Шум та вібрація

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Шум та вібрація їх вплив на організм людини

Деякі виробничі процеси супроводжуються значним шумом і вібрацією. Джерела інтенсивного шуму і вібрації - машини і механізми з неврівноваженими обертовими масами, а також технологічні установки і апарати, в яких рух газів і рідин відбувається з великими швидкостями і має пульсуючий характер. Сучасний розвиток техніки, оснащення підприємств потужними і швидкими машинами і механізмами призводить до того, що людина постійно піддається впливу шуму все зростаючій інтенсивності. Підвищення рівня шуму та вібрації на робочих місцях надає шкідливий вплив на організм людини. У результаті тривалого впливу шуму порушується нормальна діяльність серцево-судинної і нервової системи, травних і кровотворних органів, розвивається професійна приглухуватість, прогресування якої може привести до повної втрати слуху.

На промислових підприємствах серед виробничих шкідливостей одне з провідних місць займає шум і вібрація. Шкідливий вплив підвищеного рівня шуму на організм людини загальновідомо, тому актуальність даної проблеми очевидна.

У виробничих умовах різноманітні машини, апарати та інструменти, є джерелами шуму, вібрації.

Шум і вібрація - це механічні коливання, що розповсюджуються в газоподібному і твердої середовищах. Шум і вібрація різняться між собою частотою коливань.

Шум - безладне сполучення різних по силі і частоті звуків; здатний надавати несприятливу дію на організм. Джерелом шуму є будь-який процес, що викликає місцеву зміну тиску або механічні коливання в жорстких, водянистих або газоподібних середовищах. Джерелами шуму можуть бути движки, насоси, компресори, турбіни, пневматичні та електричні інструменти, молоти, долота, верстати, центрифуги, бункери та інші установки, що мають пересуваються деталі. Не рахуючи того, за останні роки у зв'язку зі значимим розвитком міського транспорту зросла інтенсивність шуму й у побуті, тому як несприятливий фактор він придбав величезне соціальне значення.

Вібрація - це малі механічні коливання, що у пружних тілах під впливом змінних сил.

2. Шумові ефекти

Шум - один з більш розповсюджених несприятливих фізичних причин навколишнього середовища, які купуютьпринципове соціально-гігієнічне значення, у зв'язку з урбанізацією, також механізацією і автоматизацією технологічних дій, майбутнім розвитком дизелебудування, реактивної авіації, транспорту. Наприклад, при запуску реактивних двигунів літаків рівень шуму коливається від 120 до 140 дБ при клепанні й рубання листової сталі - від 118 до 130 дБ, роботі деревообробних верстатів-від 100 до 120 дБ, ткацьких верстатів-до 105 дБ; побутової шум, пов'язаний з життєдіяльністю людей, складає 45-60 дБ.

Для гігієнічної оцінки шум підрозділяють:

за характером діапазону - на широкосмуговий з безперервним діапазоном шириною найбільш однієї октави і тональний, у діапазоні якого є дискретні тони;

за спектральним складом - на низькочастотний (максимум звукової енергії припадає на частоти нижче 400 Гц), середньочастотний (максимум звукової енергії на частотах від 400 до 1000 Гц) і частотний (максимум звукової енергії на частотах вище 1000 Гц);

за тимчасовими рис - на незмінний (рівень звуку змінюється в часі але більш ніж на 5 Дб - за шкалою А) і непостійний.

Один з основних джерел шуму в місті - автомобільний транспорт, інтенсивність руху якого постійно зростає. Найбільші рівні шуму 90-95 дБ відзначаються на магістральних вулицях міст з середньою інтенсивністю руху 2-3 тис. і більшетранспортних одиниць на годину. Рівень вуличних шумів обумовлюється інтенсивністю, швидкістю і характером (складом)транспортного потоку. Крім того, він залежить від планувальних рішень (поздовжній і поперечний профіль вулиць, висота іщільність забудови) і таких елементів благоустрою, як покриття проїзної частини та наявність зелених насаджень. Кожен з цих чинників здатний змінити рівень транспортного шуму в межах до 10 дБ.

