Шум и вибрация на производстве, их нормирование и контроль. Средства защиты от шума и вибрации
Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты.
Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникнове-ния. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума - механические, аэроди-намические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологиче-скими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принуди-тельное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.
Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10...15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей - деталями из пластмасс.
Снижение аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газо-вого потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глу-шителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электри-ческих машинах.
Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распростра-нения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др. Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специаль-но выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено перехо-дом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопогло-щающих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).
Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10...15 дБ. В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7...38 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц.
Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от ви-брации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникнове-ния связана с установлением причин появления механических колебаний и их устране-нием, например замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тща-тельный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.п. Для сни-жения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют ма-териалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации исполь-зуют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгася-щие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизо-ляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вклады-ши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.
Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др. Для защиты рук от воздействия ультразвука при контактной передаче, а также при контактных смазках и т.д. операторы должны работать в рукавицах или перчатках, нарукавниках, не пропускающих влагу или контактную смазку.
Во время ремонта, испытания, отработки режима и налаживания установки, ко-гда возможен кратковременный контакт с жидкостью или ультразвуковым инструмен-том, в котором возбуждены колебания, для защиты рук необходимо применять две па-ры перчаток: наружные - резиновые и внутренние - хлопчатобумажные или перчат-ки резиновые технические по ГОСТ 20010-74. В качестве средств индивидуальной за-щиты работающих от воздействия шума и воздушного ультразвука следует применять противошумы, отвечающие требованиям ГОСТ 12.4.051-78.
При разработке нового и модернизации существующего оборудования и приборов должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, передающегося контактным путем, как в источнике его образования (конструктивными и технологическими мерами), так и по пути распространения (средствами виброизоляции и вибропоглощения). При этом рекомендуется применять:
Дистанционное управление для исключения воздействия на работающих при контактной передаче;
Блокировку, т.е. автоматическое отключение оборудования, приборов при выполнении вспомогательных операций - загрузка и выгрузка продукции, нанесение контактных смазок и т.д.;
Приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали.
Ультразвуковые указатели и датчики, удерживаемые руками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение и соответствовать требованиям технической эстетики. Следует исклю-чить возможность контактной передачи ультразвука другим частям тела, кроме ног. Конструкция оборудования должна исключать возможность охлаждения рук работаю-щего. Поверхность оборудования и приборов в местах контакта с руками должна иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/м град.
Рис. 4.14. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения
Классификация средств коллективной защиты от шума представлена на рис. 4.14. Акустические в свою очередь подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.
При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле:
В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складывают: . Разделив левую и правую части этого выражения на (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:
.
где L 1 , L 2 , ..., L n - уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.
Если имеется n источников шума с одинаковым уровнем интенсивности звука , то общий уровень интенсивности звука
.
Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроновая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, т.е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения.
Эффективность снижения уровня шума ( , дБ) в помещении
где L - расчетный уровень интенсивности звука (или звукового давления), дБ; - допустимый уровень интенсивности звука (звукового давления), дБ, согласно действующим нормативам.
Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле:
где A 2 и A 1 - соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.
Эквивалентная площадь поглощения
здесь - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью .
Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рассчитывается по формуле:
, (4.5)
где G - масса одного м 2 перегородки, кг; f - частота, Гц.
Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких.
Эффективность установки кожуха (дБ)
,
где a - коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха, - звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле (4.5).
Методы и средства коллективной защиты от вибрации. Классификация методов и средств защиты от вибрации представлена на рис. 4.15.
Виброизоляцией называется уменьшение степени передачи вибрации от источника к защищаемым объектам.
Виброизоляцию можно оценивать через коэффициент передачи
,
где f и - частота возмущающей силы и собственная частота системы при наличии виброизолирующего слоя (Гц).
Эффективность виброизоляции определяется по формуле:
.
Чем выше частота возмущающей силы по сравнению с собственной, тем больше виброизоляция. При f < возмущающая сила целиком передается основанию. При f = происходит резонанс и резкое усиление вибрации, а при f >2 обеспечивается виброизоляция, пропорциональная коэффициенту передачи.
Собственная частота системы
где q - жесткость виброизолятора; g - ускорение свободного падения; х - статическая осадка виброизолятора под воздействием собственной массы.
Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки могут устанавливаться на амортизаторы (резиновые, металлические или комбинированные) или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупругого слоя. Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между рукой и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью.
Выбор гашения вибрации осуществляется за счет активных потерь ли превраще-ния колебательной энергии в другие ее виды, например в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструк-ция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух «мате-риалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.
Рис. 4.15. Классификация методов и средств защиты от вибрации
4. Защита от производственного шума и вибрации
В настоящее время эксплуатация подавляющего большинства технологического оборудования, энергетических установок неизбежно связана с возникновением шумов и вибраций различной частоты и интенсивности, оказывающих неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное воздействие шума и вибрации снижает работоспособность, может привести к развитию профессиональных заболеваний.
Шум как гигиенический фактор представляет собой совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху. Шум представляет собой волнообразно распространяющиеся колебательные движения частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды.
В зависимости от характера вредного воздействия на организм человека шум подразделяется на мешающий, раздражающий, вредный и травмирующий.
Мешающий - это шум, мешающий речевой связи (разговоры, движения людских потоков). Раздражающий - вызывающий нервное напряжение, снижение работоспособности (гудение неисправной лампы дневного света в помещении, хлопанье двери и т.п.). Вредный - вызывающий хронические заболевания, сердечно-сосудистой и нервной систем (различные виды производственных шумов). Травмирующий - резко нарушающий физиологические функции организма человека.
Степень вредности шума характеризуется его силой, частотой, продолжительностью и регулярностью воздействия.
Уровень звука нормируется и измеряется в децибелах (дБ). Для измерения используются шумометры различных модификаций.
Допустимые уровни шума на рабочих местах определяются санитарными нормами СН 785- 69:
– В помещениях для умственной работы без источников шума (кабинеты, конструкторские бюро, здравпункты) - 50 дБ;
– В помещениях конторского труда с источниками шума (клавиатура ПК, телетайпы и т.п.) - 60 дБ;
– На рабочих местах производственных помещений и на территории производственных предприятий - 85 дБ;
– На территориях жилой застройки в городском районе в 2м от жилых зданий и границ площадок отдыха - 40 дБ.
