделяют на октавы и для каждой октавы подсчитывают среднегеометрическое значение частоты.

Таблица 4.3. Уровни различных звуков в зависимости от источника шума и расстояния

Источник шума	На расстоянии, м	Уровень, дБ
Жилая комната	-	35
Речь средней громкости	1	60
Машинописное бюро	-	65
Металлорежущие станки	На рабочем месте	80...96
Дизельный грузовик	7	90
Пневмоперфоратор	1	100
Реактивный двигатель	25	140

Граничные и среднегеометрические (в этих границах) частоты приведены ниже:

В зависимости от того, на какой частоте находится максимум звукового давления, характер спектра может быть низкочастотным (максимум ниже 300 Гц), средне-частотным (максимум в области 300...800 Гц) и высокочастотным (максимум выше 800 Гц).
По характеру спектры шума можно подразделить также на широкополосные и тональные. Широкополосный шум имеет непрерывный спектр шириной более одной октавы, это означает, что каждой частоте октавы соответствует некоторый уровень шума.

Рис. 1. Предельные спектры шума
Такой тип шума характерен для работы вентиляторов. В спектре тонального шума имеются отдельные дискретные составляющие. Подобный спектр имеет, например, шум, создаваемый при работе дисковой пилой. Распределение нормативных уровней звукового давления по частотам представляет собой предельный спектр. На рис. 1 приведены предельные спектры для помещений различного типа: 1 - палаты жилые помещения; 3 - территории больниц, кабинеты врачей, номера гостиниц; 4 - учебные помещения; 5 - территории жилых домов, детских и школьных площадок; 6 - помещения конструкторских, проектных и научно-исследовательских организаций 7 - фойе театров, залы ресторанов; 8 - рабочие места управлений, вычислительные центры; 11 - постоянные рабочие места в производственных помещениях, в кабинах дорожно-строительных, землеройно-транспортных и других аналогичных машин.

В нормативные уровни шума следует вводить поправки, забисящие от характера шума и Длительности его воздействия (табл. 2), Уровень шума, полученный с учетом поправок, называют допустимым.
В проектах по строительству того или иного объекта должны быть отражены все мероприятия по снижению шума, подтвержденные соответствующими акустическими расчетами, которые производят на стадии технического проекта по комплексу сооружений или по отдельному объекту.

Рис. 2. Пути распространения шума в здании
Акустический расчет заключается в следующем: выявляют источники шума и определяют их шумовые характеристики; выбирают точки в помещениях и на территории, для которых должен производиться акустический расчет; определяют допустимые уровни звукового давления для этих точек; выявляют пути распространения шума от источников до расчетных точек; определяют ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках до осуществления мероприятий по снижению шума; определяют требуемое снижение шума; выбирают и рассчитывают конструкции для обеспечения требуемого снижения уровня шума.
Требуемое снижение уровня ALTp звукового давления в расчетной точке

   где Li - ожидаемый уровень звукового давления, создаваемый источником, дБ; Lnon - допустимый уровень звукового давления, дБ; п - количество принимаемых в расчет источников шума.
   Пути распространения шумов в зданиях разнообразны (рис. 2). Шум проникает через ограждающие конструкции, звук, многократно отражаясь от стен, потолка, предметов, значительно усиливается и увеличивает общий уровень шума в помещении.
   Причиной возникновения шумов могут быть механические, аэродинамические и электромагнитные явления. Механические шумы вызваны ударными процессами, трением в деталях машин и др. Аэродинамические шумы возникают при течении жидкости или газа, а электромагнитные при работе электрических машин и оборудования.
   Борьба с шумом осуществляется: техническими средствами, уменьшающими шум машин и оборудования в источнике его образования, изменяющими технологические процессы; строительно-акустическими мероприятиями; устройством дистанционного управления шумными агрегатами; организационными мероприятиями; применением средств индивидуальной защиты.
   Уменьшение шума в источнике его образования наиболее рационально и достигается улучшением конструкции машин, применением материалов для деталей машин, не издающих сильных звуков, обеспечением минимальных допусков в сочленениях деталей, использованием смазки и др. Эффективность таких мероприятий по уменьшению уровня шума (дБ) приведена ниже:

