Действие на организм человека электрического тока и первая помощь пострадавшим от него

 

   5. Особенности поведения звуковых волн и работы средств шумоподавления.

 

   Из  курса физики известно, что в зависимости от объектов, с которыми он взаимодействует, звук может вести себя и как волны, и как частицы (фононы).

   В первом случае длина волны много  больше, чем размер препятствия; при этом характерны интерференция звуковых волн, огибание ими препятствий и распространение на большие расстояния (много больше длины волны).

   Во  втором случае размер объекта много  меньше длины волны; при этом звуковая волна ведет себя как частица.

   Для диапазона слышимости человеческого  уха имеем длины волн, приведенные в таблице 3:

   Таблица 3

   Принято, что  где 300 м/сек – скорость звука в воздухе.

   Несложный анализ показывает, что в своей  жизнедеятельности человек имеет  дело с объектами, при взаимодействии с которыми звук может вести себя и как волны, и как частицы. Поэтому точный расчет распространения звука в реальных условиях чрезвычайно сложен; в расчетах приходится использовать эмпирические формулы. Кроме того, несложно отметить следующие общие закономерности:

   - низкочастотные звуковые колебания (и тем более инфразвук) обладают ярко выраженными волновыми свойствами; они плохо поглощаются преградами и распространяются на большие расстояния. Эта особенность оказалась особенно неприятной в современном индустриальном обществе: обитатели мегаполисов живут и работают в едином инфразвуковом пространстве, причем уровни излучения уже представляют заметную опасность для здоровья и жизни;

   - высокочастотные звуковые колебания  чаще ведут себя как частицы; эта особенность важна как при распространении звука, так и при разработке мер по его ослаблению.

   При изучении особенностей распространения  фононов полезно вспомнить некоторые закономерности, связанные с соударением частиц (рис. 3.3; рассмотрено упругое центральное соударение шаров).

   При взаимодействии звуковой волны с  войлоком, пенополиэтиленом и т.п. средние удельные массы воздуха, в котором распространяется звук, и преграды примерно равны. При этом по закону сохранения количества движения фонон потеряет свою энергию, передав ее ворсинкам и т.п. Упругая деформация ворсинок превратится в тепло; войлок, пенополиэтилен и т. п. «хорошо поглощают звук».

   При падении звуковой волны или фононов  на массивную преграду закон сохранения импульса запрещает заметную передачу энергии преграде; звук отражается, почти полностью сохраняя свою энергию. Это обстоятельство:

   - помогает созданию концертных  залов и больших учебных аудиторий;  в них звуковая волна суммируется  10 – 30 раз;

 

 

   - создает повышенное шумовое загрязнение  в современных мегаполисах: например, проспекты, состоящие из высоких зданий, многократно усиливают шум транспорта;

   - служит основой проектирования кожухов и т. п., «герметизирующих» шумы в источнике.

 

   6. Особенности расчета  отражения и поглощения шума в лабораторной работе.

 

   В лабораторной работе в качестве преграды используется пластина из алюминия; для расчета ослабления шума можно использовать полуэмпирическую формулу:

                                (3)

 

здесь γ –плотность; (γ = 2,7×10 ³ кг/м³);

   - h – толщина преграды, м;

   - S - единичная площадь; S = 1 м²

   - f – частота, Гц.

   Формула учитывает передачу энергии преграде фононами; она называется «формулой масс» - эффективность отражения энергии пропорциональна «погонной массе»

γ×  h, кг/м² и частоте звука.

   Для расчета  звукопоглощения можно использовать формулы:

 

   (4)

где: α₁– коэффициент звукопоглощения необлицованных стен;

    S₁ – площадь необлицованных стен; S₁= 0,3 м²;

    α₂ - коэффициент звукопоглощения стен с облицовкой;

    S₂ - площадь стен с облицовкой; S₂= 0,6 м².

   Расчет  произвести для одной частоты; значения коэффициентов взять в соответствии с таблицей 4:

       Таблица 4

 

     Предполагается, что расчет ведется для частоты 1000 Гц.

