7. Приборы для измерения шума и вибрации

Основными приборами для измерения шума являются шумомеры. В шумомере механические звуковые колебания, воспринимаемые микрофоном, преобразуются в электрические, которые усиливаются и затем, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются стрелочным прибором. Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно составляет 30—130дБ при частотных границах 20—16 000 Гц.

Для определения спектра шума и его уровней в октавных полосах шумомер подключают к фильтрам и анализаторам.

Для измерений используют отечественные шумомеры Ш-71, ПИ-14, ИШВ-1 в комплекте с октавными фильтрами. Широкое распространение в нашей стране получила акустическая аппаратура фирм RFT (Германия) и «Брюль и Къер» {Дания).

Шумоизмерительные средства состоят из шумомера (в соответствии с ГОСТ 17187-71) и октавных электрических фильтров, пропускающих определенную полосу частот электрических колебаний.

35

Действие шумомера основано на преобразовании микрофоном звуковых колебаний в электрические, которые после усиления и прохождения через октавные фильтры передаются измерительному прибору - стрелочному индикатору.

На практике применяются измерительные системы типа ИШВ-1 (со встроенными октавными фильтрами) завода «Виброприбор» (г. Таганрог) или ШВК-1 (с отдельными фильтрами типа ФЭ-2 того же завода) и типа 00017 (со встроенными фильтрами) фирмы RFT ГДР.

Для измерения только уровня звука без частотного анализа используют шумомеры типов «Шум-1, ШМ-1, Ш-63 или 00014 фирмы RFT (ГДР).

Для ультразвуковых шумов (частота более 11,2 кГц) нормируемые параметры установлены ГОСТ 12.1.001-75 «ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности».

Вибрация измеряются приборами, основанными на механических и электрических методах. Электроизмерительные приборы обеспечивают более высокую точность измерения в широком диапазоне частот вибраций большой и малой интенсивности. Они позволяют записывать виброграммы на значительном расстоянии от объекта вибрации, что обеспечивает безопасность и удобство проведения работ по измерениям.

Измерение вибраций производится согласно ГОСТ 12.4.012-75 «ССБТ. Средства измерения и контроля вибраций на рабочих местах. Технические требования». Этим требованиям отвечает шумомер типа ШВК-1, снабженный датчиком вибраций.

Для стационарного оборудования точки измерения вибраций выбирают на рабочих местах. Датчик вибрации крепят к рабочей площадке или сиденью работающего. Локальные вибрации, передающиеся на pyки при работе с ручными машинами, измеряют по виброскорости в среднегеометрических октавных полосах от 8 до 1000 Гц. Датчик вибрации крепят в местах контакта рук с вибрирующими поверхностями. Ручные машины должны соответствовать

36

требованиям ГОСТ 17770-72 «Машины ручные. Допустимые уровни вибрации».

Заключение

Рассмотренные в лекции факторы — шум, вибрация, инфразвук и ультразвук - являются вредными, отрицательно влияющими на работоспособность, вызывающие профессиональные заболевания и другие неблагоприятные последствия.

Шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твёрдой) среды. Действие его на организм человека связано главным образом с применением нового, высокопроизводительного оборудования, с механизацией и автоматизацией трудовых процессов: переходом на большие скорости при эксплуатации различных станков и агрегатов. Длительное воздействие на организм человека шума и вибрации приводит к развитию хронического переутомления, способствует развитию общих и профессиональных заболеваний, снижению слуха, нарушениям со стороны центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы человека.

Инфразвук представляет собой механические колебания, распространяющиеся в упругой среды с частотами менее 20Гц, находящимися ниже порога слышимости человека. В отличие от шума инфразвук распространяется на большие расстояния вследствие малого поглощения. При воздействии инфразвука на человека происходят изменения ритмов дыхания и биений сердца, расстройства желудка и центральной нервной системы, головные боли.

В профилактике вредного воздействия факторов большое значение имеет предупредительный и текущий санитарные надзоры и медицинская профилактика.

37

Основные мероприятия для борьбы с шумом: устранение причины шума или существенное его ослабление в самом источнике при разработке технологических процессов и проектирования оборудования; изоляция источника шума от окружающей среды средствами звука - и виброзащиты, звука - и вибропоглощения; уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отраженной от стен и перекрытий; рациональная планировка помещений; применение средств индивидуальной защиты от шума; рационализация режима труда в условиях шума; профилактические мероприятия медицинского характера. Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные .К средствам индивидуальной защиты (противошумам) относят вкладыши, наушники и шлемы.

Средства защиты снижения уровня инфразвука: увеличение частот вращения валов до 20 и больше оборотов в секунду; повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;устранение низкочастотных вибраций; внесение конструктивных изменений в строение источников.

Измерение уровней шума производят на рабочих местах или в рабочих зонах для сопоставления с требованиями санитарных норм, а также для оценки шумовых характеристик машин и оборудования с целью разработки мероприятий по борьбе с шумом. Указания по измерению и гигиенической оценке шума даны в ГОСТ 12.1.003-76 и ГОСТ 20445-75 «Здания и сооружения промышленных предприятий. Метод измерения шума на рабочих местах», а также в Методических указаниях по измерению и гигиенической оценке производственных шумов 1844-78 Минздрава СССР.

С этой целью используют частотный спектр измеренного уровня звукового давления в октавных полосах частот, который сравнивают с предельным спектром, нормированным в ГОСТ 12.1.003-76 (табл. 6.1 дана с сокращениями).

38

Таблица 1. Допустимые уровни звукового давления и уровни звука

Для ориентировочной оценки шумовой обстановки на рабочем месте допускается в качестве характеристики постоянного шума использовать одночисловой параметр (независимый от частоты), так называемый уровень звука в дБА, измеренный без частотного анализа - по шкале А шумомера, которая приблизительно соответствует частотной характеристике слуха человека.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА, определяемый также по шкале А шумомера.

Слуховой аппарат человека более чувствителен к звукам высоких частот, поэтому нормированные значения звукового давления уменьшаются с увеличением частоты.

Характеристикой постоянного и непостоянного (кроме колеблющегося во времени) шумов на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах частот от 63 до 8000 Гц.

Характеристикой колеблющегося во времени шума на рабочих местах (например, во время работы металлорежущего станка с переменным режимом работы) является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА, определяемый по ГОСТ 20445-75 и оказывающий такое же влияние на слуховой аппарат, как и постоянный шум такого же уровня.

39

Рекомендуемая литература

Основная литература:

1. Каракеян В. И. , Никулина Н. М. Безопасность жизнедеятельности. Учебник.- М.- «Юрайт»,- 2014

2. Холостова Е. И., Прохорова О. Г. Безопасность жизнедеятельности. Учебник.-

М.- «Дашков и К»,- 2013

Дополнительная литература:

1. Алексеев В.С. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций / В.С.Алексеев, О.И.Жидкова, Н.В.Ткаченко. - М.: Эксмо, 2008. - 160 с. С.24-26.

2. Девясилов В.А. Охрана труда: учебник / В.А.Девисилов. - М.: ФОРУМ, 2009. - 496 с. С.145-168.

3. Михнюк Т.Ф. Охрана труда: учеб.пособие для студентов / Т.Ф.Михнюк. - Минск: ИВЦ Минфина, 2010. - 320 с. С.111-133.

Приборы для измерения шума

Для измерения уровня шума применяют специальные приборы — шумомеры.

Шумомер являет собой автономный переносной прибор, который позволяет измерять интенсивность звука в дБ.

Требования к современным устройствам

Согласно действующему ГОСТ Р 53188.1-2008 шумомеры должны соответствовать определенным требованиям. Этот нормативный документ регламентирует требования к шумоизмеряющим устройствамs1 и 2 класса. К таковым устройствам относятся шумомеры, которые измеряют звук и вибрацию. Они имеют функцию интегрирования, что позволяет измерять средний уровень звука, а также определять уровень воздействия звука.

Требование стандарта относятся только к номинальным техническим характеристикам изделий, а не к самой конструкции шумомеров. Это может быть просто прибор с микрофоном и предусилителем, либо устройство с комплектом блоков и необязательно с индикатором измеренных значений. Также не регламентируется способ обработки сигнала.

Модели шумомеров

Промышленное отечественное производство представлено шумомерами ИШВ-1,ША-63,Ш-71,Ш-ЗМ,МИУ ,произведенные в Германии типа PSJ-201, PSJ-202,в Дании фирмы Brüel & Kjær. Бытовые дозиметры шума типа АТТ-9080.

Шумомер ИШВ-1

Как проводят измерения для систем вентиляции

Измерения проводятся по методике соответствующей ГОСТу. Чтобы измерить показатели шума и оценить его влияние на рабочих местах производственных помещений замеры производят учитывая тип, количество и расположение технологического оборудования.

Методы которыми проводится измерения в производственных условиях перечислены в ГОСТ 12.1.050-86.

Вентиляционное оборудование измеряют на шумность и вибрацию, при неработающем остальном техоборудовании, приборами 2 класса в восьми октавных полосах: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц предназначенными для технических измерений.

Максимальный уровень шума определяют величиной показаний прибора не менее 1% времени от общей продолжительности самого измерения. Процесс измерения во всем диапазоне октав проходит больше чем 30 мин. Затем показания сравнивают с нормированными допустимыми значениями.

Хотите избавится от шума в системе вентиляции? Читайте статью.

Виды шума, его описание и характеристики, допустимые значения шума и вибрации для рабочей зоны, а также рекомендации и мероприятия по защите от его воздействия можно найти в ГОСТ 12.1.003-83.

Нормы для зоны жилой застройки и санитарно-защитной зоны находятся в ГОСТ 23337-78.

Методы измерения внешнего шума автомобилей и его предельные значения для возможности его эксплуатации смотрим в ГОСТ Р 52231-2004.

Цена на шумомеры

Зависимо от класса шумомера и его опций, цена может колебаться от нескольких десятков до тысяч долларов.

Для проверки уровня шума в быту достаточно самого недорогого устройства, они комплектуются русифицированными инструкциями и отличаются простотой и удобством в эксплуатации, прекрасно подойдут как для профеcсионала так и для домохозяйки.

Портативный шумомер Testo за 400$

Заключение

Если у вас нет шумомера полезно будет знатьsчто уровень шума в безветренную погоду в зимнем лесу приблизительно равен 0sдБ, шепот с расстояния 1 м около 20 дБ,sсельская местность 30 дБ, шум в читальном зале порядкаs40 дБ, отбойный молоток и тяжелый грузовик издает звук от 80 до 100 дБ, от 110 дБ до 170 дБ — звуки оркестра, молнии, взлет реактивного самолета и космической ракеты.

Но для измерений шума в системах вентиляции, шумомер (хотя бы портативный) необходим. Исходя из его данных, составляется протокол измерения уровней шума, а также выполняется контроль и соответствие фактических значений акустическому расчету, пример которого можете найти здесь.

Видео: Измерения шума в канале вентиляции

Читайте также:

Шумомер. Виды и устройство. Работа и применение. Классы

Шумомер – это электронный прибор, предназначенный для измерения уровня громкости в децибелах. Данное оборудование широко используется в быту и отличается высокой степенью точности. Оно имеет сравнительно невысокую стоимость и не требует сложных настроек. Чтобы воспользоваться прибором достаточно просто его включить без необходимости сложных манипуляций и изучения инструкции в несколько страниц.

Где используется шумомер

Шумомеры в первую очередь используются для контроля эффективности шумоизоляции, которая установлена в помещении. Их используют строители для определения уровня звукоизоляции объектов. На их основе можно проверить насколько соответствует применяемый строительный материал тем параметрам, которые заявлены производителем.

Существуют стандарты шума, которые допустимы в жилых помещениях в дневное и ночное время. В случае нарушения данных норм предусматривается административная ответственность в виде наложения штрафа или конфискации звукового оборудования и инструментов, издающих шум. Чтобы привлечь виновника к ответственности нужно документально зафиксировать уровень звука, который тот издает. Специально для этой цели используется шумомер, что позволяет получить точные данные в децибелах. Данное устройство имеется в распоряжении сотрудников правоохранительных органов, которые выезжают на жалобы нарушения норм проживания шумными соседями. С помощью данного оборудования можно определить, подпадают ли они под административную ответственность за нарушение правил тишины.

Также шумомеры используются для контроля условий труда на производствах, поскольку уровень шума различного оборудования ограничивается нормами трудового законодательства. Превышение допустимого звука несет опасность для здоровья человека в виде частичной потери слуха. В связи с этим контроль данного показателя является очень важным, и обойтись без применения шумомера невозможно.

Принцип действия прибора и его устройство

Шумеры имеют сравнительно несложную конструкцию, если приравнивать их к высокотехнологическим электрическим устройствам. В сердце конструкции находится обычный ненаправленный микрофон, мембрана которого колеблется от звуковых волн. Снятый с нее сигнал пропускается через несколько фильтров и поступает на индикаторный прибор, который устроен как вольтметр. Уровень создаваемого шума соответствует уровню напряжения электрического тока в устройстве. В связи с этим показатель электрического сигнала полностью соответствует тому, насколько громкий выдаваемый звук. Механическая шкала или электронный циферблат выводят показатели громкости в децибелах.

Если рассматривать устройство шумомера более детально, то можно выделить его следующие составные части: ненаправленный микрофон, усилитель, фильтры, детектор, интегратор, индикатор.

Наличие фильтров позволяет отсечь от измерений показания звуковых волн, которые не воспринимаются человеческим слухом. Это дает возможность проводить объективную оценку, ориентируясь по тем показателем, которые действительно влияют на окружающих. Звуки, которые ухо не воспринимает, отсеиваются фильтрами.

Стандарты шума

Чтобы использовать шумомер и делать правильные выводы об полученных с его помощью данных, нужно ориентироваться какой шум является опасным. Если человек на протяжении длительного периода сталкивается с шумом на уровне 70-90 дБ, у него развивается заболевание центральной нервной системы. Он становится раздражительным, страдает бессонницей и нарушениями рефлексов. Такая шумность наблюдается на многих производствах, поэтому работники таких предприятий пользуются защитными наушниками

Повышение уровня звука до 100 дБ приводит к частичной потере слуха. Это отклонение может иметь как кратковременный, так и постоянный характер. Если повысить шум до 200 дБ, наблюдаются серьезные повреждения центрального уха вплоть до кровоизлияний в мозг. Такой уровень в отдельных случаях является смертельным, в лучшем случае он приводит к контузии с потерей слуха на всю жизнь.

Оптимальным уровнем шума в помещениях является показатель до 40-50 дБ в дневное время. Это безопасный уровень звука, который не несет опасности для слухового аппарата. В ночное время эта норма ниже, и составляет 30-40 дБ. Стоит учитывать, что в различных странах, и отдельных городах, верхняя планка разрешенной громкости может отличаться.

Как правильно использовать прибор

Чтобы получить точные данные важно правильно использовать шумомер. Прибор не требует особого отношения или продолжительного обучения перед применением. Достаточно просто приблизить его к источнику шума и включить питание. После этого его микрофон начнет отправлять данные на считывающий элемент. В зависимости от модели шумомера измерения могут проводиться на протяжении нескольких секунд или больше. После этого прибор останавливает фиксацию показателей и выводит уровень самой сильной звуковой волны, которая была считана на протяжении измерения.

При работе с шумомером необходимо убедиться в том, что микрофон не закрыт. Чтобы проверить, что прибор работает, его можно испытать, проведя измерения в тихом помещении. В бытовых условиях практически невозможно создать условия, в которых нет звуковых волн. В связи с этим невозможно добиться, чтобы шумомер показывал уровень громкости на минимальной границе своей чувствительности. Если в помещении действительно тихо, то выдаваемый устройством уровень шума будет приближен к минимальной отметке. Испорченный шумомер будет фиксировать слишком высокие показатели, по этому можно определить непригодность его фильтров или прочих элементов.

Мобильные приложения для измерения шума

Для современных смартфонов написаны приложения, которые после установки позволяют измерить уровень шума, используя технические возможности телефона. Они выпускаются под операционные системы Android и iOS. Стоит отметить, что подобные приложения в некоторых смыслах могут заменить бытовые шумомеры, но при этом следует понимать, что точность получаемых данных остается под сомнением. Все зависит от качества смартфона. Если рассматривать насколько точно работают подобные приложения на оборудовании фирмы Apple, то безусловно можно судить о достаточной точности. Что касается более дешевого ассортимента смартфонов, то их точность восприятия уровня звука под сомнением.

Приложениями можно пользоваться при необходимости измерить приблизительные данные об уровне громкости в пределах разговорной нормы, то есть до 60 дБ. Аппаратные возможности смартфонов и планшетов ограничены, поскольку они не предназначены для громких звуков. Задача их микрофона только в восприятии голоса человека, который обычно и звучит в интервале до 40 дБ. Волны сверх этого показателя приложениями воспринимаются с погрешностью или игнорируются, поэтому смартфоны не могут служить как прибор для снятия показателей громкости.

Классы шумомеров

Шумеры разделяются на классы в зависимости от точности выдаваемых исследований. Класс 0 охватывает самые точные лабораторные приборы, которые служат в качестве эталона для контроля прочего оборудования. Такие устройства самые дорогие и дают очень маленькую погрешность благодаря тому, что в них используются дорогостоящие материалы, сложные фильтра и прочие элементы, влияющие на точность.

Следующими по точности являются приборы 1 класса, которые применяются для санитарно-гигиенических исследований. С их помощью оцениваются условия труда. Данное оборудование работает почти с лабораторной точностью, поэтому может использоваться в качестве эталона для контроля эффективности и точности измерения приборов более низкого класса.

Устройства 2 класса применяются для снятия показателей при прохождении техосмотра транспортных средств, оценки громкости работающего оборудования, когда не идет речь об санитарных условиях труда. Приборы 3 класса является бытовыми. Именно они чаще всего встречаются в продаже и позволяют получить приблизительные показатели уровня громкости, которые могут отличаться от данных, снятых с эталонного оборудования на 1-4 дБ.

Стоит отметить, что класс оборудования влияет и на диапазон снятия измерений. Шумомер с классом 0 и 1 способен фиксировать звуковые сигналы в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц. 2 класс работает в диапазоне от 20 Гц до 8 кГц. 3 класс берет звуковые волны, начиная от 30 Гц и до 8 кГц. Также устройства отличаются по децибелам, которые они могут зафиксировать. Бытовые приборы работают с диапазоном громкости от 30 до 130 дБ.

Отличия между моделями

Подбирая шумомер, стоит обратить внимание на его класс, уровень погрешности, а также диапазон чувствительности в децибелах. Что касается источника питания, то это дело вкуса. В одних случаях удобно пользоваться сетевыми приборами, которые подключаются к розетке, а в других лучше купить устройства на батарейках или аккумуляторе. Также приборы отличаются размером экрана. Дорогие модели могут помимо цифр выводить график силы звуковых волн.

Современные устройства оснащаются прикрепленным микрофоном, и выводят данные об измерениях на цифровой экран. Они гораздо более удобные в применении, чем старые приборы оснащенные стрелкой. Более раннее оборудование имело недостаток, а именно удобство в фиксации самого высокого получаемого звукового сигнала. В результате отсутствия автоматической остановки, получаемый показатель зависит исключительно от профессионализма оператора, который занимается снятием показателей. Если моргнуть и вовремя не заметить насколько отклонилась стрелка, то можно пропустить максимальный шум и записать меньший показатель. Подобное оборудование сейчас встречается в продаже только из рук, поскольку производители отказались от такой конструкции. Подбирая прибор, стоит избегать стрелочных моделей без автоматической фиксации верхнего показателя измерения.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМА

Для измерения шума применяют микрофоны, различные приборы шумомеры. В шумомерах звуковой сигнал преобразовывается в электрические импульсы, которые усиливаются и после фильтрации регистрируются на шкале прибором и самописцем.

Для замеров уровней звукового давления и звуковой интенсивности используют следущие приборы: шумомер типа Ш-71 с октавными фильтрами ОФ-5 и ОФ-6; шумомер PS 1-202 с октавными фильтрами OF-101 фирмы RET (Германия); шумомеры типа 2203, 2209 с октавными фильтрами типа 1613 фирмы «Брюль», «Кер» (Дания); измерители шума и вибрации ИШВ-1 и ВШВ-003.

Шумовые характеристики технологического оборудования определяют на расстоянии 1 м от контура машин. На рабочем месте измерение шума следует производить на уровне уха (на расстоянии 5 см от него), когда рабочий находится в основной рабочей позе.

Современные шумомеры имеют корректирующие частотные характеристики «А» и «Лин». Линейная объективная характеристика (Лин) используется при измерении уровней звукового давления в октавных полосах 63 … 8000 Гц - по всему частотному диапазону.

Для того чтобы показатели шумомера приближались к субъективным ощущениям громкости, используется характеристика шумомера «А», которая примерно соответствует чувствительности органа слуха при разной громкости. Диапазон работы шумомера 30-- 140 дБ. Частотный анализ шума производится шумомером с присоединенным анализатором спектра (набор акустических фильтров). Каждый фильтр пропускает узкую полосу частот звука, определяемую верхней и нижней границей октавных полос. При этом в производственных условиях регистрируется лишь уровень звука в дБА, а спектральный анализ ведется по магнитофонной записи шума.

Борьба с шумом осуществляется различными методами и средствами:

снижение мощности звукового излучения машин и агрегатов;

локализация действия звука конструктивными и планировочными решениями;

организационно-техническими мероприятиями;

лечебно-профилактическими мерами;

применением средств индивидуальной защиты работающих.

Условно все средства защиты от шума подразделяются на коллективные и индивидуальные.

Коллективные средства защиты:

- средства, снижающие шум в источнике;

- средства, снижающие шум на пути его распространения до защищаемого объекта.

Уменьшение шума в источнике возникновения является наиболее эффективным и экономичным, (позволяет снизить шум на 5-10 дБ):

устранение зазоров в зубчатых соединениях;

применение глобоидных и шевронных соединений как менее шумных;

широкое использование, по возможности, деталей из пластмасс;

устранение шума в подшипниках;

замена металлических корпусов на пластмассовые;

балансировка деталей (устранение дисбаланса);

устранение перекосов в подшипниках;

замена зубчатых передач на клиноременные;

замена подшипников качения на скольжение (15дБ) и т.д.

Для уменьшения шума в арматурных цехах целесообразно: использование твердых пластмасс для покрытия поверхностей, соприкасающихся с арматурной проволокой; установка упругих материалов в местах падения арматуры; применение вибропоглощающих материалов в ограждающих поверхностях машин.

К технологическим мерам снижения уровня шума в источнике относятся: уменьшение амплитуды колебаний, скорости и т.д.

Средства и методы коллективной защиты, снижающие шум на пути его распространения подразделяются на:

архитектурно- планировочные;

акустические;

организационно-технические.

Архитектурно-планировочные мероприятия по снижению шума.

С точки зрения борьбы с шумом в градостроительстве при проектировании городов необходимо четко осуществлять разделение территории на зоны: селитебную (жилую), промышленную, коммунально-складскую и внешнего транспорта, с соблюдением согласно нормативам санитарно-защитных зон при разработке генплана.

Правильная планировка производственных помещений должна производится с учетом изоляции помещения от внешних шумов и шумных производств. Производственные здания с шумными технологическими процессами следует размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и жилому поселку, и обязательно торцевыми сторонами к ним. {Взаимная ориентация зданий решается так, чтобы стороны зданий с окнами и дверями были против глухих сторон зданий. Оконные проемы таких цехов заполняются стеклоблоками, а вход делается с тамбурами и уплотнением по периметру.

Наиболее шумные и вредные производства рекомендуется комплектовать в отдельные комплексы с обеспечением разрывов между отдельными ближними объектами согласно санитарным нормам. Внутри помещения также объединяются с шумными технологиями, ограничивается число рабочих подверженных воздействию шума. Между зданиями с шумной технологией и другими зданиями предприятия необходимо соблюдать разрывы (не менее 100 м). Разрывы между цехами с шумной технологией и другими зданиями следует озеленить. Листва деревьев и кустарников служит хорошим поглотителем шума. Новые железнодорожные линии и станции следует отделять от жилой застройки защитной зоной шириной не менее 200 м. При устройстве вдоль линии шумозащитных экранов минимальная ширина защитной зоны равна 50 м. Жилая застройка должна располагаться на расстоянии не менее 100 м от края проезжей части скоростных дорог.

Шумные цехи следует концентрировать в одном-двух местах и отделять от таких помещений разрывами или помещениями, в которых люди находятся непродолжительное время. В цехах с шумным оборудованием необходимо правильно разместить станки. Следует располагать их таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимальной площади. Между участками с разным уровнем шума устраивают перегородки или размещают подсобные помещения, склады сырья, готовых изделий и т.п. Для предприятий, расположенных в черте города, наиболее шумные помещения располагают в глубине территории. {Снижение уровня шума на территории жилой застройки проводится и архитектурно-планировочными решениями (разрывы, приемы застройки), устройство шумозащитных сооружений (экранов, шумозащитных полос озеленения). Профили улиц с сооружениями, экранирующими шум.}?

Рациональное размещение акустических зон, режима движения транспортных средств и транспортных потоков.

Создание шумозащитных зон.

Уровни звукового давления, создаваемые на территории жилой застройки источниками шума предприятий (машинами, оборудованием и т.д.), определяют по формуле:

(2.5.10.)

где R - затухание шума на расстоянии r , дБ;

Lm1 - уровень интенсивности шума на расстоянии 1 м от источника, дБ;

r - расстояние от источника шума до рассчитанной точки, м.

Определим, например, уровень шума двигателя вентиляционной установки на расстоянии 100 м, если шум на расстоянии 1 м от источника равен 130 дБ.

Получим: дБ

Классификация основных методов и средств коллективной защиты от шума

Акустические методы защиты от шума

К ним относятся: звукоизоляция, звукопоглощение, звукоподавление (глушение шума).

Звукоизоляция - это способность конструкций, ограждающих или разделяющих помещения, или их элементов ослаблять проходящий через них звук.

Виды звукоизоляции и эффективность звукоизоляции.

При встрече звуковой энергии с ограждением часть её проходит через ограждение, часть её отражается, часть - превращается в тепловую энергию, часть - излучается колеблющейся преградой, и часть - превращается в корпусной звук, распространяющийся внутри ограждения в помещении.

Величина излучаемой звуковой энергии гораздо меньше звуковой энергии, воздействующей на ограждение со стороны источника шума, так как часть звуковой энергии отражается от ограждения.

Звукоизолирующие качество ограждения характеризуются коэффициентом звукопроницаемости ?:

(2.5.11)

где lпр, Рпр - интенсивность и звуковое давление прошедшего звука;

lпад, Рпад - интенсивность и звуковое давление падающего звука.

Звукоизолирующая способность конструкции тем выше, чем выше ее поверхностная плотность. Эффективными звукоизолирующими материалами являются: бетон, дерево, плотные пластмассы и др.

Для большинства строительных конструкций и материалов имеются таблицы с экспериментальными данными их звукоизолирующей способности в активной полосе частот. При проектировании ограждений зданий и сооружений одним из критериев выбора материалов стен, перекрытий, перегородок является их звукоизолирующая способность.

Для создания нормальных условий на рабочих местах, необходимо знать на какую величину нужно понизить звуковое давление. В качестве такого критерия предлагается величина звукоизоляции Д (рис.2.5.3.). Для определения величины звукоизоляции необходимо замерить уровень звукового давления или интенсивности от источника, и сравнить его с нормативной величиной (ГОСТ 12.1.003-83; ГОСТ 12.1.001-89; ДСН 3.3.6-037-99). Для тонального и импульсного шума, а также шума, создаваемого установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, величина Lg должна быть уменьшена К = 5 дБ (рис.2.5.3.).

При расчете изоляции помещения от внешнего шума, очень важно знать на какую величину нужно понизить звуковое давление. В качестве критерия предлагается величина звукоизоляции:

,дБ, (2.5.12)

где L1 - уровень шума внутри помещения, дБ;

L2 - уровень шума снаружи помещения, дБ.

Однако формула (2.5.11.) не дает четкого представления о том, эффективно ли такое снижение шума или нет, с точки зрения охраны труда.

Выбор необходимой звукоизоляции производится, исходя из громкости шума, допустимой по нормам. Изолирующие стена и кожух должны создавать такую изоляцию звука, чтобы проникающий сквозь них шум не выделялся на общем фоне. Для этого шум от источника должен быть снижен на 3…5 дБ против допустимого по нормам:

,дБ (2.5.13)

где Д - необходимая величина звукоизоляции, дБ

LА - уровень от источника, дБ;

Lg - допустимый уровень шума по нормам, дБ.

Рис. 2.5.3. Параметры звукоизоляции

Теперь, применив формулу (2.5.13), знаем на сколько дБ необходимо понизить звуковое давление. Исходя из полученного результата, необходимо выбрать эффективную звукоизоляцию. Изоляционную конструкцию рассчитывают так, чтобы её звукоизолирующая способность конструкции ( R ) в дБ была бы равна или была бы больше величины необходимой звукоизоляции, т.е. R ? Д (рис.2.5.3.).

При частоте колебаний среды более 100 Гц эффективность звукоизоляции зависит от массы конструкции (закон масс).

С увеличением массы конструкции М увеличивается изолирующая эффективность борьбы с шумом. Звук проникает посредством колебаний, и чем тяжелее, массивнее преграда, тем труднее привести её в колебание. Оградительные конструкции шумных цехов делаются массивными, утолщенными из плотных материалов или из пустотелых блоков, или многослойными.

Для определения звукоизолирующей способности ограждений рекомендуется формула:

(2.5.14.)

где ? - коэффициент звукопроводности, представляющий собой отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию и падающей на конструкцию.

Для изоляции шумных помещений применяются звукоизолирующие стены и перекрытия. Звукоизолирующая способность таких ограждений определяется по следующим формулам:

для определения между двумя помещениями

, (2.5.15)

для сплошного и однообразного ограждения с массой конструкции до 200 кг/м2 звукоизолирующая способность равна:

, (2.5.16)

то же с массой свыше 200 кг/м2

, (2.5.17)

для двойного ограждения с воздушной прослойкой 8…10 см:

, (2.5.18)

где М - масса конструкции, кг/м2;

M1 , M2 - масса стенок двойного ограждения, кг/м2;

R - звукоизолирующая способность ограждения, дБ;

L1 , L2 - среднее значение уровня звукового давления в шумном и тихом помещениях, дБ;

S - площадь ограждения, м2;

А - общее звукопоглощение в тихом помещении, равное сумме произведений всех площадей на их коэффициенты звукопоглощения, м2.

Если само ограждение выполнено из звукопоглощающего материала, то величина ослабления шума ? звукоизолирующей конструкции определяется по следующей зависимости:

, (2.5.19)

где ? - коэффициент звукопоглощения материала конструкции.

Звукоизолирующая способность ограждения зависит от геометрических размеров, числа слоев звукоизолирующего материала, его веса, упругости и частотного состава шума.

Звукоизоляция однослойных ограждений

Однослойными считаются ограждения (конструкции), если они выполнены из однородного строительного материала или состоят из нескольких слоев различных материалов с собственными акустическими свойствами, жестко соединенных по всей поверхности (кирпич, бетон, штукатурка и т.д.)

Звукоизоляция ограждающих конструкций зависит от возникновения в них резонансных явлений. Область резонансных колебаний ограждений зависит от массы и жесткости ограждения, свойств материала. В основном, частота большинства строительных однослойных конструкций ниже 50 Гц. Поэтому, на низких частотах 20…63 Гц - I диапазон, звукоизоляция ограждений незначительна из-за больших колебаний ограждения вблизи первых частот собственных колебаний (провал звукоизоляции).

На частотах, в 2 - 3 раза превышающих собственную частоту колебаний ограждений (частотный диапазон II), звукоизоляция зависит от массы единицы площади ограждения и частоты падающих волн, а жесткость ограждения практически не оказывает влияния на звукоизоляцию:

, (2.5.20)

где R - звукоизоляция, дБ;

М - масса 1 м2 ограждения, кг;

? - частота звука, Гц.

Удвоение массы ограждения или частоты звука ведет к повышению звукоизоляции на 6 дБ.

При совпадении частоты вынужденных колебаний (падающей звуковой волны) с частотой колебаний ограждения (эффект волнового совпадения) проявляется пространственный резонанс ограждения, при этом резко снижается звукоизоляция. Это происходит так: начиная с некоторой частоты звука ??0,5?кр, амплитуда колебаний ограждения резко возрастает (III диапазон).

Наибольшую частоту звука (Гц), при которой проявляется волновое совпадение, называют критической:

, (2.5.21)

где b - толщина ограждения, см;

? - плотность материала, кг/м3;

? - динамический модуль упругости материала ограждения, мПа.

Многослойные звукоизолирующие ограждения

Для повышения звукоизоляции и снижения массы ограждения применяют многослойные ограждения. Для этого пространство между слоями заполняют пористо-волокнистыми материалами и оставляют воздушную прослойку шириной 40 - 60 мм. На звукоизолирующую способность оказывает влияние масса слоя ограждения М1 и М2 и жесткость связей К, толщина слоя пористого материала или воздушной прослойки (рис.

2.5.4 )

Чем ниже упругость промежуточного материала, тем меньше передача колебаний второму ограждающему слою, и тем выше звукоизоляция (практически, двойное ограждение позволяет снизить уровень шума на 60 дБ).

Звукопоглощение

В шумных помещениях уровень звука значительно увеличивается за счет его отражения от строительных конструкций и оборудования. Уменьшить долю отражаемого звука можно, применив специальную акустическую обработку помещения, заключающуюся в облицовке внутренних поверхностей звукопоглощающими материалами.

При падении звуковой энергии Епад на поверхность одна часть звуковой энергии поглощается (Епог), другая - отражается (Еотр).

Отношение поглощенной энергии к падающей - коэффициент звукопоглощения этой поверхности:

, (2.5.22)

Поглощение звука материалом обусловлено внутренним трением в материале и переходом энергии звука в тепло. Зависит от толщины поглощающего слоя, вида материала и характеристик звука. Звукопоглощающими считают материалы, у которых ? ? ???.

Звукопоглощающие конструкции условно делят на три группы: пористые звукопоглощающие, резонансные, штучные (объемные) звукопоглотители. В строительстве наиболее часто применяют пористые звукопоглощающие материалы. Конструкции из них выполняют в виде слоя необходимой толщины. Резонансные конструкции представляют собой перфорированные экраны. Обычные строительные материалы: бетон, кирпич, камень, стекло, являются плохими звукопоглотителями. Наиболее эффективно поглощают звук пористые, волокнистые материалы с малой плотностью. Звукопоглощение на предприятиях достигается облицовкой стен и потолков волокнистыми или пористыми материалами (р=80…100 кг/м3), стекловолокнами (р=17…25 кг/м3), ячеисто бетонными плитами типа «Силакпор» (р=350 кг/м3), бетонно-керамзитными блоками, плитами из перфорированного павинола марки «Авиапол» и др. Для закрепления эти материалы покрывают алюминиевыми перфорированными панелями, мелкоячеистой проволочной сеткой, стеклотканями и т.п. Звукопоглощающая облицовка уменьшает шум в помещениях на 6 -10 дБ.

Звукопоглощение материалов зависит от толщины. Так, толщина хлопка, ваты составляет 400 - 800 мм, рыхлого войлока - 180 мм, плотного войлока - 120 мм, минеральной ваты - 90 мм, пористого гипса - 6 мм.

Звукопоглощающие материалы эффективно поглощают звук средних и высоких частот. Для поглощения низкочастотного шума между звукопоглощающей облицовкой и стеной создают воздушную прослойку.

Часто применяют штучные поглотители, выполненные в виде объемных тел из звукопоглощающего материала. Их подвешивают к потолку вблизи источников шума. Для звукопоглощения применяют различные виды конструкций. Такие конструкции состоят из одного или нескольких слоев материалов, жестко связанных друг с другом. Звукопоглощающая способность такой конструкции зависит от коэффициента шумопоглощения каждого слоя.

В том случае, когда звукоизолирующее ограждение имеет в своей конструкции звукопоглощающий материал, эффективность ограждения зависит от коэффициента звукопоглощения ? и звукоизоляции стенок кожуха или конструкции (рис. 2.5.3). Для оценки эффективности такой конструкции необходимо знать массу стенок кожуха или конструкции М в кг/м2, частоту колебаний в Гц и коэффициент ?, который представляет отношение поглощенной звуковой энергии к падающей. Коэффициент звукопоглощения для большинства пористых материалов на средних и высоких частотах равен 0,4 - 0,6. Пористые звукопоглощающие материалы изготовляют в виде плит и крепят непосредственно к стене или к конструкции. Зернистые, пористые материалы изготовляют из минеральной крошки, гравия, пемзы, каолина, шлака и т.д., применяя в качестве вяжущего вещества цемент или жидкое стекло. Эти материалы применяют для уменьшения шума в производственных помещениях, в коридорах общественных и других зданий, фойе, лестничных клетках. Звукопоглощающие, волокнистые, пористые материалы изготовляют из древесного волокна, асбеста, минеральной ваты, стеклянного или капронового волокна. Эти материалы используются в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, студиях, аудиториях, детских садах, яслях, ресторанах и т.д.

Снижение уровня звукового давления в акустически обработанном помещении можно определить по зависимости:

, (2.5.23)

где B2 и B1 - постоянные помещения до и после его акустической обработки, определяют по СНИП II-12-77,

, (2.5.24)

где В1000 - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000Гц, м2, определяется в зависимости от объема помещения;

? - частотный множитель, определяемый по справочным таблицам (изменяется от 0,5 до 6 в зависимости от объема помещения и частоты звука). Максимальное звукопоглощение можно получить при облицовке не менее 60% площади помещения.

Частичную изоляцию рабочих мест можно осуществить с помощью экранов.

Метод экранирования применяют, когда другие методы малоэффективны или неприемлемы с технико-экономической точки зрения. Экран представляет собой препятствие на пути распространения воздушного шума, за которым возникает звуковая тень (рис. 2.5.3.). Материалом для изготовления экранов являются стальные или алюминиевые пластины толщиной 1…3 мм, покрытые со стороны источника шума звукопоглощающим материалом. Акустическая эффективность экрана зависит от его формы, размеров, расположения относительно источника шума и рабочего места. Эффективность kэ экрана

, (2.5.25)

где, ? - частота; h - высота экрана; r - расстояние от экрана до рабочего места;

l - ширина экрана; d - расстояние от экрана до источника шума.

Эффективность звукопоглощения экрана зависит от отношения расстояния между источником и расчетной точкой ( l ) к длине ( А ), ширине ( В ) и высоте ( H ) помещения. Эффективная работа экрана будет обеспечена при l/A, l/B, l/H меньше 0,5. При величине отношения равной 1 применение экрана мало эффективно. Эффективность можно повысить за счет увеличения размеров экрана и приближения его как можно ближе к источнику шума. Английская фирма «Акустикэбс» разработала шумопоглощающий экран для промышленных зданий. Его можно использовать как временную перегородку для изоляции помещений.

Для борьбы с шумом используют также подвесные или штучные звукопоглотители, кубической или конической формы, выполненные из перфорированной фанеры, пластмассы, металла, заполненных пористым звукопоглощающим материалом. Эффективность звукопоглощения оценивается площадью звукопоглощения. Одним из направлений звукоизоляции является применение звукоизолирующих кабин, позволяющих дистанционно управлять производством. В качестве звукоизолирующих кабин рекомендуется использовать типовые стационарные железобетонные кабины для санузла жилых зданий. Их устанавливают непосредственно на пол на резиновых амортизаторах. Внутри проводят облицовку звукопоглощающими плитами и производят двойное остекление. При проектировании производственных помещений необходимо помнить, что с увеличением объема помещения уменьшается уровень шума. Однако, на звукопоглощение большое значение оказывает высота (H) помещения чем его объем. При отношении расстояния между источником шума и расчетной точкой (l) к высоте помещения (H), равной l/H = 0,5, звукопоглощение составляет 2…4 дБ; при l/H = 2…10 дБ; при l/H = 6…12 дБ.

При недостаточности указанных выше мер по снижению уровня шума до допустимых значений применяют комплексную звукоизоляцию. Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов (рис. 2.5.5; 2.5.6).

Рис.2.4.5. Средства звукоизоляции:

1 - звукоизолирующее ограждение; 2 - звукоизолирующие кабины и пульты управления;

3 - звукоизолирующие кожухи; 4 - акустические экраны; ИШ - источник шума

Сущность комплексной звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, чем проходит через него. За счет многократного отражения и экранирования рабочего места уровень понижается до допустимого значения.

Для снижения шума, создаваемого системами впуска и выпуска отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, вентиляционными установками, компрессорами и т.п., применяют глушители шума. Они бывают абсорбционные, реактивные и комбинированные (рис. 2.5.7).

Абсорбционные глушители снижают шум на 5 - 15 дБ за счет поглощения звуковой энергии звукопоглощающими материалами, которыми облицована их внутренняя поверхность. Они могут быть трубчатыми, пластинчатыми, сотовыми, экранными. Последние устанавливают на выходе газа в атмосферу или на входе в канал. Реактивные глушители снижают шум в резонансных камерах на 28 - 30 дБ (рис. 2.5.7.)

Организационно-технические меры снижения шума. Уменьшение шума с помощью организационно-технических мер осуществляется за счет изменения технологических процессов, устройством дистанционного управления и автоматического контроля, своевременным проведением планово-предупредительного ремонтов оборудования, внедрением рациональных режимов труда и отдыха.

Средства индивидуальной защиты от шума. В тех случаях, когда техническими средствами не удается снизить шум и вибрацию до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. Для снижения шума ДСН 3.3.6-037-99 рекомендует применять индивидуальные средства защиты по ГОСТ 12.1.003-88; для ультразвука (ГОСТ 12.1.001-89). Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами:

снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра;

не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину;

не снижать восприятие речи;

не заглушать звуковые сигналы опасности;

отвечать гигиеническим требованиям.

К индивидуальным средствам защиты органов слуха относятся внутренние и наружные противошумы (антифоны), противошумные каски.

Простейшими из внутренних противошумных средств считаются вата, марля, губка и т.д., вставленные в слуховой канал. Вата снижает шум на 3 - 14 дБ в полосе частот от 100 до 6000 Гц; вата с воском - до 30 дБ. Применяются предохранительные втулки (ушные вкладыши «Беруши»), плотно закрывающие слуховой канал и снижающие шум на 20 дБ (рис. 2.5.8.).

К наружным противошумным средствам относятся антифоны, закрывающие ушную раковину. Некоторые конструкции противошумов обеспечивают снижение шума до 30 дБ при частотах порядка 50 Гц и до 40 дБ при частотах 2000 Гц. Антифоны утомляют человека. В настоящее время разработаны антифоны, имеющие избирательную способность, т.е. защищающие органы слуха от проникновения звука нежелательной частоты и пропускающие звуки определенной частоты. В последнее время находят применение наушники противошумные ПШ-00, каска противошумная ВЦНИИОТ-2. Они являются весьма эффективными средствами при высокочастотных шумах, однако следует учитывать, что они не очень удобны в эксплуатации и могут применяться только временно. При уровне шума больше 120 дБ наушники и вкладыши не дают необходимого ослабления шума.