Строительно-акустические мероприятия заключаются в рациональной планировке помещений и застройки, уменьшении шума на пути его распространения и обработке внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами. При рациональной планировке, помещений наиболее шумные цехи следует концентрировать в одном-двух местах и отделять от тихих помещений разрывами или помещениями, в которых люди находятся непродолжительное время. В цехах с шумным оборудованием необходимо правильное размещение станков. Их следует располагать таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимально возможной площади. Между участками с разным уровнем шума устраивают перегородки или размещают подсобные помещения, склады сырья, готовых изделий и т. д. Для предприятий, расположенных в черте гррода, наиболее шумные помещения располагают в глубине территории. Уменьшение шума на территории жилой застройки проводится и архитектурно-планировочными решениями (разрывы, приемы застройки), и устройством шумозащитных сооружений (экранов, шумозащитных полос озеленения). Профили улиц с сооружениями, экранирующими шум, показаны на рис. 3.

Pиc. 3. Защита от транспортного шума с помощью:
а - здания; б - насыпи; в - откоса
   Значительное уменьшение шума наблюдается, когда на пути его распространения устанавливают экран. При этом за экраном возникает звуковая тень.
   В производственных помещениях уровень звука значительно повышается за счет отражения его от строительных конструкций и оборудования. Для уменьшения доли отраженного звука применяют специальную акустическую обработку помещения, заключающуюся в облицовке внутренних поверхностей звукопоглощающими материалами.
   При падении звуковой энергии Епад на какую-либо поверхность часть звуковой энергии поглощается - Епог, а часть отражается - Еотр. Отношение поглощенной энергии к падающей есть коэффициент звукопоглощения этой поверхности:

Поглощение звука материалов обусловлено внутренним трением в материале и переходом энергии звука в тепловую энергию. Звукопоглощающие свойства материала зависят от толщины поглощающего слоя, частоты падающего на него звука и типа материала. Звукопоглощающими считают конструкции, у которых α больше 0,2.
Звукопоглощающие конструкции делят на три группы: пористые звукопоглощающие; резонансные; штучные звукопоглотители. В практике строительства наиболее часто применяют пористые звукопоглощающие материалы (рис. 4, а). Конструкции из них выполняют в виде слоя необходимой толщины, укрепленного на ограждении или с отступом от него. Резонансные конструкции представляют собой перфорированные экраны, оклеенные с обратной стороны тканью. Они имеют максимальное звукопоглощение в определенной полосе частот, поэтому для них должны быть точно рассчитаны необходимые параметры звукопоглощения (рис. 4, б).

Рис. 4. Звукопоглощающие облицовки:
а - пористые; б - резонансные; 1 - крепление; 2 - звукопоглотитель; 3 - ограждающая конструкция; 4 - перфорированный экран
Рис. 5. Объемные звукопоглотители:
а - конструкция; б - схема размещения; 1 - каркас; 2 - точка подвеса; 3 - оболочка; 4 - звукопоглотитель
   Штучные звукопоглотители представляют собой объемные звукопоглощающие тела, например конусы, призмы, параллелепипеды, подвешиваемые к потолку (рис. 5).
   Величина снижения уровня шума при применении звукопоглощающих облицовок составляет 6...8 дБ, что соответствует снижению громкости в 1,5 раза.
   Одним из методов уменьшения шума является устройство звукопоглощающих ограждений (рис. 6). Механизм передачи звука через такое ограждение состоит в том, что звуковая волна, падающая на ограждение, приводит его в колебательное движение с той же частотой. В результате этого ограждающая конструкция сама становится источником звука. Но величина излучаемой звуковой мощности гораздо меньше звуковой мощности, падающей на ограждение со стороны источника шума, так как большая часть звуковой энергии отражается от ограждения.
   Звукоизолирующие качества ограждений характеризуются коэффициентом звукопроницаемости