– Для предварительного определения шума (без прибора) можно пользоваться ориентировочными данными. Например, установлен уровень шума турбокомпрессоров - 118 дБ, центробежных вентиляторов - 114 дБ. мотоцикла без глушителя - 105 дБ, при клепке крупных резервуаров-125-135 дБ и т.п.
Основными методами борьбы с производственным шумом являются:
– уменьшение шума в источнике его возникновения (повышение точности изготовления отдельных узлов машины, уменьшение зазоров, замены стальных шестерен пластмассовыми, балансировка);
– звукопоглощение; звукоизоляция; установка глушителей шума, амортизаторов;
– рациональное размещение цехов и оборудования, дистанционное управление механизмами;
– применение средств индивидуальной защиты: наушников, шлемов или специальных противошумных вкладышей;
– периодические врачебные освидетельствования работающих на производствах с повышенным шумом.
Звукопоглощение обусловлено переходом колебательной энергии в теплоту за счет трения в звукопоглотителе (легкие и пористые материалы: минеральный войлок, стекловата, поролон). В малых помещениях звукопоглотительными материалами облицовывают стены (диспетчерская). В больших помещениях (более 3000 м3) облицовка малоэффективна, снижение шума достигается с помощью звукопоглощающих экранов. Звукоизоляция является методом снижения шума путем создания конструкций, препятствующих его распространению.
Звукоизолирующие конструкции (перегородки, кожуха) изготавливают из плотных твердых материалов (металл, дерево, пластмасса) препятствующих распространению шума.
Вибрация - механические колебания, сообщающие телу человека (или его органам) колебательную скорость. Вибрация относится к числу вредных факторов, измеряется механическими вибрографами (ВР-1 или виброграф Гейгера). Предельно допустимые величины уровней виброскорости устанавливаются санитарными нормами. Для уменьшения вредного влияния вибрации также применяются методы: уменьшение вибрации в источнике (балансировка, точность изготовления и сборка); виброизоляция и вибропоглощение (пружинные и резиновые амортизаторы, прокладки, облицовки).
Наибольшее вибрационное влияние (воздействие) на работающего оказывают ручной пневматический и электрический инструмент: вибраторы (бетонные работы), пневматические отбойные молотки, электрические дрели и т.п. Низкая температура повышает степень воздействия вибрации на организм человека. Для предупреждения возникновения вибрационной болезни рекомендуются комплексы: водных процедур, массажа, лечебной гимнастики, УФО и т.д.
5. Влияние ни организм человека электромагнитных полей и неионизирующих излучений и защита от их воздействия
Электромагнитное поле (ЭМП) радиочастот характеризуется способностью нагревать материалы; распространяться в пространстве и отражаться от границы разделения двух сред; взаимодействовать с веществами, благодаря которой ЭМП широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Воздействие ЭМП на организм человека с уровнями, превышающими допустимые, могут приводить к изменениям функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой системы, нарушению обменных процессов, поражению глаз в виде помутнения хрусталика-катаракты, изменению в крови и др. При оценке условий труда учитываются время воздействия ЭМП и характер облучения работающих.
Средства и методы защиты от ЭМП делятся на три группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.
Организационные мероприятия предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-эащитных зон вокруг антенных сооружений различного типа.
Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения.
В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.
Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены, прежде всего, на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Для этой цели предусмотрены предварительные и периодические медицинские осмотры лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ - 1 раз в 12 месяцев, УВЧ и ВЧ-диапазона - 1 раз в 24 месяца.
Источниками электрических полей (ЭП) промышленной частоты являются линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, открытые распределительные устройства (ОРУ). Ремонт приводов, разъединителей, выключателей сигнальных цепей и другие работы выполняются непосредственно на оборудовании ОРУ на местах при повышенной напряженности электрического поля.
Длительное хроническое воздействие ЭП приводит к расстройствам в состоянии здоровья работающих, обусловленных функциональными нарушении ми в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем.
Предельно допустимый уровень напряженности воздействующего ЭП равен 25 кВ/м. Пребывание в ЭП напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается.
Средствами защиты от электрического поля частотой 50 гц являются:
– стационарные экранирующие устройства (козырьки, навесы, перегородки);
– переносные (передвижные) экранизирующие устройства (инвентарные навесы, палатки, перегородки, щиты, зонты, экраны и т.д.);
– индивидуальные средства защиты: защитный костюм-куртка и брюки, комбинезон, экранизирующий головной убор; специальная обувь с токопроводящей резиновой подошвой.
Комплекс лечебно-профилактических мероприятий для работающих аналогичен требованиям как при действии ЭМП диапазона радиочастот.
Заряды статического электричества возникают при соприкосновении или трении, размельчении или пересыпании однородных или разнородных диэлектриков, при транспортировке сыпучих веществ. Разряды статического электричества не опасны для здоровья человека, но могут вызвать неприятные ощущения и привести к непроизвольному резкому движению при прикосновении к заземленному оборудованию, что может явиться причиной травмы, а во взрывоопасных средах (мука, алюминиевая пыль) - взрыва.
Мерами защиты являются: заземление оборудования; для человека - антиэлектростатическая обувь с электропроводящей подошвой, спецодежда; для автомашин - антистатик. Лазеры широко применяются в различных областях промышленности, науки, техники, связи, сельском хозяйстве, медицине, биологии и др. областях. Лазер или оптический квантовый генератор - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Расширение сферы их использование увеличивает контингент лиц, подвергающихся воздействию лазерного излучения и выдвигает необходимость профилактики опасного и вредного действия этого фактора.
Действия лазеров на организм человека проявляется в повреждении органов зрения, кожных покровов, а также в разнообразных функциональных изменениях в центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах. Биологический эффект лазерного излучения усиливается при неоднократных воздействиях и при комбинациях с другими неблагоприятными производственными факторами. Кроме того, работа лазерных установок, как правило, сопровождается шумом, достигающим уровня 70-80дБ.
К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазером, относятся специальные очки, щитки, маски, снижающие облучение глаз до уровня предельно допустимого облучения. Работающим с лазерами необходимы предварительные и периодические (1 раз в год) медицинские осмотры терапевта, окулиста, невропатолога.
