д) стены и потолки производственных помещений, где устанавливаются клавишные машины, должны быть облицованы звукопоглощающим материалом;

е) для снижения шума и вибрации в помещениях ВЦ необходимо устанавливать оборудование, аппараты на специальные фундаменты и амортизирующие прокладки, предусмотренные нормативными документами;

з) нормы климатических условий ВЦ представлены в таблице 6.5;

к) освещение в помещениях ВЦ должно быть смешанным (естественное и искусственное);

л) все корпуса внешних устройств ЭВМ и ВДТ должны быть занулены. С целью создания нормальных условий для персонала машинных залов установлены нормы производственного микроклимата, которые определяют нормальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны помещений МЗ с учетом избытков теплоты, тяжести выполняемой работы и сезонов года.

Оптимальные и допустимые параметры метеорологических условий в рабочей зоне МЗ ВЦ

Темперара нажного уха,°С	Параметры воздушной среды на постоянных рабочих местах
	оптимальные условия	допустимые условия
	температура, °С	относительная влажность, %	скорость движе- ния, м/с, не более	Температура. °С	относительная влажность,%	скорость движения, м/с, не б лее
же+ 10	20...25	40...60	0.2	18...22	не более 70	0.3
ше+10	20...25	40...60	0.5	не более чем на3° выше на-руж. возд., но не выше 28°С	70 при 24°Си ниже, 65 при 25°С, 60 при 26°С и т.д.	0.3

Планировка и оснащение рабочего места

Рабочее место - это оснащенное техническими средствами (средствами отображения информации, органами управления, вспомогательным оборудованием) пространство, где осуществляется деятельность пользователя (пользователей).

Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и размещению их в определенном порядке. При создании рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должно учитываться расстояние между соседними рабочими столами с видеомониторами, которое должно быть не менее 2 м, а расстояние между боковыми поверхностями соседних видеомониторов - не менее 1.2 м.

Рабочее место должно отвечать следующим требованиям:

- оборудование рабочего места (стол, стул, подставка для ног) должны быть специальной конструкции, обеспечивающей возможность индивидуальной регулировки;

- сиденье и спинка стула должны быть покрыты неэлектризующимися полумягкими материалами;

- расположение рабочих поверхностей должно обеспечить согласованность компоновки рабочего места и маршрута движений, а также достаточную легкость для слежения за рабочими операциями,

- освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300.. .500 лк (при комбинированном освещении).

- освещенность клавиатуры ПЭВМ не менее 450 лк, - освещенность дисплея не более 100 лк.

Лекция 10. Защита от шума, ультразвука и инфразвука

На современного человека постоянно воздействует производственный, транспортный и бытовой шум, уровни которого часто выходят за пределы биологической переносимости.

Борьба с шумом -- комплексная проблема, связанная с решением гигиенических, технических, управленческих, правовых и культурно-просветительных задач.

Проблема снижения шума на производстве предусматривает решение двух связанных между собой задач:

- снижение шума изготавливаемых предприятиями машин и оборудования, заданных в технических условиях и стандартах на них;

- снижение шума на рабочих местах, на территории предприятия и прилегающей к нему территории.

Шум на производстве ослабляет внимание работающего, увеличивает расход энергии при одинаковой физической нагрузке, замедляет скорость психических реакций. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум также затрудняет своевременную реакцию на предупредительные сигналы, подаваемые персоналом, обслуживающим внутризаводской транспорт (автопогрузчики, электрокары, мостовые краны и т.п.), что может стать причиной несчастного случая.

Промышленный шум, его физические характеристики

Шум -- это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. С точки зрения физики звук представляет собой механические колебания упругой среды.

Звуковая волна характеризуется звуковым давлением (Р, Па), интенсивностью (J, Вт/м2), частотой (f, Гц), колебательной скоростью (v, м/с).

Звуковое давление показывает разность между мгновенным значением давления и средним давлением в невозмущенной среде.

При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос энергии; количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука.

Интенсивность звука -- средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице площади поверхности, нормальной к направлению распространения волны.

Колебательная скорость -- это скорость движения частицы среды около положения равновесия. Она значительно меньше скорости распространения звука (волны), которая зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды.

Источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая определяется общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником в пространство в единицу времени.

Человек воспринимает в виде звука колебания упругой среды с частотой от 20 до 20 000 Гц.

Восприятие человеком звука зависит от его частоты, интенсивности и звукового давления. Наименьшая интенсивность (J0) и наименьшее звуковое давление (Р0), воспринимаемые человеком на данной частоте, называется порогом слышимости.

При f= 1000 Гц Р0 = 2*10-5 Па и J0 = 10-12 Вт/м2.

Если Р = 20 Па и J = 10 BT/M2 то у человека возникают болевые ощущения, -- болевой порог.

Между этими порогами лежит область слышимости.

Величина звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело при борьбе с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению -- до 108 раз, по интенсив-ности --до 1016 раз. Оперировать такими цифрами неудобно. Поэтому А.Г. Белл (американский изобретатель телефона) предложил использовать для этого логарифмическую шкалу, которая значительно облегчает расчеты.

Кроме того, параметры шума удобно характеризовать относительными величинами, т.е. отношением данного параметра к его порогу слышимости.

Логарифм отношения интенсивности шума к его порогу слышимости называется уровнем интенсивности L шума и измеряется в безразмерных единицах,-- белах (Б):

L = lg (J/Jo).



Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то для уровня звукового давления можно записать:

L =lg(Р2 / Р02) = 2lg(Р/Р0).

Человеческое ухо реагирует на величину, в 10 раз меньшую, чем 1 бел, поэтому пользуются децибелом (дБ):

1 дБ =0,1 Б.

Тогда L = 20lg(P/P0) L = 10Ig(J/J0).

Уровнями интенсивности шума пользуются при акустических расчетах, а уровнями звукового давления -- при измерениях шума и оценке его воздействия на человека, т.е. ухо чувствует среднеквадратичное давление. Обе эти интенсивности измеряются в децибелах и при нормальных атмосферных условиях равны друг другу.

Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума (или соответствующих им уровней в децибелах) от частоты называется частотным спектром шума.

Спектры получают, используя анализаторы шума, т.е.

набор электрических фильтров, пропускающих сигналы в определенной полосе частот. Обычно применяются октавные фильтры. Граничные значения частоты октавных полос и среднегеометрические частоты октавных полос (в скобках) таковы: 22-- 45 (31,5); 45--90 (63); 90-180 (125); 180-355 (250); 355-710 (500); 710-1400 (1000); 1400-2800 (2000); 2800-5600 (4000); 5600-11 200 (8000).

Спектры используются для сравнения шумовых характеристик, нормирования шума и др.

В нормативных документах шумы принято классифицировать по характеру спектра (широкополосные -- непрерывный спектр более одной октавы, тоновые -- в спектре слышны дискретные тона); по временным характеристикам (постоянные -- за 8 ч

изменяется не более чем на 5 дБ; непостоянные -- более 5 дБ); по длительности (непостоянные шумы) (колеблющиеся во времени -- уровень звука непрерывно изменяется во времени; прерывистые -- уровень звука резко падает до фонового, а повышенный уровень длится более 1 с, импульсные -- состоят из одиночных импульсов длительностью менее 1 с интенсивностью не менее 10 дБ).

Характеристики источников шума

Главная характеристика источника шума -- звуковая мощность (N), т.е. общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в окружающее пространство в единицу времени.

Если источник обладает направленностью излучения шума, то его характеризуют фактором направленности: Ф = J/Jср = Р2/Рср2 или показателем направленности G в децибелах:

G= 10lgФ = 10 lgJ/Jср = 20lgР/Рср = L - Lср.

В паспорте на машину указываются следующие характеристики:

- уровень звуковой мощности в октавных полосах 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Уровень звуковой мощности Ln = 10 lgN/N0, дБ, где N0 =10-12 Вт -- пороговая звуковая мощность;

- характеристики направленности шума (например, в виде графика в полярных координатах).

Определение шумовых характеристик машин производится следующими методами:

1) свободного звукового поля (в открытом пространстве, в заглушенных камерах);

2) отраженного звукового поля (в реверберационных камерах, в гулких помещениях);

3) образцового источника шума (в обычных помещениях и в реверберационных камерах);

4) измерения шумовых характеристик на расстоянии 1 м от наружного контура машины (в открытом пространстве и в заглушенных камерах).

Наиболее точными являются первые два метода. Свободное звуковое поле характеризуется тем, что в нем отсутствует отражение звуковых волн и интенсивность звука убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Для отраженного звукового поля характерно постоянство уровней звукового давления во всех точках.

Действие шума на человека

Орган слуха человека -- сложная система. Во внутреннем ухе имеется около 25 000 клеток, реагирующих на звук. Всего человек различает 3--4 тыс. звуков разной частоты.

Даже небольшой шум (50--60 дБ) создает значительную психологическую нагрузку на нервную систему, особенно у людей умственного труда. Эта нагрузка различна в зависимости от возраста, состояния здоровья, вида труда, душевного состояния и др. Воздействие шума зависит также от отношения к нему человека: шум, создаваемый самим человеком, на него практически не влияет, а посторонний шум может сильно раздражать. Под воздействием интенсивного шума (85-90 дБ) в первую очередь снижается слуховая чувствительность к высоким тонам.

Шум оказывает вредное воздействие не только на органы слуха, но и на нервную систему, являясь причиной многих серьезных заболеваний. Шум является причиной преждевременного утомления, ослабления внимания, памяти, мешает нормальному отдыху и восстановлению сил.

Под воздействием шума развиваются сердечнососудистые заболевания, обостряются язвенные болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Причем шумовые явления обладают аккумуляцией и со временем все сильнее действуют на нервную систему.

Шум оказывает раздражающее влияние на весь организм человека: замедляет психические реакции, вызывает раздражительность, изменяет скорость дыхания и частоту пульса, нарушает обмен веществ.

Воздействие шума на человека принято делить на специфическое (воздействие на органы слуха) и неспецифическое.

Профессиональное заболевание органов слуха (неврит слухового нерва) проявляется в виде тугоухости или полной потери слуха. Вероятность наступления тугоухости определяется величиной эквивалентного уровня звука, продолжительностью его действия и индивидуальной чувствительностью человека.

Шум оказывает вредные воздействия на центральную и вегетативную нервные системы, а через них -- и на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма. Наиболее характерной вегетативной реакцией на действие шума является сужение капилляров кожных покровов и слизистых оболочек, наступающее уже при уровне звука 60--70 дБА и приводящее к нарушению периферического кровообращения.