где I пр, р пр - интенсивность и звуковое давление прошедшего звука; I пад, р пад - интенсивность и звуковое давление падающего звука.
Рис. 6. Звукоизолирующий кожух:
1 - шумный агрегат; 2 - звукопоглотитель; 3 - звукоизолирующее ограждение; 4 - амортизаторы
Рис. 7. Схема-измерении шума:
1 - измерительный микрофон; 2 - усилитель; 3 - анализатор частоты (фильтр); 4 - детектор; 5 - индикатор
На практике удобнее пользоваться величиной звукоизолирующей способности ограждения

Для однослойной однородной перегородки

   где т - масса 1 м 2 ограждения, кг; f - частота звука, Гц.
   Однако эта зависимость справедлива только для определенной облдсти частот.
   Часто бывает невозможно уменьшить шум до допустимых пределов. В этих случаях необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты - наушниками, шлемами или специальными вкладышами, перекрывающими ушные раковины.
   Основным прибором для измерения шума служит шумомер. Принципиальная схема измерительного тракта дана на рис. 7.

Шум сегодня представляет собой вредность универсальную в том смысле, что может проникать во все сферы быта и области нашей производственной, учебной и общественной деятельности. Уровни природных и технических шумов колеблются в довольно широких пределах от 10-30дб (шелест листьев, шепот человека) до 120-130дб (грозовые разряды небесной сферы, старт реактивного самолета на расстоянии 50-100метров). Наличие такого широкого диапазона изменений уровней звукового давления свидетельствуют о том, что адаптация к нему, согласно современным представлением, может происходить как с благоприятным, так и неблагоприятным исходом.

При воздействии факторов окружающей среды на человека главным уровнем постоянства его внутренней среды является гомеостаз, который означает поддержание относительного динамического постоянства всего организма. Тайна мудрости нашего тела достигается именно гомеостазом, т.е. совершенной адаптационной деятельностью.

Шум может оказывать как специфическое действие на орган слуха, так и неспецифическое (опосредованное через центральную нервную систему) на весь организм. В первом случае может, наблюдается временное снижение порогов слуха, потом происходит постоянное снижение, затем следует тугоухость и полная глухота. Во втором случае при воздействии слабых шумов формируется реакция тренировки с ее фазами ориентировки, перестройки и тренированности; при воздействии шумов средней силы развивается реакция активации с ее фазами первичной и стойкой активации; при воздействии сильных шумов формируется стресс-реакция с ее фазами тревоги, устойчивости и истощения. Если первые две реакции (тренировки и активации) свидетельствуют о нормальной адаптации человеческого организма к шуму, то третья реакция, являясь стрессовой, характеризует патологическую адаптацию к звуковому раздражителю последствиями для здоровья людей.

Из краткого рассмотрения последствий неблагоприятного воздействия шума на организм человека явствует, что с этим вредным фактором необходимо бороться и бороться серьезно, используя для этого все возможные способы снижения его уровней до допустимых величин.

Немецкий микробиолог Роберт Кох, открывший возбудителя туберкулеза (палочку, названную его именем) по поводу снижения уровней шума писал следующее: «Когда-нибудь человечество будет вынуждено расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой».

К настоящему времени, как в РФ, так и за рубежом разработано множество подходов к снижению зашумленности внутри и снаружи жилищ, учебных и лечебных помещений, общественных зданий, а так же к уменьшению уровней звукового дискомфорта на улицах и открытых пространствах, прилегающих к жилым постройкам. Все эти мероприятия делятся на группы мер, с помощью которых можно снизить уровни шумов, как в источниках их образования, так и на пути их распространения. Борьба с шумом в источнике производится инженерно-техническими и организационно-административными методами, а на пути распространения шума в городской среде от источника до защищаемого объекта - градостроительными и строительно-акустическими методами. В самом объекте шумозащиты снижение уровней звука обеспечивается конструктивно-строительными методами, повышающими звукоизолирующие качества ограждающих конструкций здании и сооружений и планировочными методами.