У промисловому місті звичайно високий відсоток вантажного транспорту на магістралях. Збільшення в загальному потоці автотранспорту вантажних автомобілів, особливо великовантажних з дизельними двигунами, призводить до підвищення рівнів шуму. У цілому вантажні та легкові автомобілі створюють на території міст важкий шумовий режим. Шум, що виникає на проїжджій частині магістралі, поширюється не тільки на прима-гістральної територію, але і вглиб житлової забудови. Так, в зоні найбільш сильного впливу шуму знаходяться частини кварталів і мікрорайонів, розташованих уздовж магістралей загальноміського значення (еквівалентні рівні шуму від 67,4 до 76,8 дБ). Рівні шуму, заміряні в житлових кімнатах при відкритих вікнах, орієнтованих на зазначені магістралі, всього на 10-15 дБ нижче. Акустична характеристика транспортного потоку визначається показниками галасливості автомобілів. Шум, вироблений окремими транспортними екіпажами, залежить від багатьох факторів: потужності та режиму роботи двигуна, технічного стануекіпажу, якості дорожнього покриття, швидкості руху. Крім того, рівень шуму, як і економічність експлуатації автомобіля, залежить від кваліфікації водія. Шум від двигуна різко зростає в момент його запуску і прогрівання (до 10 дБ).

Рух автомобіля на першій швидкості (до 40 км / год) викликає зайвий витрата палива, при цьому шум двигуна в 2 рази перевищує шум, створюваний ним на другій швидкості. Значний шум викликає різке гальмування автомобіля при русі на великій швидкості. Шум помітно знижується, якщо швидкість руху гаситься за рахунок гальмування двигуном до моменту включення ножного гальма. За останній час середній рівень шуму, вироблюваний транспортом, збільшився на 12-14 дБ. Ось чому проблема боротьби з шумом в місті набуває все більшої гостроти.

3. Вплив шуму на організм людини

Реакція людини на шум різна. Деякі люди терпимі до шуму, у інших він викликає роздратування, прагнення піти від джерела шуму. Психологічна оцінка шуму в основному базується на понятті сприйняття, причому велике значення має внутрішня налаштування до джерела шуму. Вона визначає, чи буде шум сприйматися як заважає. Часто шум, відтворений самою людиною, не турбує його, в той час як невеликий шум, викликаний сусідами або яким-небудь іншим джерелом, надає сильний подразнюючий ефект.

В умовах сильного міського шуму відбувається постійна напруга слухового аналізатора. Це викликає збільшення порогу чутності (10 дБ для більшості людей з нормальним слухом) на 10-25 дБ. Шум ускладнює розбірливість мовлення, особливо при його рівні більше 70 дБ. Збиток, який заподіює слуху сильний шум, залежить від спектра звукових коливань і характеру їх зміни.

Небезпека можливої втрати слуху через шуму в значній мірі залежить від індивідуальних особливостей людини. Деякі втрачають слух навіть після короткого впливу шуму порівняно помірної інтенсивності, інші можуть працювати при сильному шумі майже все життя без скільки-небудь помітної втрати слуху. Постійний вплив сильного шуму може не тільки негативно вплинути на слух, але й викликати інші шкідливі наслідки - дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищену втому.

Шум у містах скорочує тривалість життя людини. За даними австрійських дослідників, це скорочення коливається в межах 8-12 років. Надмірний шум може стати причиною нервового виснаження, психічної пригніченості, вегетативного неврозу, виразкової хвороби, розлади ендокринної та серцево-судинної систем. Шум заважає людям працювати і відпочивати, знижуєпродуктивність праці.

