Двадцатый век стал не только самым революционным в смысле развития техники и технологии, но и стал самым шумным во всей человеческой истории. Невозможно найти область жизни современного человека, где бы отсутствовал бы шум — как смесь раздражающих или мешающих человеку звуков.
Проблема «шумового нашествия» в современном мире признана практически во всех развитых государствах. Если за 20 с небольшим лет уровень шума вырос с 80 ДБ до 100Дб на улицах городов, то можно предположить, что в течение следующих 20-30 лет, уровень шумового давления достигнет критических пределов. Именно поэтому, во всем мире предпринимаются серьёзные меры, направленные на понижение уровней звукового загрязнения. В нашей стране вопросы звукового загрязнения и меры по его недопущению регулируются на государственном уровне.
Шумом можно назвать любой вид звуковых колебаний, который в данный конкретный момент времени вызывает у данного конкретного индивидуума эмоциональный или физический дискомфорт.
При прочтении данного определения может возникнуть своего рода «дискомфорт восприятия» — т. е. Состояние, в котором длина фразы, количество оборотов и применяемые выражения заставляют читающего поморщиться. Условно, состояние дискомфорта, вызываемое звуком можно охарактеризовать теми же симптомами. Если звук вызывает подобную симптоматику, мы с вами говорим о шуме. Понятно, что указанный выше способ идентификации шума в известной степени условен и примитивен, но, тем не менее, он не перестает быть правильным. Ниже мы рассмотрим проблематику вопроса шумового загрязнения и обозначим основные направления, в которых ведется работа по борьбе с ними.
1. Шум. Его физическая и частотная характеристика. Шумовая болезнь.
1.1 Понятие шума
Шум — это сочетание звуков различных по силе и частоте, способное оказывать воздействие на организм. С физической точки зрения источник шума — это любой процесс, в результате которого происходит изменение давления или возникают колебания в физических средах. На промышленных предприятиях, таких источников может присутствовать великое множество, в зависимости от сложности процесса производства и используемого в нем оборудования. Шум создают все без исключения механизмы и агрегаты, имеющие подвижные части, инструмент, в процессе его использования (в том числе и примитивный ручной инструмент).
Кроме производственного, в последнее время все более значимую роль стал играть бытовой шум, весомую долю которого составляет шум транспортный.
Производственный шум
... которое способно вызвать звуковое восприятие. Действие шума на организм человека Шум является общебиологическим раздражителем, способным влиять на все органы и системы организма, вызывая разнообразные физиологические изменения. Шумовые патологии подразделяются ...
1.2 Уровни шума. Основные понятия.
Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ).
Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.
Таблица 1. Шкала шумов (уровни звука, децибел).
| Децибел,
дБ |
Характеристика | |
| 0 | Ничего не слышно | |
| 5 |
Почти не слышно |
тихий шелест листьев |
| 10 | ||
| 15 |
Едва слышно |
шелест листвы |
| 20 | шепот человека (на расстоянии менее1м).
|
|
| 25 |
Тихо |
шепот человека (более 1м) |
| 30 | шепот, тиканье настенных часов.
Норма для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч. |
|
| 35 |
Довольно слышно |
приглушенный разговор |
| 40 | обычная речь.
Норма для жилых помещений, с 7 до 23 ч. |
|
| 45 | обычный разговор | |
| 50 |
Отчётливо слышно |
разговор, пишущая машинка |
| 55 | Норма для офисов класса А | |
| 60 |
Шумно |
Норма для контор (офисов) |
| 65 | громкий разговор (1м) | |
| 70 | громкие разговоры (1м) | |
| 75 | крик, смех (1м) | |
| 80-95 |
Очень шумно |
Крик/ мотоцикл с глушителем/ грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах) вагон метро (7м) |
| 100-115 |
Крайне шумно |
оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома. Максимально допустимое звуковое давление для наушников. |
| в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия) | ||
| вертолёт | ||
| пескоструйный аппарат | ||
| 120 |
Почти невыносимо |
отбойный молоток расстояние менее 1 м. |
| 125 | ||
| 130 | Болевой порог | самолёт на старте |
| 135-145 |
Контузия |
звук взлетающего реактивного самолета / старт ракеты |
| 150-155 | Контузия, травмы | |
| 160 | Шок, травмы | ударная волна от сверхзвукового самолёта |
1.3 Болезнь вызываемая шумом — патогенез и клинические проявления
Поскольку шумовое воздействие на организм человека изучается сравнительно недавно, абсолютного понимания механизма воздействия шума на организм человека у ученых нет. Тем не менее, если говорить о влиянии шума, чаще всего изучается состояние органа слуха. Именно слуховой аппарат человека воспринимает звук, и соответственно, при экстремальных воздействиях звука слуховой аппарат реагирует в первую очередь. Кроме органов слуха, воспринимать звук человек может и через кожу (рецепторами вибрационной чувствительности).
