Безопасность работы с радиоактивными веществами, производственное освещение

Необходимое число прожекторов при расчете по методу светового потока определяют:

N = E_п A k / (Ф_л з_п з_z),

где N -- определяемое число прожекторов; з_п -- КПД прожектора в долях единицы; з -- коэффициент использования светового потока прожекторов; z -- коэффициент неравномерности освещения, равный E_min /E_ср..

Для упрощения расчета приведенную формулу можно представить в виде:

N = Е_РА/Ф_лС,

где С =з_п зz, Е_р = E_п k

От полученного уравнения, определяющего число прожекторов, легко перейти к выражению удельной мощности прожекторного освещения на 1 м² площади.

Удельная мощность прожекторного освещения, (Вт/м²)

P = P₀ / A

где P₀ - общая мощность ламп всех прожекторов, установленных для освещения площади A, Вт.

Принимая число прожекторов N = 1, получим:

P = E_р P_л /(C Ф_л),

где P_л - мощностьлампы принятого типа прожектора.

Формулу для удельной мощности можно представить в виде:

P = m E_ср,

где m = 1 / (з_п з z в); в - световая отдача применяемых ламп, лм/ Вт.

Определив значение m, рассчитывают удельную мощность P, находят общее потребное число прожекторов для создания на расчетной площади заданной освещенности.

Далее, исходя из параметров освещаемой площади, ее особенностей и назначения, определяют число и место расположения прожекторных мачт (рис.10.5). Этим, самым также определяется и число прожекторов, подлежащих установке на каждой из них. Расстояние между мачтами принимают, исходя из высоты прожекторных мачт, назначения и особенностей освещаемой территории. Оно не должно превышать 15-кратной высоты мачт.

Рис. 10.5. Освещение открытых складов: а -- сыпучих материалов; б -- с разгрузочной галереей; в-- с мостовыми гранами; 1 -- прожекторная мачта; 2 -- разгрузочная галерея; 3 -- светильник; 4 -- прожектор; 5 -- кран

Для достижения равномерности освещения площади расчет производят по способу компоновки изолюкс (рис. 10.6). Для этого на территории прежде всего намечают возможные места размещения прожекторных мачт. Далее, применяя заранее изготовленные шаблоны, имеющие форму выбранной изолюксы, с учетом высоты установки прожектора и угла наклона и, намечают наиболее выгодное размещение шаблонов на территории.

Рис. 10.6. Компоновка изолюкс (М-мачта). Рис. 10.7. Построения при расчете освещенности в точке А

Оптимальным углом наклона прожектора и называют такой угол, при котором площадь, ограниченная кривой одинаковой освещенности, соответствует требованиям норм; эта величина имеет наибольшее значение. Установлено, что наивыгоднейшее значение угла наклона и одиночного прожектора, соответствующее требуемой горизонтальной освещенности, совпадает с тем значением угла наклона, при котором создается на освещенной поверхности средняя освещенность Е_ср = Е_г. Поэтому искомый угол при освещении им горизонтальной поверхности (рис. 10.7) равен:

и = a rcsin 0,01 vm + n(e h²)^2/3

где m, n-- постоянные, которые зависят от углов рассеяния прожектора в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

m = sin² в_в;

Для освещения вертикальных поверхностей наивыгоднейший угол наклона прожектора

и = a rc sin vI₀ / (E h²),

где I₀-- осевая сила света, кд; Е -- освещенность (для данной кривой одинаковой освещенности), лк.

Рис. 10.8. График для определения силы света прожекторов: а - кривые равных значений силы свети прожектора ПЭС-35 с лампой 500 Вт 210 В; б - кривые равных значений силы света прожектора ПЭС-45 с лампой 100 Вт 220 В

Силу света прожектора в направлении точки А определяют по графику (рис. 10.8) и по значениям углов в_г, и в_в. Угол в_в представляет собой разность углов в_в = ±90 -- б₀ -- и, где б₀ -- угол наклона в вертикальной плоскости, определяемый из выражения tg б₀ = L₀ / h, где L₀ -- расстояние от основания прожекторной мачты до освещаемой зоны.

Угол в_г определяют по графику (рис. 10.9). Угол в горизонтальной плоскости б определяют из выражения tg б = L / h.

Наименьшая высота установки прожектора h = vI₀ / 300 м.

При установке прожекторов на мачте с углом наклона и у подножия мачты остается неосвещенная зона, которая увеличивается с уменьшением угла и. Расстояние неосвещённой зоны

l = h tg (45° -- и),

где h -- высота установки прожектора.

При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем вычисляют арифметическую сумму освещенностей.

Рис. 10.9. График для определения значений угла в_г: I -- угол г в зависимости от L и а; II -- значение в_г в зависимости от г

2.5 Естественное освещение

Производственные здания в дневное время, как правило, освещаются естественным светом. Это освещение изменяется в широких пределах в зависимости от времени дня, года и метеорологических факторов: облачности и отражающих свойств поверхности земли.

Поэтому в отличие от искусственного естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности в люксах. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина-- коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выражение в процентах отношения освещенности в данной точке внутри помещения E_в к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е_н, создаваемой рассеянным светом под открытым небом:

КЕО = E_в•100/ Е_н.

Достаточность естественного освещения в помещениях регламентируется нормами СНиПа по проектированию естественного освещения.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности с учетом характера зрительной работы, системы освещения, расположения здания на территории СССР следует определять по формуле: е_н = еmс, где е -- значение КЕО, определяется по таблице норм; m -- коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от района расположения здания на территории СССР; С -- коэффициент солнечности, определяемый по таблице норм в зависимости от ориентации зрения относительно сторон света.

