Безопасность жизнедеятельности. Защита от шума и вибрации

Шум и его основные параметры

Звук – это колебательное движение в материальной среде, обладающей упругостью и инерционностью, вызванное каким-либо источником.

Распространение колебательного движения в среде называется звуковой волной.

Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля при распространении звуковой волны будет наблюдаться деформация среды, т.е. зона сжатия и разряжения.

Такая деформация приведет к изменению давления в среде. Разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля называется звуковым давлением (Р). Звуковое давление выражается в паскалях (Па). Сила звука может характеризоваться и количеством звуковой энергии. Средний поток звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, называется интенсивностью звука (I). За единицу измерения интенсивности принят Вт / м2.

За единицу частоты колебаний принят герц (Гц), равный 1 колебанию в секунду.

Интенсивность звука I в свободном поле связана с звуковым давлением, Вт / м2

где Р - среднеквадратичное значение давления (Па),

рс – удельное аккустическое сопротивление среды (для воздуха - 4,44 Нс / м3, для воды – 1,4 х 106 Нс / м3).

Скорость звука в газовой среде определяется по следующей зависимости:

(2.5.2)

где К – показатель адиобата (К= 1,44)

Р – давление воздуха (Па)

р – плотность воздуха (кг/м3)

Скорость звука зависит от свойств среды. Звуки в изотропной среде могут распространяться в виде сферических, плоских и цилиндрических волн. Когда размеры источника звука малы по сравнению с длиной волны, звук распространяется по всем направлениям в виде сферических волн. Если размеры источника больше чем длина излучаемой звуковой волны, то звук распространяется в виде плоской волны.

Плоская волна образуется на значительных расстояниях от источника любых размеров. Скорость звука в воздухе при t= 200 С и давлении 760 мм рт. ст, V= 344 м/с; в воде – 433м/с; в стали - 5000 м/с, в бетоне - 4000 м/с.

Если на пути распространения звуковой волны встречается препятствие, то в силу явления дифракции происходит огибание волнами препятствий. Величина огибания тем больше, чем больше длина волны по сравнению с размерами препятствия.

При длине волны меньшей размера препятствия, наблюдается отражение звуковых волн и образование за препятствием «звуковой тени» (шумозащитные экраны).

Графическое изображение частотного состава шума называется спектром.

Шум представляет собой хаотическое сочетание множества различных по частоте и силе звуков. В ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) дана классификация шумов. По характеру спектра шумы делятся на широкополосные (с непрерывным спектром шириной более 1-ой октавы) и тональные (в спектре которых имеются слышимые дискретные тона) с превышением уровня в одном полюсе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По времени действия шумы подразделяются на постоянные (уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяются по времени не более чем на 5 дБ при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187-71) и непостоянные, при изменении уровня звука более 5 дБ. Непостоянные шумы, в свою очередь, делятся на колеблющиеся по времени (уровень звука которых непрерывно изменяется во времени), прерывистые (уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, с интервалом в 1 с и более), импульсные (состоящие из 1-го или нескольких звуковых сигналов с длительностью более 1 с и уровнем звука более 10 дБ). Вибрация является одним из источников шума.

Влияние шума на организм человека

Человек способен воспринимать звуки частотой от 16 до 20000 Гц различной силы и интенсивности от еле слышимых до болевых. В ухе человека находится около 25000 клеток, которые реагируют на звук. Всего человек различает 34 тысячи звуков различной частоты. Звуки частотой меньше 16-20 Гц называют инфразвуковыми, а частотой более 20000 Гц – ультразвуковыми.

Звук, а следовательно и шум имеет 2 характеристики:

1 – физическая (объективная)

2 – физиологическая (субъективная)

Физическая – колебательное движение среды характеризуется звуковым давлением. Наименьшая сила звука, которая воспринимается слуховым аппаратом человека, называется порогом слышимости данного звука (Ро) при частоте колебаний 1000 Гц Па или I= 10-12 Вт / м.2. Порогом слышимости называется минимальный уровень звукового давления на данной частоте, вызывающий слуховое ощущение (ГОСТ 12.4.062-78).

Человеческое ухо реагирует не на абсолютный прирост силы звука, а на относительное изменение силы звука. Изменение интенсивности и звукового давления воспринимаемого звука огромно и составляет соответственно 1014 и 107 раз.

Практическое использование абсолютных значений аккустических величин, например, для графического представления распределения звукового давления и интенсивности звука по частотному спектру невозможно из-за громоздкости графиков. При этом важно реагирование органов слуха на относительное изменение Р и I по отношению к пороговым величинам.

Так как между слуховым восприятием и раздражением существует почти логарифмическая зависимость, то для измерения звукового давления, интенсивности (сила звука) и звуковой мощности принята логарифмическая шкала. Это дало возможность значительный диапазон фактических значений (по звуковому давлению –106 и по интенсивности - 1012) разместить в небольшом интервале логарифмических единиц.

Поэтому введены логарифмические величины при определении уровня интенсивности звука (дБ):

(2.5.3)

и уровня звукового давления (дБ):

(2.5.4)

где Iо и Ро - соответствующие значения порога слышимости;

I и Р - замеренные величины уровней интенсивности звука и звукового давления.

Значение Ро выбрано таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях Li = Lp.

За единицу измерений уровней I и P принят 1 Бел (Б).

Бел – это десятичный логарифм отношения фактических значений I и Р к пороговым значениям Io и Ро: I / Io = 10 - Ly = 1 Б или I / Io = 100 - Ly = 2 Б.

Учитывая, что наши органы слуха воспринимают различия в десятичную долю уровня интенсивности звукового давления, за единицу измерения принята более мелкая единица децибел (дБ), равная 0,1 Б.

Обычно параметры шума и вибрации оцениваются в октавных или третьоктавных диапазонах, где октава – это полоса частот с отношением верхней f2 и нижней f1 граничных частот равным 2 (f1 / f2 = 2). Для третьоктавной полосы f2 / f1 = 1,26. Для характеристики полосы в целом принята среднегеометрическая частота, которая равна:

(2.5.5)

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизованы.

Для звука (ГОСТ 12.1.001-89) с частотами более 11,2 кГц (ультразвук) среднегеометрические частоты третьоктавных полос равны 12500, 16000, 20000 Гц и более. Поэтому по ГОСТ 12.1.003-76 (ССБТ) характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах (дБ) со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по формуле (4.3. и 4.4).

Болевой порог восприятия звука соответствует и величинам I = 102 Вт/м2, Па.

Если подставить соответственно их в формулы 3.3. и 3.4., то получим дБ или дБ.

Разница уровней в 1 дБ соответствует минимальной величине различимой слухом, при этом интенсивность звука изменяется в 1,26 раза или на 26%. С учетом данного явления разработана шкала громкостей, воспринимаемых человеческим ухом, которая разделяется на 140 единиц. За нуль принята сила звука на пороге слышимости. Увеличение силы звука в 1,26 раза создает следующую ступень громкости. Уровень интенсивности различных звуков на расстоянии 1 м составляет: шепот 10-20 дБ, громкая речь 60-70 дБ, шум на улице 70-80 дБ, шум электропоезда 110дБ, шум реактивного двигателя 130-140дБ. Шум в 150 дБ непереносим для человека, в 180 дБ вызывает усталость металла, в 190 дБ вырывает заклепки из конструкций. Применение шкалы позволяет весь огромный диапазон интенсивности звука измерять в пределах от 0 до 140 дБ. При проверке уровня шума органами надзора или при разработке мер профилактики оценку постоянного шума на рабочем месте (LA) рассчитывают по формуле:

(2.5.6)

где РА= замеренная по шкале А шумомера по ГОСТ 17187-71, среднеквадратичная величина звукового давления (Па).

Однако уровень силы звука в дБ еще не позволяет судить о физиологическом ощущении громкости. Восприятие громкости звука зависит не только от уровня силы звука, но и от его частот (рис.2.5.1)

Рис. 2.5.1. Изолинии равной громкости.