Известно, что люди, лишенные слуха, в состоянии при помощи прикосновений не только ощущать звук, но и оценивать звуковые сигналы.
Способность воспринимать звук посредством вибрационной чувствительности кожи, это своего рода функциональный атавизм. Дело в том, что на ранних этапах развития человеческого организма функцию органа слуха выполняли именно кожные покровы. В процессе развития, орган слуха эволюционировал и усложнился. Вместе с ростом его сложности, увеличилась и его уязвимость. Шумовое воздействие травмирует периферический отдел слуховой системы — так называемое «внутреннее ухо». Именно там и локализуется первичное поражение слухового аппарата. По мнению некоторых ученых, в воздействии шума на слух первостепенную роль играет перенапряжение и, как следствие, истощение аппарата воспринимающего звук. Специалисты – аудиологиисчитают длительное воздействие шума причиной, которая приводит к нарушению кровоснабжения внутреннего уха и является причиной изменений и дегенеративных процессов органе слуха, в том числе и перерождения клеток.
Существует термин «профессиональная глухота». Он имеет отношение к людям тех профессий, в которых избыточное шумовое воздействие носит более или менее постоянный характер. В ходе длительных наблюдений за такими пациентами, удалось зафиксировать изменения не только в органах слуха, но и на уровне биохимии крови, которые явились следствием избыточного шумового воздействия. К группе наиболее опасных воздействий шума следует отнести сложно диагностируемые изменения в нервной системе человека подвергающегося регулярному шумовому воздействию. Изменения в работе нервной системы обусловлены тесными связями слухового аппарата с разными её отделами. В свою очередь дисфункция в нервной системе приводит к дисфункции различных органов и систем организма. Нельзя в этой связи не вспомнить расхожего выражения о том, что «все болезни от нервов». В контексте рассматриваемой проблематики можно предложить следующий вариант этой фразы «все болезни от шума».
Первичные изменения слухового восприятия, легко обратимы, если слух не подвергался экстремальным нагрузкам. Однако со временем, при постоянном негативном вилянии изменения могут превратиться в стойкие и\или необратимые. В связи с этим следует контролировать продолжительность воздействия звука на организм, и меть ввиду, что первичные проявления «профессиональной глухоты» можно диагностировать у лиц, работающих в условиях шума около 5 лет. Далее риск потери слуха у работающих возрастает.
Для оценки состояния слуха у лиц, работающих в условиях воздействия шума, различают четыре степени потери слуха, представленные в таблице 2.
Таблица 2. Критерии оценки слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума и вибрации (разработаны В.Е.Остапович и Н.И.Пономаревой)[2].
| Степень потери слуха | Тотальная пороговая аудиометрия | Восприятие шепотной речи, м. | Погрешность. |
| потери слуха на звуковые частоты 500, 1000 и 2000 Гц, дБ (среднее арифметическое) | потеря слуха на 4000 Гц и пределы возможного колебания, дБ | ||
| I. Признаки воздействия шума на орган слуха | До 10 | 50±20 | 5±1 |
| II. Кохлеарный неврит с легкой степенью снижения слуха | 11-12 | 60±20 | 4±1 |
| III. Кохлеарный неврит с умеренной степенью снижения слуха | 21±30 | 65±20 | 2±1 |
| IV. Кохлеарный неврит со значительной степенью снижения слуха | 31±45 | 70±20 | 1±0,5 |
Важно понимать, что вышесказанное не имеет касательства к экстремальным звуковым воздействиям (см.таблицу 1).
Оказание кратковременного и интенсивного воздействия на орган слуха, может привести к полной потере слуха, ввиду разрушения слухового аппарата. Результатом получения такой травмы бывает полная потеря слуха. Такое воздействие звука встречается при сильном взрыве, крупной аварии и т. п.
Выше мы упоминали о возможности развития дисфункции нервной системы вследствие воздействия шума. Основная опасность таких изменения в том, что они могут развиваться и без выраженных признаков поражения органов слуха. Вам, безусловно, знакомы состояния, которые вы описываете как «раздражение из-за противного звука». Например, звук воды капающей из крана способен вызвать у любого человека состояние крайней нервозности и раздражения. Или, еще один известный пример — скрип железа по стеклу. Сами по себе эти звуки не оказывают критичного или экстремального воздействия на орган слуха. От звука капающей воды нельзя потерять слух. Но заработать невроз – очень даже просто.