Естественное освещение, поступающее через оконные проемы, рассчитывают исходя из отношения площади световых проемов к площади пола (световой коэффициент). Для производственных помещений световой коэффициент находится в пределах 1/6 -- 1/5.

Освещенность рабочих мест определяют не только световым коэффициентом, но и глубиной помещений, расстоянием от пола до подоконников, шириной простенков, степенью затемнения помещений соседними установками, зданиями, При загрязнении стекол окон и световых фонарей освещенность помещений может снизиться в 5 -- 7 раз.

С учетом поправочных коэффициентов можно определить требуемую площадь световых проемов при естественном освещении, м³, при боковом освещении помещения:

A₀ = A_п e_н U₀ k /(ф₀ r₁ •100);

при верхнем освещении помещения:

A_ф = A_п e_н h_ф /(ф₀ r₂ •100);

где А₀, А_ф -- площади окон или фонарей; А_п = площадь пола помещения; e_н -- нормированное значение КЕО; е_н = еmС; h₀, h_ф --световые характеристики окна, фонаря; k - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; ф₀ - общий коэффициент светопропускания; r₁ , r₂ - коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верхнем освещении.

Значения приведенных коэффициентов принимаются по таблице СНиП II-4-- 79.

Для расчета естественного освещения следует использовать «Руководство по проектированию естественного освещения зданий» Госстроя СССР.

ГЛАВА 3. ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

3.1 Источники возникновения шума и вибрации на строительных площадках и предприятиях строительной индустрии

На строительных площадках и предприятиях строительной индустрии многим технологическим процессам сопутствуют шум и вибрация. Источниками интенсивного шума и вибрации являются машины и механизмы с неуравновешенными вращающимися массами, в отдельных кинематических парах которых возникают трение и соударение, а также технологические установки и аппараты , в которых движение газов и жидкостей происходит с большими скоростями и сопровождается пульсацией.

К таким источникам шума и вибрации относятся компрессоры, насосы, элементы вентиляционных систем, трубопроводы для перемещения жидкостей, газов и пылей, различные дробильные и мельничные установки, газодувки, электродвигатели и другое технологическое оборудование. В ряде случаев повышенные уровни шума и вибрации являются следствием отсутствия или неправильного проектирования вибро - и шумозащитных устройств, нарушений правил эксплуатации механического оборудования, недостаточной динамической балансировки вращающихся деталей и др. Основные источники шума и вибрации в строительстве и на заводах железобетонных изделии можно объединить в следующие группы:

1) передвижные строительные машины -- экскаваторы, бульдозеры, катки, башенные, мостовые и автомобильные краны, копровые установки с дизель - молотами и электровибраторами передвижные компрессорные установки;

2) машины для приготовления, распределения и виброуплотнения бетонной смеси - бетоносмесители, дозаторные устройства, раздаточные бункера с навесными электровибраторами, виброплощадки, бетоноукладчики, установки для виброформования многопустотных изделий, кассетные установки с навесными вибраторами и др.;

3) ручной механизированный инструмент с электро - и пневмопроводом.

Одним из наиболее неблагополучных типов предприятий по виброакустическому режиму производственных помещений являются заводы сборных железобетонных конструкций, в которых условия труда иногда не отвечают санитарным требованиям, особенно формовочные цехи. Основным технологическим оборудованием формовочных, цехов являются виброплощадки, которые служат источниками шума и вредной вибрации. Установлено, что увеличение шума с 76 до 95 дБ снижает производительность физического труда на 20--22%, а умственного - более, чем на 40%. На виброплощадках шум достигает 105--120 дБ, т.е. превышает нормы на 20--35 дБ.

Повышение уровня шума и вибрации на рабочих местах неблагоприятно сказывается на организме человека и результатах его деятельности.

3.2 Показатели, характеризующие шум и вибрацию

Шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Механические колебания в диапазоне частот 20-- 20 000 Гц воспринимаются слуховым органом человека в виде звука. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм человека.

С физиологической точки зрения шум рассматривают как звуковой процесс, неблагоприятный для восприятия, мешающий разговорной и отрицательно влияющий на здоровье человека. При длительном воздействии шума не только снижается острота слуха, но и изменяется кровяное давление, ослабляется внимание, ухудшается зрение, происходят изменения в двигательных центрах, что вызывает определенное на рушение координации движений. Кроме того, значительно увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке. Интенсивный шум является причиной функциональных изменений сердечно - сосудистой системы, желудка и ряда других функциональных нарушений в организме челока. Особенно неблагоприятное воздействие шум оказывает на нервную и сердечно - сосудистой системы. Весь комплекс изменений, возникающих в организме человека при длительном воздействии шума, следует рассматривать как «шумовую болезнь».

Звук характеризуется частотой f, интенсивностью I и звуковым давлением р. Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды, в которой они распространяются. Скорость распространения звуковых волн в воздухе при t = 20°С и давлении р_ст = 760 мм рт. ст. равна примерно 344 м/с, в стали 5000 м/с, бетоне 4000 м/с.

Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называют звуковым полем. Любая точка звукового поля характеризуется определенным давлением и скоростью частиц воздуха. При звуковых колебаниях среды (например, воздуха) элементарные частички среды начинают колебаться относительно своего начального положения.