Патологические изменения под влиянием шума рассматриваются как шумовая болезнь, имеющая следующие симптомы: снижение слуховой чувствительности, изменение функции пищеварения (понижение кислотности), сердечно-сосудистая недостаточность, нейроэндокринные расстройства, раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенная утомляемость, снижение аппетита, боли в ушах и др.

При уровне шума более 145 дБ возможен разрыв барабанной перепонки.

Нормирование шума

Нормирование шума осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.003--83 «Шум. Общие требования безопасности» и СН 2.2.4/ 2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». При нормировании используются два метода:

- по предельному спектру шума1;

- нормирование уровня звука в дБА (в децибелах по шкале «А» шумомера).

Шкала «А» шумомера имеет различную чувствительность к различным частотам звука, копируя чувствительность человеческого уха.

Первый метод является основным для постоянных шумов. При этом нормируются уровни звуковых давлений в 9октавных полосах от 31,5 до 8000 Гц. Нормирование ведется для различных рабочих мест: конструкторских бюро, помещений

1 В производственной санитарии спектральный анализ шума проводится путем выделения не отдельных волн (гармоник), а их совокупности, входящей в октаву. Октава (октавная полоса) -- это полоса частот, верхняя граница которой Ав в 2 раза больше нижней границы АН, т.е. Ав = 2fн.

Каждая октава характеризуется среднегеометрической частотой fсч,. Которая определяется как

fсч.,=fв-fн =fв /1,41 = 1,41fн.

В производственной санитарии установлено 9 октав со среднегеометрическими частотами, Гц: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000. Границы нормируемого диапазона при этом составляют: нижняя -- 22 Гц, верхняя -- 11 280 Гц.

управления, участков точной сборки, рабочих мест в производственных помещениях (табл. 1).

Рабочие места	Уровень звукового давления, дБ. в октавных полосах со среднегеомет- рическими частотами, Гц
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов, лабораторий для теоретических работ, приема больных в здравпунктах	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Помещения управления, рабочие комнаты	93	79	70	68	58	55	52	50	49	60
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Допустимые уровни звукового давления и уровни звука на некоторых рабочих местах (из ГОСТ 12.1.003-83)

Второй метод используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах согласно СН 2.2.4/2.1.8.562--96 устанавливаются в зависимости от различных категорий тяжести и напряженности трудовой деятельности (табл. 2).

Стандарт предписывает обозначать зоны с уровнем звука более 80 дБА специальными знаками, а работающих в них обеспечивать средствами индивидуальной защиты (СИЗ). В зонах, где уровень звукового давления выше 135 дБ в любой из октавных полос, даже кратковременное пребывание человека запрещено.

Предельно допустимые уровни звука на рабочих местах в зависимости от категории тяжести и напряженности трудового процесса

Категория напряженности трудового процесса	Категория тяжести трудового процесса
	Легкая физическая нагрузка	Средняя физическая нагрузка	Тяжелый труд 1-й степени	Тяжелый труд 2-й степени	Тяжелый труд 3-й степени
Напряженность легкой степени	80	80	75	75	75
Напряженность средней степени	70	70	65	65	65
Напряженный труд 1-й степени	60	60	-	-	-
Напряженный труд 2-й степени	50	50	-	-	-

Основные методы и направления снижения шума на предприятиях

1. Снижение шума в источнике -- наиболее эффективное направление борьбы с ним.

Шумы бывают механического, аэродинамического и электромагнитного происхождения.

Механические шумы возникают вследствие действия инерционных сил, процесса трения между деталями в узлах и агрегатах конструкций. Меры по снижению шума необходимо осуществлять путем совершенствования технологических процессов и создания прогрессивного оборудования уже на стадии проектирования, соблюдения режимов ремонта средств технологии и оборудования в соответствии с техническими условиями.

Для снижения шума механического происхождения необходимо осуществлять следующую работу:

- замена штамповки на прессование, клепки на сварку, обрубки на обрезку, рихтовки на вальцовку и т.п.;

- замена возвратно-поступательного движения на равномерное вращение;

- замена прямозубых шестерен косозубыми и шевронными;

- замена металлических деталей на пластмассовые;

- размещение зубчатых зацеплений в масляных ваннах и картерах;

- применение принудительной смазки в сочленениях для предотвращения возникновения шума от трения;

- использование прокладочных материалов в соединениях для ослабления колебаний от одной части узла или агрегата к другой;

• установка корпусов, кожухов, крышек и т.п. для уменьшения интенсивности вибраций поверхностей, создающих шум;

• применение резиновых подкладок на днищах при установке на них агрегатов и машин и т.п.

Аэродинамические шумы, источником которых являются пульсация (колебания) скорости и давления потока воздуха или газа, характерны для работы компрессов, двигателей внутреннего сгорания, вентиляторов, газовых турбин, при выпусках в атмосферу пара и газов.

Для уменьшения аэродинамического шума необходимо еще на стадии проектирования деталей, узлов, механизмов и агрегатов уменьшать скорость газов и улучшать аэродинамику соответству-*ющих конструктивно-эксплуатационных параметров. Это относится к двигателям внутреннего сгорания, где наибольший шум возникает в системах впуска-выпуска, особенно выхлопа, и где самое эффективное средство снижения шума -- установка глушителей.

