Лекция №6. Шум и вибрация. 
Защита от шумов и вибраций

Шумы и вибрации, также как электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения и воздействия радионуклидов относятся к энергетическим загрязнениям техносферы. И шумы, и вибрации оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека и общее самочувствие, но проявляется по-разному. Шумы, в основном, воздействуют на органы слуха, вызывая тугоухость, а также могут вызвать патологические изменения сердечнососудистой системы при длительном воздействии, ослабляют реакцию и внимание человека.

Шум — это неблагоприятно воздействующие на человека сочетание звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющиеся во времени.

Вибрации — это механические колебания упругих тел или колебательные движения механических систем, передаваемые телу человека или отдельным его участкам.

Вибрация в основном, воздействует на внутренние органы человека, вызывая вибрационную болезнь. Основными параметрами звуковых колебаний является звуковое давление, интенсивность звука, частота, форма звуковой волны. Наименьшее значение звукового давления, воспринимаемое человеком на частоте 1 кГц равно 5*10^-5 Па, называется пороговым значением. Наименьшее значение, при котором возникают болевые ощущения, равно 20 Па (120 дБ по уровню). Для большинства людей болевой порог составляет 140 дБ. Наиболее неблагоприятным для человека является шум, лежащий в области средних слышимых частот в диапазоне 1000−4000 Гц. Неблагоприятное воздействие шума зависит от акустического уровня (уровня звукового давления или интенсивности звука), частотного диапазона и равномерности воздействия в течение рабочего времени.

Звуковое давление Р_зв — это разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при прохождении через нее звуковых волн и атмосферным давлением в отсутствии звуковых волн.

Уровень звукового давления N_Рзв можно определить по формуле:

дБ, Где Р_зв — среднеквадратичное значение звукового давления в точке измерения, Па;

Р_зв0 — нулевое (пороговое) значение, Па.

Шумовые колебания обладают свойством накопления в организме (кумулятивности). Вредность шума как фактора производительности среды приводит к необходимости ограничивать его уровень. Для профилактики и уменьшения вредного воздействия шума необходимо соблюдать гигиенические нормативы. В основу этих норм положены ограничения уровня звукового давления в пределах октавных полос всего спектра шума с учетом характера шума и особенностей трудовой деятельности. Совокупность октавных полос называется предельным спектром (рисунок 2.2), который показан для радиовещательной студии (б) и конструкторского бюро (а).

Например, «ПС-45» означает, что допустимый уровень звукового давленя для помещения конструкторского бюро на частоте 1000 Гц не должен превышать с определенной 45 дБ.

Диапазон частот от 16 Гц до 20 кГц называется слышимым. Диапазон частот ниже 16 Гц — инфразвуковым, выше 20 кГц — ультразвуковым. И несмотря на то, что и инфразвуки, и ультразвуки не слышимы, их уровни тоже нормируют, т.к. оказывают неблагоприятное влияние на человека. Источниками шумов в городской среде является транспортные средства и промышленное оборудование, инфразвука — технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт и пневмоинструмент, ультразвука — ракетные двигатели и обдуваемые ветром водные поверхности и строительные площадки.

Основными параметрами вибрации являются: частота и амплитуда колебания, вызывающие колебания тела человека при распространении вибрации по тканям организма, виброскорость и виброускорение. Бывает общая и местная. Общая подразделяется на транспортную, технологическую, транспортно-технологическую. Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации.

Для защиты от шума и вибраций применяются различные средства и методы личной и коллективной защиты. Классификация методов и средств коллективной защиты показаны на рисунке 2.3.

Средствами индивидуальной защиты являются наушники, беруши и др. наиболее эффективными являются средства, снижающие уровни шумов и вибраций в самом источнике, это не всегда достижимо. Но уж ни в коем случае нельзя отказываться от использования других средств защиты!

Более подробно эта тема будет рассмотрена на занятиях со студентами специальности СС и СК.

Электромагнитные поля и излучения. Защита от излучений.

К электромагнитным полям и излучениям (ЭМП и ЭМИ) соответственно относят ЭМП промышленных частот, ЭМИ радиочастот. Источниками ЭМП промышленных частот являются высоковольтные линии электропередачи, создающие достаточно сильные магнитные поля в зонах около ЛЭП промышленных частот и прилегающих к электрифицированным железным дорогам, открытые распределительные устройства, электромагниты. Источником постоянного магнитного поля — постоянные магниты.

ЭМИ радиочастот является радиои телевизионное оборудование, в быту — телевизоры, печи СВЧ и др. Электростатические поля в условиях пониженной влажности создаются искусственными тканями, паласами, движущимися частями механизмов и машин.

Основной характеристикой магнитного поля (постоянного, промышленной частоты, магнитной составляющей ЭМИ) является напряженность магнитного поля Н, измеряемая в амперах на метр. Основной характеристикой электрического поля (электростатического, электрической составляющей ЭМП и ЭМИ) является напряженность электрического поля Е, измеряемая в вольтах на метр. Переменное ЭМП представляет совокупность магнитного и электрических полей, распространяющихся в пространстве в виде электромагнитных волн (ЭМВ). В ближней и промежуточной зоне излучения (на расстоянии приблизительно до 6 длин волн) интенсивность ЭМП и ЭМИ оценивается раздельно по составляющим поля (таблица 2.1). В этой зоне находятся рабочие места по обслуживанию источников ВЧ и УВЧ — колебаний. В дальней (волновой) зоне находятся места по обслуживанию СВЧ аппаратуры. Здесь ЭМВ уже сформировалась и ЭМИ оцениваются по мощности (энергии), переносимой волной в направлении своего распространения. Эта энергия оценивается плотностью потока энергии ППЭ, измеряемой в, т. е. количеством энергии, приходящейся на единицу поверхности в единицу времени.

Таблица 2.1 — допустимые нормы облучения в диапазоне радиочастот

Допустимая ППЭ_доп на СВЧ зависит от времени пребывания человека в зоне облучения и допустимой энергетической нагрузки на человека и может быть определена по формуле:

;

Где N — энергетическая нагрузка на человека, ;

Т — суммарное время регулировок, ч.

Для стационарных источников N=2*ч, для сканирующих N=20ч.

На предприятиях связи все источники ЭМИ стационарные. Во всех случаях допустимая ППЭ_доп не должна превышать значения 10 а при наличии дополнительных факторов (например, рентгеновского излучения) не более 1 .

Степень воздействия ЭМИ на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия, продолжительности облучения, характера излучения, режима облучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей человека. Возможны нарушения сердечнососудистой и центральной нервной системы, изменения в крови, повышение температуры тела. В диапазоне СВЧ температура органов с недостаточно развитой сетью кровоснабжения может значительно повыситься, что вызовет увеличение температуры тела на 4⁰С. Если ЭМП большой интенсивности, то основное воздействие, связанное с поглощением энергии тканями человека, оказывает электрическая составляющая электромагнитного поля. При повышении допустимых значений нормируемых параметров необходимо применять средства и способы защиты персонала, такие как: уменьшение излучения путем использования согласования отдельных звеньев оборудования; работа на поглотители мощности при настройках; экранирование рабочего места и источника; удаление рабочего места от источника (защита расстоянием); рациональное размещение оборудования; рациональный режим работы людей и оборудования; применение автоматического включения и дистанционного управления; применение индивидуальных средств защиты и т. д. Основной профилактической мерой защиты является недопущения воздействия ЭМП на человека больше установленных норм. Более подробно эта тема будет рассмотрена на занятия со студентами специальностей РРТ и МТС.