 

   7. Особенности воздействия звуковых волн и шумов на организм человека. Нормирование шума.

 

   Шум, в первую очередь, приводит к дискомфорту  и снижению производительности труда; он не является причиной несчастных случаев, но может привести к профессиональным заболеваниям.

   Исследования  показали, что увеличение уровня шума на 1 – 2 дБ (или его энергии на 30 – 60%) сверх нормативных значений приводит к снижению производительности труда на 1%.

   Шум с уровнем до 30 – 35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40 - 70 дБ в условиях среды обитания создает излишние нагрузки на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия. Воздействие шума с уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха. При действии шума с уровнем более 140 дБ возможен разрыв барабанных перепонок; при уровне более 160 дБ – смерть.

   Нормируемы  параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ. При нормировании используются два метода:

   - по предельному спектру (ПС ),

   - по шкале А шумомера (дБА).

   Первый  метод нормирования является основным для постоянных шумов. При этом нормативные  документы устанавливают предельно-допустимые уровни шума на рабочих местах в  зависимости от вида производственной деятельности. Нормирование ведется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами f_сг= 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Совокупность девяти допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром (ПС). Каждый предельный спектр имеет свой индекс. Например, ПС-60 означает, что допустимый уровень звукового давления L_доп=60 дБ на частоте 1000 Гц. С увеличением частоты допустимые уровни шума уменьшаются.

   Если  частотный спектр отсутствует, то для  ориентировочной оценки постоянного шума, а также непостоянного шума используют уровень звука (дБА),определяемый по шкале А шкмомера. Приэтом выполняется следующее соотношение в соответствии выражением (2):

 

L(дБА) = L(ПС) + 5 дБ.    (2)

 

   Для разных видов  производственной деятельности приняты значения предельных спектров, приведенные в таблице 5.

   Таблица 5

 

   Повышенный  шум действует как на органы слуха (специфические изменения), так и  на весь организм человека (неспецифические изменения).

   У человека, находящегося в условиях повышенного шума, через 5 лет слух ухудшается, а через 10 лет может  возникнуть глухота.

   Неспецифическое воздействие шума проявляется, в  первую очередь, в нарушениях нервной  и нервно - сосудистой деятельности. При длительном воздействии шума возрастает артериальное давление, появляется раздражительность, апатия, подавленное настроение. Возможно также ослабление памяти, замедление психических реакций и ухудшение качества переработки информации.

   В последнее время наряду с шумом начинает уделяться внимание воздействию па людей инфразвука и ультразвука.

   Инфразвук, как следует из формулы (3), почти не задерживается преградами. Поэтому он распространяется на очень большие расстояния. В крупных городах происходит наложение всех видов низкочастотного шума, уровень его становится опасным для здоровья жителей.

   Инфразвук вызывает чувство страха, потерю ориентировки в пространстве, вредно воздействует на сердечно – сосудистую систему; отмечают возникновение сонливости и нарушение чувства равновесия.

   Особенно  неприятным является то обстоятельство, что инфразвук, как и ультразвук и проникающая радиация, не воздействует непосредственно на наши органы чувств.

   Ультразвук проявляется нарушением рефлекторных функций мозга: чувства страха в темноте, в ограниченном пространстве; приступы учащения пульса, потливости, спазм в желудке, головных болей и чувства давления в голове.

   Ультразвук, как следует из формулы (3), может  эффективно экранироваться преградами и поглощаться пенополиэтиленовыми покрытиями и т. п. Он может представить опасность для персонала, работающего с ультразвуковыми установками, или при пренебрежении средствами борьбы с шумом.

   Напомним, что из данных рис. 1 следует, что уровень загрязнения низкочастотными и высокочастотными составляющими промышленного шума ниже, чем шумом с частотами, близкими к 1 кГц. Поэтому как с точки зрения обеспечения жизнедеятельности человека, так и его производственной деятельности, пока основную опасность представляет «обычное» шумовое загрязнение. Однако с развитием мегаполисов и ростом мощностей производственного оборудования и транспортных средств все большую опасность начинает представлять низкочастотное и инфразвуковое загрязнение.