Электромагнитный шум возникает в результате взаимодействия ферромагнитных масс с переменными магнитными полями -- более плотная прессовка пакетов пластин трансформаторов.

2. Борьба с шумом путем изменения направленности излучения-- соответствующая ориентация узла, агрегата, машины относительно рабочих мест.

3. Мероприятия по акустическому оборудованию помещений-- монтаж и установка на внутренней поверхности стен и потолка различных типов звукопоглощающей облицовки. В качестве материала используются жесткие пористые плиты на цементном вяжущем растворе, стекловолокно, минеральная вата и др.

4. Снижение шума на пути его распространения путем установки экранов, кабин, ограждений, кожухов.

Наибольший эффект в борьбе с шумом можно получить, используя рассмотренные методы в комплексе.



Средства индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) органов слуха работающих установлены ГОСТ 12.4.051-87 -- это противошумные шлемофоны, наушники, заглушки, вкладыши, которые эффективно защищают организм от раздражающего действия шума, предупреждая возникновение различных функциональных нарушений и расстройств. Они должны лишь дополнять коллективные средства защиты, если последние не могут решить проблему борьбы с шумом.

Защита от ультразвука

Ультразвук -- это колебания воздушной среды с частотой более 11,2 кГц. Источники ультразвука -- оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения технологических процессов, технического контроля и измерений.

Ультразвуковой диапазон частот подразделяют на низкочастотные колебания (от 1,12*104 до 1,0*105 Гц), распространяющихся воздушным и контактным путем, и высокочастотные колебания (от 1,0*105 до 1,0*109 Гц), распространяющиеся только контактным путем.

Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах низкочастотных ультразвуковых колебаний, распространяющихся воздушным путем, не должны превышать следующих значений по ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ. «Ультразвук. Общие требования безопасности»:

Среднегеометрические Уровень звукового давления, тчастоты третьоктавных дБ полос, кГц

12,5 80

16,0 90

20,0 100

25,0 105

31,5…100,0 110

Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.

Длительный контакт человека с поверхностями, колеблющимися с ультразвуковой частотой, может вызвать местные заболевания тканей, головную боль, быструю утомляемость, раздражение и бессонницу.

Поэтому при разработке технологических процессов, изготовлении и эксплуатации ультразвукового оборудования (ультразвуковое оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003--91 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие требования безопасности») необходимо принимать все меры для снижения уровня ультразвука на рабочем месте до значений, не превышающих допустимые. С этой целью необходимо использовать дистанционное управление и автоматическое отключение периодически работающего оборудования и приборов (например, при загрузке и выгрузке продукции и т.д.). Ультразвуковые установки должны иметь кожухи (экраны) из органического стекла (стальных листов), облицованные противошумной мастикой. В качестве СИЗ работающих от вредного воздействия ультразвука, распространяющегося в воздушной среде, применяют противошумы (ГОСТ 12.4.051-78).

Для защиты рук от возможного воздействия ультразвука в зоне контакта человека с твердой (жидкой) средой используют специальные перчатки или захваты-манипуляторы.

К работе с ультразвуковым оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование.

Защита от инфразвука

Инфразвук -- это колебания воздушной среды с частотой до 20 Гц. На промышленных предприятиях основными источниками инфразвука являются вентиляторы, компрессорные установки, все медленно вращающиеся машины и механизмы. В соответствии с СН 22-74-80. «Гигиенические нормы инфразвука на рабочем месте» нормы звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц не должны превышать 105 дБ.

При длительном воздействии инфразвука на человека, превышающего допустимый уровень, возникают головные боли, чувство вибрации внутренних органов (обычно на частотах 5-- 10 Гц), снижение работоспособности, чувство страха, нарушение функции вестибулярного аппарата.

Основные мероприятия по борьбе с инфразвуком: устранение низкочастотных вибраций; повышение жесткости конструкций и повышение числа оборотов машин и механизмов.

Лекция 11. Защита от вибраций

Определившиеся тенденции и прогнозы развития техники свидетельствуют о том, что качественные изменения машин и агрегатов достигаются главным образом за счет увеличения скоростных и силовых параметров при одновременном снижении их материалоемкости. Это обусловливает возрастание динамических нагрузок, механических воздействий и, следовательно, вибрационной активности выпускаемых машин и производственного оборудования.

Вибрация -- это механические колебания машин, механизмов и их элементов.

Производственная вибрация оказывает вредное влияние на сами машины, интенсифицируя износ, снижая их надежность и долговечность, повышая уровни излучаемого шума. В этой связи по интенсивности вибрации принято судить о качестве машины и ее техническом состоянии. Распространяясь по конструкциям и грунту, вибрация воздействует на другие объекты, вызывая разрушение строительных конструкций и ухудшая работу приборов и точных станков. Наконец, самое главное: контакт человека с вибрирующими поверхностями ухудшает его здоровье и работоспособность: повышается утомляемость, снижаются производительность и качество труда, развивается профессиональное заболевание -- вибрационная болезнь.

Причины вибрации: неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе машин и агрегатов с возвратно-поступательным движением деталей, с неуравновешенными вращающимися массами, с механизмами ударного действия, движение транс-, портных средств по неровному пути.

Основные параметры, характеризующие вибрацию:

частота колебаний (f); величина амплитуды смещения точек (А); скорость перемещения точек (виброскорость) (v); ускорение, с которым идет нарастание и убывание виброскорости (виброускорение) (а).