Чувствительность слухового анализатора не одинакова к звукам различных частот и поэтому звуки, одинаковые по своей силе, но разные по частоте, могут оказаться на слух не одинаково громкими. Второй физиологической характеристикой звука является ощущение, воспринимаемое органами слуха, характеризующиеся громкостью. Ухо человека воспринимает звуки с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц. Области звуковых колебаний с частотой до 16 Гц (инфразвуки) и более 20000 Гц (ультразвуки) ухом не улавливаются. Поэтому для оценки уровня интенсивности используется сравнение измеряемого звука с эталонным звуком частотой в 1000 Гц. Единицей измерения громкости является фон. Если какой-либо звук окажется на слух таким же громким, как звук частотой 1000 Гц и с уровнем силы 1 дБ, то уровень громкости данного звука принимается равным 1 фону. Различие между уровнем силы звука и уровнем громкости заключается в том, что первый определяет только чистую физическую величину уровня силы звука независимо от частоты, а второй учитывает также и физиологическое, субъективное ощущение звука. Для звуковой частоты 1000 Гц децибелы и фоны численно равны. По мере увеличения интенсивности звука и при уровне более 80 фон громкость звука определяется фактически его силой независимо от частоты. Шкала уровней громкости не является натуральной шкалой, т.е., например, изменение уровня громкости в 2 раза не означает, что субъективное ощущение громкости звука изменяется во столько же раз. Для оценки субъективного восприятия громкости шума или звука введена шкала фонов. Громкость (в фонах) определяется по формуле:

(2.5.7)

где L1 – уровень громкости (фон).

Например, требуется сравнить по громкости 2 звука с уровнем громкости 60 и 80 фон. По формуле 2.5.7. находим:

и

Таким образом, второй звук воспринимается слуховым аппаратом человека как звук в 2 раза более громкий, чем первый(8: 4).

Шум в производстве и в быту отрицательно влияет на организм человека, приводит к снижению производительности труда.

Устойчивый постоянный шум оказывает меньшее влияние на организм человека, чем нерегулярно возникающий высокочастотный. Шум способствует быстрому наступлению у человека чувства усталости. Шум с уровнем интенсивности более 60 дБ тормозит нормальную пищеварительную деятельность желудка. При шуме 80-90 дБ число сокращений желудка в минуту уменьшается на 37%. Установлено, что при интенсивности шума более 60 дБ выделение слюны и отделение желудочного сока понижается на 44%. Временное, а иногда и постоянное повышение кровяного давления, повышенная раздражительность, понижение работоспособности, душевная депрессия и т.п. являются следствием действия шума. Неопределенные шумы, не доходящие до сознания, также вызывают истощение центральной нервной системы, в результате чего они могут служить причиной незаметных до поры нарушений в организме.

У человека, находящегося в течение 6-8 часов под воздействием шума интенсивностью 90 дБ, наступает умеренное понижение слуха, исчезающее примерно через 1 ч после его прекращения. Шум, превышающий 120 дБ, очень быстро вызывает у человека усталость и заметное понижение слуха. В каждом отдельном случае степень потери слуха и длительность периода восстановления пропорциональны уровню интенсивности и длительности воздействия.

При большой интенсивности шум не только влияет на слух, но и оказывает другое воздействие (головная боль, плохая восприимчивость речи), порой чисто психологическое воздействие на человека. Все части тела испытывают при этом постоянное давление или ощущение порыва ветра; в костях черепа и зубах точно так же, как и в мягких тканях носа и горла, возникают вибрации. При уровне шума 140 дБ (порог болевого ощущения) и выше ощущение давления усиливается и распространяется по всему телу, а грудная клетка, мышцы ног и рук начинают вибрировать. Когда уровень интенсивности шума достигнет 160 дБ, может произойти разрыв барабанной перепонки.

Продолжительный и сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности человека. Продолжительное действие шума вызывает общее утомление, может постепенно привести к потере слуха и к глухоте. Под потерей слуха (ССБТ, ГОСТ 12.4.062-78) понимают постоянное смещение порога слышимости на данной частоте, т.е. необратимое (стойкое) нижение остроты слуха от воздействия шума. ГОСТ 12.4.062-78 для определения потерь слуха устанавливает 3 метода: на 8-ми частотах; на 4-х частотах; на 2-х частотах.

Оценка результатов производится по среднему арифметическому значению величин потерь слуха отдельно для правого (0) и левого (Х) уха на речевых частотах 500, 1000, 2000 Гц:

дБ дБ

Если потери слуха на речевых частотах равны 10-20 дБ, то это легкое снижение слуха (1 степень); при потере слуха – 21-30 дБ наблюдается умеренное снижение слуха (2 степень); если снижение слуха – 31 дБ и более, то наблюдается значительное снижение слуха (3 степень). Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает влияние на деятельность всего организма человека: ухудшается зрение, деятельность органов дыхания и кровообращения, повышается кровяное давление. Шум ослабляет внимание и затормаживает психологические реакции. По этим причинам шум способствует возникновению несчастных случаев и ведет к снижению производительности труда.

Шум усиливает действие профессиональных вредностей: на 10-15% повышает общую заболеваемость работающих, снижает производительность труда, особенно сложного (умственного). Для сохранения производительности при повышении шума с 70 до 90 дБ рабочий должен затратить на 10-20% больше физических и нервных усилий. Действие шума на организм возрастает при повышении напряженности и тяжести труда.

При систематическом воздействии сильного шума и при недостаточном времени отдыха, когда за время отдыха слух не успевает полностью восстановиться, наступает стойкое ослабление слуха. Шумы со сплошными спектрами являются менее раздражающими, чем шумы, содержащие тональные составляющие. Если источники шума одинаковые по интенсивности (когда L1 = L2 = Ln), то:

(2.5.8)

где Lm – уровень интенсивности шума 1-го источника, дБ;

N – количество одинаковых источников шума.

Если они разные, то:

где L1, L2, Ln – уровни звукового давления, создаваемые в расчетной точке, а 1, 2 … n – источники шума.

Следует учитывать:

Если один источник шума создает уровень звукового давления 90 дБ, а другой – 84 дБ, то их суммарный уровень не равен 174 дБ, а всего примерно 91 дБ (добавим к уровню 90 дБ – 1 дБ). Из этого следует, что для успешного снижения шума необходимо, в первую очередь, выявить и заглушить наиболее интенсивный источник шума, так как добавка шумов меньшей интенсивности незначительны.

При наличии множества примерно одинаковых источников шума устранение одного или двух из них, практически не снижает общего шума.

Так, например, если вместо 10 одинаковых источников оставить 6, то уровень шума снизится всего на 2 дБ.

Снижение уровня звукового давления на каждые 10 дБ соответствует уменьшению физиологически воспринимаемой человеком громкости звука в 2 раза: например, шум в 60 дБ вдвое тише, чем шум в 70 дБ.

Звуковые волны в помещении, многократно отражаясь от стен, потолка, производственного оборудования, увеличивают общий шум на 5-15 дБ.

Адаптации (табл. 2.1.2.). При этом не возникает нарушений или ухудшения состояния здоровья, но наблюдается дискомфортное тепловосприятие, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности. Условия микроклимата, выходящие за допустимые границы называются критическими и ведут, как правило, к серьезным нарушениям в состоянии организма человека. Оптимальные условия микроклимата создаются для...

Декодирования состоит в получении k - элементной комбинации из принятого n - разрядного кодового слова при одновременном обнаружении или исправлении ошибок. Основные параметры помехоустойчивых кодов: Длина кода - n; Длина информационной последовательности - k; Длина проверочной последовательности - r=n-k; Кодовое расстояние кода - d0; Скорость кода - R=k/n; Избыточность кода - R ...

Персонала и населения в чрезвычайных ситуациях и при необходимости принимать участие в проведении спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. В курсе «Безопасность жизнедеятельности» в равных пропорциях изучаются общие вопросы охраны окружающей среды, чрезвычайных ситуаций, гражданской защиты и охраны труда. 2. Обеспечение комфортных условий...

Параметров модели транзистора, зависимости этих параметров от температуры и конструкции, рассмотрены методы экстракции параметров модели из экспериментальных характеристик. Анализ PSpice модели БТ показал, что наряду с достоинствами этой модели есть и существенные недостатки. В целом модель биполярного транзистора в PSpice может с высокой точностью и в широком диапазоне напряжений, токов и...