Ультрафиолетовые излучения (УФ) представляет собой невидимые глазом электромагнитные излучения, занимающие в электромагнитном спектре промежуточные положения между светом и рентгеновским излучением.
УФ-облучение малыми дозами оказывает благоприятное стимулирующее действие на организм человека. УФ-излучение от производственных источников (электрические дуги, ртутно-кварцевые горелки, автогенное пламя) может стать причиной острых и хронических поражений глаз, кожи. Важное гигиеническое значение имеет способность УФ-излучения производственных источников изменять газовый состав атмосферного воздуха вследствие его ионизации. При этом воздухе образуется озон и оксиды азота. Эти газы обладают высокой токсичностью и могут представлять большую опасность, особенно при выполнении сварочных работ, сопровождающихся УФ-излучением, в ограниченных, плохо проветриваемых помещениях или в замкнутых пространствах.
В целях профилактики отравлений окислами азота и озоном соответствующие помещения должны быть оборудованы местной или общеобменной вентиляцией, а при сварочных работах в замкнутом пространстве необходимо подавать свежий воздух прямо под щиток или шлем.
Введение
производственный шум вибрация
Магистерская диссертация является заключительным этапом обучения студентов по основной образовательной программе высшего профессионального образования, реализуемая вузом по направлению подготовки 022000.68 - «Экология и природопользование» магистерской программы «Глобальные экологические проблемы». Магистерская диссертация представляет собой законченную теоретическую и экспериментальную научно-исследовательскую работу, содержащую всесторонний критический анализ научных источников по теме исследования, выполненную самостоятельно с решением задач актуальной научно-технической проблемы, определяемой спецификой направления подготовки и выбранной магистерской программой направления подготовки с разработкой новых подходов, использованием разнообразных методов и направленная на решение вопроса устойчивого развития .
Человек с самого рождения окружен шумом и вибрациями и в течение всей своей жизни находится под их воздействием. Едет ли он в трамвае, автобусе, метро или на лошади, при движении он ощущает не только шум, но и вибрации; находится ли он в помещении или на открытом воздухе, он слышит шумы, звуки (разговор, музыку и прочее).
Наш век стал самым шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум, то есть мешающая нам и раздражающая нас смесь звуков.
Антропогенный шум способствует увеличению уровня шума сверх природного фона и действует отрицательно на живые организмы, поэтому шум и вибрация являются объектами загрязнения окружающей среды.
Проблема борьбы с шумом во всех ее проявлениях была и остается актуальной.
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.
Повышенный уровень шума и вибрации остаётся одной из наиболее острых проблем для городских территорий. Основными источниками шумового и вибрационного воздействия на территории города являются автотранспорт, строительная техника, промышленные предприятия и площадки, инженерное оборудование зданий (в том числе вентиляционные системы), шумы бытового происхождения на территориях внутри кварталов жилых домов .
Целью данной работы является оценка уровней шума и вибрации от автотранспорта на территории города Вологда.
Исходя из цели, были поставлены задачи:
Провести замеры уровней шума и вибрации на улицах города Вологды с различной степенью загруженности автотранспортом.
Сравнить полученные значения с нормативными.
Выявить зависимости уровней шумовой и вибрационной нагрузки на различных по загруженности автотранспортом улицах города Вологды от интенсивности автотранспортных потоков и от близости к другим загруженным автотранспортом улицам.
Оценить эффективность имеющихся в городе мероприятий по
защите от шума и вибрации.
1. Нормирование величин шума и вибрации на территории городской застройки
1.1 Концепция устойчивого развития
Устойчивое развитие - это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности . Оно включает два ключевых понятия:
понятие потребностей, в частности потребностей, необходимых для существования беднейших слоев населения, которые должны быть предметом первостепенного приоритета;
понятие ограничений, обусловленных состоянием технологии и организацией общества, накладываемых на способность окружающей среды удовлетворять нынешние и будущие потребности .
Концепция устойчивого развития появилась в результате объединения трех основных точек зрения: экономической, социальной и экологической.
С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению .
Концепция устойчивого развития основывается на пяти основных принципах:
Человечество действительно способно придать развитию устойчивый и долговременный характер, с тем, чтобы оно отвечало потребностям ныне живущих людей, не лишая при этом будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности.
Имеющиеся ограничения в области эксплуатации природных ресурсов относительны. Они связаны с современным уровнем техники и социальной организации, а также со способностью биосферы справляться с последствиями человеческой деятельности.
Необходимо удовлетворить элементарные потребности всех людей и всем предоставить возможность реализовывать свои надежды на более благополучную жизнь. Без этого устойчивое и долговременное развитие попросту невозможно. Одна из главнейших причин возникновения экологических и иных катастроф - нищета, которая стала в мире обычным явлением.
Необходимо согласовать образ жизни тех, кто располагает большими средствами (денежными и материальными), с экологическими возможностями планеты, в частности относительно потребления энергии.
Размеры и темпы роста населения должны быть согласованы с производительным потенциалом глобальной экосистемы Земли .
Индикаторы устойчивого развития должны отражать экономические, социальные и экологические аспекты удовлетворения потребностей современного поколения без ограничения потребностей будущих поколений по удовлетворению собственных потребностей. Чтобы развитие могло считаться устойчивым, оно должно осуществляться с учетом достижения экономического роста, но при обеспечении его сбалансированности с потребностями общества по улучшению качества жизни и предотвращения деградации окружающей среды .
Индикаторы устойчивости должны удовлетворять следующим основным критериям:
возможность использования на макроуровне в национальном масштабе;
сочетать экологические, социальные и экономические аспекты;
понимаемы и иметь однозначную интерпретацию для лиц, принимающих решения;
иметь количественное выражение;
опираться на имеющуюся систему национальной статистики и не требовать значительных затрат для сбора информации и расчетов;
репрезентативны для международных сопоставлений;
возможность оценки во временной динамике;
иметь ограниченное число .
Международными организациями и отдельными странами предлагаются критерии и индикаторы устойчивого развития, содержащих нередко весьма сложную систему показателей. Разработка индикаторов устойчивого развития является достаточно комплексной и дорогостоящей процедурой, требующей большого количества информации, получить которую сложно или вообще невозможно (например, по многим экологическим параметрам). Можно выделить два подхода:
Построение интегрального, агрегированного индикатора, на основе которого можно судить о степени устойчивости социально-экономического развития. Агрегирование обычно осуществляется на основе трех групп показателей:
эколого-экономических,
эколого-социально-экономических,
собственно экологических.
