Калыгин - Промышленная экология - 2000 (947505), страница 28
Текст из файла (страница 28)
В производственных условиях источниками шума являются работающие станки и механизмы, ручные, механизированные и пневмоинструменты, электрические машины, компрессоры, кузнечно-прессовое, подьемно-транспортное, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры) и т.д. В качестве звука человек воспринимает упругие колебания, распространяющиеся в виде волн в твердой, жидкой или газообразной средах. Звуковые колебания характеризуются скоростью их распространения с и частотой 1. Скорость звука связана с длиной волны и частотой: с= Хх1, м/с где с — скорость звука, м/с; А — длина волны, м; ~- частота, Гц (с ).
Например, скорость распространения звуковых волн составляет в: — воде 1410 м/с; — стекле и стали 5000 м!с; — резине 40-50 м/с; — воздухе 343 м/с, Человеческое ухо воспринимает как слышимые звуковые колебания с частотой Х = 16 (20) — 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 (20) Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не воспринимаются (не слышатся) органами слуха, хотя и оказывают вредное влияние на организм человека. Наиболее чувствительно ухо к колебаниям в диапазоне частот от 50 до 5000 Гц, что в основном соответствует диапазону человеческого голоса. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука в данной точке — 1, Вам~. Копебатепьные движения упругой среды создают колебания давления, которые ухо воспринимает как звук.
Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависимостью 2 рС где р — плотность среды (газа); с — скорость распространения звука (волны); р — звуковое давление; ос — удельное акустическое сопротивление среды, равное дпя воздуха 41, для воды — 1,5х10~, для стали — 4,8х10 МПа сlм. Человеческое ухо воспринимает шум со звуковым давлением ро = 2х105 Па при 1 = 1000 Гц — порог слышимости, р = 2х10' Па — порог болевого ощущения. Интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, при 1 = 1000 Гц составляет 10 = 10 "Вам~, а соответствующая порогу болевого ощущения 1 = 10' Вт~ьР.
Для характеристики акустических явлений принята специальная измерительная система интенсивности звука и звукового давления, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно шкапа логарифмических единиц — децибелов (дБ), в которых измеряют уровни 1 и р. Уровень интенсивности звука определяется как а уровень звукового давления по формуле 1., = 10 1ц — 20 !9 —, дБ. Р Р Ро Ро Подставив значения порога слышимости и порога болевого ощущения в эти формулы, получим, что изменение 1 и р составляет всего 140 дБ. Шум, являющийся сложным звуком, можно разложить на простые составляющие, графическое изображение которых называется спектром. Спектр шума может быть различным.
По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные. По величине интервалов между составляющими его звуками различают шум дискретный (лииейчатый) с большими интервалами, сплошной с бесконечно малыми интервалами и смешанный, характеризующийся отдельными пиковыми дискретными со- ставляющими на фоне сплошного спектра (р и с. 8.1). Производственные шумы чаще всего имеют смешанный спектр ~1~. Ча агпата, /ц Р и с .
8.М. Типы шумовых спвктров: а — дискретный (линейчатый); б — сплошной, в — смешанный Ж= ! бЗ,Вт, (8.5) где 3- поверхность сферы, в центре которой находится источник шума. Уровень акустической мощности источника шума равен: 150 По частоте шумы подразделяются на низкочастотные, если максимальные уровни звукового давления лежат в области низких частот (до 350 Гц), среднечастотные (максимум в диапазоне частот 350...800 Гц) и высокочастотные (максимум выше 800 Гц).
По временным характеристикам шумы делятся на постоянные и непостоянные. К постоянным относятся шумы, уровни звука которых за восьмичасовой рабочий день изменяются во времени не более чем на 5 дБА (уровень звука измеряется шумомером по шкале А). Непостоянные шумы делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные. К колеблющимся шумам относятся такие, уровни звука которых непрерывно меняются во времени, К прерывистым относятся шумы, уровни звука которых меняются ступенчато на 5 дБ и более. К импульсным относятся шумы, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых имеет длительность менее 1 с.
Наибольшую опасность для человека представляют тональные высокочастотные непостоянные шумы. 1= Любой источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая определяет общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в окружающее пространство за единицу времени.