Введение

Раздел 1. Сущность шума и вибраций

1.1 Основные понятия

Раздел 2. Шум

2.1 Шумовые эффекты

Раздел 3. Вибрации

3.1 Производственная вибрация

3.3Нормирование вибраций

3.4Методы и средства защиты от вибраций

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Некоторые производственные процессы сопровождаются значительным шумом и вибрацией. Источники интенсивного шума и вибрации – машины и механизмы с неуравновешенными вращающимися массами, а также технологические установки и аппараты, в которых движение газов и жидкостей происходит с большими скоростями и имеет пульсирующий характер. Современное развитие техники, оснащение предприятий мощными и быстродвижущимися машинами и механизмами приводит к тому, что человек постоянно подвергается воздействию шума все возрастающей интенсивности. Повышение уровня шума и вибрации на рабочих местах оказывает вредное воздействие на организм человека. В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно- сосудистой и нервной системы, пищеварительных и кроветворных органов, развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой может привести к полной потере слуха.

На промышленных предприятиях среди производственных вредностей одно из ведущих мест занимает шум и вибрация. Вредное воздействие повышенного уровня шума на организм человека общеизвестно, поэтому актуальность данной проблемы очевидна.

РАЗДЕЛ 1. СУЩНОСТЬ ШУМА И ВИБРАЦИЙ

1.1 Основные понятия

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и инструменты, являются источниками шума, вибрации.

Шум и вибрация - это механические колебания, распространяющиеся в газообразной и твердой средах. Шум и вибрация различаются между собой частотой колебаний.

Шум – беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное действие на организм. Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления либо механические колебания в жестких, водянистых либо газообразных средах. Источниками шума могут быть движки, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, молотилки, станки, центрифуги, бункеры и остальные установки, имеющие передвигающиеся детали. Не считая того, за крайние годы в связи со значимым развитием городского транспорта возросла интенсивность шума и в быту, потому как неблагоприятный фактор он заполучил огромное социальное значение.

Вибрация– это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

РАЗДЕЛ 2. ШУМ

2.1 Шумовые эффекты

Шум - один из более распространенных неблагоприятных физических причин окружающей среды, приобретающих принципиальное социально-гигиеническое значение, в связи с урбанизацией, также механизацией и автоматизацией технологических действий, предстоящим развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспорта. К примеру, при запуске реактивных движков самолетов уровень шума колеблется от 120 до 140 дБ при клепке и рубке листовой стали - от 118 до 130 дБ, работе деревообрабатывающих станков-от 100 до 120 дБ, ткацких станков-до 105 дБ; бытовой шум, связанный с жизнедеятельностью людей, составляет 45-60 дБ.

Для гигиенической оценки шум подразделяют:

по характеру диапазона - на широкополосный с непрерывным диапазоном шириной наиболее одной октавы и тональный, в диапазоне которого имеются дискретные тона;

по спектральному составу - на низкочастотный (максимум звуковой энергии приходится на частоты ниже 400 гЦ), среднечастотный (максимум звуковой энергии на частотах от 400 до 1000 гЦ) и частотный (максимум звуковой энергии на частотах выше 1000 гЦ);

по временным чертам - на неизменный (уровень звука меняется во времени но наиболее чем на 5 Дб - по шкале А) и непостоянный.

Один из основных источников шума в городе – автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растёт. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час. Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ. В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим. Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже. Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобилей. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза. За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту.

2.2 Влияние шума на организм человека

Реакция человека на шум различна. Некоторые люди терпимы к шуму, у других он вызывает раздражение, стремление уйти от источника шума. Психологическая оценка шума в основном базируется на понятии восприятия, причем большое значение имеет внутренняя настройка к источнику шума. Она определяет, будет ли шум восприниматься как мешающий. Часто шум, воспроизводимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой шум, вызванный соседями или каким-нибудь другим источником, оказывает сильный раздражающий эффект.

В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при его уровне более 70 дБ. Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. Опасность возможной потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышенную усталость.

Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно- сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.

Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46% людей, в возрасте 28-37 лет – 57%, в возрасте 38-57 лет – 62%, а в возрасте 58 лет и старше – 72%. Большое число жалоб на шум у пожилых людей, очевидно, связано с возрастными особенностями и состоянием центральной нервной системы этой группы населения. Наблюдается зависимость между числом жалоб и характером выполняемой работы. Данные опроса показывают, что беспокоящее действие шума отражается больше на людях, занятых умственным трудом, по сравнению с людьми, выполняющими физическую работу (соответственно 60% и 55%). Более частые жалобы лиц умственного труда, по-видимому, связаны с большим утомлением нервной системы.

Массовые физиолого-гигиенические обследования населения, подвергающегося воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей. При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечнососудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.

Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное влияние и на сердечнососудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.

PAGE_BREAK--

Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение. Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.

2.3 Допустимые уровни шума для населения

Для защиты людей от вредного влияния городского шума необходима регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия и других параметров. При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливают такой уровень шума, влияние которого в течение длительного времени не вызывает изменений во всём комплексе физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.

В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены фундаментальные физиологические исследования по определению действующих и пороговых уровней шума. В настоящее время шумы для условий городской застройки нормируют в соответствии с Санитарными нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки (№ 3077-84) и Строительными нормами и правилами II.12-77 «Защита от шума». Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и организаций, проектирующих, строящих и эксплуатирующих жильё и общественные здания, разрабатывающих проекты планировки и застройки городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т.д., а также для организаций, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и бытовые приборы. Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами.

2.4 Методы и средства защиты от шума

Одним из направлений борьбы с шумом является разработка государственных стандартов на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, в основу которых положены гигиенические требования по обеспечению акустического комфорта. ГОСТ 19358-85 «Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений» устанавливает шумовые характеристики, методы их измерения и допустимые уровни шума автомобилей (мотоциклов) всех образцов, принятых на государственные, межведомственные, ведомственные и периодические контрольные испытания. В качестве основной характеристики внешнего шума принят уровень звука, который не должен превышать для легковых автомобилей и автобусов 85-92 дБ, мотоциклов – 80-86 дБ. Для внутреннего шума приведены ориентировочные значения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот: уровни звука составляют для легковых автомобилей 80 дБ, кабин или рабочих мест водителей грузовых автомобилей, автобусов – 85 дБ, пассажирских помещений автобусов – 75-80 дБ.

Санитарные нормы допустимого шума обуславливают необходимость разработки технических, архитектурно-планировочных и административных мероприятий, направленных на создание отвечающего гигиеническим требованиям шумового режима, как в городской застройке, так и в зданиях различного назначения, позволяют сохранить здоровье и работоспособность населения. Одним из эффективных средств борьбы с производственным шумом является использование демпфирующих металлических и неметаллических материалов. Однако неметаллы не используются для снижения шума соударений из-за их невысоких прочностных характеристик, а металлические материалы, характеризующиеся высокими прочностными свойствами, обеспечивают снижение шума весьма незначительно, поэтому встал вопрос о создании принципиально новых материалов, которые могли бы иметь высокие прочностные характеристики и достаточные демпфирующие свойства. Такими материалами являются биметаллы, которые позволяют получать такое сочетание служебных свойств, которое нельзя получить в одном отдельно взятом металле или сплаве, например: высокую прочность с коррозионной стойкостью, ударную вязкость с износостойкостью, прочность с высокой электро- и теплопроводностью, высокую прочность и достаточные демпфирующие свойства и т.д. До сих пор робкие попытки использовать биметаллы для снижения шума и вибрации не обеспечили решение проблемы, поэтому весьма актуальным является научное исследование, посвященное разработке биметаллов с повышенными демпфирующими свойствами. Технические средства защиты от шума: звукопоглощение, звукоизоляция, экранирование, средства демпфирования и глушители шума. Средства индивидуальной защиты.

Меры борьбы с шумом:

замена шумных процессов бесшумными или менее шумными;

улучшение качества изготовления и монтажа оборудования;

укрытие источников шума;

вывод работающих людей из сферы шума;

применение индивидуальных защитных средств.

РАЗДЕЛ 3. ВИБРАЦИИ

3.1 Производственная вибрация

Вибрация - механические колебания механизмов, машин или в соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 вибрацию классифицируют следующим образом.

По способу передачи на человека вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека.

По направлению различают вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат для общей вибрации, действующую вдоль всей ортогональной системы координат для локальной вибрации.

По источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, мри разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном и т. д.) и технологическую (при работе стационарных машин)

Вибрация характеризуется частотой f, т.е. числом колебаний и секунду (Гц), амплитудой А, т.е. смещением волн, или высотой подъема от положения равновесия (мм), скоростью V (м/с) и ускорением. Весь диапазон частот вибраций также разбивается на октавные полосы: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в широких пределах, по этому используют понятие уровня параметров, представляющего собой логарифмическое отношение значения параметра к опорному или пороговому его значению.

