Производственный шум и его влияние на человека

1.4 Ограничение и нормирование шума

Выше, мы выяснили, что шум оказывает общее негативное влияние на  организм. Нормирование шума призвано предотвратить эти негативные воздействия или минимизировать их. Следует понимать, что данная  проблема имеет не только социально-гигиенический аспект, но и сугубо экономическое значение.  Снижение производительности труда ввиду негативного шумового воздействия ощутимо влияет на экономические показатели производственных предприятий. Поэтому нормирование шума приобретает значимость и в вопросах экономического развития страны.

Уровни шума регламентируются в соответствии с нормативами устанавливаемыми документом ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности". В нем прописаны основные параметры шумовых загрязнений приемлемых для тех или иных видов производственных помещений. Причем, для различных шумов применяются различные способы их нормирования.

Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБ для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 11-12-88 "Защита от шума"3.

 

2.Производственный шум. Его виды и источники. Основные характеристики.

2.1 Характеристика шумов в производстве

Производственный шум – совокупность звуков возникающих в ходе работы производственного предприятия, носящая хаотичный и беспорядочный характер, изменяющаяся во времени, и вызывающая дискомфорт у работающих. Поскольку производственный шум – это совокупность звуков имеющих разную природу возникновения, различную продолжительность и интенсивность, то при исследовании производственных шумов говорят о «спектре производственного шума». Исследуется слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц. Его разбивают на так называемые «полосы частот» или «октавы» и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.

Октавой называют полосу частот, в которой верхняя граница превышает нижнюю в два раза, т.е. f2 = 2 f1 (например, 16 Гц-32Гц.)

В отдельных случаях применяют разбиение октавы на более мелкие диапазоны. Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (fсг мин = 31,5 Гц, fсг макс = 8000 Гц).

 

Таблица 3. Стандартный ряд среднегеометрических частот

	Среднегеометрическая  частота октавы	Границы частот октавы (F1 нижняя– F2 верхняя)
	fсг, Гц	f1 , Гц	f2 , Гц
Низкочастотные шумы	16	11	22
	31,5	22	44
	63	44	88
	125	88	177
Среднечастотные шумы	250	177	355
	500	355	710
Высокочастотные шумы	1000	710	1420
	2000	1420	2840
	4000	2840	5680
	8000	5680	11360

 

Кроме того, эти шумы имеют разные характеристики, определяющие выраженность воздействия их на организм человека. В таблице 4 дана классификация шумов по характеру шума и по его продолжительности.

Таблица 4. Классификация шумов

Способ классификации	Вид шума	Характеристика шума
По характеру спектра шума	Широкополосные	Непрерывный спектр шириной более одной октавы
	Тональные	В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона
По временным характеристикам	Постоянные	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ
	Непостоянные: колеблющиеся во времени прерывистые импульсные	Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ Уровень звука непрерывно изменяется во времени Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ (А), длительность интервала 1с и более Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с

2.2 Источники производственного  шума

Как уже указывалось выше, в производственной среде шумы возникают в первую очередь из-за работы механизмов. И естественно, чем больше количество оборудования, тем выше уровень шумовой загрязненности. Кроме того, в настоящее время можно проследить тенденцию, при которой уровень шумовой загрязненности снижается прямо пропорционально росту технологической оснащенности предприятия современными машинами и механизмами. Эту тему мы рассмотрим более подробно в разделе, посвященном снижению уровня шумового загрязнения. Сейчас же давайте рассмотрим источники производственного шума.

1. Механические производственные шумы –   возникают и преобладают на предприятиях, где широко используются механизмы с применением зубчатых передач и цепного привода, ударные механизмы, подшипники качения и т.п. В результате силовых воздействий вращающихся масс, ударов в сочленениях деталей, стуков в зазорах механизмов, движения материалов в трубопроводах и возникает этот вид шумового загрязнения. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.
2. Аэродинамические и гидродинамические производственные шумы - 1) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания; 2) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ механизмов (эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов); 3) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
3. Электромагнитные шумы - возникают в различных электротехнических изделиях (например, при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины)4.

Безусловно, встретить производство, в котором присутствуют шумы только одной природы практически, невозможно. В общем фоне производственного шума можно выделять шумы различного происхождения, но нейтрализовать шумы какого-то одного происхождения из общей массы шума практически невозможно.

Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр - распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот. Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф(j) - фактором направленности.

Фактор направленности Ф(j) показывает отношение интенсивности звука I(j), создаваемого источником в направлении с угловой координатой j к интенсивности Iср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук во все стороны равномерно:

Ф(j) = I(j) /Iср = p2(j)/p2ср , где

 рср - звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника);

p (j) - звуковое давление  в угловом направлении j измеренное на том же расстоянии от источника.

2.3 Измерение шума. Шумомеры

Существуют различные методы измерения шума. Те из них, которые проводятся при помощи стандартизованного оборудованния и по методике, закрепленной в стандарте, принято называть стандартными. Все прочие методы измерения шума применяются при решении специальных задач, и в ходе научных исследований. Обобщенное название приборов предназначенных для измерения шумов - шумомеры.