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Организационно-административные мероприятия

Значительное снижение уровней транспортного шума может быть достигнуто за счет снижения интенсивности и шумности транспортных потоков. Например, при организации грузовых перевозок определяют категорию грузов (промышленные, строительные, потребительские, топливные, по очистке города) и используют для их проезда специальные дороги, минуя общегородские центры. Менеджмент транспортного потока предусматривает также обеспечение комфорта населения в дневное и ночное время, прогнозирование уровней транспортного шума в строящихся микрорайонах, уменьшение шума на более опасных участках и прочее другое.

Система организационно-административных мероприятий предусматриваем:

улучшение содержания дорог и применение менее шумных типов улично-дорожных покрытий;
обеспечение на магистралях рациональной скорости движения;
исключение движения автомобильного, особенно грузового транспорта в центральных районах города и на улицах жилой застройки. При этом предусматривается устройство пешеходных зон, вывоз транзитного транспорта на объездные дороги, установление одностороннего движения, ограничения ночного движения и т.д.
улучшение условий движения на перегонах и пересечениях.
максимальное развитие общественного транспорта в городе и повышение его конкурентоспособности с индивидуальными транспортными средствами по скорости и комфорту, а также развитии велосипедного транспорта с устройством для них велосипедных дорожек

Следует подчеркнуть, что снижение шума наземного транспорта путем использования шумопоглощающих дорожных покрытий является одним из весьма перспективных методов. При этом на характеристики шума существенным образом влияет состав и состояние дорожного покрытия. Так, бетонное покрытие на 2-3дб (А) шумнее, чем асфальтовые, в дождь шум потока может возрасти на 5-6 дб (А), а в снегопад снизиться на 3-5дб (А).

Градостроительные и строительно-акустические мероприятия

Основная доля затрат по шумоподавлению в развитых странах связана с установкой шумозащитных сооружений, наиболее распространенных из которых в городах и на дорогах являются акустические экраны, а основным звукоизолирующим ограждением - двойные или тройные акустические защитные окна. Например, в Германии за последние десятилетие расходы на установку акустических экранов и защитных окон составляет более 90% всех расходов на защиту от шума.

Звукоизоляция - это самая дешевая из всех видов шумозащита и при этом достигается акустическая эффективность (15-20дб (А)), особенно в высоко - и среднечастотном диапазоне. Однако для снижения низкочастотного шума использование только звукозащитных сооружений зачастую недостаточно.

В настоящее время применяют десятки самых разных конструкций акустических экранов, которые могут быть разделены на 5 основных классов:

широкие акустические экраны;
акустические экраны - стенки;
комбинированные акустические экраны;
гибридные акустические экраны;
экранные комплексы.

В качестве широких акустических экранов, обеспечивающих снижение шума в жилой застройке, как за счет высоты, так и существенного дополнительного затухания на широком свободном ребре этих экранов, могут рассматриваться жилые высотные дома, выемки, насыпи, а так же нежилые здания различного назначения. Весьма эффективным мероприятием является использование тоннелей, построенных открытым способом или щитовой проходкой. Помимо снижения уличного шума использование подземного пространства для прокладки магистралей улучшает условия передвижения населения, способствует формированию здоровой, удобной и эстетически привлекательной среды.

Наибольшее распространение получили акустические стенки - экраны, которые имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и изготовляется из различных материалов. Так, простые стенки можно делать из бетона, дерева и других материалов. Основной недостаток таких конструкций - наличие звукоотражающего эффекта, который усиливается, если подобные сооружения устанавливаются параллельно друг другу. Эффективность экранов такого типа не превышает 5-12дб (А).

Указанных недостатков лишены акустические экраны со звукопоглощающим материалом. Они бывают сборно-разборными, как правило, из металла. Основным элементом таких экранов является акустическая панель, заполненная звукопоглощающим материалом. Эта панель имеет щелевую перфорацию со стороны источника звука. Наличие сорбционного материала увеличивает эффективность таких панелей не менее чем на 3-5бдб (А). Необходимая эффективность экранов данного типа обеспечивается за счет варьирования их высоты, длины, расстояния между источниками шума и экраном.

Перспективным является использование комбинированных акустических экранов, в которых сочетается преимущества акустических экранов - стенок и насыпи или выемок. Их эффективность чрезвычайно высока без дополнительных затрат, связанных с увеличением глубины выемки или высоты насыпи.