Найбільш чутливі до дії шуму особи старшого віку. Так, у віці до 27 років на шум реагують 46% людей, у віці 28-37 років - 57%, у віці 38-57 років - 62%, а у віці 58 років і старше - 72%. Велика кількість скарг на шум у літніх людей, очевидно, пов'язано з віковими особливостями і станом центральної нервової системи цієї групи населення. Спостерігається залежність між числом скарг і характером виконуваної роботи. Дані опитування показують, що турбують дію шуму відбивається більше на людях, зайнятих розумовою працею, в порівнянні з людьми, що виконують фізичну роботу (відповідно 60% і 55%). Більш часті скарги осіб розумової праці, мабуть, пов'язані з великим стомленням нервової системи.

Масові фізіолого-гігієнічні обстеження населення, яке зазнає впливу транспортного шуму в умовах проживання і трудової діяльності, виявили певні зміни в стані здоров'я людей. При цьому зміни функціонального стану центральної нервової та серцево-судинної систем, слухової чутливості залежали від рівня впливає звукової енергії, від статі і віку обстежених. Найбільш виражені зміни виявлені у осіб, що зазнають шумовий вплив в умовах, як праці, так і побуту, в порівнянні з особами, що проживають і працюють в умовах відсутності шуму.

Високі рівні шуму в міському середовищі, що є одним з агресивних подразників центральної нервової системи, здатні викликати її перенапруження. Міський шум справляє негативний вплив і на серцево-судинну систему. Ішемічна хвороба серця, гіпертонічна хвороба, підвищений вміст холестерину в крові зустрічаються частіше в осіб, що проживають у гучних районах.

Шум в значній мірі порушує сон. Вкрай несприятливо діють переривчасті, раптово виникають шуми, особливо у вечірні та нічні години, на тільки що заснув людини. Раптом що виникає під час сну шум (наприклад, гуркіт вантажівки) нерідко викликає сильний переляк, особливо у хворих людей і у дітей. Шум зменшує тривалість і глибину сну. Під впливом шуму рівнем 50 дБ термін засипання збільшується на годину і більше, сон стає поверхневим, після пробудження люди почувають утому, головнийбіль, а нерідко і серцебиття. Відсутність нормального відпочинку після трудового дня призводить до того, що природнорозвивається в процесі роботи стомлення не зникає, а поступово переходить у хронічну перевтому, яке сприяє розвитку ряду захворювань, таких як розлад центральної нервової системи, гіпертонічна хвороба.

4. Допустимі рівні шуму для населення

Для захисту людей від шкідливого впливу міського шуму необхідна регламентація його інтенсивності, спектрального складу, часу дії та інших параметрів. При гігієнічному нормуванні в якості допустимого встановлюють такий рівень шуму, вплив якого протягом тривалого часу не викликає змін у всьому комплексі фізіологічних показників, що відображають реакції найбільш чутливих до шуму систем організму.

В основу гігієнічно допустимих рівнів шуму для населення покладені фундаментальні фізіологічні дослідження з визначення діючих і порогових рівнів шуму. В даний час шуми для умов міської забудови нормують відповідно до Санітарних норм допустимого шуму в приміщеннях житлових і громадських будівель і на території житлової забудови (№ 3077-84) і Будівельними нормами і правилами II.12-77 «Захист від шуму". Санітарні норми обов'язкові для всіх міністерств, відомств і організацій, які проектують, будують і експлуатують житло та громадські будівлі, що розробляють проекти планування і забудови міст, мікрорайонів, житлових будинків, кварталів, комунікацій і т.д., а також для організацій, які проектують, виготовляють і експлуатують транспортні засоби, технологічне та інженерне обладнання будівель і побутові прилади. Ці організації зобов'язані передбачати і здійснювати необхідні заходи щодо зниження шуму до рівнів, встановлених нормами.

