Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Практическая работа №5
Защита человека от рабочего шума
1 Цель работы
Ознакомится с методикой исследования рабочего шума: методами нормы, приборов и методами измерения, способами защиты.
2 Ключевые положения
Действие шума на человека зависит многих факторов: характеристик шума, времени действия, индивидуальных особенностей человека (её физического и психологического состояния). Вредное действие шума отображается на органах слуха и выражается в трёх формах: усталость слуха, шумовые травмы, профессиональная глухота.
Шум вредно действует на физиологические процессы, что вызывает: Сужение капилляров, повышение артериального давления и не правильная работа сердечно сосудистой системы, повышением сахара в крови; а во-вторых, спазмы кишечника снижение сокращений желудка и выделение желудочного сока и слюны, что приводит к гастриту.
Шум вредно действует на кору головного мозга.
2.1 Физические и психологические характеристики шума
Шум – хаотическое соединение звуков разной частоты и интенсивности (силы)
Звук – пружинистые колебания частей пружинистого окружения (жидкого, твёрдого, газообразного), которые распространяются в виде волн.
Физические характеристики: частота колебаний, интенсивность звука
Частота ƒ – число колебаний в секунду, обозначается скоростью распространения и длиной звуковой волны, Гц.
В зависимости от частоты звуки делятся на: инфразвуки – частотой меньше17Гц, звуки в сетях – 17 … 20000 ГЦ, которые человек воспринимает органом слуха (с возрастом этот диапазон сужается), ультразвуки – частотой больше 20000 Гц.
Человек совсем не воспринимает инфразвук органом слуха, но звук величиной 6 Гц вызывает чувство усталости, 7 Гц – особенно опасный, так как может вызвать остановку сердца, 5 Гц – повреждает печень, а некоторые частоты могут вызвать припадок сумасшествия.
Интенсивность (сила) звука – поток звуковой энергии, которая проходит за единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной по направлению распространения звуковой волны:
I = p2/pc, Вт/м3 (5.1)
Где р – звуковое давление, Па; р – плотность среды, кг/м3; с- скорость звука, м/с.
В случае точкового источника звука излучаемая им энергия распространяется в виде сферичной волны. На большой дистанции от точкового источника можно представить, что звуковая волна движется по закону плоской волны.
Звуковое давление – разница между мгновенным значением полного давления при прохождении звуковой волны через данную точку пространства и средним давлением в спокойной среде.
Психофизиологической характеристики: частотный интервал, громкость, уровень громкости.
Слуховой анализатор человека – ухо, различает звуки в диапазоне от 16 до 2000 Гц. Звуки разных частот воспринимается органом слуха по-разному. Зона резонансных частот, в которой усиливается восприятием человека, лежит в приделах 2…5 тысяч Гц. Увеличения частоты звука субъективно воспринимается как его возрастание.
Частотный промежуток слышимости разделение диапазонов частот звуков чувствительности на октавной полосе частот.
Октавная полоса частот (октава) – диапазон частот, в котором верхняя граничная частота ƒв вдвое больше нижней граничной частоты ƒн. Октава характеризуется своим среднегеометрическим значением: ƒср. r = √ƒвƒн.
Диапазон чувствительности человека разделен на девять октав со среднегеометрическими значениями:31.5, 63,125, 250, 500,1000, 2000, 4000,8000 Гц.
Громкость – субъективная оценка звука величиной ощущения, которое воспринимается ухом.
Прямой зависимости между физическими характеристиками звука и его физиологическим восприятием нет. Это связано с особенностями слухового аппарата человека. С усиление звука, человек ощущает повышение его громкости, но намного меньше, чем его реальное увеличение звуковой энергии или давления.
На слуховой аппарат человека воздействует среднеквадратическая величина звукового давления:
Па,
(5.2)
Где То = 30…100 мс –время восприятия звука органом слуха человека.
