1.5 Производственный
шум
Производственный
шум – совокупность звуков возникающих
в ходе работы производственного предприятия,
носящая хаотичный и беспорядочный характер,
изменяющаяся во времени, и вызывающая
дискомфорт у работающих. Поскольку производственный
шум – это совокупность звуков имеющих
разную природу возникновения, различную
продолжительность и интенсивность, то
при исследовании производственных шумов
говорят о «спектре производственного
шума». Исследуется слышимый
диапазон 16 Гц - 20 кГц. Его разбивают на
так называемые «полосы частот» или «октавы»
и определяют звуковое давление, интенсивность
или звуковую мощность, приходящиеся на
каждую полосу.
Как уже указывалось
выше, в производственной среде шумы возникают
в первую очередь из-за работы механизмов.
И естественно, чем больше количество
оборудования, тем выше уровень шумовой
загрязненности. Кроме того, в настоящее
время можно проследить тенденцию, при
которой уровень шумовой загрязненности
снижается прямо пропорционально росту
технологической оснащенности предприятия
современными машинами и механизмами.
Эту тему мы рассмотрим более подробно
в разделе, посвященном снижению уровня
шумового загрязнения. Сейчас же давайте
рассмотрим источники производственного
шума.
1) Механические производственные
шумы – возникают и преобладают
на предприятиях, где широко используются
механизмы с применением зубчатых передач
и цепного привода, ударные механизмы,
подшипники качения и т.п. В результате
силовых воздействий вращающихся масс,
ударов в сочленениях деталей, стуков
в зазорах механизмов, движения материалов
в трубопроводах и возникает этот вид
шумового загрязнения. Спектр механического
шума занимает широкую область частот.
Определяющими факторами механического
шума являются форма, размеры и тип конструкции,
число оборотов, механические свойства
материала, состояние поверхностей взаимодействующих
тел и их смазывание. Машины ударного действия,
к которым относится, например, кузнечно-прессовое
оборудование, являются источником импульсного
шума, причем его уровень на рабочих местах,
как правило, превышает допустимый. На
машиностроительных предприятиях наибольший
уровень шума создается при работе металло-
и деревообрабатывающих станков.
2) Аэродинамические
и гидродинамические производственные
шумы - 1) шумы, обусловленные периодическим
выбросом газа в атмосферу, работой винтовых
насосов и компрессоров, пневматических
двигателей, двигателей внутреннего сгорания;
2) шумы, возникающие из-за образования
вихрей потока у твердых границ механизмов
(эти шумы наиболее характерны для вентиляторов,
турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров,
воздуховодов); 3) кавитационный шум, возникающий
в жидкостях из-за потери жидкостью прочности
на разрыв при уменьшении давления ниже
определенного предела и возникновения
полостей и пузырьков, заполненных парами
жидкости и растворенными в ней газами.
3) Электромагнитные
шумы - возникают в различных электротехнических
изделиях (например, при работе электрических
машин). Их причиной является взаимодействие
ферромагнитных масс под влиянием переменных
во времени и пространстве магнитных полей.
Электрические машины создают шумы с различными
уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины)
до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины)..[3]
Безусловно, встретить
производство, в котором присутствуют
шумы только одной природы практически,
невозможно. В общем фоне производственного
шума можно выделять шумы различного происхождения,
но нейтрализовать шумы какого-то одного
происхождения из общей массы шума практически
невозможно.
1.6 Внешнее шумовое загрязнение
Говоря о производственных
шумах, мы в первую очередь рассматривали
шум как неотъемлемую часть технологического
процесса производства. Следовательно
и меры рассмотренные нами выше преимущественно
направлены на снижение шумового загрязнения
внутри производственных предприятий
и участков. Но коль скоро мы рассматриваем
шумовое загрязнение, необходимо учитывать
и тот факт, что шум производимый предприятием
или возникающий как следствие его деятельности
– это составная часть общего шумового
фона, с которым мы с вами сталкиваемся
и в быту. Это действительно так, и проблема
шумового загрязнения окружающей среды
по-сути – комплексная, и разделять её
на проблемы Бытового и Производственного
шума можно лишь в прикладных целях.
Источников шума окружающих
человека в быту – огромное множество.
Особенность основной массы бытовых шумов
в том, что они в отличие от шумов производственных,
чаще находятся в допустимых
пределах по показателю звукового давления,
но как правило являются более продолжительными.
И основной источник
бытового шумового загрязнения это автотранспорт,
рельсовый и воздушный транспорт.