3.2 Действие вибрации на организм человека

При работе в условиях вибраций производительность труда снижается, растет число травм. На некоторых рабочих местах в сельскохозяйственном производстве вибрации превышают нормируемые значения, а в некоторых случаях они близки к предельным. Не всегда соответствуют нормам уровни вибраций на органах управления. Обычно в спектре вибрации преобладают низкочастотные вибрации отрицательно действующие на организм. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечнососудистую системы, вестибулярный аппарат. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов, примерные значения которых следующие (Гц): желудок - 2...3; почки - 6...8; сердце - 4...6; кишечник- 2...4; вестибулярный аппарат - 0,5… Л,3; глаза - 40...100 и т.д.

Воздействие на мускульные рефлексы достигает 20 Гц; нагруженное массой оператора сиденье на тракторе имеет собственную частоту вибрации 1,5...1,8 Гц, а задние колеса трактора - 4 Гц. Организму человека вибрация передается в момент контакта с вибрирующим объектом: при действии на конечности возникает локальная вибрация, а на все тело - общая. Локальная вибрация поражает нервно-мышечные ткани и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазмам периферических сосудов. При длительных и интенсивных вибрациях в некоторых случаях развивается профессиональная патология (к ней чаще приводит локальная вибрация): периферическая, церебральная или церебрально-периферическая вибрационная болезнь. В последнем случае наблюдаются изменения сердечной деятельности, общее возбуждение или, наоборот, торможение, утомление, появление болей, ощущение тряски внутренних органов, тошнота. В этих случаях вибрации влияют и на костно-суставной аппарат, мышцы, периферийное кровообращение, зрение, слух. Местные вибрации вызывают спазмы сосудов, которые развиваются с концевых фаланг пальцев, распространяясь на всю кисть, предплечье, и охватывают сосуды сердца.

Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом, в другом – верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, наклоненной вперед. Для стоящего на вибрирующей поверхности человека существуют 2 резонансных пика на частотах 5…12 и 17…25 ГЦ, для сидящего на частотах 4…6 ГЦ. Для головы резонансные частоты находятся в области 20…30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в 3 раза. Колебания внутренних органов, грудной клетки и брюшной полости обнаруживают резонанс на частотах 3,0...3,5 Гц.

Максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах 7...8 Гц. С увеличением частоты колебаний их амплитуда при передаче по телу человека ослабляется. В положении стоя и сидя эти ослабления на костях таза равны 9 дБ на октаву изменения частоты, на груди и голове - 12дБ, на плече -12...14 дБ. Эти данные не распространяются на резонансные частоты, при воздействии которых происходит не ослабление, а увеличение колебательной скорости.

В производственных условиях ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии (максимальный уровень виброскорости) в полосах низких частот (до 36 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечной ткани и опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают главным образом сосудистые расстройства. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8… 10 лет, а при воздействии высокочастотной вибрации - через 5 лет и раньше. Общая вибрация разных параметром вызывает различную степень выраженности изменений нервно и системы (центральной и вегетативной), сердечнососудистой системы и вестибулярного аппарата.

В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Поэтому важно знать граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека. Впервые на полезное значение вибрации обратил внимание французский ученый аббат Сен Пьер, который в 1734 г. сконструировал вибрирующее кресло для домоседов, повышающее мышечный тонус и улучшающее циркуляцию крови. В начале XX в. в России профессор Военно-медицинской академии А.Е. Щербак доказал, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран.

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань: на рентгенограммах можно заметить полосы, похожие на следы перелома - участки наибольшего напряжения, где размягчается костная ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) - потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: появляются головокружения, шум в ушах, ухудшение памяти, нарушение координации движений, вестибулярные расстройства, похудение.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колеблющаяся с определенной частотой и амплитудой точка движется с непрерывно меняющимися скоростью и ускорением: они максимальны в момент ее прохождения через исходное положение покоя и снижаются до нуля в крайних позициях. Поэтому колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее.

Вибрацию часто измеряют приборами, шкалы которых отградуированы не в абсолютных значениях скорости и ускорения, а в относительных - децибелах. Поэтому характеристиками вибрации служат также уровень колебательной скорости и уровень колебательного ускорения. Рассматривая человека как сложную динамическую структуру с изменяющимися во времени параметрами, можно выделить частоты, вызывающие резкий рост амплитуд колебаний как всего тела в целом, так и отдельных его органов. При вибрации ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое. Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте З...3,5 Гц, а при 4...8 Гц они смещаются.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов. Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20…30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду колебаний плеч. Качество зрительного восприятия предметов значительно ухудшается при частоте 60…70 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

Исследователи Японии установили, что характер профессии определяет некоторые особенности действия вибрации. Например, у шоферов грузовых машин широко распространены желудочные заболевания, у водителей трелевочных тракторов на лесозаготовках – радикулиты, у пилотов, особенно работающих на вертолетах, наблюдается снижение остроты зрения. Нарушения нервной и сердечнососудистой деятельности у летчиков возникают в 4 раза чаще, чем у представителей других профессий.

3.3 Нормирование вибраций

Нормирование. Цель нормирования вибраций - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерного утомления и снижения работоспособности. В основе гигиенического нормирования лежат медицинские показания. Нормированием устанавливают допустимую суточную или недельную дозы, предупреждающие в условиях трудовой деятельности функциональные расстройства или заболевания работающих.

Для нормирования воздействия вибрации установлены четыре критерия: обеспечение комфорта, сохранение работоспособности, сохранение здоровья и обеспечение безопасности. В последнем случае используются предельно допустимые уровни для рабочих мест.

Применительно к вибрациям существует техническое (распространяется на источник вибрации) и гигиеническое нормирование (определяет ПДУ вибрации на рабочих местах). Последнее ограничивает уровни вибрационной скорости и ускорения в октавных или третьоктавных полосах среднегеометрических частот.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения как в пределах отдельных октав, так и третьеоктавных полос. Для локальной вибрации нормы вводят ограничения только в пределах октавных полос. Например, когда устанавливают регулярные перерывы в течение рабочей смены при локальной вибрации, допустимые значения уровня виброскорости увеличивают.

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации, измеряемое при помощи специальных фильтров. Локальную вибрацию оценивают, используя среднее за время воздействия корректированное значение.

Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют для каждого установленного направления. Гигиенические нормы вибрации при частотном (спектральном) анализе установлены для длительности воздействия 480 мин. Гигиенические нормы в логарифмических уровнях среднеквадратических значений виброскорости для общей локальной вибрации в зависимости от категории (1,2, За, б, в, г) приведены в ГОСТ 12.1.012-78; там же указаны нормы при интегральной оценке по частоте нормируемого параметра. Эти значения положены в основу норм СН 245-71 и требований в рамках ССБТ.

Вибрацию классифицируют по следующим признакам: по способу воздействия на человека - общая и локальная; по источнику возникновения - транспортная (при движении машин), транспортно-технологическая (при совмещении движения с технологическим процессом, например при косьбе или обмолоте самоходным комбайном, рытье траншей экскаватором и т. п.) и технологическая (при работе стационарных машин, например насосных агрегатов);

по частоте колебаний - низкочастотная (менее 22,6 Гц), среднечастотная (22,6...90 Гц) и высокочастотная (более 90 Гц); характеру спектра - узко- и широкополосная; времени действия - постоянная и непостоянная; последнюю, в свою очередь, делят на колеблющуюся во времени, прерывистую и импульсную.

Нормы вибрации установлены для трех взаимно перпендикулярных направлений вдоль осей ортогональной системы координат. При измерении и оценке общей вибрации необходимо помнить, что ось X расположена в направлении от спины к груди человека, ось Y - от правого плеча к левому, ось Z - вертикально вдоль туловища. При измерении локальной вибрации следует учитывать, что ось Z нaпpaвлeнa вдоль ручного инструмента, а оси Х Y - перпендикулярно к ней.

Стандартом установлены нормы отдельно для транспортной вибрации (категория 1), транспортно-технологической (категория 2) и технологической (категория 3); причем нормы для третьей категории подразделены на подкатегории: За - для вибрации, действующей на постоянных рабочих местах производственных помещений; 3б - на рабочих местах складов, бытовых, дежурных и подсобных помещений, в которых отсутствуют генерирующие вибрацию машины; Зв -в помещениях для работников умственного труда.