5. Методи і засоби захисту від шуму

Одним із напрямків боротьби з шумом є розробка державних стандартів на засоби пересування, інженерне обладнання, побутові прилади, в основу яких покладені гігієнічні вимоги щодо забезпечення акустичного комфорту. ГОСТ 19358-85 «Зовнішній і внутрішній шум автотранспортних засобів. Допустимі рівні і методи вимірювань »встановлює шумові характеристики, методи їх вимірювання та допустимі рівні шуму автомобілів (мотоциклів) всіх зразків, прийнятих на державні, міжвідомчі, відомчі та періодичні контрольні випробування. В якості основної характеристики зовнішнього шуму прийнято рівень звуку, який не повинен перевищувати для легкових автомобілів і автобусів 85-92 дБ, мотоциклів - 80-86 дБ. Для внутрішнього шуму наведені орієнтовні значення допустимих рівнів звукового тиску в октавних смугах частот: рівні звуку складають для легкових автомобілів 80 дБ, кабін або робочих місць водіїв вантажних автомобілів, автобусів - 85 дБ, пасажирських приміщень автобусів - 75-80 дБ.

Санітарні норми допустимого шуму обумовлюють необхідність розробки технічних, архітектурно-планувальних та адміністративних заходів, спрямованих на створення відповідає гігієнічним вимогам шумового режиму, як в міській забудові, так і в будівлях різного призначення, дозволяють зберегти здоров'я та працездатність населення. Одним з ефективних засобів боротьби з виробничим шумом є використання демпфуючих металевих і неметалічних матеріалів. Однак неметали не використовуються для зниження шуму зіткнень з-за їх невисоких характеристик міцності, а металеві матеріали, що характеризуються високими міцнісними властивостями, забезпечують зниження шуму досить незначно, тому постало питання про створення принципово нових матеріалів, які могли б мати високі міцнісні характеристики і достатні демпфуючі властивості.

Такими матеріалами є біметали, які дозволяють отримувати таке поєднання службових властивостей, яке не можна отримати в одному окремо взятому металі або сплаві, наприклад: високу міцність з корозійною стійкістю, ударну в'язкість з зносостійкістю, міцність з високою електро-і теплопровідністю, високу міцність і достатні демпфуючі властивості і т.д. До цих пір боязкі спроби використовувати біметали для зниження шуму і вібрації не забезпечили вирішення проблеми, тому досить актуальним є наукове дослідження, присвячене розробці біметалів з ??підвищеними демпфуючими властивостями. Технічні засоби захисту від шуму: звукопоглинання, звукоізоляція, екранування, кошти демпфування і глушники шуму. Засоби індивідуального захисту.

Заходи боротьби з шумом:

· заміна гучних процесів безшумними або менш гучними;

· поліпшення якості виготовлення і монтажу обладнання;

· укриття джерел шуму;

· висновок працюючих людей зі сфери шуму;

· застосування індивідуальних захисних засобів.

6. Виробнича вібрація

Вібрація - механічні коливання механізмів, машин або відповідно до ГОСТ 12.1.012-78 вібрацію класифікують наступним чином.

За способом передачі на людину вібрацію поділяють на загальну, що передається через опорні поверхні на тіло сидить або стоїть людини, та локальну, що передається через руки людини.

По напрямку розрізняють вібрацію, що діє вздовж осей ортогональної системи координат для загальної вібрації, що діє вздовж всієї ортогональної системи координат для локальної вібрації.

За джерела виникнення вібрацію поділяють на транспортну (при русі машин), транспортно-технологічну (при поєднанні руху з технологічним процесом, мри розкиданні добрив, косовиці або обмолоті самохідним комбайном і т. д.) і технологічну (при роботі стаціонарних машин)

Вібрація характеризується частотою f, тобто числом коливань і секунду (Гц), амплітудою А, тобто (м/с) и ускорением.зміщенням хвиль, або висотою підйому від положення рівноваги (мм), швидкістю V (м / с) і прискоренням. Весь діапазон частот вібрацій також розбивається на октавні смуги: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Абсолютні значення параметрів, що характеризують вібрацію, змінюються в широких межах, з цього використовують поняття рівня параметрів, що представляє собою логарифмічне відношення значення параметра до опорного або пороговому його значенню.