Построение системы индикаторов, каждый из которых отражает отдельные аспекты устойчивого развития. Чаще всего в рамках общей системы выделяются следующие подсистемы показателей:
экономические,
экологические,
социальные,
институциональные .
Индикаторы устойчивого развития c классификацией по секторам:
Группа социальных индикаторов: борьба с бедностью; демографическая динамика и устойчивость; улучшение образования, осведомленности и воспитания общества; защита и улучшение здоровья людей; улучшение развития населенных мест.
Группа экономических индикаторов: международная кооперация для ускорения устойчивого развития и связанная с этим местная политика; изменение характеристик потребления; финансовые ресурсы и механизмы; передача экологически щадящих технологий, сотрудничество и создание потенциала.
Группа экологических индикаторов: сохранение качества водных ресурсов и снабжения ими; защита океанов, морей и прибрежных территорий; комплексный подход к планированию и рациональному использованию земельных ресурсов; рациональное управление уязвимыми экосистемами, борьба с опустыниванием и засухами; содействие ведению устойчивого сельского хозяйства и развитию сельских районов; борьба за сохранение лесов; сохранение биологического разнообразия; экологически безопасное использование биотехнологий; защита атмосферы; экологически безопасное управление твердыми отходами и сточными водами; экологически безопасное управление токсичными химикатами; экологически безопасное управление опасными отходами; экологически безопасное управление радиоактивными отходами.
Группа институциональных индикаторов: учет вопросов экологии и развития в планировании и управлении для устойчивого развития; национальные механизмы и международное сотрудничество для создания потенциала в развивающихся странах; международный институциональный порядок; международные правовые механизмы; информация для принятия решений; усиление роли основных групп населения .
Индикаторы - движущая сила, состояние, реагирование:
Индикаторы - движущая сила представляют собой индикаторы человеческой активности, процессов и характеристик, которые могут положительно или отрицательно влиять на устойчивое развитие. Эти индикаторы соответствуют уровню компании, отрасли или экономики.
Примеры таких индикаторов - рост населения или рост эмиссии парниковых газов.
Индикаторы состояния фиксируют характеристики устойчивого развития в данном районе в данный момент. Это может быть плотность населения, процент городского населения, доказанные запасы топлива.
К индикаторам реагирования относятся политический выбор и другие реакции на изменение характеристик устойчивого развития. Эти индикаторы указывают на волю и эффективность общества в решении проблем устойчивого развития. Примеры подобных индикаторов - затраты на улучшение здоровья, законодательство, нормирование и регулирование .
Несмотря на всю широту и глубину описанных выше подходов они
обладают одним существенным пробелом - в них не учитывается «человеческий
фактор, как еще одна группа критериев, отражающих состояние общественных
отношений, ментальность и умонастроения населения в отношении экологически
созвучного поведения. Формально этот набор критериев можно отнести к группе
социальных .
1.2 Особенности и виды воздействия шума на людей и среду
Шум - совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Орган слуха способен различать 0,1 Бел, поэтому на практике для измерения звуков и шумов применяется децибел (дБ.). Сила звука и частота воспринимаются органами слуха как громкость, поэтому при равном уровне силы звука в децибелах звуки различных частот воспринимаются как звуки, имеющие громкость. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10-20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека, В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативными воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и другие. В производственных условиях, как правило, возникают шумы, которые имеют в своем составе различные частоты. К физическим характеристикам шума относятся: частота, звуковое давление, уровень звукового давления.
По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные - до 350 Герц (Гц), среднечастотные 350-800 Гц и высокочастотные - выше 800 Гц.
По характеру спектра шумы бывают широкополосные, с непрерывным спектром и тональные, в спектре которых имеются слышимые тона.
По временным характеристикам шумы бывают постоянные, прерывистые, импульсные, колеблющиеся во времени.
Звуковое давление Р - это среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещенное на пути волны. На пороге слышимости человеческое ухо воспринимает при частоте 1000 Гц звуковое давление Р 0 =2 10 -5 Па, на пороге болевого ощущения звуковое давление достигает 2 10 2 Па.
Если предположить, что источник шума (двигатель) находится в
точке О
(рис. 1.2.1) и излучает шум в окружающее пространство, то,
выделив полусферу S
радиуса r
и единичную площадку А
на
ней, можно определить, что сила звука I -
количество звуковой энергии,
прошедшее через единичную площадку, перпендикулярную радиусу r,
в
единицу времени.
Рисунок 1.2.1. Схема прохождения звука через единичную
площадку
Сила звука пропорциональна квадрату звукового давления и ее
выражают в Вт\м 2 . Поэтому уровень шума иногда определяют как
десятичный логарифм отношения силы звука к пороговому значению: 0 =
10 -12 Вт\м 2 . В результате уровень шума (дБ) определяется
по формуле
L = 10 . lg (I\I o)=20 . lg (P\P o), где
I o - пороговое значение силы звука, Вт/м 2 ;
P - звуковое давление, Па;
P o - пороговое значение звукового давления Па;
Для практических целей удобной является характеристика звука, измеряемая в децибелах, - уровень звукового давления. Уровень звукового давления N - это выраженное по логарифмической шкале отношение величины данного звукового давления Р к пороговому давлению P 0:
201g (P/P 0).
Для оценки различных шумов измеряются уровни звука с помощью шумомеров по ГОСТ 17.187-81 .
Для оценки физиологического воздействия шума на человека используется громкость и уровень громкости. Порог слышимости изменяется с частотой, уменьшается при увеличении частоты звука от 16 до 4000 Гц, затем растет с увеличением частоты до 20000 Гц. Например, звук, создающий уровень звукового давления в 20 дБ на частоте 1000 Гц, будет иметь такую же громкость, как и звук в 50 дБ на частоте 125 Гц. Поэтому звук одного уровня громкости при разных частотах имеет различную интенсивность.
Для характеристики постоянного шума установлена характеристика - уровень звука, измеренный по шкале А шумомера в дБА.