При оценке вибрации используют как абсолютные значения частоты (Гц), амплитуды перемещения (мм), среднеквадратичной колебательной скорости за время усреднения (мм/с), так и относительные значения виброскорости и виброускорения в децибелах.

Вибрации могут быть периодическими и непериодическими (например, отдельные беспорядочные одиночные толчки, удары и т.д.). Считается, что человек реагирует на действующее значение параметров вибраций. Действующее значение виброскорости -- это среднеквадратичное мгновенных значений скорости.

На практике весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. (В октавном диапазоне верхняя граница частоты в 2 раза больше нижней.) Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизованы: 1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Для характеристики вибраций так же, как и для шума, введены логарифмические уровни параметров вибрации (ГОСТ 12.1.012-90. «Вибрационная безопасность. Общие требования»).

Влияние вибраций на организм человека

Человек начинает ощущать вибрацию при колебательной скорости 10-4 м/с, а при 1 м/с возникает болевое ощущение.

Различают: общую (сотрясение всего организма) и локальную .(обычно руки) вибрацию.

В зависимости от вида вибраций их воздействие на организм человека различно. При частотах общей вибрации менее 0,7 Гц тело человека и его отдельные внутренние органы не испытывают взаимных перемещений. В этом случае возникают симптомы не вибрационной, а морской болезни, происходящей из-за нарушения нормальной деятельности механизма равновесия.

Различные органы тела человека можно представить как колебательные системы некоторой массы, соединенные между собой упругими связями. В такой системе будут возникать резонансные явления, приводящие к ухудшению самочувствия человека. Различные части человека имеют резонанс на частотах 6-- 9 Гц. Воздействие вибраций на резонансных частотах опасно для человека вследствие возможности разрыва органов тела.

Основа вибрационной болезни -- рефлекторные воздействия, оказываемые вибрацией на центральную нервную систему. Симптомы вибрационной болезни: головные боли, головокружения, плохой сон, сердечно-сосудистые заболевания.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, вследствие чего нарушается периферическое кровоснабжение. Одновременно наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, возникает побледнение пальцев рук, при более выраженных формах сопровождающееся судорогами в пальцах. Все эти нарушения усугубляются при работе в цехах с пониженной температурой воздуха.

Эффективное лечение вибрационной болезни возможно только на ранних стадиях ее возникновения. При длительном протекании болезни в организме могут наступить необратимые изменения, приводящие к инвалидности. '



Гигиеническое нормирование вибраций

Основные характеристики вибраций -- среднеквадратичные значения виброскорости (м/с) и ее логарифмические уровни (дБ). Нормирование вибраций устанавливается ГОСТ 12.1.012--90 (табл. 1).

Таблица 1 Допустимые значения параметров вибраций при длительности их воздействия в течение 480 мин (8 ч)

Вид вибраций, характер производ- ственного помещения	Допустимый уровень виброскорости (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) при воздействии в течение 480 мин
	1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000
Общая транспортная вертикальная	132	123	114	108	107	107	107	-	-	-	-
Общая транспортная горизонтальнаяТранспортно технологическая	122 -	117 117	116 108	116 102	116 101	116 101	116 101	-	- -	- -	- -
Технологическая	-	108	99	93	92	92	92	-	-	-	-
В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию	-	100	91	85	85	84	84	-	-	-	-
В служебных помещениях, здравпунктах, конструкторских бюро, лабораториях	-	91	82	76	75	75	75	-	-	-	-
Локальная	-	-	-	115	109	109	109	109	109	109	109

При меньшей длительности воздействия вибраций зависимость допустимых значений виброскорости vt от времени фактического действия вибрации имеет вид:

v1=v480sqr(480/t)

где v480 -- допустимое значение нормируемой виброскорости для длительности воздействия вибраций 480мин; t -- фактическое время воздействия вибраций.

Максимальное значение vt общей вибрации не должно превышать значений, определяемых для t = 10 мин, а для локальной вибрации -- для t = 30 мин.

Методы снижения вибраций

Коллективные средства защиты от вибрации. Основа профилактики вибрационной болезни -- применение оборудования и инструментов с параметрами вибрации, не превышающими санитарных норм, а также внедрение прогрессивной технологии, исключающей воздействие производственной вибрации на работающих.

При разработке нового, модернизации и ремонте эксплуатируемого оборудования, инструментов, приспособлений, создающих в процессе работы вибрацию, предусматривают меры максимального ее снижения как в источнике образования (конструктивно-проектировочными решениями), так и на пути распространения вибрации (применением средств виброзащиты).

Конструктивно-проектировочные решения. При конструировании машин для обеспечения вибробезопасности применяют следующие методы, снижающие параметры вибраций воздействием на источник возбуждения: замена кулачковых и кривошипных механизмов вращающимися; замена прямозубых шестерней шевронными; использование подшипников скольжения вместо подшипников качения; тщательной балансировкой вращающихся масс; исключением резонансных режимов работы.

Виброзащита -- это вибродемпфирование, виброгашение и виброизоляция.

Вибродемпфирование -- это снижение вибраций путем, перевода в другие виды энергии, чаще всего в теплоту. Для этого можно использовать в конструкциях материалы с большим внутренним трением, например пластмассы, дерево, резину, текстолит, капрон и др. . Это позволяет снизить уровни вибрации в диапазоне средних и высоких частот на 8--10 дБ. Другой путь -- использование вибродемпфмрующих покрытий, характеризуемых большими потерями на внутреннее трение. Для изготовления таких покрытий можно применять мягкие пластмассы, резину, пенопласт и различные мастики.