Средства оценки. Вибрации измеряют виброметрами типов НВА-1 и ИШВ-1. Аппаратура НВА-1 в комплекте с пьезометрическими датчиками Д-19, Д-22, Д-26 позволяет определять низкочастотную виброскорость и виброускорения. Виброизмерительный комплекс представляет собой измерительный преобразователь (датчик), усилитель, полосовые фильтры и регистрирующий прибор. Контролируемые параметры - действующие значения виброскорости, ускорения или их уровней (дБ) в октавных полосах частот. Параметры вибрации определяют в том направлении, где колебательная скорость наибольшая.

3.4 Методы и средства защиты от вибрации

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты. Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

В качестве вибропоглощающих покрытий обычно используют мастики № 579, 580, типа БД-17 и простейшие конструкции (слои рубероида, проклеенные битумом или синтетическим клеем). Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Во время перерывов следует выполнять специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также самомассаж конечностей.

Если вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего с этой машиной ограничивают.

Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (два раза в год комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.

Влияние шума и вибрации на человека и его организм в последние десятилетия стало одной из актуальнейших проблем во всех странах мира. Шум воздействует на человека на производстве (имеются в виду промышленные предприятия и некоторые шумовые объекты), улице и в доме.

От неудовлетворительного состояния дел с безопасностью жизнедеятельности страна ежегодно несет большие человеческие, финансово-экономические, материальные и моральные потери. Обеспечение безопасности производства и охраны труда работников – одна из самых главных проблем национальной безопасности страны. На данный момент в нашей стране на многих предприятиях не соблюдается техника безопасности, а условия труда благоприятными не назовешь.

Под влиянием интенсивного шума и вибрации наступают повышенная утомляемость и раздражительность, плохой сон, головная боль, ослабление памяти, внимания и остроты зрения, что ведет к снижению производительности труда (в среднем на 10-15 %) и часто является причиной травматизма. Вибрация и шум влияют на сердечнососудистую, эндокринную и нервную системы, нарушают координацию движений. Адаптация человека к шуму невозможна.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Ковригин К.Н., Михеев А.П. Влияние уровня шума на производительность труда.- М.: Гигиена и санитария, 1965.

Алексеев С.В., Пивоваров Ю.П., Янушанец О.И. Экология человека: Учебник. - М.: Икар, 2002.

Гигиена и экология человека: Курс лекций/ Под ред. Ю.П. Пивоварова. - М.: ГОУ ВУНКЦ МЗ РФ, 2001.

Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Зиневич Л.С. Гигиены и основы экологии человека: Учеб. пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2002.

Зотов Б.И., Курдюмов В.И. БЖД.- М.: КолосС, 2004.

Белов С.В. БЖД.- М.: Высшая школа, 2001.

Шум - это совокупность звуков различной интенсивности и частоты, возникающих в результате колебательного движения частиц в упругой среде.
В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем (особенно), пищеварительных органов; развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой ведёт к полной потере слуха. Вибрация воздействует на центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, органы равновесия. Вызывает головокружение, онемение конечностей, заболевание суставов. Кроме того, вибрация отрицательно воздействует на машины и механизмы.

Виды шумов:

1. ударный шум - возникает при ковке, клёпке, штамповке;
2. механический шум - возникает при трении и биении узлов и деталей машин и механизмов;
3. аэродинамический шум - возникает при больших скоростях движения воздуха и резких изменениях направлений его движения;
4. магнитный шум - возникает в двигателях, трансформаторах.
5. гидравлический
6. статический?

Характеристики шума (звука):

1. частота, Гц;
2. звуковое давление, Па;
3. интенсивность звука, Вт/м2.

Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается ухом, называется порогом слышимости. на разных частотах пороги разные: на частоте 1000Гц: I 0 =10 -12 Вт/м 2 , p0=2*10 -5 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевые ощущения, называется порогом болевого ощущения. Для 1000Гц: I 0 =10 2 Вт/м 2 , p0=2*10 2 Па.
· Уровень интенсивности:
Уровень звукового давления L p в дБ является характеристикой постоянного шума на рабочих местах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и определяется по формуле

Где - среднее квадратичное значение звукового давления, Па; - стандартное (пороговое) значение звукового давления в воздухе P 0 = 0,00002 Па.
Эквивалентный уровень звука в дБА является интегральной характеристикой непостоянного шума на рабочих местах и определяется по формуле

Где P a (t) - текущее значение среднего квадратичного звукового давления, Па (с учетом коррекции "А" шумомера);
Т - время действия шума, ч.

Использование логарифмической шкалы позволяет укладывать большой диапазон интенсивности и звукового давления в сравнительно небольшом интервале логарифмических величин от 0 до 140 дБ.
Небольшой шум 50-60дБ вызывает нагрузку на нервную систему; 140 дБ - приводит к разрыву барабанной перепонки.
· Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников звука:

Где n - число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления Li
· Суммарный уровень шума нескольких различных источников шума (в равноудал. точке):

Где Li - уровни звукового давления, создаваемого каждым источником звука в исследуемой точке пространства.
По уровню интенсивности звука ещё нельзя судить о физиологическом ощущении громкости этого звука, т.к. наш орган слуха не одинаково чувствителен к звукам различных частот. Например, звук, частотой 100Гц и интенсивностью 50 дБ возникает как равногромкий звуку частотой 1000Гц и интенсивностью 20дБ.

Кривые равной громкости звуков.

Нормирования шума. ГОСТ 12.11036-81- Допустимые уровни шума производственных помещениях. 2 вида нормирования шума
1) Гигиеническое 2) Техническое.
Под 1. понимается ограничение уровня шума воздействующего на человека находящегося в зоне действия источника шума. Цель- обеспечить допустимого комплекса гигиенических требований предупреждающие заболевание человека.
2. Ограничение интенсивности шума из условий доп. уровня на раб. месте.
Приборы для измерения: шумомеры, частотомеры, анализаторы, осциллографы. принцип действия преобразование звуковых колебаний в приблизительное U пропорционального уровню звукового давления.

Шум- это совокупность звуков различной частоты и интенсивности возникающие в результате колебательного движения частиц в упругих средах. Различают 4 вида. 1. Ударный- возникает при штамповке, чеканке, ковке 2 Механический- возникает при трении или биении узлов и деталей машин и механизмов. 3. Аэродинамический- возникает в аппаратах в при большой скорости для воздуха или резком изменении его направления движения. 4. Магнитный шум- возникает в трансформаторах и эл двигателях..

^ Звук это волновое движение упругой среды воспринимаемое ухом человека. Колебания с частотой 20….200000 Гц. Ультразвук и инфразвук не входят в пороги слышимости но вызывают отрицательное действие на организм человека.

Характеристики звука. 1. Звуковое давление Р [Па] 2. Частота,Гц 3. Интенсивность I [Вт/см 2 ].

Минимальная интенсивность звука , которая воспринимается ухом человека- порог слышимости. При 1000Гц порог слышимости I=10 -12 [Вт/см 2 ], а давление р=2*10 -5 Па.

^ Максимальная интенсивность звука при которой человек начинает испытывать болевые ощущения- порог болевого ощущения при 1000 Гц 10 2 [Вт/см 2 ], а давление р=2*10 2 Па.

Так как разброс I, P большой то пользоваться ими для измерения шума неудобно. Для оценки используют отношения этих величин к условному уровню соответствующему уровню слышимости стандартной частоты 1000 Гц. измеряется в Дц.

L=10lg(I/I 0), Дб. (так же и для Р). I- действительная среднее квадратичное значение интенсивности, I 0 -пороговая интенсивность.

Использование такой шкалы позволяет укладывать большой диапазон значений в сравнительно небольшой интервал L=0…140. небольшой шум 50-60, 140 разрыв перепонки.

Суммарный уровень звукового давления от нескольких источников шума с одинаковыми уровнями звукового давления. L=Li + 10Lg(n), Дб. n-число источников шума.

Суммарный уровень шума от нескольких разных источников шума L=10Lg(∑10 Li /10). Li- уровни звукового давления от разных источников.

По уровню звука ещё нельзя судить о физическом ощущении громкости звука или шума, так как слух неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Поэтому вводят понятие уровень громкости с условной единицей –фон. 1фон- это громкость звука при 1000Гц и уровне интенсивности 1дб.

^ Кривые раной громкости звуков.

Нормирования шума. ГОСТ 12.11036-81- Допустимые уровни шума производственных помещениях. 2 вида нормирования шума 1) Гигиеническое 2) Техническое.

