Меню
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Безпека життєдіяльності
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Акустичні коливання і вібрації

Фізичне поняття про акустичних коливаннях охоплює як чутні, так і нечутні коливання пружних середовищ. Акустичні коливання в діапазоні 16Гц-20 кГц, що сприймаються людиною з нормальним слухом, називають звуковими, з частотою менше 16 Гц - инфразвуковыми, вище 20 кГц - ультразвуковими. Поширюючись у просторі, звукові коливання створюють акустичне поле.

Вухо людини може сприймати й аналізувати звуки в широкому діапазоні частот та інтенсивностей. Область чутних звуків обмежена двома граничними кривими, зображеними на діаграмі області слухового сприйняття (див. рис. 2.11): нижня - поріг чутності, верхня - поріг больового відчуття. Найнижчі значення порогів лежать в діапазоні 1-5 кГц. Поріг слуху молодого людини становить 0 дБ на частоті 1000 Гц, на частоті 100 Гц поріг слухового сприйняття значно вище, так як вухо менш чутливе до звуків низьких частот. Больовим порогом прийнято вважати звук з рівнем 140 дБ, що відповідає звуковому тиску 200 Па і інтенсивності 100 Вт/м2. Звукові відчуття оцінюються по порогу дискомфорту (слабкий біль у вусі, відчуття дотику, лоскотання).

Шум визначають як сукупність аперіодичних звуків різної інтенсивності і частоти. Оточуючі людини шуми мають різну інтенсивність, дБА: розмовна мова - 50-60, автосирена - 100, шум двигуна легкового автомобіля - 80, гучна музика - 70, шум від руху трамваю - 70-80, шум у звичайній квартирі - 30-40.

За спектральним складом в залежності від переважання звукової енергії у відповідному діапазоні частот розрізняють низько-, середньо - і високочастотні шуми, за часовими характеристиками - постійні і непостійні, останні в свою чергу поділяються на коливні, переривчасті й імпульсні, за тривалістю дії - тривалі і короткочасні. З гігієнічних позицій надається велике значення амплітудно-часовими, спектральним і ймовірнісним параметрами непостійних шумів, найбільш характерних для сучасного виробництва.

Інтенсивний шум на виробництві сприяє зниженню уваги і збільшенню числа помилок при виконанні роботи, виключно сильний вплив робить шум на швидкість реакцій, збір інформації і аналітичні процеси, з-за шуму знижується продуктивність праці і погіршується якість роботи. Шум утрудняє своєчасну реакцію працюють на попереджувальні сигнали внутрішньоцехового транспорту (автонавантажувачів, мостових кранів тощо), що сприяє виникненню нещасних випадків на виробництві.

У біологічному відношенні шум є значним стресовим чинником, здатним викликати зрив пристосувальних реакцій. Акустичний стрес може призводити до різних проявів: від функціональних порушень регуляції центральної нервової системи (ЦНС) до морфологічно позначених дегенеративних деструктивних процесів у різних органах і тканинах. Ступінь шумової патології залежить від інтенсивності і тривалості впливу, функціонального стану ЦНС і, що дуже важливо, від індивідуальної чутливості організму до акустичного подразника. Індивідуальна чутливість до шуму становить 4-17%. Вважають, що підвищена чутливість до шуму визначається сенсибилизированной вегетативною реактивністю, притаманною 11% населення. Жіночий і дитячий організми особливо чутливі до шуму. Висока індивідуальна чутливість може бути однією з причин підвищеної стомлюваності і розвитку різних неврозів.

Шум чинить вплив на весь організм людини: пригнічує ЦНС, викликає зміну швидкості дихання і пульсу, сприяє порушенню обміну речовин, виникненню серцево-судинних захворювань, гіпертонічної хвороби, може приводити до професійних захворювань.

Шум з рівнем звукового тиску до 30-35 дБ звичний для людини і не турбує його. Підвищення цього рівня до 40-70 дБ в умовах середовища створює значне навантаження на нервову систему, викликаючи погіршення самопочуття, і при тривалій дії може бути причиною неврозів. Дія шуму з рівнем понад 75 дБ може призвести до втрати слуху - професійної приглухуватості. При дії шуму високих рівнів (більше 140 дБ) можливий розрив барабанних перетинок, контузія, а при ще більш високих (більше 160 дБ) -і смерть.

Специфічне шумове вплив, що супроводжується пошкодженням слухового аналізатора, проявляється повільно прогресуючим зниженням слуху. У деяких осіб серйозне шумове пошкодження слуху може наступити в перші місяці впливу, в інших-втрата слуху розвивається поступово, протягом всього періоду роботи на виробництві. Зниження слуху на 10 дБ практично невідчутно, на 20 дБ - починає серйозно заважати людині, так як порушується здатність чути важливі звукові сигнали, наступає ослаблення розбірливості мови.

Оцінка стану слухової функції базується на кількісному визначенні втрат слуху і проводиться за показниками аудіометричного дослідження. Основним методом дослідження слуху є тональна аудіометрія. При оцінці слухової функції визначальними прийняті середні показники порогів слуху в області сприйняття мовних частот (500, 1000, 2000 Гц), а також втрата слухового сприйняття в області 4000 Гц.

В якості критерію професійного зниження слуху прийнятий показник середньої арифметичної величини зниження слуху в мовному діапазоні, рівний 11 дБ і більше. Крім патології органу слуху при дії шуму спостерігаються відхилення в стані вестибулярної функції, а також загальні неспецифічні зміни в організмі; робітники скаржаться на головні болі, запаморочення, болі в області серця, підвищення артеріального тиску, болі в області шлунку і жовчного міхура, зміна кислотності шлункового соку. Шум викликає зниження функції захисних систем і загальної стійкості організму до зовнішніх впливів.

Нормовані параметри шуму в місцях перебування людей визначені ГОСТ 12.1.003-83 з доповненнями 1989 р. і СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на робочих місцях,

у приміщеннях житлових, громадських будівель і на території житлової забудови". Документи дають класифікацію шумів по спектру на широкополосні і тональні, а за часовими характеристиками - на постійні і непостійні. Для нормування постійних шумів застосовують допустимі рівні звукового тиску (УЗД) в дев'яти октавних смугах частот (табл. 3.7) в залежності від виду виробничої діяльності. Для орієнтовної оцінки якості характеристики постійного широкосмугового шуму на робочих місцях допускається приймати рівень звуку (дБА), що визначається за шкалою А шумометра з корекцією низькочастотної складової але законом чутливості органів слуху і наближенням результатів об'єктивних вимірювань до суб'єктивного сприйняття.

Непостійні шуми поділяються на коливні в часі, переривчасті й імпульсні. Нормованою характеристикою непостійного шуму є еквівалентний по енергії рівень звуку (дБА). Допустимі значення еквівалентних рівнів непостійних широкосмугових шумів наведено в табл. 3.7.

Для тонального та імпульсного шуму допустимий рівень звуку повинен бути на 5 дБ менше значень, зазначених у табл. 3.7. Еквівалентний рівень звуку по енергії

де т,- - відносний час впливу шуму % часу вимірювання; Ц - рівень звуку класу м, дБА.

При оцінці шуму допускається застосовувати дозу шуму, так як встановлена лінійна залежність "доза - ефект" з тимчасового зміщення порогу слуху, що свідчить про адекватність оцінки шуму по енергії. Дозный підхід дозволяє також оцінити кумуляцию шумового впливу за робочу зміну.

Оцінювати та прогнозувати втрати слуху, пов'язані з дією виробничого шуму, дає можливість стандарт ІСО 1999: (1975) "Акустика - визначення професійної експозиції шуму і оцінка порушень слуху, викликаних шумом".

У виробничих умовах нерідко виникає небезпеку комбінованого впливу високочастотного шуму і низькочастотного ультразвуку, наприклад, при роботі реактивної техніки, при використанні плазмових технологій.

Ультразвук (як пружні хвилі) не відрізняється від чутного звуку, однак частота коливального процесу сприяє більшому затуханню коливань внаслідок трансформації енергії в теплоту.

По частотному спектру ультразвукові коливання поділяють па: низькочастотні - 1,12-10,4 -100 Гц; високочастотні - 1,0-105-1,0-109 Гц; за способом розповсюдження - на повітряний та контактний ультразвук.

Низькочастотні ультразвукові коливання добре поширюються в повітрі. Біологічний ефект впливу їх на організм залежить від інтенсивності, тривалості впливу та розмірів поверхні тіла, що піддається дії ультразвуку. Тривалий систематичний вплив ультразвуку, що поширюється в повітрі, викликає функціональні порушення нервової, серцево-судинної і ендокринної систем, слухового і вестибулярного аналізаторів. У працюючих на ультразвукових установках відзначають виражену астенію, судинну гіпотонію, зниження електричної активності серця та мозку. Зміни ЦНС у початковій фазі проявляються порушенням рефлекторних функцій мозку (почуття страху в темряві, в обмеженому просторі, різкі напади з почастішанням пульсу, надмірною пітливістю, спазми в шлунку, кишечнику, жовчному міхурі). Найбільш характерні вегетосудинна гортання зі скаргами на різке стомлення, головний біль і відчуття тиску в голові, утруднення концентрації уваги, гальмування розумового процесу, на безсоння.

Контактна дія високочастотного ультразвуку на руки призводить до порушення капілярного кровообігу в кистях рук, зниження больової чутливості, тобто розвиваються периферичні порушення. Встановлено, що ультразвукові коливання можуть викликати зміни кісткової структури з розрідженням щільності кісткової тканини.

Таблиця 3.7. Допустимі рівні звукового тиску, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях у виробничих приміщеннях і на території підприємств за ГОСТ 12.1.003-83 з доповненнями 1989 р. (витяг)

Допустимі рівні звукового тиску, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях у виробничих приміщеннях і на території підприємств за ГОСТ 12.1.003-83 з доповненнями 1989 р. (витяг)

Професійні захворювання зареєстровані лише при контактній передачі ультразвуку на руки - вегетосенсорная (ангионевроз) або сенсомоторна поліневропатія рук.

Гігієнічні нормативи ультразвуку визначені ГОСТ 12.1.001-89 і Санпін 2.2.4/2.1.8.582-96. Гігієнічною характеристикою повітряного ультразвуку на робочих місцях є рівні звукового тиску (дБ) в третьоктавних смугах з середньогеометричними частотами 12,5-100 кГц: среднегеометрические частоти третьоктавних смуг, кГц: 12,5 рівень звукового тиску, дБ: 80 80 (90) 100 105 I 10

Примітка. За узгодженням із замовником допускається встановлювати значення показника, вказане в дужках.

Характеристикою контактного ультразвуку є пікове значення віброшвидкості або його логарифмічний рівень (табл. 3.8).

Допустимі рівні контактного ультразвуку слід приймати на 5 дБ нижче значень, зазначених у табл. 3.8, у тих випадках, коли працюючі зазнають спільного впливу повітряного і контактного ультразвуку.

Інфразвук - область акустичних коливань з частотою нижче 16-20 Гц. В умовах виробництва інфразвук, як правило, поєднується з низькочастотним шумом, у ряді випадків - з низькочастотної вібрацією.

Таблиця 3.8. Допустимі рівні віброшвидкості і її пікові значення на робочих місцях

Допустимі рівні віброшвидкості і її пікові значення на робочих місцях

При впливі на організм інфразвуку з рівнем 110-150 дБ можуть виникати неприємні суб'єктивні відчуття і численні реактивні зміни: порушення в ЦНС, серцево-судинній і дихальній системах, вестибулярному аналізаторі. Відзначають скарги на головні болі, запаморочення, відчутні руху барабанних перетинок, дзвін у вухах і голові, зниження уваги та працездатності; може з'явитися відчуття страху, сонливість, утруднення мови; специфічна для дії інфразвуку реакція порушення рівноваги. При дії інфразвуку з рівнем 105 дБ відзначені психофізіологічні реакції у формі підвищення тривожності і невпевненості, емоційної нестійкості.

Установлено адитивний характер дії інфразвуку і низькочастотного шуму. Слід зазначити, що виробничий шум і вібрація мають більш агресивне дію, ніж інфразвук порівнянних параметрів.

Гігієнічна регламентація інфразвуку проводиться за СН 2.2.4/2.1.8.583-96, які задають для постійного інфразвуку гранично допустимі УЗД на робочих місцях для різних видів робіт, а також у житлових і громадських приміщеннях і на території житлової забудови (табл. 3.9). Для коливного в часі і переривчастого інфразвуку рівні звукового тиску £Л1|Н, виміряний по шкалі шумоміра "Лін", не повинні перевищувати 120 дБ.

Таблиця 3.9. Гранично допустимі рівні інфразвуку в октавних смугах частот з середньогеометричними частотами, Гц, на робочих місцях та на території забудови

Гранично допустимі рівні інфразвуку в октавних смугах частот з середньогеометричними частотами, Гц, на робочих місцях та на території забудови

На людей і тварин може впливати ударна хвиля. Прямий вплив виникає в результаті впливу надлишкового тиску і швидкісного напору повітря.

Через невеликих розмірів тіла людини ударна хвиля миттєво охоплює людину і піддає його сильному стиску протягом декількох секунд. Миттєве підвищення тиску сприймається живим організмом як різкий удар. Швидкісний напір при цьому створює значний лобовий тиск, що може призвести до переміщення тіла в просторі. Непрямі ураження людей і тварин можуть відбутися в результаті ударів уламків скла, шлаку, каменю, дерева та інших предметів, що летять з великою швидкістю.

Ступінь впливу ударної хвилі залежить від потужності вибуху, відстані, метеоумов, місцезнаходження (у будинку, на відкритій місцевості) та положення людини (лежачи, сидячи, стоячи) і характеризується легкими, середніми тяжкими і вкрай тяжкими травмами.

Надлишковий тиск у фронті ударної хвилі 10 кПа і менше для людей і тварин, розташованих поза укриттів, вважається безпечним. Легкі ураження виникають при надлишковому тиску 20-40 кПа. Вони виражаються короткочасними порушеннями функцій організму (дзвоном у вухах, запамороченням, головним болем). Можливі вивихи, забиті місця. Ураження середньої тяжкості виникають при надлишковому тиску 40-60 кПа. При цьому можуть бути вивихи кінцівок, контузії головного мозку, пошкодження органів слуху, кровотеча з носа і вух.

Важкі контузії і травми виникають при надлишковому тиску 60-100 кПа. Вони характеризуються вираженою контузією всього організму, переломами кісток, кровотечами з носа, вух; можливе пошкодження внутрішніх органів і внутрішня кровотеча. Вкрай важкі контузії і травми у людей виникають при надлишковому тиску понад 100 кПа. Відмічаються розриви внутрішніх органів, переломи кісток, внутрішні кровотечі, струс мозку, тривала втрата свідомості. Розриви спостерігаються в органах, що містять велику кількість крові (печінці, селезінці, нирках), наповнених газом (легенях, кишечнику), що мають порожнини, наповнені рідиною (головному мозку, сечовому і жовчному міхурах). Ці травми можуть призвести до смертельного результату.

Радіус ураження уламками будівель, особливо осколками скла, що руйнуються при надлишковому тиску 2-7 кПа, може перевищити радіус безпосереднього ураження ударною хвилею.

Повітряна ударна хвиля також діє на рослини. Повне пошкодження лісового масиву спостерігається при надлишковому тиску понад 50 кПа. Дерева при цьому вириваються з коренем, ламаються і відкидаються, утворюються суцільні завали. При надлишковому тиску 30-50 кПа пошкоджується близько 50% дерев, утворюються суцільні завали, а при надлишковому тиску 10-30 кПа - до 30% дерев. Молоді дерева більш стійкі, ніж старі.

Вібрація являє собою процес поширення механічних коливань у твердому тілі. При впливі вібрації на організм (рис. 3.3) важливу роль відіграють аналізатори ЦНС: вестибулярний, шкірний та інші апарати.

Тривалий вплив вібрації веде до розвитку професійної вібраційної хвороби. Вібрація, впливаючи на машинний компонент системи "людина - машина", знижує продуктивність технічних установок (за винятком спеціальних випадків) і точність прочитуваних показань приладів, викликає знакозмінні напруження, що призводять до втомного руйнування конструкції, і т. д.

Вібрації можуть бути навмисними (наприклад, через погану балансування та центрування обертових частин машини і обладнання, пульсуючого руху рідини, роботи перфоратора) і спеціально використовуються в технологічних процесах (віброзанурювачі паль, вібраційне обладнання для виробництва залізобетонних конструкцій і укладання бетону, спеціальне обладнання

Дія вібрації на людину

Рис. 3.3. Дія вібрації на людину

для прискорення хімічних реакцій тощо). Вібрації характеризуються частотою і амплітудою зсуву, швидкістю і прискоренням.

Особливо шкідливі вібрації з вимушеною частотою, що збігається з частотою власних коливань тіла людини або його окремих органів (для тіла людини - 6-9 Гц, голови - 6 Гц, шлунка - 8 Гц, інших органів - у межах 25 Гц).

Частотний діапазон розладів зорових сприйняттів лежить між 60 і 90 Гц, що відповідає резонансу очних яблук.

При роботі будівельних машин у технологічних процесах існують горизонтальні і вертикальні поштовхи і тряска, що супроводжуються виникненням періодичних імпульсних прискорень. При частоті коливань від 1 до 10 Гц граничні прискорення, рівні 10 мм/с2, є невідчутними, 40 мм/с2 - слабоощутимыми, 400 мм/с2 - сильно відчутними і 1000 мм/с2 - шкідливими.

Низькочастотні коливання з прискоренням 4000 мм/с2-нестерпні.

Вібрація за способом передачі тілу людини поділяється на загальну (вплив на все тіло людини) і локальну (вплив на окремі частини тіла - руки та ноги).

Загальну вібрацію за джерелом її виникнення та можливості регулювання її інтенсивності оператором підрозділяють на наступні категорії (ГОСТ 12.1.012-90 "Вібраційна безпека. Загальні вимоги"):

- категорія 1 - транспортна вібрація, що впливає на оператора па робочих місцях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів при їх русі по місцевості, агрофону та дорогах, у тому числі при їх будівництві; при цьому оператор може активно, у відомих межах, регулювати вплив вібрації;

категорія 2 - транспортно-технологічна вібрація, що впливає на людину-оператора на робочих місцях машин з обмеженою рухливістю при переміщенні їх по спеціально підготовленим поверхням виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок; при цьому оператор може лише іноді регулювати вплив вібрації;

- категорія 3а - технологічна вібрація, що впливає на оператора на робочих місцях стаціонарних машин чи передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації;

категорія 3б - вібрація на робочих місцях працівників розумової праці та персоналу, що не займається фізичною працею. До пий відносяться робочі місця на промислових кранах, у метало - та деревообробних верстатів, ковальсько-пресового устаткування, ливарних машин та іншого стаціонарного технологічного обладнання.

Локальна вібрація викликає спазми судин, які починаються з кінцевих фаланг пальців рук і поширюються па всю кисть, передпліччя, захоплюють судини серця. Діапазон частот 35-250 Гц є найбільш критичним для розвитку вібраційної хвороби.

Локальна вібрація за джерелом виникнення поділяється:

- на що передається від ручних машин (з двигунами), органів ручного керування машин і обладнання;

- що передається від ручних інструментів без двигунів) та оброблюваних деталей.

При гігієнічній оцінці двох видів вібрації слід мати на увазі, що санітарно-гігієнічні вимоги і правила у першому випадку включаються в технічну документацію на машини та обладнання, а у другому - у документацію на технологію проведення робіт.

Вібрація робочих місць операторів транспортних засобів та устаткування носить переважно низькочастотний характер з високими рівнями в октавах 1-8 Гц і залежить від технологічної операції, швидкості пересування, типу сидіння, віброзахисту, ступеня зношеності машини, профілю доріг і т. д. Характер спектрів - широкосмуговий, при цьому максимум енергії лежить в діапазонах 1-2 Гц; 4-8 Гц. На операторів транспортних засобів зазвичай впливає мінлива за рівнями і спектрами вібрація, мікро - і макропаузы, причому оператори мають можливість (у відомих межах) регулювати вібраційну експозицію. Спектри вібрацій робочих місць технологічного обладнання носять низько - і середньочастотний характер з максимумом енергії в октавах 4-16 Гц.

Завдяки наявності м'яких тканин, кісток, суглобів, внутрішніх органів та особливостей конфігурації тіло людини являє собою складну коливальну систему, первинна механічна реакція якої на вібраційний вплив залежить від діапазону часки, зумовлюючи наступні фізіологічні ефекти.

Для санітарного нормування і контролю вібрацій використовуються среднеквадратичные значення віброприскорення віброшвидкості і, а також їх логарифмічні рівні у децибелах (ГОСТ 12.1.012-90 "ССБТ. Вібраційна безпека. Загальні вимоги" і СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Виробнича вібрація, вібрація в приміщеннях житлових і виробничих будівель"), табл. 3.10.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Схожі тими

ЗАХИСТ ВІД АКУСТИЧНИХ І МЕХАНІЧНИХ КОЛИВАНЬ
Нормування вібрації
Акустичні коливання, джерела шуму, класифікації, дія, нормування
Захист від виробничої вібрації
Інфразвукові коливання
Акустичне забруднення
Захист від вібраційних коливань
Способи боротьби з вібрацією
Методи аналізу сезонних коливань в економіці
Огляд теорій коливань ділової активності
 
Предмети
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика і естетика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Соціологія
Страхова справа
Товарознавство
Філософія
Фінанси