Скорость этих колебаний v намного меньше скорости распространения звуковых волн в воздухе (с). Во время распространения звуковых колебаний в воздухе появляются области разрежения и области повышенного давления, которые и определяют величину звукового давления р как разность давления в возмущенной и невозмущенной воздушной среде.

При распространении звуковых волн происходит перенос кинетической энергии, которая определяется интенсивностью звука /. В условиях свободного звукового поля, когда отсутствуют отраженные звуковые волны, интенсивность звука измеряется средним количеством звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звука:

I = хp или I = p² /(сc),

где I -- интенсивность звука, Н/м•с; х -- мгновенное значение скорости колебаний, м/с; р -- мгновенное значение звукового давления, Па; с -- плотность среды, кг/м³; сc -- удельное акустическое сопротивление среды (волновое сопротивление Н•с/м³); с -- скорость звука в данной среде, м/с.

Минимальное звуковое давление р₀ и интенсивность /₀, едва различимые органом слуха человека, называют пороговыми. Интенсивность и давление звука, соответствующие пороговым уровням звука при частоте 1000 Гц, составляют: I₀ = 10^-14 Н/с•м, р₀ =2•10^-5 Па. Сила звука на грани болевого ощущения в 10^-14 раз превышает силу звука на пороге слышимости.

Таким образом, человек способен воспринимать звуки в большем диапазоне интенсивности, поэтому пользоваться абсолютными значениями интенсивности звука и звукового давления, например для графического изображения распределения интенсивности звука по частотному спектру, крайне неудобно, В акустике принято измерять не абсолютные величины интенсивности звука или давления, а их относительные логарифмические уровни L, взятые по отношению к пороговому значению I₀ и р₀.

Если интенсивность звука I больше исходной в 10 раз, т. е. I/I₀ = 10, то принято считать, что интенсивность звука I превышает исходную на 1 Б (Бел), при I/I₀ = 100 превышает на 2 Б и т. д.

Орган слуха человека способен различать прирост звука на 0,1 Б, т. е. 1 дБ (децибел), который и принят в практике акустических измерений как основная единица. Таким образом, уровень интенсивности звука измеряют в децибелах (дБ):

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, уровень силы звука можно определить, исходя из величины звукового давления:

Уровень звука, вычисляемый по указанным зависимостям, в акустике принято называть уровнем звукового давления. Вес акустические измерения и нормативные данные представляют в виде уровней звукового давления.

Логарифмическая шкала децибел позволяет определить лишь физическую характеристику шума. Однако она построена таким образом, что пороговое значения звукового давления p₀ соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Гц.

Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты, а именно -- наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (800--4000 Гц) и наименьшей -- на низких (20--100 Гц). Поэтому для физиологической оценки шума используют кривые равной громкости (рис. 11.1), полученные по результатам изучения свойств органов слуха, которые позволяют оценивать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости, т. е. судить о том, какой из них сильнее или слабее.



Рис. 11.1. Кривые равной громкости звуков

Уровни громкости измеряются в фонах. На частоте 1000 Гц уровни Громкости приняты равными уровням звукового давления.

Вибрация. Колебания частей аппаратов, машин, коммуникаций и сооружений, вызываемые динамической неуравновешенностью вращающихся деталей, пульсацией давления при транспортировке жидкостей и газов и другими причинами, принято называть вибрацией.

Вибрация характеризуется следующими параметрами: частотой (Гц), амплитудой, вибросмещением (мм), амплитудой виброскорости (мм/с).

В нефтеперерабатывающейи нефтехимической промышленности вибрации могут вызвать нарушение механической прочности и герметичности аппаратов и коммуникаций, быть причиной различных аварий.

Вибрации вызывают в организме человека многочисленные реакции, которые являются причиной функциональных расстройств различных органов. Под действием вибрации происходят изменения периферической и центральной нервных системах, сердечно - сосудистой системе, опорно - двигательном аппарате. Вредное действие вибрации выражается в виде повышенного утомления, головной боли, боли в суставах пальцев рук, повышенной раздражительности, нарушению координации движений.

В отдельных случаях длительное воздействие интенсивных вибраций приводит к развитию вибрационной болезни, которая характеризуется тяжелыми, часто необратимыми изменениями в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, а также в опорно-двигательном аппарате. Степень тяжести и характер развития вибрационной болезни определяются продолжительностью воздействия и интенсивностью вибрация. Успешное лечение вибрационной болезни возможно только на ранних стадиях развития. Тяжелые формы заболевания, как правило, ведут к частичной или полной потере трудоспособности.

3.3 Нормирование шума и вибрации

Допустимые уровни шума на рабочих местах, общие требования к шумовым характеристикам машин, механизмов, средств транспорта и другого оборудования устанавливаются ГОСТ 12.1.003--76.

По характеру спектра шумы подразделяют на широкополосные и тональные. Широкополосным следует считать шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру звуковых частот. Тональным -- шум, в котором прослушивается звук определенной частоты.

По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные и

непостоянные. К постоянным относят шумы, уровень звука которых

восьмичасовой рабочий день изменяется не более, чем на 5 дБ. К непостоянным относятся шумы, уровень звука которых за восьмичасовой

рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБ.

Непостоянные шумы, в свою очередь, подразделяют на колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с.

Нормируемыми характеристиками постоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах в дБ со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА на рабочих местах следует принимать: для1широкополосного шума -- по табл. 11.1; для тонального и импульсного шума, измеренного шумомером на характеристике «медленно», -- на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 11.1; шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования ха, вентиляции и воздушного отопления, -- на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 11.1, или фактического уровня шума в этих мщениях, если последние не превышают значений таблицы (поправку тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует).