Под 1. понимается ограничение уровня шума воздействующего на человека находящегося в зоне действия источника шума. Цель- обеспечить допустимого комплекса гигиенических требований предупреждающие заболевание человека.

2. Ограничение интенсивности шума из условий доп. уровня на раб. месте.

Приборы для измерения: шумомеры, частотомеры, анализаторы, осциллографы. принцип действия преобразование звуковых колебаний в ≈U пропорционального уровню звукового давления.

^ 18. Вибрация. Виды вибраций. Параметры вибрации.

Вибрация- это колебание твёрдых тел воспринимаемое человеком как сотрясение. Часто вибрация сопровождается сильным шумом.

Вибрация может быть 2 типов: 1. Местная, которая передается руке от (пилы, дрели). 2. Общая, колебания передаются всему телу от работающих механизмов, на рабочем месте, через пол, стены, и.т.д. Наиболее опасная вибрация f=(4…9)Гц, так как она совпадает с частотой колебания внутренних органов человека.

Параметры вибраций.

1. Частота, Гц.

2. Амплитуда смещения, А [м]

3. колебательная скорость, ν [м/с]

4. колебательное ускорение. a [м/с 2 ]

L=10lg(ν/ ν 0), Дб

ν- действительная среднее квадратичное значение вибрационной скорости.

ν 0 = 5*10 -8 м/с- пороговая вибро- скорость.

Нормирование вибраций по ГОСТ 12.1.012-90- производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

Приборы для измерения- Виброметры ВМ-1, ВШВ-003.

^ 19. Методы защиты от шума и вибрации.

1. ↓ шума и вибрации в месте их образования. Замена изношенных механизмов. Замена штамповки- прессованием, клёпки- сваркой. замена возвратно- поступательного движения, равномерным вращательным. Применение вместо прямозубых шестернь- косозубые, класса точности и ↓ шероховатости; замена зубчатых и цепных передач клино ремёнными и зубчато ремёнными. Замена подшипников → подшипников скольжения, применение сбалансированных вращающихся элементов машин, использование прокладочных материалов в соединениях.

2. Рациональная планировка цехов и помещений. Размещение шумных цехов на окраине предприятия, а шумного и вибрационного оборудования в отдельных помещениях.

3. Звуко вибро поглащение и звуко вибро изоляция.

Звукоизоляция - это способность материала отражать звуковую энергии..

Чем больше масса тела, тем лучше он отражает звук, поэтому для звукоизоляции применяют твёрдые и массивные тела (бетон, кирпич. метал).

Звукоизоляция в виде стен, экранов, кабин, и т.д. Стены снижают шум на (30-50)Дб.

Очень хорошей звукоизоляцией обладает конструкции состоящие из жестких и мягких слоёв (оконная рама).

^ Виброизоляция- достигается за счёт использования сплава демпферной способности, а так же балансировки вращающихся элементов, применение амортизаторов.

Звукопоглощение- это перевод энергии звукового колебания в тепловую энергию за счёт трения колеблющихся частиц воздуха о стенки пор материала. Лучше всего поглощает энергию, пористые, волокнистые тела (паралон, пенопласт).

Звукопоглощающим материалом обычно облицовываются внутренние поверхности помещения, этим достигается ↓ шума на 10 Дб.

^ Вибропоглощение- это перевод механической энергии в тепловую, достигается изменением изготовления деталей; оборудования из материалов с внутренним трением; нанесение на вибрирующие мет. детали покрытий которые могут жёсткими или мягкими; установка вибрирующего оборудования на изоляционный материал от пола.

На производстве зоны с уровнями звука 65 Дб должны быть обозначены специальным знаком безопасности. (вид знака- треугольник с наушниками). Рабочие в этих зонах должны быть обеспечены средствами защиты.

При слабых шумах 1. Вкладыши 2. Беруши.

При средних шумах- наушники(пртивошумные).

При высоко частотных шумах: каски и противошумные костюмы; для защиты рук от вибрации используют рукавицы с паралоновой прокладкой; защита ног- толстая волокнистая подошва.

На предприятии должны быть обеспечено измерение уровень шума на рабочих местах не реже 1ё раза в год. периодичность контроля вибро нагрузки на агрегатах при воздействии локальной вибрации должна быть не реже 2 раз в год.

При воздействии вибрации предусматриваются регламентированные перерывы (20- 30) мин после начала работы через 1-2 часа, и через 2 часа после обеда.

^ 20. Освещение. Показатели освещения. Естественное освещение.

Свет- это видимое электромагнитное излучение с длинной волны λ=(0,28…0,77) мкм.

Освещение характеризуется качественными и количественными показателями.

^ Количественные показатели:

1. Сила света J [КД] 1 кандела- это сила излучения в перпендикулярном направлении абсолютно черным телом имеющим определённую площадь, излучение происходит при определенной t и давлении.

2. световой поток F [лм ] 1 люкс- это поток излучаемый точечным источником света в телесном угле 1 стерадиан, при J= 1 кандела.

3. освещённость Е [лк] 1 люкс- это величина светового потока падающего на 1 м 2 площади. Е=F/S

4. Коэффициент отражения

Качественный показатели.

1. Минимальный объект различения- это min объект, который необходимо различать в процессе работы.

2. Фон- это поверхность прилегающая к объекту различения. Их 3 вида а) Темный (ρ<0.2) б) средний (0.2<ρ<0.4) в) Светлый (ρ>0.4)/

Естественное освещение.

Существует 3 вида освещения.

1 Естественный от солнца.2. Искусственное при работе ламп. 3. Совмещённое.

В соответствии со СНиП Естественное и искусственное освещение помещения с постоянным пребыванием людей должно преобладать естественное. Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее, комбинированное.

Естественное освещение наиболее гигиенично, имеет полный спектр света, благоприятно воздействует на физиологическое и психическое состояние человека. «-» Оно зависит от температуры газа, времени суток, конструкции здания.

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется min значение коэффициента естественного освещения (КЕО) в точке расположенной на пересечении вертикальной плоскости, характерного разреза помещения с условной рабочей поверхностью, на расстоянии 1 м от стены наиболее удалённой от световых проёмов, при 2 стороннем боковом освещении в точке по середине помещения.

- освещённость в измеряемой точке в нутрии помещения.

- освещённость под открытым небом.

Без естественного освещения допускается проектировать помещение, которые определены соответствующими СНиП, на производственные здания и сооружения, на помещения размещение, которые размещены в производственных и цокольных этажах.

^ 21. Искусственное освещение (ИО). Лампы накаливания и газоразрядные лампы. Преимущества и недостатки.

Существует 3 системы ИО:

1) общее освещение – помещение равномерно освещается сверху.

2) местное освещение (на рабочее место непосредственно).

3) комбинированное.

Применение одного местного не допускается, т.к. оно дает резкие тени, что вызывает напряжение глаз.

В зависимости от назначения 4 вида ИО:

1) рабочее (для обеспечения нормальной работы) – для всех помещений, зданий и участков открытых пространств, предназначенных для движения транспорта и т.д.

2) дежурное – используется в нерабочее время.

3) аварийное – на случай аварии и для эвакуации людей. Д.б. не менее 2 лк внутри помещения, 0,5 лк в различных проходах, переходах и на лестницах.

4) охранное – вдоль границ охраняемой территории.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильником общего освещения в системе комбинированного освещения должно составлять не менее 10% нормируемого для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк при газоразрядных лампах и не менее 75 лк при лампах накаливания. В качестве источников света применяются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

^ Лампы накаливания.

Достоинства: 1) просты в изготовлении, 2) удобны в эксплуатации, 3) имеют небольшие габариты, 4) не требуют пускорегулирующей аппаратуры.

Недостатки: 1) низкий КПД (10-13%), 2) срок службы до 1000 часов, 3) низкий к-т светоотдачи, 4) искажение восприятия цветов.

В спектре преобладают желтые и красные цвета.

Типы ламп: вакуумные, газонаполненные, криптоновые, галогенные.

^ Газоразрядные лампы.

В них свечение возникает в результате электрических разрядов в парах газов. Изнутри лампы покрыты слоем люминофоры, который преобразует эти разряды в видимый свет. Они м.б. низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Достоинства: 1) спектр близок к естественному, 2) большой срок службы (до 10000 часов), 3) к-т светоотдачи 50-75 лм/мин, 4) не чувствительны к колебанию напряжения.