Там, где необходимо достичь снижения шума по всему частотному диапазону (в больницах, школах), целесообразно использовать гибридные акустические экраны, сочетающее заглушающее свойства акустических экранов со звукопоглощающим материалом и активных глушителей шума, излучающих звук в противофазе заглушаемому шуму.

Мероприятия по шумоглушению с использованием технических средств.

Традиционно наиболее эффективны для снижения внешнего шума автомобилей следующие методы:

установка глушителей шума на впуске и выпуске двигателя;
улучшения качества трансмиссии;
вибродемпфирование коробки передач;
улучшение качества дорожного покрытия;
предотвращения износа шин;
звукоизоляция и звукопоглощение внешних источников шума автомобиля.

Важное значение в шумозащите принадлежит зеленым насаждениям. Еще в Советском Союзе были проведены исследования шумопогллщающих свойств различных пород деревьев. Некоторые из них, преимущественно лиственные, такие как клен, тополь и липа, являются с этой точки зрения более выгодными, чем кирпичная или бетонная стена.

Создание в городах пояса из этих деревьев выгодна потому, что они не только задерживают пыль и вредные химические вещества, но и являются эффективным препятствием против распространения шума, который в результате этого снижается на 7-9дб (А) в летние месяцы и на 3-4дб (А) зимой.

Меры по уменьшению шума самолетов

Наиболее эффективные меры борьбы с авиационным шумом - это меры при проектировании и строительстве авиадвигателей. Современное состояние техники позволяет переоборудовать старые типы самолетов, добиваясь понижения шума их двигателей. Но переоборудование парка самолетов - мероприятие слишком дорогое. В ближайшем будущем также нельзя надеяться на создание новых конструкций, которые оказались бы много тише, чем допускают принятые сейчас международные нормы.

Можно применять особые приемы при взлете и посадке, позволяющие уменьшить шум: рациональное расположение взлетно-посадочных полос, уменьшение числа ночных полетов, а так же общие сокращение числа рейсов вследствие перехода на большегрузные современные модели лайнеров. Рациональным является создание у каждого аэродрома двух защитных зон. В первой защитной зоне уровень шума, усредненный за дневное время по эквивалентному уровню не должен превышать Lэкв = 65дб А, а за ночное - не более L экв =55дб А.

Снижение уровня шума на территории жилой застройки до рекомендуемого допустимого и уменьшение зоны санитарного разрыва может быть достигнуто планировочными, технологическими, техническими и организационными технологиями.

Библиографическая ссылка

Некипелова О.О., Некипелов М.И., Маслова Е.С., Урдаева Т.Н. ШУМ, КАК АКУСТИЧЕСКИЙ СТРЕССОР, И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 5. – С. 55-57;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5032 (дата обращения: 06.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

При разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочего места следует принимать все необходимые меры по снижению шума, ультразвука и вибрации на рабочем месте до значений, не превышающих допустимых, указанных в ГОСТ 12.1.003 и ГОСТ 12.1.001.

Осуществлять эти меры следует: техническими средствами борьбы с шумом (уменьшением шума машин в источнике; применением технологических процессов, при которых уровни звукового давления на рабочих местах не превышают допустимые; применением дистанционного управления шумными машинами; автоматизацией управления шумными машинами; применением звукоизолирующих кожухов, полукожухов, кабин; устройством систем блокировок, отключающих генераторы источника ультразвука при нарушении звукоизоляции и др.); строительно-акустическими мероприятиями; применением средств индивидуальной защиты; организационными мероприятиями (выбором рационального режима труда и отдыха, сокращением времени нахождения в шумных условиях, лечебно-профилактическими и другими мероприятиями).

Зоны с уровнем звука выше 85 дБ должны, быть обозначены знаками безопасности. Работающих в этих зонах администрация обязана снабжать средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

На предприятиях, в организациях и учреждениях должен быть обеспечен контроль уровней шума на рабочих местах и установлены правила безопасной работы в шумных условиях.