7. Дія вібрації на організм людини

При роботі в умовах вібрацій продуктивність праці знижується, зростає кількість травм. На деяких робочих місцях у сільськогосподарському виробництві вібрації перевищують допустимі значення, а в деяких випадках вони близькі до граничних.Не завжди відповідають нормам рівні вібрацій на органах управління. Зазвичай у спектрі вібрації переважають низькочастотні вібрації негативно діють на організм. Деякі види вібрації несприятливо впливають на нервову і серцево-судинну системи, вестибулярний апарат. Найбільш шкідливий вплив на організм людини надає вібрація, частота якої збігається з частотою власних коливань окремих органів, приблизні значення яких такі (Гц): шлунок - 2 ... 3; нирки - 6 ... 8; серце - 4 ... 6 ; кишечник-2 ... 4; вестибулярний апарат - 0,5 .. Л, 3; очі - 40 ... 100 і т.д.

Вплив на м'язові рефлекси досягає 20 Гц; навантажене масою оператора сидіння на тракторі має власну частоту вібрації 1,5 ... 1,8 Гц, а задні колеса трактора - 4 Гц. Організму людини вібрація передається в момент контакту з вібруючим об'єктом: при дії на кінцівки виникає локальна вібрація, а на все тіло - спільна. Локальна вібрація вражає нервово-м'язові тканини і опорно-руховий апарат і призводить до спазмів периферичних судин. При тривалих і інтенсивних вібраціях в деяких випадках розвивається професійна патологія (до неї частіше призводить локальна вібрація): периферична, церебральна або церебрально-периферична вібраційна хвороба. В останньому випадку спостерігаються зміни серцевої діяльності, загальне збудження або, навпаки, гальмування, стомлення, поява болю, відчуття трясіння внутрішніх органів, нудота. У цих випадках вібрації впливають і на кістково-суглобовий апарат, м'язи, периферійний кровообіг, зір, слух. Місцеві вібрації викликають спазми судин, які розвиваються з кінцевих фаланг пальців, поширюючись на всю кисть, передпліччя, і охоплюють судини серця. шум вібрація наслідок захист

Тіло людини розглядається як поєднання мас з пружними елементами. В одному випадку це все тулуб з нижньою частиною хребта і тазом, в іншому - верхня частина тулуба в поєднанні з верхньою частиною хребта, нахиленою вперед. Для стоїть на вібруючій поверхні людини існують 2 резонансних піка на частотах 5 ... 12 і 17 ... 25 ГЦ, хто сидить на частотах 4 ... 6 ГЦ. Для голови резонансні частоти знаходяться в області 20 ... 30 Гц. У цьому діапазоні частот амплітуда коливань голови може перевищувати амплітуду коливань плечей в 3 рази. Коливання внутрішніх органів, грудної клітки і черевної порожнини виявляють резонанс на частотах 3,0 ... 3,5 Гц.

Максимальна амплітуда коливань черевної стінки спостерігається на частотах 7 ... 8 Гц. Зі збільшенням частоти коливань їх амплітуда при передачі по тілу людини послаблюється. У положенні стоячи і сидячи ці ослаблення на кістках тазу рівні 9 дБ на октаву зміни частоти, на грудях і голові - 12дБ, на плечі -12 ... 14 дБ. Ці дані не поширюються на резонансні частоти, при дії яких відбувається не послаблення, а збільшення швидкості коливань.

У виробничих умовах ручні машини, вібрація яких має максимальні рівні енергії (максимальний рівень віброшвидкості) у смугах низьких частот (до 36 Гц), викликають вібраційну патологію з переважним ураженням нервово-м'язової тканини та опорно-рухового апарату. При роботі з ручними машинами, вібрація яких має максимальний рівень енергії у високочастотній області спектру (вище 125 Гц), виникають головним чином судинні розлади. При впливі вібрації низької частоти захворювання виникає через 8 ... 10 років, а при дії високочастотної вібрації - через 5 років і раніше. Загальна вібрація різних параметром викликає різну ступінь вираженості змін нервово й системи (центральної і вегетативної), серцево-судинної системи і вестибулярного апарату.