Недостатки: 1) стробоскопический эффект (Искажение зрительного восприятия вращающихся тел. Вращающаяся деталь кажется неподвижной или вращающейся в другую сторону). Для ↓ этого эффекта несколько ламп включают со сдвигом фаз, при этом мах и min световой поток в лампах не совпадают и общий световой поток выравнивается. 2) плохо работают при низких температурах окружающего воздуха. 3) сложная система включения. 4) наличие паров ртути (до 15 мг в каждой лампе).

Типы люминесцентных ламп: 1) белого света (ЛБ), 2) холодного белого (ЛХБ), 3) теплого белого (ЛТБ), 4) дневного света (ЛД), 5) дневного света с улучшенной цветопередачей.

Газоразрядные лампы высокого давления.

Достоинства: 1) к-т светоотдачи до 110 лм/Вт, 2) хорошо работают при низких температурах окружающего воздуха.

Недостатки: 1) время зажигания от 5 до 10 минут, 2) остальные как и у люминесцентных.

Типы ламп: дуговая ртутная лампа (ДРЛ).

Любые лампы помещают в светильники, к-ые обеспечивают требуемое направление светового потока и защищают лампу от загрязнений, влаги, механических повреждений.

В зависимости от направления свела: 1) светильники прямого света (свыше 80% идет вниз). 2) отраженного света (свыше 80% - в потолок и отражается вниз). 3) рассеянного света (40-60 % - как вверх, так и вниз).

Высота установки светильников рассеянного света д.б. не менее 3м при световом потоке до 6000 лм и не менее 4м при более 6000 лм.

В зависимости от окружающей рабочей среды светильники м.б.: 1) открытого исполнения (для нормальной среды), 2) пылебрызгозащищенные (для ламп накаливания), 3) пылевлагозащищенный (для люминесцентных), 4) взрывозащищенные и взрывобезопасные.

^ 22. Электробезопаность. Действие электрического тока на организм человека.

Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту работников от вредного и опасного воздействия эл. тока, дуги, эл. маг. поля, статического электричества.

Опасность поражения усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов и устройств обнаружить напряжение дистанционно, как, например, движущиеся части оборудования, раскаленные предметы и т.д. Опасность обнаруживается, когда человек уже поражен.

Анализ смертельных несчастных случаев показывает, что на долю поражений эл. током приходится до 40%, а в энергетике до 60%. Большая часть смертельных случаев (до 80%) наблюдается в эл. установках напряжением до 1000 В.

Действие эл. тока на организм.

Проходя через живые ткани и органы человека, ток оказывает: 1) термическое, 2) электролитическое, 3) биологическое действие.

1 – проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровяных сосудов, нервов и т.д.

2 – проявляется в разложении крови и других органических жидкостей организма человека и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

3 – проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма человека, что сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц, в т.ч. легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

^ 23. Виды поражения электрическим током.

Существует 2 вида: 1) Эл удар, 2) местные электрические травмы (эл. ожог, эл. офтальмия, эл. знаки, эл. металлизация кожи, мех. повреждения).

А) Эл. ожог – возникает при прохождении через тело человека значительных токов свыше 1 А и является следствием преобразования эл. энергии в тепло.

Б) эл. знаки (метка тока) – возникают при хорошем контакте тела человека с токоведущими частями. Они представляют собой припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожи серого или желто-белого цвета. Края резко очерчены белой или серой каймой. Природа эл. знаков до конца еще не исследована. Есть предположение, что они вызваны химическим и механическим действием тока.

В) электрометаллизация кожи – это пропитывание поверхности кожи парами расплавленного металла вследствие испарения или разбрызгивания его под действием тока, например, при горении дуги.

Г) электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением эл. дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Кроме того возможно попадание брызг расплавленного металла в глаза.

Д) мех. повреждения – наблюдаются при резких непроизвольных судорожных сокращениях мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате происходят разрывы сосудов, тканей, вывихи суставов, переломы костей. Сюда же относятся ушибы, переломы и вывихи, возникающие при падении человека с высоты при действии на него даже незначительных токов.

Эл. удар – наблюдается при воздействии малых (незначительных) токов и напряжений до 1000 В, выделяемая энергия недостаточна для ожогов, ток действует на нервную систему и мышцы и может возникнуть паралич органов.

Паралич дыхательных органов и сердца приводит к смерти. Если же ток способен парализовать мышцы рук, то человек не может самостоятельно освободиться от действия тока. Т.о. действие эл. тока будет длительным, что еще более усугубляет воздействие тока на человека.

^ 24. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током: род и величина тока; время прохождения тока.

1. величина и род тока (на человека влияет не напряжение, а ток). Ток является поражающим фактором, напряжение влияет лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока через человека.

Из таблицы видно, что переменный ток опаснее постоянного примерно в 5-7 раз. Опасность поражения тем больше, чем больше ток через человека.

2. Время прохождения тока. Чем короче время воздействия тока, тем меньше опасность. При длительном воздействии тока сопротивление человека уменьшается, величина тока увеличивается до значения, способного вызвать остановку дыхания и сердца.

Кардиоцикл работы сердца.

Нормальное сердце сокращается 60-80 раз в минуту. В каждом цикле в течение = 0,2 сек сердце более чувствительно. Если действие тока не совпадает с фазой  то большие токи не вызывают остановки работы сердца. При длительности воздействия тока, равной длительность цикла работы сердца, ток проходит через сердце также и в течение фазы  вероятность поражения наибольшая.

^ 25. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током: путь тока в теле человека; частота тока; сопротивление тела человека.

1. Путь тока в теле человека. Наиболее опасно: через дыхательные мышцы и сердце. Наиболее вероятный путь – правая рука - ноги. Наименее опасно – нога - нога, но если ток в этом случае большой, то могут возникнуть судороги мышц ног, человек падает, и ток проходит через грудную клетку.

2. Частота тока. Наиболее опасен переменный ток частотой 50-60 Гц, но ток частотой 500 Гц не менее опасен, чем ток частотой 50 Гц. Опасность полностью исчезает при частоте 50 кГц, однако эти токи сохраняют опасность ожогов.

3. Сопротивление тела человека. R СУХ =10000-100000 Ом (сухая неповрежденная кожа), R ВНУТР =800-1000 Ом.

Наибольшим сопротивлением обладает наружный слой кожи толщиной 0,2 мм (эпидерма). Сопротивление тела человека зависит от состояния кожи, плотности контакта, физического состояния организма (здоров или болен), эмоционального состояния (спит или бодрствует).

Для расчетов сопротивление человека Rh=1000 Ом. Хорошо проводит ток нервная система, кровь, мышечные ткани (сверхпроводник – спинномозговая жидкость). Плохо проводят ток сухожилия, костная ткань, эпидерма.

^ 26. Явления при растекании тока в земле.

З
амыкание на землю происходит в следствии появления контакта между токоведущими частями (ТВЧ) и заземлённым контуром при падении на землю оборванного провода линии электропередач, пробоя изоляции высоким напряжением и т. д. В этих случаях ток от частей находящихся под напряжением проходит в землю через электрод который осуществляет контакт с грунтом. Специальный металлический электрод называется заземлителем. Размеры и форма электрода, состав грунта могут быть различны, поэтому закон распределения потенциала в электрическом поле электрода определяется сложной зависимостью.

Д
ля упрощения картины электрического поля принимают допущения: ток стекает в землю через одиночный заземлитель полусферической формы, погружённый в однородный и изотропный грунт с удельным сопротивлением ρ [Ом*м]. Так как грунт однородный и изотропный, то ток распределяется вокруг зазамлителя равномерно. Плотность тока в точке А на поверхности грунта на расстоянии “х” от заземлителя

Найдём потенциал в точке А для чего выделим элементарный слой толщиной dx:

,
,
,
,

,

Закон распределения потенциалов вокруг заземлителя

Х = 20 м

^ 27. Шаговое напряжение.

Человек находящийся в поле растекания тока вокруг заземлителя оказывается под напряжением шага, если его ноги находятся в точках с разными потенциалами

будет увеличиваться при увеличении величины шага, растёт при приближении к месту падения провода.

.

С увеличением расстояния от места заземления напряжение прикосновения растёт.

^ 29. Опасность прикосновения в электрических сетях (общий случай).