Область звуков, которые слышит человек, ограничена как частотным диапазоном, так и пороговым значением звукового давления.
Для эталонной частоты 1000 Гц определенные пороговые значения звукового давления: порог чувствительности, при котором человек еще распознает звук, ро = 2*10 Па; болевой порог, возникает боль в слуховом органе человека, рб = 2*10 Па.
Пороговые значения звукового давления разные для звуков разных частот. Согласно закону Вебера-Фехнера изменение восприятия слышимости звука пропорционально десятичному логарифму отношения созданным этим звуком давления до порогового значения звукового давления на частоте 1000 Гц:
, дБ
(5.3)
Где L – уровень звукового давления, дБ.
За единицу измерения уровня звука принятого Белл, что соответствует чувствительности изменение звука в 2 раза. Но ухо человека распознает изменение уровня на десятую долю Белла, т.е. на 1 дБ.
На рис. 5.1 показана зона слухового восприятия человека по частоте и уровню. На частоте 1000 Гц порог чувствительности по уровню соответствует L0 = 0 дБ; болевой порог на частоте 1000 Гц по уровню составляет рб = 130 дБ.
Рис. 5.1 – Кривые ровной емкости.
Уровень звукового давления используют для измерения шума и оценки его действия на человека.
Уровень громкости – физиологическая оценка звука в зависимости от частоты.
Уровень громкости определяется субъективным сравнением громкости определенного звука частотой 1000Гц, принятого за уровень громкости в фонах.
Пример. Если звук с частотой 100 Гц и уровнем 50 дБ воспринимается на слух с одинаковой громкостью, т.е. вызывает одно и то же ощущение со звуком частоты 1000 Гц и уровнем 20 дБ, т.е. его уровень громкости воспринимается равным 20 фонам.
2.2. Классификация шума
Шум классифицируется по спектру и по часовым характеристикам.
Частотный спектр – разделение уровней звукового давления по октавным полосам частот. Спектр представляется в виде таблицы или графика. По характеру спектра, шум делится на: широкополосный – с социальным спектром шириной больше одной октавы; тональный – с дискретным спектром, в котором частотные составные отделены одна от одной значительными частотными промежутками. По часовым характеристикам шум делится на: постоянный уровень, которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не больше чем на 5 дБ; непостоянный (прерывистый, импульсивный, который колеблется во времени), уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени больше чем на 5 дБ.
2.3 Нормирование шума
Нормирование шума зависит в определении на выборе допустимых величин характеризующих шум, которые при постоянном действии на работниках, на протяжении всего периода трудовой деятельности не приводят к болезням.
Нормирование шума приводят двумя методами: пограничному спектру и по уровню в дБА.
Граничный спектр (ГС) – совокупность гранично-допустимых уровней звукового давления в девяти октавных полосах частот среднегеометрическими значениями
31,5,63,125,…,8000Гц
Пример: ГС – 0 означает – ГС с допустимым уровнем звукового давления 80 дБ в активной полосе среднегеометрическим значением частоты 1000Гц.
Нормирование по граничному спектру есть основным для постоянного шума при разной длительности его действия.
Нормирование шума по уровню звука в дБА основано на изменении по шкале А шумомера который имитирует чувствительность органа слуха к шуму разной громкости. Уровень звука LА в дБА используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как при этом не учитывается его спектр.
Уровень звука LА дБА связан с ответственным граничным спектром зависимости:
LА = ГС+5, дБА.
Шум на рабочих местах не должен превышать допустимого уровня, значения которых приведены в таб.
Зоны с уровнем звука выше 85 дБА должны быть обозначены знаками опасности.
Работающих в этих зонах администрация обязана обеспечить способами индивидуальной защиты.
2.4 Способы и методы защиты от шума
Согласно действующим правилам снижение шума можно достигнуть разработкой шумобезопасной техники, использование способов и методов защиты от шума.