У залежності від параметрів (частота, амплітуда) вібрація може як позитивно, так і негативно впливати на окремі тканини та організм в цілому. Вібрацію використовують при лікуванні деяких захворювань, але найчастіше вібрацію (виробничу) вважають шкідливо впливає чинником. Тому важливо знати граничні характеристики, розділяють позитивний і негативний вплив вібрації на людину. Вперше на корисне значення вібрації звернув увагу французький вчений абат вересня П'єр, який у 1734 р. сконструював вібруюче крісло для домосідів, підвищує м'язовий тонус і поліпшує циркуляцію крові. в. На початку XX ст. в Росії професор Військово-медичної академії А.Є. Щербак довів, що помірна вібрація покращує живлення тканин і прискорює загоєння ран.

Виробнича вібрація, що характеризується значною амплітудою і тривалістю дії, викликає у працюючих дратівливість, безсоння, головний біль, ниючий біль в руках людей, що мають справу з вібруючим інструментом. При тривалому впливі вібрації перебудовується кісткова тканина: на рентгенограмах можна помітити смуги, схожі на сліди перелому - ділянки найбільшої напруги, де розм'якшується кісткова тканина. Зростає проникність дрібних кровоносних судин, порушується нервова регуляція, змінюється чутливість шкіри. При роботі з ручним механізованим інструментом може виникнути акроасфіксія (симптом мертвих пальців) - втрата чутливості, побіління пальців, кистей рук. При дії загальної вібрації більш виражені зміни з боку центральної нервової системи: з'являються запаморочення, шум у вухах, погіршення пам'яті, порушення координації рухів, вестибулярні розлади, схуднення.

Основні параметри вібрації: частота і амплітуда коливань. Коливається з певною частотою і амплітудою точка рухається з безперервно мінливими швидкістю і прискоренням: вони максимальні у момент її проходження через вихідне положення спокою і знижуються до нуля в крайніх позиціях. Тому коливальний рух характеризується також швидкістю і прискоренням, що представляють собою похідні від амплітуди і частоти. Причому органи чуття людини сприймають не миттєве значення параметрів вібрації, а чинне.

Вібрацію часто вимірюють приладами, шкали яких отградуірована не в абсолютних значеннях швидкості та прискорення, а у відносних - децибелах. Тому характеристиками вібрації служать також рівень коливальної швидкості і рівень коливального прискорення. Розглядаючи людину як складну динамічну структуру з змінюються в часі параметрами, можна виділити частоти, що викликають різке зростання амплітуд коливань як усього тіла в цілому, так і окремих її органів. При вібрації нижче 2 Гц, що діє на людину вздовж хребта, тіло рухається як єдине ціле. Резонансні частоти мало залежать від індивідуальних особливостей людей, так як основний підсистемою, що реагує на коливання, є органи черевної порожнини, що вібрують в одній фазі. Резонанс внутрішніх органів наступає при частоті З. .. 3,5 Гц, а при 4 ... 8 Гц вони зміщуються.

Якщо вібрація діє в горизонтальній площині по осі, перпендикулярній хребту, то резонансна частота тіла обумовлена згинанням хребта і жорсткістю тазостегнових суглобів. Область резонансу для голови сидячої людини відповідає 20 ... 30 Гц. У цьому діапазоні амплітуда віброприскорення голови може втричі перевищувати амплітуду коливань плечей. Якість зорового сприйняття предметів значно погіршується при частоті 60 ... 70 Гц, що відповідає резонансу очних яблук.

Дослідники Японії встановили, що характер професії визначає деякі особливості дії вібрації. Наприклад, в шоферів вантажних машин широко поширені шлункові захворювання, у водіїв трелювальних тракторів на лісозаготівлях - радикуліти, у пілотів, особливо працюючих на вертольотах, спостерігається зниження гостроти зору. Порушення нервової та серцево-судинної діяльності у льотчиків виникають в 4 рази частіше, ніж у представників інших професій.

Размещено на Allbest.ru