Во вводной части данной
работы мы говорили о том, что уровень
шума в городах за последние годы значительно
вырос, и основная «заслуга» в этом конечно
же у транспорта. Например, перевозки
автомобильным транспортом в экономически
развитых странах за 1960-1995 гг. выросли
в 4 раза, воздушным - в 3 раза. Из трех основных
видов транспорта (автомобильного, железнодорожного
и воздушного) именно автомобильный транспорт
оказывает наиболее неблагоприятное акустическое
воздействие. Шум, создаваемый движущимися
автомобилями, является частью шума транспортного
потока. В общем случае наибольший шум
генерируется большегрузными автомобилями.
А большегрузные транспортные средства
– это неотъемлемая часть производств.
Шум транспортного потока имеет различную
природу. В зависимости от скорости движения
транспорта может преобладать шум генерируемый
силовыми установками автомобилей, или шум вызываемый трением
шин о дорожное покрытие. При наличии неровностей
на поверхности дороги преобладающим
может стать шум системы рессорной подвески,
а также грохот груза и кузова.
Чаще всего шум транспортного
потока носит комбинированную структуру
и выделить какой либо основной вид шумового
загрязнения крайне затруднительно. Поэтому,
задача по снижению шума транспортных
средств, стоит перед конструкторами всех
видов транспорта ещё и на моменте проектировки.
Инженеры конструкторы производят измерения
уровня генерируемого шума для каждого
узла и агрегата, в различных условиях
эксплуатации. На основании измерений
производится оптимизация конструкции
для достижения конценцуса между экономической
обоснованностью и экологичностью с точки
зрения шумового загрязнения. Второй,
не менее значимый аспект борьбы с транспортным
шумом – принятие мер по ограничению распространения
уже возникшего шума. К числу указанных
мер относятся улучшение конструкции
дорог и их трассирования, регулирование
транспортных потоков, применение экранов
и барьеров, пересмотр общих концепций
землепользования вблизи основных транспортных
магистралей. Дополнительной мерой, которая
применима ко всем видам транспорта, является
улучшение проектирования и звукоизолирующих
характеристик зданий для уменьшения
шума внутри них.[5]
При проектировании
автомобильных дорог ограничение вредного
влияния дорожного шума заключается, прежде
всего, в трассировании магистралей на
безопасном расстоянии от территорий
и объектов, требующих особой звукоизоляции.
В случаях, когда это невозможно или когда
имеют дело с уже построенной дорогой,
остается только применить шумозащитные
экраны. Идея таких защитных мероприятий
заключается в использовании явления
акустического экранирования. Оно возникает,
когда между источником шума и объектом
находится препятствие, затрудняющее
распространение звуковых волн. [12]
Один из наиболее полноценных
проектов в этой области реализованных
на террирории современной России – это
Московская Кольцевая Автомобильная дорога
(МКАД). Осуществление программы строительства
шумозащитных экранов при реконструкции
МКАД, предусмотренной соответствующим
разделом ТЭО (разработка Центра транспортных
проблем городов, затем переименованного
в с-ПРОЕКТ) явилось по существу первым
комплексным проектом снижения шума в
жилой застройке шумозащитными экранами
- сооружениями, которые являются частью
автомобильной дороги и размещены либо
на земляном полотне, либо на полосе отвода.[10,11]
Развитие железнодорожного
транспорта не носит столь интенсивного
характера, однако в последнее время достаточно
четко проявились тенденции в развитии
этого вида транспорта. Сегодня совершенно
ясно, что будущее железнодорожного транспорта
– это скоростные поезда. Скоростные поезда
функционируют во многих странах мира,
в том числе и в России. Расширение сети
железных дорог и увеличение скорости
поездов вызовут рост шума, возникнут
связанные с этим проблемы защиты
от него окружающей среды.
Проблема шумового
загрязнения от воздушного транспорта,
обострилась с введением в эксплуатацию
в конце 1950-х годов на гражданских авиалиниях
реактивных самолетов. Решение рассматриваемой
проблемы проводилось по следующим трем
основным направлениям. Первое и, вероятно,
наиболее важное направление сводится
к разработке менее шумных
силовых установок. Второе направление
связано с упорядочением и введением контроля
полетов самолетов. Наконец, третье направление
- меры, непосредственно не связанные с
изменением условий эксплуатации воздушных
судов.
1.7 Воздействие шумового
загрязнения на организм человека
и на окружающую среду
В зависимости от уровня и характера
шума, его продолжительности, а также от
индивидуальных особенностей человека,
шум может оказывать на него различные
действия.