Как проявляется неврология, вызванная шумовым воздействием? Симптомы достаточно широки – это и тупая головная боль, тяжесть и шум в голове, головокружение, повышенная раздражительность, быстрая утомляемость, снижение трудоспособности, потливость, неспособность сконцентрировать внимание, бессонница. При обследовании таких больных нередко обнаруживают снижение возбудимости вестибулярного аппарата, мышечную слабость, тремор век, мелкий тремор пальцев вытянутых рук, снижение сухожильных рефлексов, угнетение глоточного, небного и брюшных рефлексов. Отмечается легкое нарушение болевой чувствительности. Выявляются некоторые функциональные вегетативно-сосудистые и эндокринные расстройства: гипергидроз, стойкий красный дермографизм, похолодание кистей и стоп, угнетение и извращение глазосердечного рефлекса, повышение или угнетение ортоклиностатического рефлекса, усиление функциональной активности щитовидной железы. У лиц, работающих в условиях более интенсивного шума, наблюдается снижение кожно-сосудистой реактивности: угнетаются реакция дермографизма,пиломоторный рефлекс, кожная реакция на гистамин.
Изменения сердечнососудистой системы в начальных стадиях воздействия шума носят функциональный характер. Больные жалуются на неприятные ощущения в области сердца в виде покалываний, сердцебиения, возникающие при нервно-эмоциональном напряжении. Отмечается выраженная неустойчивость пульса и артериального давления, особенно в период пребывания в условиях шума. К концу рабочей смены обычно замедляется пульс, повышается систолическое и снижается диастолическое давление, появляются функциональные шумы в сердце. На электрокардиограмме выявляются изменения, свидетельствующие об экстракардиальных нарушениях: синусовая брадикардия, брадиаритмия, тенденция к замедлению внутрижелудочковой или предсердно-желудочковой проводимости. Иногда наблюдается наклонность к спазму капилляров конечностей и сосудов глазного дна, а также к повышению периферического сопротивления. Функциональные сдвиги, возникающие в системе кровообращения под влиянием интенсивного шума, со временем могут привести к стойким изменениям сосудистого тонуса, способствующим развитию гипертонической болезни. Изменения нервной и сердечнососудистой систем у лиц, работающих в условиях шума, являются неспецифической реакцией организма на воздействие многих раздражителей, в том числе шума. Частота и выраженность их в значительной мере зависят от наличия других сопутствующих факторов. Например, при сочетании интенсивного шума с нервно-эмоциональным напряжением часто отмечается тенденция к сосудистой гипертензии. При сочетании шума с вибрацией нарушения периферического кровообращения более выражены, чем при воздействии только шума.[1]
Ограничение и нормирование шума
Выше, мы выяснили, что шум оказывает общее негативное влияние на организм. Нормирование шума призвано предотвратить эти негативные воздействия или минимизировать их. Следует понимать, что данная проблема имеет не только социально-гигиенический аспект, но и сугубо экономическое значение. Снижение производительности труда ввиду негативного шумового воздействия ощутимо влияет на экономические показатели производственных предприятий. Поэтому нормирование шума приобретает значимость и в вопросах экономического развития страны.
Уровни шума регламентируются в соответствии с нормативами устанавливаемыми документом ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». В нем прописаны основные параметры шумовых загрязнений приемлемых для тех или иных видов производственных помещений. Причем, для различных шумов применяются различные способы их нормирования.
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБ для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 11-12-88 «Защита от шума».[4]
Производственный шум. Его виды и источники. Основные характеристики., Характеристика шумов в производстве
Производственный шум – совокупность звуков возникающих в ходе работы производственного предприятия, носящая хаотичный и беспорядочный характер, изменяющаяся во времени, и вызывающая дискомфорт у работающих. Поскольку производственный шум – это совокупность звуков имеющих разную природу возникновения, различную продолжительность и интенсивность, то при исследовании производственных шумов говорят о «спектре производственного шума». Исследуется слышимый диапазон 16 Гц — 20 кГц. Его разбивают на так называемые «полосы частот» или «октавы» и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.
Октавой называют полосу частот, в которой верхняя граница превышает нижнюю в два раза, т.е. f2 = 2 f1 (например, 16 Гц-32Гц.)
В отдельных случаях применяют разбиение октавы на более мелкие диапазоны. Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (fсг мин = 31,5 Гц, fсг макс = 8000 Гц).[]
Таблица 3. Стандартный ряд среднегеометрических частот
| Среднегеометрическая частота октавы | Границы частот октавы ( F 1 нижняя– F 2 верхняя) | ||
| fсг, Гц | f1 , Гц | f2 , Гц | |
| Низкочастотные шумы | 16 | 11 | 22 |
| 31,5 | 22 | 44 | |
| 63 | 44 | 88 | |
| 125 | 88 | 177 | |
| Среднечастотные шумы | 250 | 177 | 355 |
| 500 | 355 | 710 | |
|
Высокочастотные шумы |
1000 | 710 | 1420 |
| 2000 | 1420 | 2840 | |
| 4000 | 2840 | 5680 | |
| 8000 | 5680 | 11360 | |
Кроме того, эти шумы имеют разные характеристики, определяющие выраженность воздействия их на организм человека. В таблице 4 дана классификация шумов по характеру шума и по его продолжительности.
