Защита от производственного шума

Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной зашиты.

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума — механические, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей — деталями из пластмасс, использование смазочных материалов (табл. 10.1).

Таблица 10.1.

Шум от работы шарикоподшипников в зависимости от применения для них смазки.

Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин, облицовки стен, потолков, использование глушителей и др.

Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Для машины, выделяющей теплоту (электродвигатели, компрессоры и т. п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями. Кожух должен плотно закрывать источник шума, но при этом не соединяться жестко с механизмом, так как это дает отрицательный эффект — кожух становится дополнительным источником шума.

Экраны устанавливаются между источником шума и рабочим местом. Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Степень проникновения зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, меньше снижение шума. Поэтому экраны применяют в основном для защиты от среднеи высокочастотного шума, а при низких частотах они малоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана. Экран оказывается эффективным тогда, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т. е. либо на открытом воздухе, либо облицованном помещении (рис. 10.8).

Рис 10.8. Экранирование источников шума, а — схема экрана; б — расположение экрана в вычислительных центрах; в — экранирование источников механического шума; 1 — шумное оборудование; 2 — экран со звукопоглощающей облицовкой; 3 — рабочее место; 4 — дисковая пила Глушители шума применяются в основном для уменьшения шума различных аэродинамических установок и устройств. Они разделяются на адсорбционные, реактивные и комбинированные. Адсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощающих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т. п.).

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канат уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10… 15 дБ. В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7…38 дБ в диапазоне частот 125 … 8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30…40 дБ в диапазоне частот 125…8000 Гц.

К лечебно-профилактическим мероприятиям защиты от шума следует отнести применение функциональной музыки, санитарное просвещение, медицинские осмотры, а также организацию комнат акустической разгрузки.

Классификация средств коллективной защиты от шума представлена на рис. 10.9.

Акустические, в свою очередь, подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле:

Рис. 10.9. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения.

(10.27).

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складывают: Разделив левую и правую части этого выражения на J₀ (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:

(10.28).

или.

(10.29).

где L₁, L₂ …, L_n — уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется п источников шума с одинаковым уровнем интенсивности звука J, то общий уровень интенсивности звука:

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроновая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, т. е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения. Эффективность снижения уровня шума (дБ) в помещении.

(10.30).

где L — расчетный уровень интенсивности звука (или звукового давления), дБ; /, доп — допустимый уровень интенсивности звука (звукового давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле.

(10.31).

где A₂ и ?₁ — соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эквивалентная площадь поглощения.

(10.32).

здесь (?_ср — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью Sпов.

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рассчитывается по формуле.

(10.33).

где G — масса одного м² перегородки, кг; f — частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких.

Эффективность установки кожуха

(10.34).

где а — коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха; L₃ — звукоизоляция стенок кожуха.

Вибрация — это колебательное движение. В данном разделе суммируются человеческие реакции на различные виды вибрации: проходящую через все тело, передающуюся через руки и вызывающие болезненные реакции при движении.