Нормируемыми характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, являются среднеквадратичные значения виброскорости в м/с или ее логарифмические уровни в дБ в октавных полосах частот.

Логарифмические уровни виброскорости (дБ)

где х -- среднеквадратичное значение виброскорости, м/с; 5•10^-8 - опорная или пороговая виброскорость, м/с.

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

По направлению действия вибрация бывает -- действующей вдоль осей

ортогональной системы координат X, У, Z -- для общей вибрации, где Z -- вертикальная ось, а X и У -- горизонтальные оси; действующей вдоль всей ортогональной системы координат Х_р , У_р , Z_р -- для локальной вибрации, где ось Х_р совпадает с осью мест охвата (рукоятки, рулевого колеса и др.), а ось Z_р лежит в плоскости, образованной Х_р и направлением подачи или приложения силы.

Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделяется на

транспортную, возникающую в результате движения по местности; транспортно - техническую, которая появляется при работе машин, выполняющих 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 имеющие источников вибрации.

Вибрация, действующая на человека, в соответствии с ГОСТ 12.1.012 -- 78 нормируется отдельно для каждого установленного направления в каждой октавной полосе.

Гигиенические нормы допускаемой вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, приведены в табл. 11.2 и на рис. 11.1.

Гигиенические нормы вибрации установлены для длительности рабочей смены в 8 ч.

Характер соотношений допустимых величин в октавных полосах должен соответствовать форме предельного спектра вибрации. Базовая частота предельного спектра для общей вибрации равна 63 Гц, для локальной -- 125 Гц.

Логарифмические уровни предельного спектра L_i , для каждой i-ой октавы получают путем сложения логарифмического уровня виброскорости для базовой частоты L₀ с поправкой ?L, приведенной на стр. 97. Для этой октавы

L_i = L₀ + ? L_i.

Допустимые величины для частот выше или ниже указанных на стр. 97 допускается определять по предельному спектру, у которого уровень виброскорости на базовой частоте равен соответствующей гигиенической норме.

Таблица 11.1

Вид помещения	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	Уровни звука, дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
	Уровни звукового давления, дБ
1	2	3
1. При шуме, прони-кающем извне поме-щений, находящихся на территории пред-приятий: а) конструкторские бюро, комнаты расчет-чиков и программис-тов счетно-электрон-ных машин, помеще-ния лабораторий для теоретических работ в обработки экспери-ментальных данных, помещения приема больных, здравпункты б) помещения управлений (рабочие комнаты) в) кабины наблюдения и дистанционного управления г) то же, с речевой связью по телефону 2.При шуме, возни-кающем внутри поме-щений и проникаю-щем в помещения, находящиеся на терри-тории предприятий: а) помещения и участки точной сбор-ки, машиннописные бюро б) помещения лабораторий, помещения для размещения шумовых агрегатов счетно-вычислительных машин (табуляторов, перфораторов, магнитных барабанов и т. п.) 3. Постоянные рабочие места в произ-водственных помеще-ниях и на территории предприятий	71 79 94 83 83 94 99	61 70 87 74 74 87 92	54 63 82 68 68 82 86	49 58 78 63 63 78 83	45 55 75 60 60 75 80	42 52 73 57 57 73 78	40 50 71 55 55 71 76	38 49 70 54 54 70 74	50 60 80 65 65 80 85

Таблица 11.1

Вид вибрации	Направления, по которым нормируется вибрация	Среднеквадратичные значения виброскорости, м/с 10-1, не более
		Логарифмические уровни виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
		1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000
Общая вибрация Транспортная Транспортно-технологичес-кая Технологичес-кая: На постоян-ных рабочих местах в приз-водственных помещениях предприятий; в машинно-котельных от-делениях, центральных постах управ-ления, камбу-зе и произ-водственных помещениях на судах	Вертикальная (по оси Z) Горизонталь-ная (по осям X и Y) В ертикальная (по оси Z) или горизон-тальная (по осям X и Y) Вертикальная (по оси Z) или горизон-тальная (по осям X и Y)	20 -- 132 6,3 -- 122 -- --	7,1 -- 123 3,5 -- 117 3,5 -- 117 1,3 -- 108	2,5 -- 114 3,2 -- 116 1,3 -- 108 0,45 -- 99	1,3 -- 108 3,2 -- 116 0,63 -- 102 0,22 -- 93	1,1 -- 107 3,2 -- 116 0,56 -- 101 0,2 -- 92	1,1 -- 107 3,2 -- 116 0,56 -- 101 0,2 -- 92	1,1 -- 107 3,2 -- 116 0,56 -- 101 0,2 -- 92	-- -- -- --	-- -- -- --	-- -- -- --	-- -- -- --

Поправки для предельного спектра вибрации

(кроме горизонтальной транспортной)

Среднегеометрические час- 1,0 и ниже 2,0 4,0 8,0 16,0 и ниже

тоты октавных полос, Гц

Поправки ? L_i, дБ +25 +16 +7 +1 0

Поправки для предельного спектра горизонтальной общей транспортной вибрации

Среднегеометрические частоты октавных 1,0 и ниже 2,0 4,0 и выше полос, Гц

Поправки ? L_i, дБ +6 +1 0

Поправки для предельного спектра локальной вибрации

Среднегеомет- 16 и ниже 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 рические частоты октавных полос, Гц

Поправки ? L_i, дБ + 9 +6 +30 0 23 -6 -9 -12 -13

3.4 Методы борьбы с шумом и вибрацией

Разработка мероприятий по борьбе с вредным действием производственного шума и вибрации должна начинаться на стадии проектирования технологических процессов и машин, разработки конструктивных и объемно-планировочных решений производственного помещения и генерального плана предприятия.