Таблица 4. Классификация шумов
| Способ классификации | Вид шума | Характеристика шума |
| По характеру спектра шума | Широкополосные | Непрерывный спектр шириной более одной октавы |
| Тональные | В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона | |
| По временным характеристикам | Постоянные | Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ |
|
Непостоянные: колеблющиеся во времени прерывистые импульсные |
Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ Уровень звука непрерывно изменяется во времени Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ (А), длительность интервала 1с и более Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с |
Как уже указывалось выше, в производственной среде шумы возникают в первую очередь из-за работы механизмов. И естественно, чем больше количество оборудования, тем выше уровень шумовой загрязненности. Кроме того, в настоящее время можно проследить тенденцию, при которой уровень шумовой загрязненности снижается прямо пропорционально росту технологической оснащенности предприятия современными машинами и механизмами. Эту тему мы рассмотрим более подробно в разделе, посвященном снижению уровня шумового загрязнения. Сейчас же давайте рассмотрим источники производственного шума.
1) Механические производственные шумы – возникают и преобладают на предприятиях, где широко используются механизмы с применением зубчатых передач и цепного привода, ударные механизмы, подшипники качения и т.п. В результате силовых воздействий вращающихся масс, ударов в сочленениях деталей, стуков в зазорах механизмов, движения материалов в трубопроводах и возникает этот вид шумового загрязнения. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.
2) Аэродинамические и гидродинамические производственные шумы — 1) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания; 2) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ механизмов (эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов); 3) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
3) Электромагнитные шумы — возникают в различных электротехнических изделиях (например, при работе электрических машин).
Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20¸30 дБ (микромашины) до 100¸110 дБ (крупные быстроходные машины)..[3]
Безусловно, встретить производство, в котором присутствуют шумы только одной природы практически, невозможно. В общем фоне производственного шума можно выделять шумы различного происхождения, но нейтрализовать шумы какого-то одного происхождения из общей массы шума практически невозможно.
Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр — распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот. Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф(j) — фактором направленности.
Фактор направленности
Ф( j ) = I ( j ) / I ср = p 2 ( j )/ p 2 ср , где
рср — звуковое давление (усредненное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника);
— p (j) — звуковое давление в угловом направлении j измеренное на том же расстоянии от источника.
2.3 Измерение шума. Шумомеры
| Рис.1 Шумомер ВШ-2000 |
Существуют различные методы измерения шума. Те из них, которые проводятся при помощи стандартизованного оборудованния и по методике, закрепленной в стандарте, принято называть стандартными. Все прочие методы измерения шума применяются при решении специальных задач, и в ходе научных исследований. Обобщенное название приборов предназначенных для измерения шумов — шумомеры.
Эти приборы состоят из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) — быстро, S (slow) — медленно, I (pik) — импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S — колеблющихся и прерывистых, I — импульсных.
Фактически шумомер представляет собой микрофон, к которому подключен вольтметр, отградуированный в децибелах. Поскольку электрический сигнал на выходе с микрофона пропорционален исходному звуковому сигналу, прирост уровня звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона, вызывает соответствующий прирост напряжения электрического тока на входе в вольтметр, что и отображается посредством индикаторного устройства, отградуированного в децибелах. Для измерения уровней звукового давления в контролируемых полосах частот, например 31,5; 63; 125 Гц и т.п., а также для измерения уровней звука (дБ), корректированных по шкале А с учётом особенностей восприятия человеческим ухом звуков разных частот, сигнал после выхода с микрофона, но до входа в вольтметр пропускают через соответствующие электрические фильтры. Существуют шумомеры четырёх классов точности ( 0, 1, 2 и 3).
Класс «0» — это образцовые средства измерения; класс 1 – применяется для лабораторных и натурных измерений; 2 класс — для технических измерений; 3 клас — для ориентировочных измерений. У каждого класса приборов есть соответствующий частотный: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на частоты от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 — от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 — от 31,5 Гц до 8 кГц.
Для измерения производственных шумов в России до 2008 года действовал советский стандарт ГОСТ 17187-81. В 2008 этот ГОСТ гармонизирован с европейским стандартом МЭК 61672-1 (IEC 61672-1), результатом чего стал новый ГОСТ Р 53188.1-2008 . Таким образом технические требования к шумомерам и стандарты измерения шумов в России сейчас максимально приближены к европейским требованиям. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (в частности ANSI S1.4), существенно отличающиеся от европейских. Наиболее часто применяемый на производстве прибор — ВШВ-003-М2. Он относится к шумомерам I класса и предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов. [7]
2.4 Способы защиты от шума на предприятиях
Общая классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.029 «Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация».