Конструктивные и планировочные решения по борьбе с шумами. Уменьшить шум в источнике можно за счет повышения точности изготовления отдельных узлов машины, уменьшения зазоров, улучшения статической и динамической балансировки движущихся частей, замены звучных материалов менее звучными (стальных шестерен пластмассовыми), устройства глушителей шума. Глушители, разделяются на активные-поглощающие поступившую в них звуковую энергию и реактивные - отражающие энергию обратно к источнику.

Интенсивный шум, вызванный вибрацией, можно уменьшить покрытием вибрирующей поверхности материалом с большим внутренним трением (резиной, асбестом, битумом), при этом часть звуковой энергии поглощается. Чем больше плотность прилегания материала к вибрирующей поверхности, тем больше эффект поглощения.

Звукопоглощение обусловлено переходом колебательной энергии в тепло за счет трения в звукопоглотителе. Материалы, имеющие хорошие звукопоглощающие свойства, сравнительно легки, пористы (минеральный войлок, стекловата, поролон). В малых помещениях звукопоглотительными материалами облицовывают стены. В больших помещениях (более 300 м) облицовка малоэффективна, и в них снижение шума достигается при помощи звукопоглощающих экранов (плоских и объемных). Экраны размещают вблизи источников шума, и снижение шума при этом достигает 7-8 дБ.

Звукоизоляция-это метод снижения шума путем создания конструкций, препятствующих распространению шума из одного в другое изолируемое помещение. Звукоизолирующие конструкции изготовляют из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс), хорошо препятствующих распространению шума.

Шумящие агрегаты можно изолировать при помощи звукоизолирующих полукожухов, кожухов, кабин, которые следует устанавливать без жестких связей с оборудованием. Для увеличения эффективности звукоизоляции внутренние поверхности кожухов облицовывают звукопоглощающими материалами.

Снижение вредного воздействия производственного шума на другие здания может быть достигнуто рациональной планировкой цехов и размещением зеленых насаждений на территории предприятия.

Снижение шума строительно-акустическими мероприятиями. К числу основных строительно-акустических мероприятий по снижению уровней звукового давления в цехах относятся: установка оборудования, производящего шум меньших уровней; установка оборудования и машин в отдельное помещение с повышенной звукоизоляцией конструкций и минимальными размерами необходимых технологических отверстий; установка звукоизолирующих полукожухов, кожухов и кабин закрытого и полуоткрытого типов для оператора (рисунок 1), а также звукоизолирующих укрытии для вспомогательного персонала, кабин для отдыха и дистанционного управления; установка акустических экранов у наиболее интенсивных источников шума; устройство вибропоглощающих покрытий; устройство глушителей шума в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, вакуум-насосах, компрессорных установках, выделение приводного оборудования в отдельное помещение либо частичная его изоляция с обязательным устройством звукопоглощающей облицовки на участке размещения приводного оборудования; установка глушителей на технологические конвейеры подачи древесины окорочного барабана к рубильной машине; установка приемных и выгрузочных воронок к рубильной машине из металлов с демпфирующим слоем.

Уменьшения шума в производственных помещениях можно достичь его локализацией около источника звукоизолирующими кожухами, кабинами, камерами.

Средства индивидуальной защиты от шума. Применение средств индивидуальной защиты целесообразно в тех случаях, когда активные методы либо не обеспечивают желаемого акустического эффекта, либо являются неэкономичными, а также в период разработки основных мероприятий по шумоглушению.

К средствам индивидуальной защиты от шума относятся вкладыши, наушники, шлемы - они позволяют снизить шум до 40 дБ.

Лист

Введение 3
1. Вредные воздействия шума на организм человека 4
2. Источники производственного шума и методы борьбы с ними 6
3. Средства коллективной защиты 8
4. Средства индивидуальной защиты 9
Литература 13