Непостоянные во времени шумы характеризуются эквивалентным (по энергии) уровнем звука в дБА, определяемым по ГОСТ 12.1.050-86.
Источники шума многообразны. Это аэродинамичные шумы самолетов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, резонансные колебания всевозможных конструкций, громкая музыка и многое другое .
Основными источниками промышленного шума служат предприятия, среди которых особенно выделяются энергетические установки (100… 110 дБ), компрессорные станции (100 дБ). В горно-обогатительном и металлургическом производстве шум достигает до 100 дБ. Источниками шума на промышленных предприятиях, оборудованных вентиляцией с механическим побуждением, кондиционерами для обмена воздуха, приборами воздушного отопления, газодинамическими установками, являются вентиляторы, холодильные машины, электродвигатели, и воздухораспределительные установки, в том числе и элементы сети воздуховодов.
Значительный шум в городах и поселках создают транспортные средства: легковой автомобильный шум достигает значений до 85 дБ, а шум от грузовых автомашин и автобусов равен 90 дБ. Железнодорожный транспорт на современном путевом основами является самым высоким источником создания антропогенного (экологического) шума, его сила приближается к 100 дБ. Железнодорожный и автомобильный транспорт связывает города и поселки, и поэтому в России свыше 30% жителей подвержены действию сверхнормативных уровней шума (55…65 дБ и выше).
Шум, интенсивность которого колеблется между 85 и 110дБ, представляет опасность для человека. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) была разработана программа по снижению шума в городах как наиболее важной экологической проблемы современности.
Шумовыми характеристиками потоков железнодорожных поездов являются эквивалентные уровни звука (La экв) на расстоянии 7,5 м от оси колеи, ближней к расчетной точке. При интенсивности движения, например 10 поездов, эквивалентный уровень звука для пассажирских поездов равен 76 дБА, для электропоездов ~ 82 дБА и для грузовых - 86 дБА. При интенсивности, движения до 30 поездов/ч эквивалентный уровень звука увеличивается до 81…91 дБА. Внутри групп жилых домов на расстоянии 7,5 м от границ источников шума (разгрузка товаров и погрузка тары, спортивные игры и другие) эквивалентный уровень звука La экв колеблется от 58 до 75 дБА.
Источниками шума в жилых и общественных зданиях является шум
улицы с его непрерывным и монотонным характером. Особенно беспокоит этот шум
тех жильцов, квартиры или дома которых выходят на улицы (рисунок 1.2.2) .
Рисунок 1.2.2. Воздействие шумовых волн на здание, стоящее у
магистрали
Если здание расположено на главной улице (магистрали) с большим движением, которое почти не уменьшается в течение суток, то в этом случае оно находится в самых невыгодных условиях. В домах, выходящих на большие улицы с интенсивным движением, уровни громкости шума зимой достигают 38…44 фонов (от гр р h опе - звук, голос), а летом при открытых окнах шумовой фон достигает 64… 80 фонов.
В помещениях, находящихся в зданиях, расположенных на площади, имеющих скверы с большими деревьями, шум значительно ниже, особенно это наблюдается летом, когда деревья покрыты листвой.
Кроме уличных шумов, источниками шума в здании могут быть бытовые
шумы:
включение радио и другой аппаратуры на большие мощности, громкие
разговоры или ремонтные работы в квартире. Но могут быть и шумы от
обслуживающих механизмов, например работа лифта, электромотора, неисправности в
системе водоснабжения. Дело в том, что в городах построено большое количество
панельных и каркасно-панельных домов, которые очень хорошо передают по этажам и
помещениям любой шумовой эффект. На рисунке 1.2.3 показано распространение шума
в здании .
Рисунок 1.2.3. Распространение шума в здании
В природе также существует шум в виде естественных звуков, к которым человек привык, и без них он бы многое утратил в своем мироощущении, например: шорох листьев, пение птиц, морской прибой или равномерный шум водопада, дождя.
По характеру спектра шум подразделяется: на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона.
По временным характеристикам шум подразделяется на:
постоянный, с изменением за рабочий день не более чем на 5дБА;
непостоянный, уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА.
Кроме того, непостоянный шум подразделяется на колеблющийся во времени:
прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется на
5 дБА и более. Длительность интервалов, в течение которых уровень остается
постоянным, составляет 1 с и более .
1.3 Особенности и виды воздействия вибрации на
людей и среду
Вибрация (от лат. vibratio - колебаться, дрожать) в русском языке имеет синонимы: сопряжение, тряска - и относится к механическим колебаниям. Принято считать, что основным признаком вибрации являются относительно малые отклонения тела или его точек при механических колебаниях. Другим признаком вибрации считается частота перемещений, совершаемых телом или его точками в единицу времени. При колебаниях тела частота может быть очень незначительной (низкой), а при вибрациях - более высокой. Можно привести такой пример: колебания судна при его качке имеют большие отклонения и малые частоты, а вибрация обшивки судна - малые отклонения и высокие частоты.
Вибрациям подвержены упругие тела - здания и сооружения, шины и оборудования, грунты и фундаменты, через которые на значительные расстояния распространяются механические волны, вибрациям подвержен и сам человек, находясь вблизи работающего оборудования (через грунт и фундамент) или работающий с оборудованием (например, рядом с вибраторами для уплотнения бетона) .
На объект, или приемник, который подвержен вибрации, передается обычно два типа возбуждения: силовое и кинематическое. Силовое возбуждение возникает при непосредственном действии внешней силы, которая во времени может быть периодической, почти периодической, произвольной и случайной, а также импульсной (с затухающими колебаниями). Кинематическое возбуждение - это передача от источника колебаний на приемник (объект), находящийся на волновом поле .
Вибрация и ее высокий фон представляют опасность для здоровья человека в тех местах, где ощущается вибрационный фон. Источниками вибрации в окружающей среде являются транспорт, установки промышленных предприятий; в жилых зданиях и сооружениях - инженерно-технологическое оборудование. По интенсивности колебаний наибольшее воздействие оказывает на человека городской транспорт, особенно трамвай, железнодорожные составы поездов, в том числе метро мелкого заложения и открытые радиусы. Вибрация, возникающая в зданиях от движения поездов и трамваев, имеет регулярный прерывистый характер. По мере удаления источника амплитуда колебаний снижается.