Способы и методы защиты от шума подразделяются на способы и методы коллективной защиты и способы индивидуальной защиты. Способы и методы коллективной защиты от шума изображены на рис. 5.2. Способы индивидуальной защиты от шума включают: антишумовые наушники; антишумовые вкладыши; антишумовые шлемы и каски; антишумовые костюмы.
2.5 Определение нужного снижение шума на рабочем месте
Необходимое снижение шума на рабочем месте в помещении, где находится один из источников шума, определяется по формуле:
ΔLнеоб. = L – Lдоп. ,дБ
(5.5)
Где L – октавный уровень звукового давления, дБ – или уровень звука, дБА, созданный источником на рабочем месте (измеряется шумомером ); Lдоп. – допустимый октавный уровень звукового давления, дБ или допустимый уровень звука, дБА (определяется по табл. 1.1.).
2.6 Снижение шума звукоизолирующим кожухом
Под звукоизоляцией кожуха подразумевается снижение звуковой мощности шума, излучением источника в окружающее пространство, в результате установки на источник звукоизолирующего кожуха.
Таблица 5.1
|
№ п/п |
Рабочие места |
Уровни звукового давления (дБ0 в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) |
||||||||
|
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||
|
1 |
Помещение конструкторских бюро, расчетных вычислительных машин, лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных |
78 |
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
|
2 |
Помещение управления, рабочие комнаты |
87 |
79 |
70 |
68 |
63 |
55 |
52 |
50 |
49 |
|
3 |
Кабина наблюдения и дистанционного управления: а) без разговорная связь по телефону; б) разговорная связь по телефону; |
102 92 |
94 83 |
87 74 |
82 68 |
78 63 |
75 60 |
73 57 |
71 55 |
70 54 |
|
4 |
Помещение и отделения точной сборки машинописного бюро |
91 |
83 |
74 |
68 |
63 |
60 |
57 |
55 |
54 |
|
5 |
Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, для размещения шумных агрегатов вычислительных машин |
101 |
94 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
70 |
|
6 |
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях, постоянные рабочие места стационарных машин |
105 |
99 |
92 |
86 |
83 |
80 |
78 |
76 |
74 |
Коллективные способы защиты от шума:
которые снижают колебания шума;
которые снижают звукоизлучающую способность вытеку шума.
которые снижают передачу воздушного шума;
которые снижают передачу структурного шума.
Рисунок 5.2 – Методические способы коллективной защиты от шума
Звукоизолирующий кожух в разных случаях единым эффективным способам снижение шума от технологического оборудования или его отдельных узлов. Кожух позволяет значительно снизить шум непосредственно близко от работающего оборудования на ближних к источнику рабочих мест, что невозможно сделать другими акустическими способами.
Кожух может закрывать полностью источник шума и устанавливается на пол помещения, а может закрывать лишь «наиболее шумную часть машины, через особенность эксплуатации и обслуживания источника шума, и крепится к станку через виброизолирующие прикладки. Конструктивные варианты кожуха также могут быть разные: кожух может щепетильно обхватывать источник шума, может устанавливаться на определённом расстоянии от источника.
2.7 Снижение шума звукопоглощающей облицовкой
Использование звукопоглощающей облицовки, если необходимо снижение шума ΔLнеоб
Выявляется выше указанных границ, то для понижения снижения шума кроме звукопоглощающей облицовки необходимо предвидеть дополнительных способов защиты от шума, например, звукоизолирующего кожуха, акустического экрану и ин.
Звукопоглощающие облицовки разделяются на две группы: облицовки с жестких однородных звукопоглощающих материалов без перфорированного покрытия и облицовки с перфорированным покрытием.
Звукопоглощающие облицовки могут крепиться непосредственно на поверхности ограждений, или с воздушным промежутком. Самовольная смена параметров конструкции недопустима, т.к. это сильно меняет её акустические характеристики.