При разработке генерального плана шумные цехи целесообразно сосредоточивать в одном месте, на периферии территории предприятия с подветренной стороны. В цехах участки наиболее интенсивным шумом следует отделять от остального помещения звукоизолирующими перегородками.

Выбор технических решений для снижения вредных вибраций и шума зависит от конкретных условий.

При разработке технологически процессов следует выбирать механизмы и машины с минимальными динамическими нагрузками.

Большое значение для снижения уровней шума и вибрации имеет правильная эксплуатация механизмов, своевременное проведение профилактических ремонтов и качественный монтаж. В практике накоплен большой опыт по борьбе с шумом и вибрацией. Основываясь на практических данных, разрабатывают организационные и технические мероприятия, позволяющие значительно снизить уровень шума и вибрации на рабочих местах.

Основные организационные мероприятия по борьбе с шумом и вибрациями: исключение из технологического процесса виброакустического

оборудования; размещение оборудования, являющегося источником шума, в отдельных помещениях; расположение цехов с повышенным уровнем шума в отдалении от малошумных помещений; дистанционное управление виброакустическим оборудованием из кабин; при этом значительно сокращается число рабочих; применение индивидуальных средств защиты от шума и вибрации, проведение санитарно - профилактических мероприятий для рабочих, занятых на виброакустическом оборудовании.

Основные технические мероприятия перечислены ниже:

правильное проектирование массивных оснований и фундаментов под виброактивное оборудование (дробилки, мельницы, сепараторы, нагнетатели и др.) с учетом динамических нагрузок; изоляция фундаментов под виброактивное оборудование от несущих конструкций и инженерных коммуникаций; активная и пассивная виброизоляция вибро - активного оборудования и рабочих мест оператора и машиниста; применение виброзадерживающих гибких вставок (гасителей) на выхлопе нагнетателей; использование вибропоглощающих покрытий и мастик для облицовки поверхностей коммуникаций; звукоизоляция привода шумных машин кожухами; шумоглушение на всасывании и выхлопе вентиляционных систем.

Защита от шума. Разработка мероприятий по защите от шума должна начинаться с рассмотрения возможных способов его ослабления в источниках возникновения.

Существенного ослабления шума можно достичь качественным монтажом отдельных узлов машин, их динамической балансировкой и современным проведением планово - предупредительных ремонтов. Нарушение правил эксплуатации машин приводит к тому, что малошумное оборудование становится источником интенсивного шума. Необходимо своевременно проверять работу подшипников, устранять удары и биение деталей при возникновении зазоров в сочленениях, прочно закреплять кожухи, ограждения. Следует отметить, что различные ограждающие металлические конструкции при работе машин начинают резонировать и излучать интенсивный шум. В этом случае необходимо изменить жесткость конструкции ограждений, применить вибропоглощающие материалы, чтобы добиться устранения резонансных явлений.

Звукопоглощение. Для звукопоглощения используют способность строительных материалов и конструкций рассеивать энергию звуковых колебаний. При падении звуковых волн на звукопоглощающую поверхность.

выполненную из пористого материала (например, пенопласта) значительная часть акустической энергии расходуется на приведение в колебательное движение воздуха в порах, что вызывает его разогрев. При этом кинетическая энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую, которая рассеивается в окружающем пространстве.

Наиболее интенсивно преобразуют энергию звуковых колебаний в тепловую пористые и рыхлые материалы, которые и применяют для получения высокого звукопоглощающего эффекта.

Звуковые волны при встрече с преградой частично отражаются и частично преломляются. Часть преломленной энергии поглощается в материале преграды. Оставшаяся часть звуковой энергии проникает за преграду (рис. 11.2). Количество отражений и преломлений энергии зависит от частоты колебаний, угла падения фронта волны на преграду и физических свойств ограждающих конструкций.

Рис. 11.2. Схемы отражения, поглощения и прохождения звуковой энергии при встрече с преградой (Е_пад -- падающая звуковая энергия; Е_отр -- отраженная преградой звуковая энергия; Е_погл -- поглощенная материалом преграды звуковая энергия; Е_прош -- прошедшая за преграду звуковая энергия)

Способность материалов и конструкций поглощать звуковую энергию характеризуется коэффициентом звукопоглощения б, который равен отношению звуковой энергии, поглощенной материалом Е_погл, к падающей звуковой энергии Е_пад:

Отражение звука от преграды характеризуется коэффициентом отражения в, равным отношению отраженной от поверхности энергии Е_отр к падающей звуковой энергии:

Звукопроводимость ограждения (преграды) характеризуется коэффициентом звукопроводимости:

На основании закона сохранения энергии б + в + ф = 1.

Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают

волнисто - пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и др. К звукопоглощающим материалам и конструкциям, могут быть отнесены лишь те, коэффициент звукопоглощения которых более 0,2. Звукопоглощающие материалы могут быть жестко связаны с облицовываемой поверхностью или установлены с воздушным зазором. При воздушном зазоре степень звукопоглощения материала в области низких частот спектра увеличивается.