При распространении колебаний по высоте многоэтажного жилого дома или предприятия (например, швейной фабрики, которая сама имеет потенциально вибрационное оборудование) на верхних этажах наблюдается как ослабление, так и усиление вибрации в зависимости от резонанса. Вибрация зависит от грунтов, на которые поставлено здание или технологическое оборудование .
По физической природе вибрация, также как и шум, представляет собой колебательное движение материальных тел.
Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 Гц (Герц - единица измерения частоты равная 1 колебанию в секунду), воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией
Параметры вибрации нормирует ГОСТ 12.1.012-78 «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности» .
Вибрация в соответствии со стандартом по источникам ее возникновения подразделяется на:
Транспортную, которая возникает в результате движения автомобилей по местности и дорогам и при их строительстве;
Транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадки;
Технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места не имеющих источников вибрации.
По способу передачи на человека вибрация подразделяются на общую, передающуюся через опорные поверхности, и локальную (местную), передающуюся через руки человека. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, является частота колебаний, скорость колебания и амплитуда смещения .
Скорость колебания находится в прямой зависимости от частоты колебаний и амплитуды смещения:
2пfА = wА,
где v - скорость колебания, см/с;- частота колебаний, Гц;
А - амплитуда смещения при гармоническом колебательном движении, т.е. величина наибольшего отклонения от положения равновесия, см;- круговая частота, т.е. число полных колебаний, совершенных за время, равное 2пf с.
По аналогии с шумом важной характеристикой вибрации является ее уровень, измеряемый в логарифмических единицах - децибелах.
Логарифмическое уравнение виброскорости
2 lg v/(5*10), где
Среднеквадратичная скорость, м/с;
*10 - опорная виброскорость, м/с;
При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы.
Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от поз человека, его состояния - расслабленности или напряженности - и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты, если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как все: тела, так и отдельных его органов .
Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4-6 Гц, для головы 2С 30 Гц, для глазных яблок 60-90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин вызвать преждевременные роды.
Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Изменения напряжения улавливаются множеством рецепторов трансформируются в энергию биоэлектрических биохимических процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается особым органом чувств - вестибулярным аппаратов
Вестибулярный аппарат располагается в височной кости черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимоперпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц .
Расчет эквивалентного корректированного уровня вибрации.
Эквивалентный по энергии корректированный уровень, являющийся
одночисловой характеристикой непостоянной вибрации, рассчитывается путем
усреднения фактических уровней с учетом времени действия каждого по формуле:
где: L 1 , L 2 , … L n - уровни виброскорости (или виброускорения), действующие в течение времени t 1 , t 2 ,… t n соответственно;
Т
= t
1 + t
2 +…
+ t n
- общее время действия вибрации в минутах или часах
.
Таблица 1.3.1. Пример расчета эквивалентного уровня вибрации
Корректированные уровни виброскорости, дБ Время действия вибрации данного уровня в
течение смены согласно технологическому регламенту, ч Поправка на время действия вибрации данного
уровня Уровни виброскорости с учетом поправок на время
действия фактора, дБ Эквивалентный корректированный уровень
виброскорости, полученный путем попарного энергетического суммирования уровней 1.4 Нормирование
величины шума и
вибрации
Нормирование шума
- одна из важнейших
задач охраны окружающей среды. Нормы шума устанавливаются исходя из технических
требований и гигиенических условий труда, например на рабочих местах и на
селитебных территориях, в помещениях жилых домов и общественных зданий. К техническим требованиям нормирования шума относится
установление допустимых уровней шума для нормальной эксплуатации
звукочувствительных устройств, например, радио, концертных и театральных залов.
Оценка шумовых характеристик и их сравнение с нормативами позволяет еще на
стадии проектирования разрабатывать мероприятия по снижению этих уровней.
Допустимые шумовые характеристики регламентируются: для рабочих мест - ГОСТ 12.1.003-83; жилых помещений - ГОСТ 12.1.036- 8 1; территорий различного хозяйственного назначения и помещения
жилых и общественных зданий - ГОСТ 23337-78; Допустимые характеристики ультразвука регламентируются ГОСТ
12.1.001-89. Нормируемыми параметрами (характеристикой) постоянного шума
считаются уровни звукового давления L
в октавных частотных
полосах со среднегеометрическими частотами, в дБ, 63, 125, 250. 500, 1000,
2000, 4000, 8000 Гц. Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни
звукового давления) в октавных частотных полосах, уровни звука и эквивалентные
уровни звука для жилых и общественных зданий и их территорий принимаются в
соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума» и CН 2.2.4/2.1.8.562-96 . Для оценки звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и
общественных зданий и помещений промышленных предприятий применяется индекс
изоляции воздушного шума Jb и индекс приведенного уровня ударного шума под
перекрытием Jy. Нормируемые индексы и расчет звукоизоляции ограждающих
конструкций принимаются в соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума». Уровень звука в расчетных точках, в том числе при наличии
нескольких источников шума, снижение (требуемое) уровней звука на территории
или в помещениях защищаемого от шума объекта следует определять по п. 10 СНиП II-12-77. Для снижения уровня звука на территории промышленного
предприятия следует применять экраны, размещаемые между источниками шума и
объектом, который подлежит защите. В качестве экранов можно использовать
естественные элементы рельефа местности - выемки, кавальеры, насыпи, холмы, а
также искусственные сооружения, в помещениях которых допускается уровень звука
более 50 дБА. Это могут быть жилые здания с усиленной звукоизоляцией наружных
ограждающих конструкций . Здания и сооружения необходимо размещать вдоль источников
шума в виде сплошной застройки и полос зеленых насаждений. Ширина полосы
принимается, например, при однорядной (шахматной) посадке деревьев 10…15м,
снижение уровня звука составляет 4…5 дБА, а при ширине 16…20 м соответственно
5…8 дБА. Рекомендуется делать полосы зеленых насаждений в два ряда при
расстоянии между ними 3…5 м; в три ряда при расстоянии между рядами 3 м, при
этом уровень звука (при двух-, и трехрядной посадке) снижается на 10… 12 дБА.