Согласно ГОСТу: «Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на:
1) средства и методы коллективной защиты;
2) средства индивидуальной защиты.
Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения
шума подразделяются на:
1) средства, снижающие шум в источнике его возникновения;
2) средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.»
В целом, в ГОСТе достаточно подробно прописаны и методики борьбы с шумовым загрязнением, и цели различных мероприятий призванных снизить уровень шумового загрязнения. В обобщенном виде изложить положения госта можно следующим образом: «Борьба с шумовым загрязнением преследует цель приведения уровня шумового воздействия на человека в рамки допустимых значений. Для этой цели применяется совокупность методов и средств направленных на снижение уровня шума. Начиная с этапа проектирования производственных помещений, оборудования, заканчивая переходом на более технологичное оборудование, производящее меньший объем звуковых загрязнений».
Выше, мы уже касались темы технологической модернизации производств. Здесь, хотелось бы привести простой пример, который если и не решает полностью проблемы возникновения производственного шума, то по крайней мере практически полностью нейтрализует негативное воздействие шума на работников. Речь идет о так называемых заводах-автоматах. Технология и принцип организации таких заводов практически устраняют участие человека в процессе, благодаря полной автоматизации производства объединенного в конвейер. Человек выполняет исключительно контролирующие функции, функции удаленного управления процессом. Важно заметить, что данный подход к организации производства находит широкое применение во всех отраслях производства. В том числе и в таких «шумных» производственных процессах как метало- и деревообработка.
Этот метод является, пожалуй, одним из нагляднейших примеров реализации средств коллективной защиты от шума.
Средства коллективной защиты от шума следует применять в первую очередь. В приведенном выше примере, снижение шума достигнуто за счет изменения технологического процесса или улучшения конструкции машин.
Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические и включают в себя:
1) Изменение направленности излучения шума – при установке машин и механизмов обладающих направленным звуковым воздействием необходимо учитывать направление и силу такого воздействия, и направлять звук в сторону противоположную работающему;
2) рациональную планировку предприятий и производственных помещений – она позволяет избежать концентрации большого количества источников шума на малом расстоянии друг от друга. Кроме того, рациональная планировка обеспечивает снижение уровня шума во время его прохождения до объекта.
3) акустическую обработку помещений — обработку части помещений звукопоглощающими материалами, и/или размещение в помещениях звукопоглотителей;
4) применение звукоизоляции – Звукоизоляционные материалы – это любые материалы которые уменьшают интенсивность отраженной звуковой волны преобразуя звуковую энергию в тепловую. Понятие звукоизоляции это своего рода «продвинутый» уровень понятия «акустическая обработка». Применяя звукоизоляционные материалы, звукопоглотители на площади не менее 60% от суммарной площади границ помещения, можно добиться существенного (до 15 дБ) снижения шума.[9]
5) архитектурно-планировочные решения — создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.[6]
Защита от шума должна обеспечиваться не только разработкой шумобезопасной техники и технологии, применением строительно-акустических средств и методов коллективной защиты, но и применением средств индивидуальной защиты Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Принцип действия СИЗ — защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека — ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. Наиболее эффективны, СИЗ, как правило, в области высоких частот.
СИЗ включают в себя противочумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы. В общем случае, необходимость и обязательность применения СИЗ в той или иной ситуации определяется особенностями технологического процесса, требованиями Охраны труда, правилами установленными на предприятии.
3. Внешнее шумовое загразнение. Его источники и способы его минимизации
3.1 Существующее состояние проблемы.
Говоря о производственных шумах, мы в первую очередь рассматривали шум как неотъемлемую часть технологического процесса производства. Следовательно и меры рассмотренные нами выше преимущественно направлены на снижение шумового загрязнения внутри производственных предприятий и участков. Но коль скоро мы рассматриваем шумовое загрязнение, необходимо учитывать и тот факт, что шум производимый предприятием или возникающий как следствие его деятельности – это составная часть общего шумового фона, с которым мы с вами сталкиваемся и в быту. Это действительно так, и проблема шумового загрязнения окружающей среды по-сути – комплексная, и разделять её на проблемы Бытового и Производственного шума можно лишь в прикладных целях.
Источников шума окружающих человека в быту – огромное множество. Особенность основной массы бытовых шумов в том, что они в отличие от шумов производственных, чаще находятся в допустимых пределах по показателю звукового давления, но как правило являются более продолжительными. И основной источник бытового шумового загрязнения это автотранспорт, рельсовый и воздушный транспорт.
Во вводной части данной работы мы говорили о том, что уровень шума в городах за последние годы значительно вырос, и основная «заслуга» в этом конечно же у транспорта. Например, перевозки автомобильным транспортом в экономически развитых странах за 1960-1995 гг. выросли в 4 раза, воздушным — в 3 раза. Из трех основных видов транспорта (автомобильного, железнодорожного и воздушного) именно автомобильный транспорт оказывает наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Шум, создаваемый движущимися автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. А большегрузные транспортные средства – это неотъемлемая часть производств. Шум транспортного потока имеет различную природу. В зависимости от скорости движения транспорта может преобладать шум генерируемый силовыми установками автомобилей, или шум вызываемый трением шин о дорожное покрытие. При наличии неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы рессорной подвески, а также грохот груза и кузова.
Чаще всего шум транспортного потока носит комбинированную структуру и выделить какой либо основной вид шумового загрязнения крайне затруднительно. Поэтому, задача по снижению шума транспортных средств, стоит перед конструкторами всех видов транспорта ещё и на моменте проектировки. Инженеры конструкторы производят измерения уровня генерируемого шума для каждого узла и агрегата, в различных условиях эксплуатации. На основании измерений производится оптимизация конструкции для достижения конценцуса между экономической обоснованностью и экологичностью с точки зрения шумового загрязнения. Второй, не менее значимый аспект борьбы с транспортным шумом – принятие мер по ограничению распространения уже возникшего шума. К числу указанных мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пересмотр общих концепций землепользования вблизи основных транспортных магистралей. Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является улучшение проектирования и звукоизолирующих характеристик зданий для уменьшения шума внутри них.[5]
При проектировании автомобильных дорог ограничение вредного влияния дорожного шума заключается, прежде всего, в трассировании магистралей на безопасном расстоянии от территорий и объектов, требующих особой звукоизоляции. В случаях, когда это невозможно или когда имеют дело с уже построенной дорогой, остается только применить шумозащитные экраны. Идея таких защитных мероприятий заключается в использовании явления акустического экранирования. Оно возникает, когда между источником шума и объектом находится препятствие, затрудняющее распространение звуковых волн. [12]
Один из наиболее полноценных проектов в этой области реализованных на террирории современной России – это Московская Кольцевая Автомобильная дорога (МКАД).
Осуществление программы строительства шумозащитных экранов при реконструкции МКАД, предусмотренной соответствующим разделом ТЭО (разработка Центра транспортных проблем городов, затем переименованного в с-ПРОЕКТ) явилось по существу первым комплексным проектом снижения шума в жилой застройке шумозащитными экранами — сооружениями, которые являются частью автомобильной дороги и размещены либо на земляном полотне, либо на полосе отвода.[10,11]
Развитие железнодорожного транспорта не носит столь интенсивного характера, однако в последнее время достаточно четко проявились тенденции в развитии этого вида транспорта. Сегодня совершенно ясно, что будущее железнодорожного транспорта – это скоростные поезда. Скоростные поезда функционируют во многих странах мира, в том числе и в России. Расширение сети железных дорог и увеличение скорости поездов вызовут рост шума, возникнут связанные с этим проблемы защиты от него окружающей среды.
Проблема шумового загрязнения от воздушного транспорта, обострилась с введением в эксплуатацию в конце 1950-х годов на гражданских авиалиниях реактивных самолетов. Решение рассматриваемой проблемы проводилось по следующим трем основным направлениям. Первое и, вероятно, наиболее важное направление сводится к разработке менее шумных силовых установок. Второе направление связано с упорядочением и введением контроля полетов самолетов. Наконец, третье направление — меры, непосредственно не связанные с изменением условий эксплуатации воздушных судов.
3.2 Ограничение воздействия шума автомобильного транспорта
Общие направления работы по снижению интенсивности транспортных шумов можно разделить на следующие категории:
1. Планирование транспортных потоков, создание объездных магистралей, ограничение транспортных потоков.
2. Увеличение качества дорожных покрытий.
3. Применение шумозащитных конструкций.
4. Повышение качества транспортных средств.
Снижение интенсивности транспортного потока – основная цель планирования транспортных потоков. Установлено, что если разделить транспортный поток на отдельно взятой магистрали, пополам, то при прочих равных условиях, фиксируется снижение уровня транспортного шума на 3 дБ.
Еще один способ снижения шума – ограничение скорости потока. Следует отметить, что на дорогах с высокой интенсивностью и скоростью движения, снижение скорости в 2 раза приводит к снижению уровня шума на 5 дБ.
На снижение шума автомобильного транспорта также направлено ограничение числа тяжелых грузовых автомобилей в транспортном потоке. Эти меры обычно принимают форму запретов на въезд грузовых автомобилей в определенный район или на въезд в город всех автомобилей выше определенной грузоподъемности, а также ограничений въезда в определенные моменты времени, обычно в ночные часы, субботние и воскресные дни.[8]
Помимо грузовиков, весомый негативный вклад в шум вносят такие транспортные средства как трамваи. Многие мегаполисы мира уже отказались от использования данного вида общественного транспорта, что существенно снизило транспортный шум.
Реферативный журнал ВИНИТИ 1 приводит нижеследующую информацию: «Власти г. Страсбурга (Франция) проводят ряд мероприятий, направленных на снижение уровня шума в Центре города. Наряду с законодательными нормами, запрещающими всякую деятельность без необходимости, приводящую к возникновению шума, обращено внимание на дорожную сеть и транспорт. В частности, сокращена на 10 % численность трамваев в Центре, стимулируется использование электромобилей и велосипедов.»[13]
Велика значимость качества дорожного покрытия в формировании транспортного шума. В зависимости от качества дорожного покрытия, технологии его изготовления, материалов и текущего состояния уровень шума качения на различных участках дорог отличается между собой до 8 дБ (по амплитуде).[14] Во всем мире ведется разработка различных малошумных покрытий для дорог. Например, во Франции фирма Eurovia предложила в 1992 г. дорожное покрытие Viaphone для городских зон, которое отличается сниженной гранулярностью и незначительной толщиной слоя (2-3 см).
Проведенные испытания показали, что покрытие во всех случаях обеспечивает уровень шума ниже 72 дБ (А) при высоком значении коэффициента сцепления.[15]
Важным аспектом работы по борьбе с шумом является улучшение характеристик самих транспортных средств.В настоящее время в автомобилестроении произошел технологический прорыв. Речь идет о начале серийного выпуска автомобилей с электрической силовой установкой. Такие силовые установки не производят шумового загрязнения. К сожалению, данные технологии пока неприменимы для большегрузных автомобилей, поскольку для них необходима куда как большая мощность двигателя. Но, по большому счету это лишь вопрос времени.
ВИНИТИ 1 –Всероссийский институт научной и технической информации.
Кроме столь глобальных технологических изменений, установлены в настоящее время более простые, но в достаточной мере эффективные методы снижения шума производимого транспортным средством. Установлено, что успехов в снижении шума можно добиться с помощью соответствующей конфигурации рисунка протектора и конструкции шины. Однако конструирование шин с существенно пониженным уровнем шума вступает в противоречие с острой необходимостью обеспечения безопасности движения, предотвращения нагрева протектора и обеспечения экономичности автомобиля. Еще один, достаточно простой способ снижения шума производимого транспортным средством – установка звукоизолирующих материалов на автомобиле. Традиционная шумоизоляция транспортного средства повышает не только комфортность проезда в таком транспортном средстве, но и снижает уровень производимого таким транспортным средством шума. [16]
3.3 Проблема снижения шума от железнодорожного транспорта
Можно предложить два противоположных метода уменьшения шума, излучаемого взаимодействием железнодорожного состава и рельса.
Первый из этих методов сводится к максимально возможному уменьшению неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект достигается устранением неровностей у того из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подходе происходит снижение переменной составляющей силы взаимодействия колеса и рельса. Подобный метод дает наилучшие результаты на практике.
При втором методе можно попытаться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Был испробован метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана на кузове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее снижение шума составило 2 дБ. Сложность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать достаточно низкими для полного экранирования шума колес из-за жестких ограничений установленного габарита подвижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми устройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительному снижению шума. Следовательно, наиболее эффективным способом борьбы с шумом в случае с железнодорожным транспортом, является экранирование путей движения поездов звукоизолирующими барьерами, снижение скорости движения поездов в непосредственной близости от населенных пунктов.
3.4 Уменьшения воздействия шума от авиатранспорта
Основной метод по борьбе с шумом в этой отрасли транспорта – внедрение мер контроля по использованию воздушного пространств .На практике это означает ограничение времени разрешенных полетов воздушных судов. Единого норматива в данном вопросе нет. Поэтому различные страны вводят ограничения исходя из собственного пониманя данного вопроса.
Помимо количественного ограничения на полеты в определенные часы, в отрасли очень тщательно отслеживаются качественные показатели шума. Существуют нормативы, которым должны соответствовать те или иные операции воздушного судна. Нарушение установленных параметров шумового воздействия на окружающую среду чревато для авиаперевозчиков наложением штрафа или ограничением в будущем числа объемов авиаперевозок.
Безусловно, большое внимание уделяется шумоизоляции помещений аэропортов предназначенных как для пассажиров, так и для обслуживающего персонала. Обязательным является и применение средств индивидуальной защиты для персонала, работающего на летном поле. Кроме того, аэропорты располагают по возможности дальше от населенных пунктов и жилых домов. А маршруты самолетов прокладываются по – возможности в стороне от населенных пунктов, что, безусловно, снижает общий уровень транспортного шума в мегаполисах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении, хочется ещё раз подчеркнуть актуальность рассмотренной темы «Производственный шум и его воздействие на человека».