А
нализ опасности электрических сетей сводится к определению значения тока протекающего через тело человека в различных условиях, в которых может оказаться человек при эксплуатации электрических сетей и электрических установок.
Необходимо найти в общем случае ток протекающий через тело человека.

, где (i = 0, 1, 2 , 3) – активные проводимости проводов по отношению к земле.
– ёмкостные проводимости проводов по отношению к земле.
– полные проводимости между каждой фазой и землёй.

(*)

– фазный множитель;

;
;
;
;
.

Аналогично находится ток через человека при прикосновении к другим фазам (учебник Князевский). Это выражение показывает (*), что опаснее прикосновение к той фазе проводимость которой относительно земли меньше чем относительно других фаз. Действительно проводимость фазы 1, к которой прикасается человек Y 1 присутствует только в знаменателе и чем она меньше тем больше ток через человека. Данное выражение следует привести к виду удобному для расчёта, для этого необходимо подставить значения проводимостей
(действительной и мнимой части) фазного множителя и разделить действительную и мнимую части.

Если нет нулевого провода, то величины с нулём опускаются (
), если

;

Если есть напряжение до 1 кВ, то ёмкостью “С” пренебрегают.

Если взять сети выше одного кВ, ёмкость
.

^ 30. Опасность прикосновения в электрических сетях до 1000 В с изолированной и заземленной нейтралью.

1. Нормальный режим. Изолированная нейтраль.

В этом случае ток через человека зависит от активного сопротивления изоляции, с увеличением активного сопротивления изоляции проводов относительно земли ток через человека уменьшается.

2. Изолированная нейтраль, пробой фазы на землю

Ток через человека от сопротивления изоляции не зависит, данный случай является наиболее опасным.

3. Нормальный режим, глухозаземлённая нейтраль.

Ток через человека не зависит от сопротивления изоляции, а определяется величиной сопротивления тела человека.

4. Глухозаземлённая нейтраль пробой фазы на землю.

Данный случай более опасен, чем третий случай.

^ 31. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

Все вновь сооружённые или реконструируемые электрические установки на предприятии должны выполняться в соответствии с действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Согласно ПУЭ помещения делятся на группы:

1) помещения без повышенной опасности в которых отсутствуют условия создающие повышенную или особую опасность;

2) помещения с повышенной опасностью поражения током имеющие следующие признаки:

– сырость (помещения с относительной влажностью превышающей 75 % длительно или содержащие технологическую токопроводящую пыль, которая оседает на проводах проникает внутрь электрических машин и других электроприборов);

– токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные);

– высокая температура воздуха длительно превышающая 35 0 С (помещения с сушилками, котельные);

– возможность одновременного прикосновения человека к заземлённым металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и механическим корпусам электрооборудования.

3) особо опасные помещения имеют следующие признаки:

– особая сырость (с относительной влажностью примерно 100 %);

– химически активная или органическая среда;

– наличие одновременно двух или более признаков повышенной опасности

4) территория открытых электроустановок которая в отношении опасности поражения людей током приравнивается к особо опасным помещениям.

^ 32. Защита от поражения электрическим током. Защитное заземление.

Защитное заземление – это преднамеренное эл.соединение с землей или её эквивален-том металлических не токоведущих частей (ТВЧ) эл.установок которые могут оказаться под напряжением (например при замыкании фазы на корпус).

Задача в устранении опасности поражении током в случае прикосновения человека к корпусу и другим не токоведущим металлическим частям эл. установки, оказавшимися под напряжением.

Принцип действия заключается в снижении напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением и земли – до безопасного значения.

R
h =1000 (Ом)

При применении заземления большая часть тока пойдет через него, в результате ток через человека достигает безо-пасных значений

Конструкция заземления:

В качестве заземляющих проводов допускается использовать различные металлические конструкции, стальные трубы, прутки.

В
Э: 1)стальная труба d>50мм

2) стальной пруток d=12...20мм

3) уголок стальной 50*50мм

Отношение

ГЭ: стальная полоса →

П
о расположению заземлителей относительно защищаемых корпусов заземления делятся на выносные и контурные

^ 33. Защита от поражения электрическим током. Зануление.

Зануление – это преднамеренное эл. соединение с многократнозаземленным нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей эл. установок, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на землю и по другим причинам.

Принцип действия: превращение замыкания на корпус в однофазное К.З. (замыкание между фазным и нулевым проводом) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети (плавкие предохранители, магнитные пускатели, контакторы, автоматические выключатели).

Расчет тока К.З.:

.

R Ф и R Н – активное сопротивление фазного и нулевого провода.

X Ф – внутреннее индуктивное сопр-е фазного провода.

X Н – внутреннее индуктивное сопр-е нулевого провода.

X’ – внешнее индуктивное сопротивление петли.

.

I H – номинальный ток плавких вставок.

К = 3 – к-т запаса для плавких вставок.

К = 1,4 – для автоматов.

R ПОВТОРНОЕ – повторное заземляющее сопр-е, обеспечивает снижение напряжения корпуса относительно земли в момент К.З. при обрыве нулевого провода.

^ 34. Защита от поражения ЭТ. Защитное отключение.

Защитное отключение – это система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности ПЭТ.

При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы оборудования, нормально изолированные от земли, а так же при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.

Р З – защитное реле,

К З – замыкающие контакты,

АВ – автоматический выключатель,

К Н – контрольная кнопка,

R З – защитное заземление,

R В – вспомогательное заземление.

Эксплуатация современного промышленного оборудования и средств транспорта сопровождается значительным уровнем шума и вибрации, негативно влияющих на состояние здоровья работающих. Кроме шумового воздействия, вредное влияние на человека в процессе труда могут оказывать инфразвуковые и ультразвуковые колебания.

Человеческое ухо воспринимает как слышимые колебания, лежащие в пределах от 16 до 20 000 гц. Звуковой диапазон принято подразделять на низкочастотный (20 – 400 гц), среднечастотный (400 – 1000 гц) и высокочастотный (свыше 1000 гц). Звуковые волны с частотой менее 16 гц называются инфразвуковыми, а с частотами более 20 000 гц – ультразвуковыми (рис. 8.1). Инфразвуковые и ультразвуковые колебания органами слуха человека не воспринимаются. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле .

рис. 8.1. ось частот звукового диапазона

Шум – это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.

Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха человека, являются механическими колебаниями, распространяющимися в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной).

Рассмотрим основные физические характеристики шума:

1. Звуковое давление Р, Па – это дополнительное давление, возникающее в среде при прохождении через нее звуковой волны. Сила воздействия звуковой волны на барабанную перепонку человеческого уха и вызываемое ею ощущение громкости зависят от звукового давления.

2. Интенсивность звука J, Вт/м 2 – это количество звуковой энергии, проходящее за единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны. Интенсивность звука используется для характеристики среднего потока энергии в какой-либо точке среды и выражается следующим образом:

где J - интенсивность звука, Вт/м 2 ;

Р – звуковое давление (разность между мгновенным значением полного давления и средним значением давления, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля), Па;

– плотность среды, кг/м 3 ;

с – скорость звука в среде, м/с.

Уровень звукового давления L р, дБ . Человеческое ухо, а также многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление, уровень которого определяется по формуле

где Р — звуковое давление, Па;

Р 0 - пороговое звуковое давление (Р 0 =2 10 -5 Па на частоте 1000 Гц).

4. Уровень интенсивности L J, дБ определяется по формуле

где L J – уровень интенсивности (дБ);

J – интенсивность звука, Вт/м 2 ;

J о – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости человеческого уха (J о = 10 -12 Вт/м 2 на частоте 1000 Гц).

5. Период колебаний Т, с – минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела.

6. частота колебаний f, Гц – обратная величина периоду колебаний, определяет число колебаний, произошедших за 1 секунду. Эти величины связаны между собой простым соотношением:

где f – частота колебаний в герцах (Гц);

Т – период колебаний в секундах, с.

7. Циклическая частота w, Гц – число колебаний, происходящих за 2 секунд. Между обычной и циклической частотами существует следующая связь:

Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления определяется следующим выражением:

,

где о и С о – соответственно плотность среды и скорость звука при нормальных атмосферных условиях, т. е. при t = 20 о С и Р о = 10 5 Па;

И С – плотность среды и скорость звука в условиях измерения.

При распространении звука в нормальных атмосферных условиях L J = L р . При расчетах уровня шума используют величину интенсивности звука, а для оценки воздействия шума на человека – уровень звукового давления.