Величина снижения уровня шума при использовании звукопоглощающих покрытий практически не превышает по общему уровню шума 8 дБ А, а в отдельных октавных полосах спектра составляет 12 -- 15 дБА, поэтому применение звукопоглощающих покрытий должно сочетаться с другими инженерными решениями, направленными на снижение шума. В каждом конкретном случае необходимость и целесообразность облицовки помещений устанавливают специальным акустическим расчетом.

Звукоизоляция. Шум, распространяющийся по воздуху можно существенно снизить, установив на пути его распространения звукоизолирующие преграды: стены, перегородки, перекрытия, звукоизолирующие кожухи и экраны (рис.11.3). Физическая сущность

звукоизоляции состоит в том, наибольшая часть падающей звуковой энергии отражается от специально выполненных, например массивных, ограждений и только незначительная часть проникает через ограждение.



Рис. 11.3. Конструктивная схема звукоизолирующего кожуха: 1 -- вибропоглощающий слой; 2 - звукопоглощающий материал; 3 -- металлическая основа кожуха; 4 -- источник вибраций и шума: 5 -- упругие прокладки для зашиты кожуха от вибрации основания; 6 -- виброизолирующее устройство

Звукоизолирующие качества ограждения определяют коэффициентом звукопроводимости ф. Для случая диффузного звукового поля, в котором все направления распространения прямых и отраженных звуковых волн равновероятны, величину звукоизоляции R (в дБ) можно приближенно оценить по следующей зависимости:

Звукопоглощающая способность ограждения зависит от акустических свойств материала конструкции (скорость звука в поле), геометрических размеров, числа слоев материала, массы, упругости, качества крепления ограждения, частоты собственных колебаний преграды, а также частотной характеристики шума.

Виброизоляционная защита является одним из эффективных способов

защиты рабочих мест, оборудования и строительных конструкций от вибраций, вызываемых работой машин и механизмов. Виброизоляция - это способ вибрационной защиты, заключающийся в уменьшении передачи вибрации от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи

устройств (виброизоляторов), помещаемых между ними 11.4).

Рис. 11.4. Схемы виброизоляции виброактивного оборудования: а -- опорный вариант; б -- подвесной вариант; в -- виброизоляция от вертикальных и горизонтальных колебаний

Для создания вибробезопасных машин при их конструировании применяют методы, снижающие параметры вибраций воздействием на источник возбуждения, а для машин со встроенным рабочим местом дополнительно методы вибрации, установленные ГОСТ 12.4.046--78

При проектировании технологических процессов и производственных зданий и сооружений должны быть выбраны машины с наименьшими значениями параметров вибрационных характеристик, зафиксированы рабочие места (зоны), на которых работающие могут подвергаться воздействию вибраций; разработана схема размещения машин с учетом создания минимальных уровней вибрации на рабочих местах; проведены расчеты (оценки) ожидаемых уровней вибрации на рабочих выбраны строительные решения оснований и перекрытий для установки машин, обеспечивающие гигиенические нормы вибрации на рабочих местах; выбраны и рассчитаны необходимые средства виброзащиты машин или рабочего места оператора, позволяющие вместе со строительными решениями обеспечить гигиенические нормы вибраций на рабочих местах.



Рис. 11.5- Схемы пружинно-резиновых амортизаторов: 1 --резина; 2 -- стальная пружина; 3 -- опора виброизолированной машины

Амортизаторы (виброизоляторы) изготавливают из стальных пружин, резины и других упругих материалов. Применяют комбинированные резинометаллические (рис. 11.5) и пружинно-пластмассовые аморти-заторы, опорные виброизоляторы с гидрошарнирами и пневморезиновые амортизаторы, в которых используют упругие свойства сжатого воздуха и самой резины. Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи (КП), физический смысл которого -- отношение силы, действующей на основание при наличии упругой связи F_осн , к силе, действующей при жесткой связи F_маш :

КП = F_осн / F_маш .

Чем это отношение меньше, тем выше виброизоляция. Хорошая виброизоляция достигается при КП = 1/8 ч 1/15. Коэффициент передачи может быть рассчитан по формуле:

КП = 1 / (f / f₀)²?1,

где f-- частота возбуждающей силы; f₀-- собственная частота системы на виброизоляторах.

Из этой формулы видно, что чем ниже собственная частота по сравнению с возбуждающей, тем выше эффективность виброизоляции. При этом, когда f << f₀, возмущающая сила действует как статическая и целиком передается основанию.

Виброизоляция будет эффективной, если фундамент (или перекрытие), на котором производится ее монтаж обладает достаточной массивностью. Это требование выполняется в тех случаях, когда выполняется соотношение:

где М -- масса фундамента, кг; m -- масса виброизолирующего агрегата, кг; f_p -- ближайшая к частоте вынужденной силы собственная частота колебаний перекрытия (или собственная частота колебаний фундамента), Гц. Широкое применение в промышленности получила так называемая активная виброзащита. Активная виброзащита предусматривает ведение дополнительного активного источника энергии (сервомеханизма). с помощью которого осуществляется обратная связь от изолированного объекта к системе виброизоляции. Это приводит к быстрому затуханию колебаний и виброизолированной системе при внешних воздействиях.

Виброгашение. Под виброгошением понимают уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных реактивных сопротивлений. Чаще всего виброгашение реализуется путём установки агрегатов на виброгашение основания. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 мм, а для особо ответственных сооружений - 0,005 мм.

Вибропогашение. Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений, и других деталей, выполненных из стальных листов, колебания которых часто происходят в резонансном режиме, применяют вибропогошение. Это достигается нанесением на вибрирующую поверхность материалов, обладающих большим внутренним трением (резина, пластики, вибропоглощающие мастики) и рассеивающие энергию колебаний. При этом существенно уменьшаются амплитуды распространяющихся изгибных колебаний, особенно на резонансных режимах.