В своей работе я постарался осветить не только вопросы сугубо производственные, но и связанные с ними вопросы бытового шумового загрязнения в целом и транспортного шума в частности. Рассмотренные мною в работе вопросы гораздо более многогранны, и интересны как для ознакомления, так и в качестве предмета для исследований. Но, к сожалению, рамки настоящей работы и её формат не предполагают более детального рассмотрения проблемы. В работе я попытался изложить основные моменты, позволяющие читателю получить обобщенное знание по указанной теме. Безусловно, изложенная выше информация частично знакома из школьных курсов физики и биологии, некоторые факты приведены из более узкоспециализированных источников. Но в любом случае, я считаю, что информация, приведенная в работе, имеет практическую ценность, и может применяться в повседневной жизни.
Шумовое воздействие – это стандартный элемент окружающей среды человека, который помогает ему ориентироваться в пространстве. Но если этот элемент начинает выходить за стандартные рамки, он становится опасным. Уже сейчас установлено, что шум является одной из причин преждевременного старения, каждая третья женщина, и каждый четвертый мужчина страдает неврозами, вызванными повышенным уровнем шума, сильный шум уже через 1 мин может вызывать изменения в электрической активности мозга, которая становится схожей с электрической активностью мозга у больных эпилепсией.
В связи с тем, что шумовое воздействие носит массовый характер, проблема исследования шума, разработки эффективных методов борьбы с ним, остается по сей день очень значимой. И значимость этой проблемы растет, вместе с ростом урбанизации , развитием техники и технологии.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/proizvodstvennyiy-shum-i-ego-vozdeystvie-na-cheloveka/
1. Андреева-Галанина Е.Ц. Шум и шумовая болезнь. — М.: Наука, 2000
2. В.Г.Артамонова, Н.Н.Шаталов “Профессиональные болезни”, — Медицина, 1996
3. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для техникумов и вузов. — М.: Высшая школа, 2004.
4. Данилов-Данильян В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие для системы повышения квалификации и переподготовки государственных служащих. — М.: Изд-во МНЭПУ, 2002.
5. Медведев В.Т. Инженерная экология: Учебник. — М.: Гардарики, 2002.
6. Юдина Т.В. Борьба с шумом на производстве. — М.: Просвещение, 2004г.
7. Материал из «Википедии — Свободной Энциклопедии» Статья «Шумомеры» Состав и принцип работы.
8. Автомобильные дороги. Мероприятия по снижению шума на автомобильных дорогах. /Ретроспективный указатель/ Москва 2002 электронный каталог http://www.tehlit.ru/1lib_norma_doc/47/47983/
9. Надежная защита от шума: (Проспект) /Трансбарьер. — М., б.г. — 4 с.
10.Граффстейн И. /ПНР/. Дорожные шумоизоляционные экраны //Автомоб. дороги. — 1984. — № 10. — С. 20-21.
11.Поспелов П.И., Строков Д.М., Щит Б.А. Комплексное проектирование средств защиты от шума при реконструкции Московской кольцевой дороги (МКАД) //Проектирование автомоб. дорог. — М., 1999. — С. 3-10 (Тр. МАДИ).
12.Поспелов П.И. Проблемы акустического обоснования при проектировании шумозащитных экранов // Наука и техника в дор. отрасли. — 2001. — № 4. — С. 12-14.
Материалы, опубликованные в реферативном журнале ВИНИТИ
13.01.07-03А.16. Борьба с шумом в Страсбурге. Strassbourg s’essaie a la politique du moindre bruit. Marin P. Vie rail et transp. 1998, № 2664, с 50. Фр.
14.01.05-03А.21. Выбоины и дорожный шум. Ornierage, bruit bilan des etudes ASFA et perspectives. Caroff Gilbert, Spernol Alexandra. Rev. gen. routes et aerodr. 2000, Hors serie № 1, с 106-108. Фр.
15.01.06-03A.38. Противошумное дорожное покрытие для городских улиц. Silence et adherence: Viaphone, un enrobe tres urbain. Environ, mag. 1999, № 1574, с 43-44. Фр.
16.02.01-71.38. Снижение шума транспортных средств за счет установки звукоизолирующего капота. Дроздова Л.Ф., Омельченко А.В., Потехин В.В. Докл. 3-й Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «Нов. в экол. и безопас. жизнедеят-сти», Санкт-Петербург, 16-18 июня, 1998. Т. 2 (СПб): Б. и (1999), с. 370-373. Рус.