Введение

Снижение шума в жизнедеятельности человека становится актуальной проблемой. Среди всех шумов, оказывающих воздействие на человека выделяется шум производственного происхождения. Уровень производственного шума существенно подрос. Это вызвано использованием высокопроизводительных машин и механизмов, возрастанием рабочих скоростей. Одним из самых распространенных видов производственного шума является механический шум. Уровни этого шума достигают 120 дБ. Во многих отраслях промышленности преобладают шумы импульсные и ударные, которые выделяются как весьма вредные. Неожиданные и ударные шумы могут вызвать реакцию испуга и неадекватность поведения. Своеобразное негативное действие шума ударного происхождения может вызвать повышение кровяного давления, частоты дыхания, синусовую аритмию и снизить умственную работоспособность.
Шум наносит вред не только здоровью людей, но и экономике страны. Так люди, занятые трудом умственной напряженности, делали на фоне шума в 70 дБ почти в два раза больше ошибок, чем в тишине. Работоспособность занятых умственным трудом падает примерно на 60%, а физическим - на 30%. Шум ударного происхождения наиболее характерен для промышленности (металлургия, машиностроение, транспорт) и обуславливает соударение машин и механизмов в процессе работы. Эта проблема относится к числу наиболее актуальных проблем, связанных с оценкой поведения различных конструкций в условиях воздействия интенсивных импульсивных нагрузок, которые возникают при эксплуатации современного оборудования. Анализ литературных данных показал, что наиболее распространен метод исследования на моделях процессов соударения в лабораторных условиях с целью разработки материалов и конструкций с повышенными демпфирующими характеристиками, низким звукоизлучением.

1 Вредные воздействия шума на организм человека

Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно.
Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) 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 и (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 – 20 - 60 дБ;
II степень (умеренное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 21 - 30 дБ, на частоте 4000 Гц – 20 - 65 дБ;
III степень (значительное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 31 дБ и более, на частоте 4000 Гц – 20 - 78 дБ.
Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного (более 80 дБ) шума, затрачивает в среднем на 10 – 20% больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звука ниже 70 дБ(А). Установлено повышение на 10 – 15% общей заболеваемости рабочих шумных производств. Воздействие на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших уровнях звука (40 – 70 дБ(А). Из вегетативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышения артериального давления (при уровнях звука выше 85 дБА).
Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительной моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50 – 60 дБА), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические изменения в структурах головного мозга.
При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.
Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности.
В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов:

Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Воздействие шума может вызывать негативные изменения эмоционального состояния человека, вплоть до стрессовых. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБА производительность труда снижается на 20%.
Ультразвуки (свыше 20000 Гц) также являются причиной повреждения слуха, хотя человеческое ухо на них не реагирует. Мощный ультразвук воздействует на нервные клетки головного мозга и спинной мозг, вызывает жжение в наружном слуховом проходе и ощущение тошноты.
Не менее опасными являются инфразвуковые воздействия акустических колебаний (менее 20 Гц). При достаточной интенсивности инфразвуки могут воздействовать на вестибулярный аппарат, снижая слуховую восприимчивость и повышая усталость и раздражительность, и приводят к нарушению координации. Особую роль играют инфрачастотные колебания с частотой 7 Гц. В результате их совпадения с собственной частотой альфа - ритма головного мозга наблюдаются не только нарушения слуха, но и могут возникать внутренние кровотечения. Инфразвуки (6 - 8 Гц) могут привести к нарушению сердечной деятельности и кровообращения.

2 Источники производственного шума и методы борьбы с ними

Многочисленными исследованиями установлено, что длительное воздействие шума на человека сказывается на его здоровье. Чрезмерное воздействие шума влияет не только на ухудшение слуха. Слуховой аппарат человека является всего лишь воротами, через которые шум проникает в организм и воздействует на центральную нервную систему человека. В повседневной жизни и на производстве человек «привыкает» к шуму и ему кажется, что шум ему мешает в меньшей степени. Однако это впечатление обманчиво – в действительности вредное воздействие шума продолжается независимо от того, обращает человек на это внимание или нет. Причем это порой не зависит от уровня и длительности воздействия шума, а в большей степени от состояния человека в данный промежуток времени.
Шум снижает не только работоспособность, производительность и качество труда человека, но и его безопасность.
Действующий в Российской Федерации стандарт 12.4.081-89 «Средства защиты работающих» подразделяются на средства коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной защиты относятся борьба с шумом в источнике его образования (то есть за счет создания малошумного оборудования и использования его в технологическом процессе производства) и борьба с шумом на пути его распространения. Второй путь используется тогда, когда на основе известных и технически осуществимых методов снизить уровень шума на данном этапе не представляется возможным.
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые.
Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.
В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шуммеханического происхождения, аэродинамическо го и гидродинамического происх ождения, электромагнитного происхождения.