Мощность звука связана с интенсивностью следующей зависимостью: где во — условный порог акустической мощности (Яо = 10 Вт). -12 'М Если в производственном помещении находится и одинаковых источников шума, равноудаленных от расчетной точки и обладающих одинаковым уровнем шума ~., то общий уровень (в дБ) будет определяться как 1 ~ =~ ~+10 19п (8.7) где ~~ — уровень шума одного источника, дБ; и — число источников. Из формулы 8.7 видно, что два одинаковых источника создадут суммарный уровень всего на 3 дБ больший, чем каждый иэ них (так как 10х!ц2 = = 10х0,3 = 3); 10 источников — на 10 дБ; 100 источников на 20 дБ и т.д.
На производстве такое условие часто невыполнимо, поскольку износ технологического оборудования неодинаков (например, цикличность подачи сжатого воздуха для продувки секций рукавных фильтров различна), поэтому расчет ~~ ведут по другой формуле (в дБ): 10 ~ (10~, /10 101 ~ ЛО 101 и ЛО) где ~,, С~, ~„— уровни звукового давления, создаваемого источниками в расчетной точке. При измерении и анализе шумов, а также при проведении акустических расчетов спектры (рис, 8.1) оценивают в октавных или третьеоктавных диапазонах.
Полоса частоты, в которой верхняя граничная частота 12 в 2 раза больше нижней ~~, называется октавной, т.е. 1~~#1 = 2. Для третьеоктавной полосы 12/11 = ~~Г2-1,26. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая полоса 1, - Д~ . Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и составляют 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц при соответствующих им граничных частотах 45-90; 90-180; 180-355; 355-710; 710-1400; 1400-2800; 2800-5600 и 5600-11200.
Нормирование допустимых уровней звукового давления производится для каждой октавной полосы частот в соответствии с рекомендациями 11- 6]. Этот стандарт предусматривает дифференцированный подход с учетом характера производственной деятельности в условиях шума (умственный труд, нервно-эмоциональные нагрузки, физический труд и т.д.). Учитывается и характер действующего шума (тональный, импульсный, постоянный и др.) и длительность воздействия шумового фактора при расчете эквивалентных уровней для непостоянных шумов.
Совокупность восьми нормативных уровней звукового давления на разных среднегеометрических частотах называется предельным спектром (ПС). Каждый из спектров имеет свой индекс ПС (например ПС-80, где цифра 80 — нормативный уровень звукового давления (в дБ) в октавной полосе с 1 = 1 000 Гц). Некоторые нормированные ГОСТом параметры для широкополосного шума приведены в табл. 8.1. Для ориентировочной оценки допускается за характеристику постоянного шума на рабочем месте принимать уровень звука (дБА), измеряемой по шкале А шумомера.
Самые жесткие нормы шума (см. приложение 8.1) в настоящее время действуют в России, а наиболее мягкие в США. Чтобы осознать эти значения, необходимо помнить, что звук березовой рощи и пение птиц составляет 35-45 дБА. Таблица 8. 1 Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для широкополосного шума Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА Уровни звукового давления (в дБ) в октавных полосах со среднегеоме грическими частотами, Гц Рабочее место 125 1000 2000 4000 250 8000 Помещения конструкторских бюро, программистов вычислительных машин, лабораторий теоретических исследований и т.п. 45 42 40 54 50 Помещения управления, абочие комнаты 70 60 Помещения лабораторий экспериментальных исследований 75 73 71 80 Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, а также в случае тонального или импульсного шума допустимые уровни на рабочих местах следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в табл.
8.1. Уровень звука в дБА связан с ПС зависимостью дБА = ПС+ бдБ. Кроме характера выполняемых работ учитывают и длительность воздействия шума ~2). 8 этом случае при воздействии широкополосного шума от 0,25 до 4 ч допустимые уровни могут быть увеличены на 20 дБ, а при воздействии тонального или импульсного (0,25-1,5 ч) — на 15 дБ. Методы защиты от шума ~5): 1. Уменьшение шума в источнике возникновения: 1.1. Замена ударных механизмов безударными.
1.2. Замена возвратно-поступательных движений вращательными. 1.3. Замена подшипников качения на подшипники скольжения. 1.4. Совершенствование кинематических схем. 1.5. Применение пластмассовых деталей. 1.6. Использование глушителей из звукопоглощающего материала. 1.7. Виброизоляция шумных узлов и частей машин. 1.8. Покрытие издающих шум поверхностей вибродемпфирующим материалом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