Вибропоглощающие покрытия наносят в местах максимальных амплитуд вибраций, которые устанавливают определением виброскорости в различных точках виброактивной машины. Применением вибропоглощающих покрытий достигается также снижение уровня производительного шума особенно в области высоких частот.

3.5 Приборы для измерения вибрации и шума

Выпускаемая промышленностью виброизмерительная аппаратура основана на электрических методах измерения. Преобразование механических колебаний в электрические происходит в магнитоэлектрических или пьезоэлектрических приёмниках вибрации (датчиках), Поступающие от датчиков электрические сигналы усиливаются, преобразуются (интегрируются) и поступают на регистрирующий прибор, отградуированный в абсолютных относительных величинах.

Требования, предъявляемые к средствам измерения и контроля вибраций на рабочих местах, указаны в ГОСТ 12.4.012-75.

Для измерения общего уровня шума применяют шумомеры. Основными элементами шумомера являются: микрофон, преобразующий звуковые колебания воздушной среды в электрические, усилитель, выпрямитель и стрелочный индикатор, отградуированный в децибеллах. Современные шумомеры имеют корректирующие частотные характеристики А, В и С. Линейная характеристика С используется при измерениях уровней звукового давления, т. е. при объективной оценке шума. Чтобы показания шумомера приближались к субъективным ощущениям громкости, применяют характеристику шумомера А, которая примерно соответствует кривым чувствительности органов слуха при разной громкости. Для частотного анализа шума, т. е. выявления интенсивности различных составляющих спектра, имеются анализаторы спектра. Обычно анализаторы имеют полосы пропускания в 1, 1/2 или 1/3 октавы, охватывающие частотный диапазон от 40 до 10 000 Гц.

При измерениях в условиях производства регистрируется лишь общий уровень шума, а для спектрального анализа используют магнитофонную запись шума, которая расшифровывается па стационарной аппаратуре.

Шумомеры Ш-63, Ш-71, прибор ИШВ-2 применяют в комплекте с октавными фильтрами. Для анализа шума применяют спектрометры С-34.

3.6 Средства индивидуальной защиты от шума и

В тех случаях, когда техническими и организационными мероприятиями не удается снизить шум и вредную вибрацию до допускаемых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. Например, при таких производственных процессах, как клепка, обрубка, зачистка и другие, средства индивидуальной защиты являются основными мерами, предотвращающими профессиональные заболевания работающих.

Вкладыши, наушники и шлемы являются средствами индивидуальной защиты от шума.

Вкладыши -- это вставляемые в слуховой канал тампоны из ультратонкого волокна, иногда пропитанные смесью воска и парафина, и жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме конуса. Вкладыши-- эо самые дешевые и компактные средства защиты от шума, но недостаточно эффективные (снижение шума на 5--20 дБ) и в ряде случаев неудобные, так как раздражают слуховой канал.

В промышленности широко применяют наушники типа ВЦНИИОТ. Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной. Ниже приведена акустическая характеристика наушников ВЦНИИОТ-2.

Среднегеометрические частоты 125 250 500 1000 2000 4000 8000 полос, Гц

Снижение уровня звукового 7 11 14 22 35 47 38 давления, дБ

Как видно из таблицы, наушники наиболее эффективны на высоких частотах, что необходимо учитывать при их использовании. При воздействии шумов с высокими уровнями (более 120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой зашиты, так как шум действует непосредственно на мозг человека, проникая через черепную коробку. В этих случаях применяют шлемы.

Эффективность индивидуальных средств защиты от шума зависит от их конструкции, физических свойств применяемых материалов, правильного учета физиологических особенностей органов слуха. Индивидуальные средства защиты от шума должны обладать следующими свойствами: на всех частотах спектра не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину; не снижать четкость восприятия речи; не заглушать звуковые сигналы опасности; отвечать необходимым гигиеническим требованиям.

При работе с ручным механизированным электрическим или пневматическим инструментом используют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибрации. К ним относят рукавицы или перчатки, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплением к руке.

ГЛАВА 4. ПОНЯТИЕ ОБ ЭРГОНОМИКЕ. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА К ЧЕЛОВЕКУ

4.1 Задачи и содержание эргономики

Эргономика -- научная дисциплина, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах, выявляющая возможности и закономерности создания оптимальных условий для высокопроизводительного труда и обеспечения необходимых удобств, содействующих развитию способностей человека. Ее предметом является трудовая деятельность , а объектом исследования -- системы «человек--орудие--предмет труда-- производственная среда». Оптимизация названных систем рассматривается как нахождение наилучшего, из всех возможных для определенных условий и способа, функционирования систем, эффективность которых оценивается не только с технико-экономической, но и с точки зрения сохранения здоровья работающего.

Оптимизация трудовой деятельности и условий ее осуществления создает необходимые предпосылки для сохранения здоровья работающих, позволяет добиться повышения эффективности и надежности деятельности человека.

Эргономика -- наука о приспособлении условий труда к человеку. Она так или иначе связана со всеми науками, предметом исследования которых является человек. По природе своей эргономика занимается профилактикой охраны труда. Комплексный подход, характерный для эргономики, позволяет получить всестороннее представление о трудовом процессе. Именно эта сторона эргономических исследований представляет собой ценность для научной организации труда.