Для источников механического шума снижение шума обеспечивается заменой возвратно-поступательного перемещения деталей вращательным, заменой ударных процессов безударными (клепку - сваркой, обрубку - фрезерованием), повышением качества балансировки вращающихся деталей и класса точности изготовления деталей, улучшением смазки трущихся поверхностей, заменой материалов.
Для снижения аэродинамического шума используются специальные шумопоглощающие элементы с криволинейными каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучшением аэродинамических характеристик машин. Для борьбы с шумом, возникающим пригидравлических ударах, необходимо правильно проектировать и эксплуатировать гидросистемы. Кавитационные шумы снижаются улучшением гидродинамических характеристик насосов и выбором оптимальных режимов их работы.
Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивных изменений в электромеханических системах.

3 Средства коллективной защиты

Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:

изменение направленности излучения шума;

рациональную планировку предприятий и производственных помещений;

акустическую обработку помещен ий;

применение звукоизоляции.

Изменение направленности излучения шума. В ряде случаев величина показателя направленности G достигает 10 - 15 дБ, что необходимо учитывать при использовании установок с направленным излучением, ориентируя эти установки так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.
Рациональная планировка предприятий и производственных помещений позволяет снизить уровень шума на рабочих местах за счет увеличения расстояния до источников шума.
При планировке территории предприятий наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в одном - двух местах. Расстояние между шумными и тихими помещениями должно обеспечивать необходимое снижение шума.
Если предприятие расположено в черте города, то шумные помещения должны находиться в глубине территории предприятия, как можно дальше от жилой застройки. Внутри здания тихие помещения необходимо располагать вдали от шумных так, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждение с хорошей звукоизоляцией.
К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.

4 Средства индивидуальной защиты

Очень часто технические и архитектурно-строительные методы снижения шума требуют значительных материальных затрат и экономически нецелесообразны. В то же время существует ряд процессов и производств, где единственным средством защиты работающих от действия шумов высоких уровней являются СИЗ (противошумы). В большинстве случаев надежно защитить человека в условиях производства возможно только с помощью МСЗ от шума – противошумов. Однако противошумы должны обеспечивать не только надежную защиту, но более или менее комфортные и безопасные условия их применения.
Требования к эффективности противошумов сформулированы в ГОСТ 12.4.051 «Средства индивидуальной защиты. Общие технические требования и методы испытаний». Чтобы сформулировать необходимые и целесообразные требования к эффективности противошумов необходимо знать масштабы и уровни предельно допустимых величин шума на производстве.
В свое время в Московском институте охраны труда была проведена работа по уточнению обобщенных требований к величинам звукового заглушения (эффективности) противошумов. С этой целью был проведен анализ результатов измерений уровней шума в октавных полосах наиболее характерного «шумного» оборудования. Анализ охватывал результаты измерений на предприятиях машиностроения, металлургии, деревообработки, текстильной и легкой, электромеханической, радиотехнической, пищевой отраслей промышленности, а также на рабочих местах в кабинах строительных и дорожных машин. В каждой октавной полосе нормируемого диапазона частот был вычислен коэффициент частоты превышения нормативных значений шума.
Можно сделать два важных для практической цели заключения:
- почти не встречаются случаи превышения нормативных значений в полосе со средней частотой 63 Гц. Следовательно, требования к эффективности противошумов на этой частоте можно не устанавливать, что в конечном итоге приводит к существенному уменьшению массы и габарита противошумов; противошумы должны обеспечивать защиту в диапазоне частот 250–8 000 Гц, где значения Ki сравнительно близкие и находятся в пределах 0,61–0,87;
- максимум коэффициента частоты превышений приходится на диапазон от 500 до 2 000 Гц.
Сделанные заключения позволяют сформировать некоторые качественные
и т.д.................