2.8 Снижение шума с акустическим экраном
Акустические экраны следует использовать, если необходимое снижение шума ΔLнеоб составляет 8…20 дБ в объединении со звукопоглощающей облицовкой помещения, в первую очередь потолки.
Экраны изготавливают из цельного листа или щита с обязательной облицовкой звукоизолирующим материалом поверхности, повёрнутой к источнику шума. Толщина слоя звукоизолирующего материала должна быть не меньше 50 мм.
Линейные размеры акустического экрана должны быть не меньше чем в 3 раза больше линейных размеров источника шума. Лучшие экраны п-образной формы.
2.9 Расчёт звукоизоляции кожуха
Звукоизоляции кожуха формы размеров, способы установки, звукоизоляции стенок, наличие звукопоглощающей внутренней облицовки, а также изомеров источника шума.
Необходимая изоляция Rr необ. Определяется:
Rr необ. = L – Lдоп + 5
(5.6)
Определение необходимой изоляции стенок (граней) кожуха.
Для цельного герметического кожуха кубической формы (или в форме прямоугольного параллелепипеда), полностью закрывающего источник шума, необходима изоляция для каждой грани Rr необ будет одинаковой и определятся:
а) для кожухов со звукопоглощающей облицовкой
Rr необ = Rr необ -10lgаобл
(5.7)
где аобл - коэффициент звукопоглощающей облицовки (табл. 5.2).
Таблица 5.2
|
Материал облицовки |
Плотность, Кг/м3 |
Толщина, мм |
Частоты, Гц |
|||||||
|
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
|||
|
Параллон |
20 |
30 |
0,12 |
0,15 |
0,2 |
0,22 |
0,3 |
0,75 |
0,77 |
0,71 |
б) для необлицованных кожухов:
Rr необ = Rr необ -lg Sk/ Sдж
(5.8)
Где Sk – площадь кожуха, м2; Sдж – площадь верхушки источника, м2.
Выбор размеров и материалов граней кожуха
Если кожух имеет плоские грани одинакового размера, толщина и материалы стенок выбираются такими, чтоб звукоизоляция была не ниже Rr необ во всём диапазоне частот.
Если кожух имеет границы разного размера, то толщина граней берётся одинаковой значение звукоизоляции для меньшей грани должно превышать Rr необ во всем диапазоне частот. Звукоизоляция граней выбирается по графикам. На рис. 5.3 предложены частотные данные характеристики изоляции пластин из органического стекла в зависимости от толщины листа и его размеров.
Расчёт дополнительной звукоизоляции грани звукопоглощающим материалом.
Толщина звукопоглощающего материала должно быть не меньше 30 мм. Ближайшую оценку дополнительной звукоизоляции от облицовки дают графики. На рис. 5.4 предоставлена частотная характеристика звукоизоляции шаром облицовки толщиной 30…50 мм, плотности 20кг/м3 при размерах граней не меньше 1м. В кожухах неоднородной конструкции (при наличии проёмов разной формы, отверстий и т.д.) необходимо дополнительно рассчитать звукоизоляцию элементов.
Расчёт звукоизоляционной облицовки
Величина максимального значения уровня звукового давления ΔL дБ в каждой октавной полосе в расчётной точке, размещенной в зоне постоянного пребывания людей, не связанных с работой оборудования, при использовании звукоизоляционной облицовки, обозначается за формулой:
ΔL= 10 lg ((Bобл * Ψ)/ (B * Ψ обл)) , дБ
(5.9)
Где B, Bобл, - постоянные помещения, м2, соответственно до и после установки в нём звукоизоляционной облицовки, обозначаются по формулам (5.7) и (5.9) соответственно Ψ, Ψ обл. - коэффициенты, которые высчитываются по рис.5.5 соответственно до и после установки звукоизоляционной облицовки.
B = B1000 * μ,
(5.10)
где B1000 – постоянная домовая, м2 на частоте 1000Гц, которая зависит от объема и типа помещения; для помещений лабораторий.