Виброгашение -- это снижение уровня вибраций машин и агрегатов установкой их на виброизолирующих фундаментах. Массу фундамента подбирают так, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1--0,2 мм.

Виброизоляция -- это снижение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний.

С целью виброизоляции машин с вертикальной возмущающей силой применяют виброизоляторы трех видов: резиновые, пружинные и комбинированные. Каждый имеет свои преимущества. Так, пружинные виброизоляторы имеют хорошие характеристики на высоких и низких частотах, дольше сохраняют постоянные упругие свойства во времени, противостоят действию силы веса и температур, имеют небольшие размеры. Резиновые виброизоляторы необходимо защищать от попадания на них масел. Для возможности деформирования в горизонтальной плоскости их выполняют в форме дырчатых плит. Комбинированные виброизоляторы обладают высокой эксплуатационной надежностью и поэтому наиболее эффективны.

Средства индивидуальной защиты от вибраций разделяются на средства защиты для рук, ног и тела оператора. В качестве средств защиты для рук применяются рукавицы и перчатки, вкладыши и прокладки (ГОСТ 12.4.002-74).

Учитывая неблагоприятное дополнительное влияние холода на развитие виброболезни, зимой работающим выдаются теплые рукавицы.

При работе в условиях общей вибрации применяют спецобувь. Виброзащитная обувь согласно ГОСТ применяется в условиях общей вибрации.



Организационные меры защиты от вибраций

Для работы с вибрирующим оборудованием рекомендуется устанавливать специальный режим труда. Так, при работе с ручными машинами суммарное время работы с вибрациями не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одного сеанса работы, включая технологические микропаузы, не должно превышать 15--20 мин. Обеденный перерыв должен быть не менее 40 мин; предусмотрено два регламентированных перерыва для активного отдыха: в течение 20 мин через 1--2 ч после начала смены и в течение 30 мин через 2 ч после обеда.

При работе с вибрирующим оборудованием рекомендуется включать в рабочий цикл технологические операции, не связанные с воздействием вибраций.

При обнаружении признаков виброболезни рабочего необходимо временно (до решения медико-социальной экспертизы) перевести на другую работу, не связанную ни с вибрацией, ни со значительным мышечным напряжением, ни с охлаждением рук.

Лекция 12. Производственное освещение

Производственное освещение и предъявляемые к нему требования

Глаз человека лучше всего приспособлен к естественному освещению. При недостаточном естественном освещении или при его отсутствии применяют осветительные установки, которые обеспечивают возможность нормальной жизни и деятельности людей. Более того, искусственное освещение решает ряд задач, вообще недоступных естественному освещению. От особенностей устройства искусственного освещения, кажущихся иногда незначительными, во многом зависят и производительность труда, и безопасность работы, и сохранность зрения, и архитектурный облик помещения.

Производственное освещение -- это такая система естественного и искусственного освещения, которая позволяет работающим нормально осуществлять определенный технологический процесс.

Рационально устроенное освещение -- один из показателей высокого уровня культуры труда, неотъемлемая часть эргономики и производственной эстетики. Положительное влияние правильно решенной системы освещения на производительность труда и его качество в настоящее время не вызывает сомнения. Так, солнечное освещение увеличивает производительность труда до 10%, а создание рационального искусственного освещения -- до 13%, при этом в ряде производств брак снижается до 20--25%. Рациональное освещение обеспечивает психологический комфорт, способствует уменьшению зрительного и общего утомления, снижает опасность производственного травматизма. При проектировании и устройстве производственного освещения учитывают количественный (уровень освещенности) и качественные (спектральный состав, вид освещения, распределение светового потока и др.) показатели.

Основные требования ОТ к освещению: освещенность должна быть достаточной и соответствовать характеру зрительной работы; освещенность должна быть равномерной, без резких теней; между объектом различения (рассмотрения) и фоном, на котором рассматривается объект, должна быть некоторая контрастность; источник света не должен создавать бликов на объекте различения и не должен ослеплять работающего; уровень освещенности рабочих поверхностей должен быть постоянным во времени и иметь оптимальный спектральный состав света; электроосветительные установки должны быть безопасными при эксплуатации.

Основные светотехнические понятия и определения. Свет -- это видимое излучение электромагнитных колебаний с длиной волны от 380--400 до 760--780 нанометров (Нм); 1 Нм = 10-9 м.

Светотехнические величины, определяющие показатели освещения, основаны на оценке ощущений, возникающих от светового воздействия на глаза.

Световой поток (F) -- мощность светового излучения, оцениваемая глазом по производимому им световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Освещенность (Е) -- поверхностная плотность светового потока. Если световой поток падает на освещаемую поверхность перпендикулярно, то средняя освещенность E=F/S, где S -- площадь освещаемой поверхности, м2. Освещенность измеряется в люксах (лк); 1 лк = 1 лм/м2.

Сила света (I) -- пространственная плотность светового потока в заданном направлении:

F

I =g

где g -- телесный угол, стерадиан (ср), в пределах которого распространяется световой поток. Полный телесный угол пространства равен 4p стерадиан (ср), телесный угол каждой из полусфер равен 2p ср.