Эргономика решает также ряд проблем, поставленных в строительстве: оценка надежности, точности и стабильности работы оператора, исследование влияния психической напряженности, степени утомляемости, эмоциональных факторов и особенностей нервно-психической организации оператора на эффективность его деятельности в системе «человек-- машина», изучение приспособительных и творческих возможностей человека.

В современном строительном производстве, оснащенном сложными техническими системами, к человеку предъявляются резко возросшие требования, вынуждающие его работать на пределе психофизиологических возможностей и в крайне усложненных условиях. Возможности строителей расширяются за счет развития строительной техники. С развитием техники возникла задача согласования конструкций машин и условий их функционирования с характеристиками работающего чело-* века, технический прогресс поставил проблему «человек -- машина».

Эргономика позволила ответить на практические вопросы, возникающие при организации совместной работы человека, с одной стороны, и механизмов и элементов материальной среды -- с другой. Эта наука изучает противоречия, возникающие между человеком и материальными «партнерами» в труде, причем эти противоречия являются результатом взаимной неприспособляемости машин и механизмов к человеку и человека к ним.

Эргономика органически связана с художественным конструированием (дизайном), целью которого является формирование гармоничной и предметной среды, отвечающей материальным и духовным потребностям человека.

4.2 Эргономические основы охраны труда в строительстве

Эргономические мероприятия по охране труда в строительстве начинаются с рационализации труда, которая заключается в переходе к рациональным методам -- более совершенным рабочим движениям и приемам, соответствующей организации рабочего места, условий и средств труда. Рационализация труда основывается на получении оптимальной структуры трудового процесса: сокращении количества рабочих движений, равномерном и ритмичном их выполнении, снижении утомляемости, устранении лишних рабочих движений, механизации и автоматизации их. Поиск таких трудовых процессов ведется путем специальных эргономических исследований.

Строительная эргономика основана на требованиях охраны труда, она связана с гигиеной труда. Функционирование системы «человек -- машина -- среда» эффективно лишь при благоприятных санитарно-технических условиях, относящихся к производственной среде и исполнителям труда.

В эргономике при изучении системы «человек -- машина -- среда» рассматривают любое техническое устройство как машину. Например, в строительстве такая система включает в себя инструменты, устройства и приборы. Использование их в строительных процессах привело к комплексной механизации строительного производства. Данное обстоятельство и автоматизация управления строительными машинами учтены в наименовании системы «человек -- машина -- среда».

Человек, выполняющий свои производственные функции, находится под сложным влиянием условий рабочей среды. На формирование рабочей среды значительное влияние оказывают производственные факторы (предметы, средства и продукты труда организация рабочего места), а также санитарно-гигиенические и социальные. Среда существенно влияет на функционирование системы «человек -- машина». Ее учитывают применительно к физиологическим особенностям человека и специфическим свойствам процесса труда, позволяя создать нормальные санитарно-гигиенические условия. Например, в строительстве создание таких условий приобретает важное значение потому, что трудовой процесс осуществляется в основном на открытом воздухе, при различной погоде, в грунтах, нередко насыщенных водой, или непосредственно в воде -- на дне водоемов.

В системе «человек -- машина -- среда» представление о человеке весьма широкое. Учитывая, что наиболее существенные силы человека проявляются в труде, это обстоятельство и рассматривается наиболее глубоко в эргономике с целью создания здоровых и безопасных условий труда для человека. При этом речь идет не только о приспособлении машин к человеку, но и человека к развитию техники. Такой процесс необходим для создания абсолютно безопасных условий труда наряду с повышением эффективности труда. Под эффективностью труда при этом подразумевают понятие более широкое, чем обычно имеется в виду, когда употребляется термин «производительность труда» (максимальное количество продукции, вырабатываемой в единицу времени). Эффективность труда -- это не только производительность труда, но и факторы, учитывающие затраты и полученный в результате эффект, а также их рациональную взаимосвязь.

4.3 Эргономические требования к организации конструированию рабочих мест

Одним из наиболее существенных элементов приспособления труда к человеку является компоновка пространства рабочего места.

Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой осуществляется трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей, совместно выполняющих одну и ту же работу или отдельную операцию. Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке.

По уровню механизации рабочие места строителей можно разделить на автоматизированные, механизированные и рабочие места, где выполняются ручные работы. Рабочие места подразделяют на индивидуальные и коллективные. В зависимости от специализаций они бывают универсальными, специализированными и специальными.

Под рабочим местом человека -- оператора в системе «человек -- машина» понимается место, оснащенное информационными средствами, органами управления и вспомогательным оборудованием, где работает оператор.

Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их антропометрических, физических и психических особенностей. При организации рабочего места необходимо исходить из конкретного анализа трудового процесса и учитывать физиологические и психологические характеристики трудового процесса, санитарно-гигиенические условия работы.

При организации рабочего места должны быть предусмотрены необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов: физических, химических, биологических и психофизиологических.

При конструировании рабочих мест должны быть соблюдены следующие основные условия: наличие достаточного по размеру рабочего пространства, позволяющего человеку выполнять необходимые движения при эксплуатации, например, строительных машин и их техническом обслуживании; обеспечение достаточных физических, зрительных и слуховых связей между работающим человеком и оборудованием, а также связей между людьми в процессе выполнения обшей трудовой задачи; оптимальное размещение рабочих мест на строительной площадке и в производственных помещениях, а также безопасных и достаточных проходов для работающих людей; обеспечение необходимого естественного и искусственного освещения для работы.

...