Еще одна особенность применения зеленых насаждений в качестве снижения звука
(шума). При посадке полос должно быть обеспечено плотное примыкание крон
деревьев между собой с заполнением пространства под кронами до поверхности
земли кустарником. Полоса зеленых насаждений должна быть из пород
быстрорастущих деревьев и кустарников, устойчивых к условиям воздушной среды в
городах, поселениях и произрастающих в соответствующей климатической зоне . Измерение шума относится к числу главных вопросов защиты
населения от его воздействия. Измерение шума на селитебной территории
проводится на площадках отдыха, детских дошкольных учреждений и школ в трех
точках, расположенных на ближайшей к источнику шума границе на высоте 1,2. 1,5
м от уровня поверхности площадок. На территориях, прилегающих к зданиям
больниц, санаториев, жилых домов измерение производится с соблюдением таких же
условий, как и у школ. Измерения шума селитебной территории не должны проводиться во
время выпадения атмосферных осадков при скорости ветра более 5 м/с. В этом
случае следует применить экран для зашиты микрофона от ветра. Для измерения
шума во всех случаях применяются шумомеры 1 и 2-го класса с измерительными
системами, которые входят в микрофон. Результаты проведенных измерений должны
представляться в форме протокола . Нормирование вибрации. Виброзащиту наиболее эффективно можно
осуществить на стадии проектирования объекта. Часто при проектировании не учитываются уровни вибраций, и
вопрос о виброзащите решается в эксплуатационный период по измеренному уровню
вибраций, что не всегда возможно. Естественно, в этом случае получение исходных
данных значительно упрощается, но возникает проблема виброзащиты, особенно это
касается оборудования, установленного на фундаментах. Поэтому использование в
современном промышленном производстве средств автоматики (станков, машин,
оборудования) накладывает на вибрирующие основания достаточно жесткие
технические требования. Обеспечение допустимых параметров вибрации зависит также от
конструктивных особенностей проектируемых объектов, в том числе фундаментов,
конструкций надземной части здания. Как считают специалисты, важно иметь
прогнозируемый уровень вибрации (методику прогнозирования), который бы позволил
надежно и достаточно просто оценивать параметры колебаний в зависимости от
размеров конструкций. Следует отметить, что при проектировании объектов параметры
вибраций должны регламентироваться следующими нормами: санитарно-гигиеническими
и техническими для виброчувствительных машин и для строительных конструкций. От
механических колебаний (вибрации) снижаются также прочность, устойчивость и
долговечность зданий и самих конструкций, нарушается режим работы приборов и
автоматических систем, контролирующих технологические процессы в промышленных
зданиях. Можно предположить, что полностью исключить вибрацию и шум в зданиях и
сооружениях невозможно. Поэтому для людей, работающих в условиях шума и
вибрации, для различных видов машин и технологического оборудования в каждом
конкретном случае при проектировании важно установить пределы допустимых
параметров этих воздействий. Допустимые уровни вибрации в жилых домах нормируются
гигиеническими нормами «Допустимые уровни вибрации на рабочих местах, в
помещениях жилых и общественных зданий» (ГН 2.2.4/2.1.8.562-96). Параметры
колебаний регламентируются ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие
требования безопасности труда». В указанных нормативах предусмотрены предельно
допустимые величины общей вибрации в абсолютных (см/с) и относительных (дБ)
значениях скорости по наиболее распространенному в практике спектру частот (до
355 Гц), который включает шесть октавных частотных полос. Каждая октавная
полоса имеет предельно допустимые значения среднеквадратической виброскорости
или амплитуды перемещений, возбуждаемых работой машин. В санитарно-гигиенических нормах заложена лишь качественная
оценка физиологического воздействия вибрации на людей. На стадии проектирования
можно наметить мероприятия и конструктивные решения, которые обеспечили бы
необходимую охрану здоровья людей .
2. Материалы и методы исследований
2.1 Объект и предмет исследования
Объектом исследования является г. Вологда. В ходе работы были
проведены замеры уровней шума на улицах города: ул. Прокатова (перекресток улиц
Горького и Прокатова), ул. Московская (перекресток улиц Московская и
Дзержинского), ул. Машиностроительная (перекресток улицы Машиностроительной и
Судоремонтного переулка), ул. Окружное шоссе (2 точки: перекресток с улицей
Ленинградской и с улицей Возрождения), ул. Старое шоссе, ул. Лаврова
(перекресток улиц Лаврова и Чернышевского), ул. Псковская, ул. Доронинская, ул.
Кирпичная (перекресток улицы Кирпичная и Республиканская), проспект Победы
(пересечение проспекта Победы и улицы Воровского), ул. Чехова (перекресток
Чехова - Зосимовская). На рисунке 2.1.1 наглядно представлено размещение точек
замеров по территории города.
Борьба с шумом сводится в основном к законодательным, научно-техническим и профилактическим мерам. Шум - признак не прогресса техники, а ее несовершенства. Проектирование и создание бесшумных или малошумных машин, станков, автоматов, другого промышленного оборудования, транспортных средств - наиболее важный этап борьбы с шумом. На последующих этапах - применение специальных звукопоглощающих материалов, замена шумных процессов менее шумными: ковка и штамповка, например, прессованием, рихтовка листов - вальцовкой, клепка - сваркой.
Если невозможно добиться нужных результатов в борьбе с шумом конструктивными или технологическими мерами, необходимо использовать методы звукопоглощения или звукоизоляции.
Звукопоглощение - это покрытие поверхностей помещения звукопоглощающим, как правило, пористым материалом.
Чем он более пористый, тем меньше звуковой энергии отражается от поверхности. Лучше поглощаются звуки высоких частот, наиболее вредные. Поэтому в помещении, поверхности которого хорошо поглощают звук, четче слышна человеческая речь, чище музыкальные звуки. В этих целях внутренние стены киноконцертных залов, аудиторий, конференц-залов и т.д. облицовываются звукопоглощающими материалами. В квартире роль звукопоглощающих материалов могут выполнять ковры, мягкая мебель, тканевые абажуры и т.п.
Звукоизоляция защищает помещение, в котором находятся люди, от источника шума. Звукоизоляция выполняется в виде разного рода ограждений (стенки, боксы, кожухи, кабины, отражающие экраны). Чем большей плотностью обладает материал ограждения, тем он эффективнее защищает от проникновения шума. В квартире, чтобы лучше защититься от проникновения шума с лестничной клетки, входную дверь нужно делать из более плотного материала, например дуба, без щелей.
Звукоизоляцию окон, выходящих на шумную улицу, можно улучшить, увеличив толщину остекления, вставив третьи рамы. Можно вмонтировать во внутренние и наружные рамы стекла разной толщины. Это заметно снизит проникающий шум и вибрацию стекол, поскольку резонансные частоты стекол зависят от их толщины и вибрация одного стекла не будет возбуждать резонансные колебания в другом.
В настоящее время промышленность выпускает окна специальной конструкции в звукоизолирующем исполнении. Они (имеют повышенную толщину остекления, несколько рам, каналы для проветривания, снабженные поглотителями шума, между стеклами создается вакуум, через который не распространяется звуковая волна. Окнами в шумозащитном исполнении оснащаются обычно фасады жилых и общественных зданий, выходящие на шумные транспортные магистрали.
В борьбе с транспортными шумами очень важны градостроительные меры:
* специальная планировка жилых микрорайонов;
* вынос за их пределы крупных магистралей;
* строительство обходных кольцевых дорог;
* ограждение дорог лесными полосами и т.д.
Жилая застройка должна быть максимальноудалена от транспортной магистрали и экранирована несколькими поясами защиты от шума: эстетически выполненной насыпью, лесозащитными полосами, зданиями предприятий и учреждений,
в которых допускается уровень шума выше, нежели на территории жилой застройки. Экранирование шума зданиями-экранами или специально установленными экранами - один из наиболее распространенных способов борьбы с транспортным шумом.
Уровень транспортного шума в значительной степени зависит от характера дорожного покрытия. В некоторых европейских странах дороги покрываются специальным пористым асфальтом.Если же звукоизоляция и звукопоглощение не снижают шум до допустимого уровня, применяют средства индивидуальной защиты: ушные заглушки, наушники, каски, противошумные вкладыши «беруши».
Решение проблемы шума имеет еще одно, немалое препятствие - непонимание, недооценка фактора вредного влияния шума на организм, недостаточный уровень культуры. Требование оберегать тишину где бы то ни было должно стать непреложным законом для каждого. Это требование особенно необходимо соблюдать в условиях жизни большого города.
Защита от вибрации осуществляется так же, как и от шума, методами вибропоглощения и виброизоляции.
Вибропоглощение достигается за счет покрытия поверхностей вибрирующих машин мягкими материалами - пластмассой, специальной мастикой, которые рассеивают механические колебания, преобразуя их энергию в тепловую. Виброизоляций осуществляется установкой вибрирующих машин на резиновые прокладки, столбики, пружины. Эти элементы ограничивают передачу вибрации от машины на основание, на котором она установлена. Примером виброизоляторов могут служить пружинные амортизаторы, устанавливаемые на автомобилях и ограничивающие передачу колебаний на машину и водителя со стороны дороги.
Но самое основное в борьбе с вибрацией - это добиться того, чтобы машина меньше вибрировала. Вращающиеся части машин должны быть отбалансированы, а сама машина устойчиво стоять на основании. Погасить вибрацию можно, закрепив на машине дополнительный груз или установив ее на массивном фундаменте, который гасит колебания.
Бытовая техника - холодильники, стиральные машины и т.д. - также могут вызывать вибрацию, а следовательно, и шум. Чтобы их устранить, нужно в мастерской отбалансировать ее вращающиеся элементы, а саму машину жестко установить на основании или подложить под нее толстую резиновую прокладку.
Шум (звук) - упругие колебания в частотном диапазоне слышимости человека, распространяющиеся в виде волны в газообразных средах.
Звук представляет собой волновое движение упругой среды (например, воздуха, воды и др.), которое воспринимается слуховым аппаратом человека. Основные характеристики звука в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территориях жилой застройки».
Производственный шум - совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работников неприятные ощущения.
Постоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или рабочую смену изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характеристике измерительного прибора «медленно».
Непостоянный шум - шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или рабочую смену изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характеристике измерительного прибора «медленно». Непостоянный шум разделяют на колеблющийся, прерывистый и импульсный.
Колеблющийся шум - шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.
Прерывистый шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), при этом уровни звука, измеренные на стандартизованных временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются менее чем на 7 дБА.
Импульсный шум - шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, для которых уровни звука, измеренные на стандартизованных временных характеристиках «импульс» и «медленно», отличаются на 7 дБ А и более.
Широкополосный шум обладает непрерывным спектром более одной октавы, тональный (дискретный) содержит в спектре выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах). Шум реактивного самолета - широкополосный шум, шум дисковой пилы - тональный (в спектре шума имеется ярко выраженная частота с доминирующим уровнем звука).
Механические шумы возникают по причинам наличия в механизмах инерционных возмущающих сил, соударения деталей, трения и др. Аэродинамические шумы возникают в результате движения газа, обтекания газовыми (воздушными) потоками различных тел. Аэродинамический шум возникает при работе вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмосферу и т.д. Гидравлические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях.
Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании, использующих электромагнитную энергию.
Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.
Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения, могут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате (перфорация или даже разрыв барабанной перепонки). Область на частотной шкале, лежащая между двумя кривыми, называется областью слухового восприятия.
Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 40...70 дБ создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздействии может стать причиной неврозов.
Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к ухудшению слуха - профессиональной тугоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.
Предельно допустимый уровень шума - уровень, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Субъективные ощущения человека от воздействия шума зависят не только от уровня звукового давления, но и от частоты. Звуки низкой частоты воспринимаются как менее громкие по сравнению со звуками более высокой частоты такой же интенсивности.
Уровень громкости (единица измерения фон) - разность уровней громкости двух звуков данной частоты, для которых равные по громкости звуки с частотой 1000 Гц отличаются по интенсивности (или уровню звукового давления) на 1 дБ.
При частотах ниже 1000 Гц уровни громкости оказываются ниже уровней звукового давления, и, наоборот, при больших частотах
уровни громкости оказываются выше уровней звукового давления. Следовательно, понятие «уровень громкости» - чисто физиологическая характеристика звука.
Измерения уровней шума в производственных условиях производят приборами шумомерами.
Частотным спектром постоянного шума называется зависимость среднеквадратичных значений звукового давления от частоты.