По свидетельствам врачей, постоянный
шум плохо сказывается на работе многих
жизненно важных органов: сердца, печени,
органов пищеварения. Но прежде всего
страдает, конечно же, слух. Поэтому среди
работников предприятий, где длительное
воздействие шума является как бы неотъемлемой
частью производственного процесса, существует
своя статистика профессиональных заболеваний,
к которым относится и нейросенсорная
тугоухость. В первую очередь, данной от
рождения способностью слышать рискуют
водители тяжелой спецтехники. И понятно
почему: на протяжении почти всей смены
(а она может длиться и 8, и 10, и 12 часов)
они работают под оглушительный аккомпанемент
двигателей. А вот, к примеру, оператор
компрессорной установки не так долго
контактирует с «шумящим» оборудованием,
и у него, следовательно, риск заболевания
- меньше.
Шум, даже когда он невелик, создает значительную
нагрузку на нервную систему человека,
оказывая на него психологическое воздействие.
Это особенно часто наблюдается у людей,
занятых умственной деятельностью. Слабый
шум различно влияет на людей. Причиной
этого могут быть: возраст, состояние здоровья,
вид труда. Воздействие шума зависит также
и от индивидуального отношения к нему.
Так, шум, производимый самим человеком,
не беспокоит его, в то время как небольшой
посторонний шум может вызвать сильный
раздражающий эффект.
Отсутствие необходимой тишины, особенно
в ночное время, приводит к преждевременной
усталости. Шумы высоких уровней могут
явиться хорошей почвой для развития стойкой
бессонницы, неврозов и атеросклероза.
Под воздействием шума от 85 – 90 ДБ снижается
слуховая чувствительность на высоких
частотах. Долгое время человек жалуется
на недомогание. Симптомы – головная боль,
головокружение, тошнота, чрезмерная раздражительность.
Все это результат работы в шумных условиях.
Влияние шума на человека до некоторых
пор не было объектом специальных исследований.
Ныне воздействие звука, шума на функции
организма изучает целая отрасль науки
– аудиология. Было установлено, что шумы
природного происхождения (шум морского
прибоя, листвы, дождя, журчание ручья
и другие) благотворно влияют на человеческий
организм, успокаивают его, навевают целительный
сон.
Среди органов чувств слух – один из
важнейших. Благодаря ему мы способны
принимать анализировать все многообразие
звуков, окружающей нас внешней среды.
Слух всегда бодрствует, в известной мере
даже ночью, во сне. Он постоянно подвергается
раздражению ибо не обладает никакими
защитными приспособлениями, сходными,
например, с веками, предохраняющими глаза
от света.
Ухо – один из наиболее сложных и тонких
органов он воспринимает и очень слабые,
и очень сильные звуки.
Под влиянием сильного шума, особенно
высокочастотного, в органе слуха происходят
необратимые изменения.
При высоких уровнях шума слуховая чувствительность
падает уже через 1 – 2 года, при средних
– обнаруживается гораздо позже, через
5 – 10 лет, то есть снижение слуха происходит
медленно, болезнь развивается постепенно.
Поэтому особенно важно заранее принимать
соответствующие меры защиты от шума.
В настоящее время почти каждый человек,
подвергающийся на работе воздействию
шума, рискует стать глухим.
Акустические раздражения исподволь,
подобно яду, накапливаются в организме,
все сильнее угнетая нервную систему.
Изменяется сила, уравновешенность и подвижность
нервных процессов – тем более, чем интенсивнее
шум. Реакция на шум нередко выражается
в повышенной возбудимости и раздражительности,
охватывающих всю сферу чувственных восприятий.
Люди, подвергающиеся постоянному воздействию
шума, часто становятся трудными в общении.
Итак, шум оказывает свое разрушающее
действие на весь организм человека. Его
гибельной работе способствует и то обстоятельство,
что против шума мы практически беззащитны.
Ослепительно яркий свет заставляет нас
инстинктивно зажмуриваться. Тот же инстинкт
самосохранения спасает нас от ожога,
отводя руку от огня или от горячей поверхности.
А вот на воздействие шумов защитной реакции
у человека нет.
Шум экологический - одна из форм загрязнения
окружающей среды, которая состоит в увеличении
уровня шума сверх природного фона и действует
отрицательно на живые организмы (включая
человека). Шум бывает бытовой, производственный,
промышленный, транспортный, авиационный,
шум уличного движения и др. Основными
источниками городского шума служат промышленные
предприятия, среди которых особенно выделяются
энергетические установки (100-110 дБ), компрессорные
станции (100 дБ), металлургические заводы
(90-100 дБ) и др. Значительный шум также создают
транспортные среды (в дБ):
-автомобильный транспорт (на расстоянии
около 8м) – 77 – 83 (в том числе легковые
– 77, грузовые и автобусы – 78 –
83);
-железнодорожный транспорт (до 20 м)
– 90 – 101;
-воздушный транспорт (под трассой)
– 98 – 105.
Так, в России свыше 30% жителей городов
подвержены действию сверхнормативных
уровней шума (55 – 65 дБ и выше), в частности
в Москве зона акустического дискомфорта
распространяется на 30% площади города.
В крупных городах России (Санкт–Петербург,
Нижний Новгород, Красноярск, Екатеринбург,
Магнитогорск и др.) на магистралях с интенсивным
движением (до 6 – 8 тыс. экипажей в час)
фиксируется уровень шума в среднем 73
– 83 дБ, максимальные – до 90 дБ и более.
Постоянный шум среды колеблется от 35
до 60 дБ, причем физиологически допустимые
нормы шума 45 дБ ночью и 60 дБ днем. Если
шум достигает 70 – 80 дБ, человек начинает
чувствовать утомление. Шум, интенсивность
которого колеблется между 85 и ПО дБ, уже
представляет опасность. По данным Ф.Г.
Кроткова (1975), если сила шума превышает
предел (120 – 140 дБ), человеку угрожает травма,
вызывающая необратимые поражения слуховых
органов. Высокая шумовая нагрузка в городах
приводит к росту заболеваемости сердечно-сосудистыми,
нервными и другими болезнями взрослого,
и особенно детского населения. Поэтому
Всемирная организация здравоохранения
(ВОЗ) разработала программу по снижению
шума в городах, а также включила некоторые
виды физического загрязнения среды (шумовое,
электромагнитные излучения и др.) в число
наиболее важных экологических проблем
современности.
2. Аналитическая часть
2.1 Общие положения
Средства и методы
защиты от шума, применяемые на рабочих
местах производственных и вспомогательных
помещений, на территории промышленных
предприятий, в помещениях жилых и общественных
зданий, а также на селитебной территории
городов и населенных пунктов, по отношению
к защищаемому объекту подразделяются
на средства и методы коллективной защиты
и средства индивидуальной защиты.
Средства коллективной
защиты по отношению к источнику возбуждения
шума подразделяются на средства, снижающие
шум в источнике его возникновения, и средства,
снижающие шум на пути его распространения
от источника до защищаемого объекта.
Средства, снижающие
шум в источнике его возникновения в зависимости
от характера воздействия подразделяются
на средства, снижающие возбуждение шума,
и средства, снижающие звукоизлучающую
способность источника шума.
Средства, снижающие
шум в источнике его возникновения, в зависимости
от характера шумообразования подразделяются
на средства, снижающие шум вибрационного
(механического) происхождения, аэродинамического
и гидродинамического происхождения,
электромагнитного происхождения.
Средства, снижающие
шум на пути его распространения, в зависимости
от среды подразделяются на средства,
снижающие передачу воздушного шума, и
средства, снижающие передачу структурного
шума.
Средства защиты от
шума в зависимости от использования дополнительного
источника энергии подразделяются на
пассивные, в которых не используется
дополнительный источник энергии, и активные,
в которых используются дополнительный
источник энергии.
Средства коллективной
защиты от шума в зависимости от способа
реализации подразделяются на акустические,
архитектурно-планировочные и организационно-
технические.
Акустические средства
защиты от шума в зависимости от принципа
действия подразделяются на средства
звукоизоляции (фибролит), средства звукопоглощения
(каменная вата), средства виброизоляции,
средства демпфирования и глушители шума.
Шумы очень высокой
интенсивности, превышающие норму на 40
дБ(А) и более, в производствах достаточно
редки. Они имеют место при обрубке швов
внутри замкнутых металлических емкостей,
наклепе на автоматических станках, взрывных
технологических процессах и на отдельных
испытательных стендах.
Шумы, превышающие
норму на 30 дБ(А), наиболее часто встречаются
на металлургических и машиностроительных
предприятиях и связаны с работой пневматических
ручных машин, кузнечно-прессовых машин,
с процессами выбивки и формовки в литейных
цехах, на испытательных стендах и др.
Шумы, превышающие
норму 20 дБ(А), характерны для многих цехов
и участков металлургических и машиностроительных
предприятий, ткацкого производства, деревообработки.
Шумы, превышающие
норму на 5-15 дБ (А), характерны для многих
отраслей промышленности, ив первую очередь
для машиностроения.
С точки зрения эмиссии
наиболее шумоопасными являются практически
все виды ручных машин, большинство видов
кузнечно-прессового и деревообрабатывающего
оборудования, все ткацкие, прядильные,
крутильные и гребеночесальные машины
текстильной промышленности. Для ряда
конкретных видов машин и технологического
оборудования, возможно, добиться снижения
шума непосредственно в источнике, предусмотрев
необходимые средства шумоглушения.