Единица силы света -- кандела (кд).

Яркость поверхности (В) определяется силой света, излучаемой с единицы площади поверхности в заданном направлении:

В = I/S x cosa.

За единицу яркости принята кандела на квадратный метр (кд/м2).

Коэффициент отражения поверхности (р) характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:

p=Fотр /Fпад

Объект различения -- рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

Фон -- поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при р > 0,4, средним -- при 0,4 > р > 0,2 и темным -- при р < 0,2.

Контраст объекта различения с фоном (К) характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта и фона:

K= (B0 -BФ)

BФ

где B0 и BФ --соответственно яркость объекта различения и фона.

Видимость (V) -- характеристика способности глаза воспринимать объект. Видимость объекта определяется числом пороговых контрастов (Кпор -- наименьший различимый контраст) в контрасте объекта с фоном:

V= K

Kпор

Показатель ослепленности (Р) -- критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой; определяется по формуле:

P=(S-1) 1000,

где S = V1/V2 -- коэффициент ослепленности; V1 -- видимость объекта наблюдения при экранировании блестящих источников света; V2 -- видимость объекта наблюдения при наличии блестящих источников в поле зрения.

Показатель дискомфорта (М) -- характеристика качества освещения, определяющая степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении.

Коэффициент пульсации освещенности (Кп) в процентах -- показатель относительной глубины колебаний освещенности во времени в результате изменения светового потока газоразрядных ламп, питающихся переменным током.

Виды и системы производственного освещения Естественное освещение

В соответствии со СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в производственных помещениях применяют естественное, искусственное и совмещенное освещение.

Естественный свет стимулирует жизнедеятельность организма и обеспечивает ощущение непосредственной связи с внешней средой. Свет оказывает на человека психофизиологическое, функциональное, тепловое и бактерицидное воздействие. Длительное отсутствие ультрафиолетового излучения или недостаточные его дозы вызывают явление, получившее название «световое голодание». Замена естественного освещения искусственным допускается только в случае невозможности использования дневного света.

Различают три системы естественного освещения:

боковое естественное освещение -- освещение через световые проемы, расположенные в наружных стенах. Боковое естественное освещение может быть односторонним (световые проемы расположены с одной стороны) или двусторонним (световые проемы расположены с двух сторон); верхнее естественное освещение -- естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания; комбинированное естественное освещение -- сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Так как освещенность, создаваемая дневным светом, не постоянна во времени (она зависит от положения солнца, степени облачности и чистоты воздуха, времени дня и т.п.), то естественное освещение помещений принято характеризовать не абсолютной величиной (в люксах), а относительной -- коэффициентом естественной освещенности (КЕО) и обозначать буквой Е. КЕО -- ЕМ, в любой точке М внутри помещения представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности Ем в этой точке к одновременной освещенности ЕН горизонтальной плоскости вне помещения, освещенной рассеянным светом всего небосвода:

КЕО=EM 100%

EH

КЕО является нормируемым параметром согласно СНиП 23-05-95. Нормируют КЕО с учетом характера зрительной работы (зная наименьший размер объекта различения, определяют разряд зрительной работы); коэффициентов светового климата (m) и солнечности климата (С) для конкретной местности.

Для помещений с боковым освещением нормируется минимальное значение КЕО, а для помещений с верхним и комбинированным освещением -- среднее значение этого коэффициента (в пределах рабочей зоны на высоте 0,8 м от пола).

Расчет естественного освещения сводится к нахождению площади световых проемов и проводится на стадии проектирования зданий. Методика расчета приведена в СНиП 23-05-95.

Искусственное освещение, его виды и системы

При недостаточности естественного освещения или невозможности его применения, исходя из условий технологического процесса, применяют искусственное освещение, осуществляемое электрическими источниками света: лампами накаливания, люминесцентными и ртутными лампами.

Искусственное освещение делится: по виду -- на общее и комбинированное, по назначению -- на рабочее, аварийное и охранное.

Под общим понимается освещение, при котором освещается вся площадь помещения --- как занятая рабочим оборудованием, так и вспомогательная. В зависимости от технологического процесса, размещения оборудования и функциональных задач общее освещение может быть равномерным и локализованным, которое осуществляется рассеянным или отраженным светом.

Комбинированное освещение представляет собой совокупность общего и местного освещения.

Задача местного освещения -- сконцентрировать световой поток непосредственно на конкретном рабочем месте. При комбинированной системе общее освещение должно составлять не менее 10% нормированной для данных условий освещенности, местное -- остальные 90%. Применение одного местного освещения в производственных условиях категорически запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и затемненными местами утомляет глаза, снижает темп работы и часто является одной из причин производственного травматизма.

Рабочее освещение предусматривается для всех помещений, а также для участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение предусматривается в помещениях и на открытых пространствах для продолжения или завершения работы и для эвакуации людей.

Питание аварийного освещения должно иметь индивидуальные источники, которые автоматически включаются при аварии рабочего освещения. Охранное освещение предусматривается вдоль границ территории, складов или других объектов, охраняемых в ночное время. Величина освещенности на уровне земли должна быть не менее 0,2 лк.

Основные параметры электрических источников света:

номинальные значения напряжения (В), мощности (Вт), световой поток (лм), световая отдача (лм/Вт) и срок службы (ч). Эти параметры устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Принцип действия ламп накаливания основан на тепловом действии электрического тока (вольфрамовая нить лампы, раскаленная до 2500-2700°С, излучает световой поток).

В газоразрядныл лампах видимое излучение создается электрическим разрядом в газах или парах металлов. Газоразрядные источники света имеют высокую светоотдачу, во много раз превышающую светоотдачу ламп накаливания.

Основные типы газоразрядных ламп, получившие широкое применение для освещения, -- трубчатые люминесцентные лампы низкого давления и лампы ДРЛ.

Лампы ДРЛ рекомендуется применять для общего освещения производственных помещений преимущественно высотой 6 м и более, если характер работы не требует точного различения цветов и оттенков; для основных проходов и проездов с интенсивным движением транспорта и людей на территориях предприятий, для других участков открытых пространств, требующих повышенной освещенности.

Гигиенические требования к производственному освещению

Человек различает окружающие предметы благодаря тому, что они имеют разную яркость. При плохом освещении он работает менее продуктивно. Плохое освещение может привести к профессиональному заболеванию (близорукости). На рабочих местах, где требуется напряженная зрительная работа, улучшение освещения может повысить производительность труда на 5-10%, поэтому:

1) освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется тремя параметрами:

- объект различения -- наименьший размер рассматриваемого предмета, его части или дефекта, толщина линии шкалы и т.д.;

- фон -- поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения.

Если коэффициент (К) > 0,4, то фон светлый; если К =0,2-0,4 -- фон средний; если К < 0,2 -- фон темный; - контраст объекта различения с фоном К:

Lоб -Lфон

K=

Lфон

Если К > 0,5 -- контраст большой; если К = 0,2-0,5 -- контраст. средний; если К < 0,2 -- контраст малый;

2) яркость должна распределяться на рабочей поверхности достаточно равномерно. Если в поле зрения предметы сильно отличаются по яркости, то при переводе взгляда с одного на другой глаза быстро устают (переадаптация);

3) на рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени, которые искажают размеры и форму предмета. Свет должен быть рассеянным;

4) В поле зрения должны отсутствовать прямая и отраженная блескость, которая создает ослепленность и приводит к утомлению. Источник света следует экранировать и правильно выбирать угол освещения; блестящие поверхности заменять матовыми;

5) величина освещенности должна быть постоянной во времени. Для этого необходимо стабилизировать напряжение питания, газоразрядные лампы питать трехфазным напряжением. Пульсации освещенности могут создавать стробоскопические эффекты. Уличные светильники следует жестко крепить во избежание раскачивания ветром;

6) все элементы осветительной установки должны быть электробезопасны и взрыво- и пожаробезопасны. Переносные источники света питаются пониженным напряжением 42, 36, 24 и 12В.

Нормирование искусственного освещения

Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Они устанавливают величину минимальной освещенности, показатели ослепленности и дискомфорта, глубину пульсации освещенности.

Величину минимальной освещенности устанавливают по характеру зрительной работы, которую определяют по наименьшему размеру различаемого объекта. Всего установлено 8 разрядов зрительной работы по размерам объекта различения и 4 подразряда (а, б, в, г) в зависимости от контраста и фона. Показатель ослепленности не должен превышать 20-- 80 ед. в , зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. Дискомфорт -- это начальная стадия ослепленности. Регламентируется показатель дискомфорта для чертежных залов, машинописных бюро. Определяется по специальным таблицам в зависимости от типа светильника, соотношения размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка.

Глубина пульсаций устанавливается при применении газоразрядных ламп. Допустимый коэффициент пульсаций:

KП =100 Emax -Emin =<10-20%

2Eср

в зависимости от характера работ.

Нормирование естественного освещения

Естественное освещение очень нестабильно, и его нельзя задавать количественной величиной освещенности. Для его характеристики принята, как уже было сказано, относительная величина -- коэффициент естественной освещенности (КЕО).

Таким образом, КЕО характеризует оконные проемы (размеры проемов, остекление, загрязнение стекол и др.). Нормируемые значения КЕО устанавливаются по тем же таблицам, что и освещенность для искусственного освещения.

Выбор и методика расчета системы общего искусственного освещения

Общее освещение психологически настраивает человека на коллективные действия и общение. Местное освещение обосабливает каждое рабочее место и способствует индивидуальному производственному процессу. Эти особенности психологии человека необходимо учитывать при выборе системы освещения. Вместе с тем исследования, проведенные в ряде стран, показали, что одно лишь местное освещение создает у человека ощущение одиночества, изоляции от общества и приводит к угнетенному состоянию. Общее освещение, наоборот, создает впечатление раскованности, свободы. Поэтому при выборе системы освещения рекомендуется отдавать предпочтение общему освещению. При этом норму освещенности принимают по разряду зрительных работ большинства работающих в помещении. Для тех рабочих мест, где выполняются более точные зрительные работы, устанавливают дополнительные светильники местного освещения (комбинированное освещение).

В проектировании систем искусственного освещения серьезное внимание следует уделять выбору источников света -- люминесцентных или накаливания. В связи с тем, что зрение человека ориентировано на дневное освещение высокого уровня, люминесцентное освещение одинакового уровня с лампами накаливания человеком воспринимается как сумеречное. В результате быстро наступает утомляемость глаз, падает производительность труда. Эффект сумеречности исчезает при освещенностях в 400-500 лк.

...