Рисунок 5.3 – Частотные характеристики звукоизоляции пластин
Рисунок 5.4 – Оценка звукоизоляции
B1000 = V/10
(5.11)
Где V- 147 м3= объем помещения лаборатории (6х7х3,5);
Μ – частотный умножитель рассчитывается по таб. 5.3
Таблица 5.3
|
Частоты, Гц |
31,5 |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
μ |
0,75 |
0,8 |
0,75 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,5 |
А + ΔА
Вобл = –––––––
1 – а1
(5.12)
Где А – величина звукопоглощающая необлицованных ограждающих поверхностей, вычисляется по формуле:
А = а(Sагор-Sобл.),
(5.13)
Где а – средний коэффициент звукопоглощения в помещении установление звукопоглощающей облицовки вычисляется по формуле:
(5.14)
Где В – постоянная помещения, вычисляется по формуле (5.10), Sогор – общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м2
А1 – средний коэффициент звукопоглощения, вычисляется по формуле
(5.15)
Где ΔАнеоб величина нужного звукопоглощения, определяется по формуле:
∆А= аобл. * Sобл.
(5.16)
Где аобл – реверберационный коэффициент звукопоглощения обеспечивающего заданное снижение уровня звукового давления и вычисляется по формуле
Sобл =
(5.17)
Где ΔАнеоб величина нужного звукопоглощения обеспечивающего заданное снижение уровня звукового давления и вычисляется по диаграмме (рис 5.5) по известным величинам а, Sогор и ΔLнеоб, вычисленного по формуле(5.8).
Рисунок 5.5 – График зависимости Ψ от Sогор
Если в результате расчёта площадь звукопоглощающей облицовки Sобл выявляется больше площади, возможной для облицовки в одном помещении Sогор, то Sобл нужно принять максимально возможной, а дополнительное звуковое поглощение обеспечить использованием искусственных поглотителей.
2.10 Измерение шума и уровня звука
Вымерять уровень звука и спектр шума источника при отсутствии способов защиты от шумов, сравнить равные с допустимыми показателями. Вымерять уровень звука и спектр шума с допустимыми показателями, оценить эффективность способов защиты от шума. Шум на рабочем месте в рабочих помещениях измеряется на уровне 1.5 метра от пола или на расстоянии уха рабочего при включёнии меньше 2/3 установленного оборудования.
Для измерения шума в лабораторной работе используется прибор «ИШВ-1» - Измеритель шума и вибраций, построенных принципе превращении звуковых (механических) колебаний в пропорциональной им электрическом сигнале, которые усиливаются, и, проходя через октавные фильтра регистрируются стрелочным прибором, измеряемым в дБ. Прибор «ИШВ-1» состоит из измерительного прибора ИП ВИ-6 и капсула микрофонного конденсаторного М-101. Прибор «ИШВ-1» подключается к питанию включением автомата А и тумблера Т2.
Измерение уровня звука
|
Положения переключателей на панели прибора «ИШВ-1» |
Род работы – КОНТР.ПИТАНИЯ через 2 мин. – МЕДЛЕННО Род измерения – А Деления I – 80 Деления II - 80 |
Включив тумблером Tl источник шума, вывести стрелку измер. Прибора ВИ-6 в правую часть шкалы аВ сменной положения переключатель Деления I.
Значения измерительного уровня вычисляется суммой показателей переключателей Деление I, Деление II и значения, на которое показывает стрелка. Записать значение уровня звука в соответствующую графу табл. 1.5.
Измерения спектра шума
|
Положения переключателей на панели прибора «ВШВ-1» |
Род работы – МЕДЛЕННО Род измерения – ЛИН – 80 Деления II - 40 |
Включивши тумблером 77 источник шума, вывести стрелку измерительного прибора ВИ-6 в правую часть шкалы аВ изменением положения переключателя Деления I.
|
Положения переключателей |
Род измерений – ФИЛЬТРЫ Частота Hz - 63 |
Вывести в правую часть шкалы аВ сменной положения переключателя Деление II (Деление I не трогать).