Рис.1 Шумомер ВШ-2000

Эти приборы состоят из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) - быстро, S (slow) - медленно, I (pik) - импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S - колеблющихся и прерывистых, I - импульсных.

Фактически шумомер представляет собой микрофон, к которому подключен вольтметр, отградуированный в децибелах. Поскольку электрический сигнал на выходе с микрофона пропорционален исходному звуковому сигналу, прирост уровня звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона, вызывает соответствующий прирост напряжения электрического тока на входе в вольтметр, что и отображается посредством индикаторного устройства, отградуированного в децибелах. Для измерения уровней звукового давления в контролируемых полосах частот, например 31,5; 63; 125 Гц и т.п., а также для измерения уровней звука (дБ), корректированных по шкале А с учётом особенностей восприятия человеческим ухом звуков разных частот, сигнал после выхода с микрофона, но до входа в вольтметр пропускают через соответствующие электрические фильтры. Существуют шумомеры четырёх классов точности ( 0, 1, 2 и 3). Класс «0» - это образцовые средства измерения; класс 1 – применяется для лабораторных и натурных измерений; 2 класс - для технических измерений; 3 клас - для ориентировочных измерений. У каждого класса приборов есть соответствующий частотный: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на частоты от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31,5 Гц до 8 кГц.

Для измерения производственных шумов в России до 2008 года действовал советский стандарт ГОСТ 17187-81. В 2008 этот ГОСТ гармонизирован с европейским стандартом  МЭК 61672-1 (IEC 61672-1), результатом чего стал новый ГОСТ Р 53188.1-2008 . Таким образом технические требования к шумомерам и стандарты измерения шумов в России сейчас максимально приближены к европейским требованиям. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (в частности ANSI S1.4), существенно отличающиеся от европейских. Наиболее часто применяемый на производстве прибор  - ВШВ-003-М2. Он относится к шумомерам I класса и предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов5.

 

2.4 Способы защиты  от шума на предприятиях

Общая классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.029 "Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация".

Согласно ГОСТу: «Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на:

1. средства и методы коллективной защиты;
2. средства индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения

шума подразделяются на:

1. средства, снижающие шум в источнике его возникновения;
2. средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.»

В целом, в ГОСТе достаточно подробно прописаны и методики борьбы с шумовым загрязнением, и цели различных мероприятий призванных снизить уровень шумового загрязнения.  В обобщенном виде изложить положения госта можно следующим образом: «Борьба с шумовым загрязнением преследует цель приведения уровня шумового воздействия на человека в рамки допустимых значений. Для этой цели применяется совокупность методов и средств направленных на снижение уровня шума. Начиная с этапа проектирования производственных помещений, оборудования, заканчивая переходом на более технологичное оборудование, производящее меньший объем звуковых загрязнений».

Выше, мы уже касались темы технологической модернизации производств. Здесь, хотелось бы привести простой пример, который если и не решает полностью проблемы возникновения производственного шума, то по крайней мере практически полностью нейтрализует негативное воздействие шума на работников. Речь идет о так называемых заводах-автоматах. Технология и принцип организации таких заводов практически устраняют участие человека в процессе, благодаря полной автоматизации производства объединенного в конвейер. Человек выполняет исключительно контролирующие функции, функции удаленного управления процессом. Важно заметить, что данный подход к организации производства находит широкое применение во всех отраслях производства. В том числе и в таких «шумных» производственных процессах как метало- и деревообработка.

Этот метод является, пожалуй, одним из нагляднейших примеров реализации средств коллективной защиты от шума.

Средства коллективной защиты от шума следует применять в первую очередь. В приведенном выше примере, снижение шума достигнуто за счет изменения технологического процесса  или улучшения конструкции машин.

  Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические и включают в себя:

1. Изменение направленности излучения шума – при установке машин и механизмов обладающих направленным звуковым воздействием необходимо учитывать направление и силу такого воздействия, и направлять звук в сторону противоположную работающему;
2. рациональную планировку предприятий и производственных помещений – она позволяет избежать концентрации большого количества источников шума на малом расстоянии друг от друга. Кроме того, рациональная планировка обеспечивает снижение уровня шума во время его прохождения до объекта.
3. акустическую обработку помещений  - обработку части помещений звукопоглощающими материалами, и/или размещение в помещениях звукопоглотителей;
4. применение звукоизоляции – Звукоизоляционные материалы – это любые материалы которые уменьшают интенсивность отраженной звуковой волны преобразуя звуковую энергию в тепловую. Понятие звукоизоляции это своего рода «продвинутый» уровень понятия «акустическая обработка». Применяя звукоизоляционные материалы, звукопоглотители на площади не менее 60% от суммарной площади границ помещения, можно добиться существенного (до 15 дБ) снижения шума6.
5. архитектурно-планировочные решения - создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий7.

Защита от шума должна обеспечиваться не только разработкой шумобезопасной техники и технологии,  применением строительно-акустических средств и методов коллективной защиты, но и  применением средств индивидуальной защиты Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Принцип действия СИЗ - защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека - ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. Наиболее эффективны, СИЗ, как правило, в области высоких частот.