Значения измерительного уровня звукового давления в октаве со среднегеометрической частотой 63 Гц вычисляется суммой показателей переключателей (Деление I, Деление I) и значение, на которое показывает стрелка.
Аналогично вымерять весь спектр, изменяя положения переключателя частоты Гц от 63 до 8000, подбирая при этом такие положения переключателя Деление II, при которых стрелка будет находиться в правой части шкалы аВ.
Записать значимые октавные уровни звукового давления в соответствующей графе табл. 12.5; построить спектр шума (рис. 5.6).
По окончанию измерений установить положение переключателя Род изменений – ОТКЛ, выключить тумблер 72 автомат А.
2.11 Оценка способов защиты от шума
3 Ключевые вопросы
4 Домашнее задание
5 Практическое задание
Задача
Вычислить общую интенсивность колебаний шума в помещении от трёх источником низкочастотных колебаний f = (20 – 50) Гц на рабочем месте. Источники огорожены перегородкой, а стены и потолок помещений покрыты звукопоглощающим материалом.
Начальные данные заданы в таблице 5.4.
Таблица 5.4.
|
Начальные данные |
Последняя цифра N студенческого билета |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
Источник шума 1 |
R, м L1 , дБ № стены |
2,5 80 1 |
2 90 2 |
3 95 3 |
3,5 100 4 |
4 100 5 |
4,5 110 6 |
5 100 7 |
5,5 90 8 |
6 90 9 |
6,5 100 10 |
|
Источник шума 2 |
R, м L1 , дБ № стены |
7 110 11 |
7,5 100 12 |
8 90 13 |
8,5 95 14 |
9 80 15 |
9,5 80 16 |
8,5 90 14 |
8,5 90 13 |
8 100 12 |
7,5 110 11 |
|
Источник шума 3 |
R, м L1 , дБ № стены |
7 95 10 |
6,5 90 9 |
6 95 8 |
5,5 100 7 |
5 105 6 |
4,5 110 5 |
4 105 4 |
3,5 100 3 |
3 95 2 |
2,5 90 1 |
Где: 1) Lr и L1 – равные интенсивности шума источника на расстоянии R метров и одного метра соответственно.
2)уровень интенсивности шума снижается на N дБ зависимо от стены перегородки и G – массы 1 м2 стены, кг.
3) Snm и Sc – площади потолка и стен помещения.
Известно:
|
Параметры |
Последняя цифра N студенческого билета |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
|
Snm, м2 Sc ,м2 A1*10-3 A2*10-2 B1*10-3 B2*10-2 |
100 160 20 95 34 75 |
150 180 52 90 33 80 |
200 200 30 85 32 85 |
205 220 35 80 31 90 |
300 250 40 75 30 95 |
350 260 45 70 31 90 |
400 280 40 75 32 85 |
450 300 35 80 33 80 |
500 320 30 85 34 75 |
550 340 52 90 35 70 |
Где А и В – коэффициенты поглощения материалов, которыми покрыты потолок, стены и пол.
Номер стены перегородки и её параметры приведены в таблице 5.5
Таблица 5.5 – Стены и перегородки и их параметры.
|
№ |
Материалы и конструкция |
Толщина, м |
Масса, кг |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
Стена кирпичная Стена кирпичная Стена кирпичная Стена кирпичная Картон Картон в 2 слоя Полсть Полсть Железобетон Железобетон Шлакобетон Шлакобетон Доски толщиной 0,02м Балки толщиной 0,1 м Гипсовая перегородка |
0,12 0,25 0,38 0,52 0,02 0,04 0,025 0,05 0,1 0,2 0,14 0,28 0,06 0,18 0,11 |
250 470 690 934 12 24 8 16 240 480 150 300 70 95 117 |
6 Содержание работы
Работа должна иметь: