8.5 методы и средства борьбы с шумом. Производственный шум и борьба с ним. В случае n одинаковых составляющих звука L i = L суммарный уровень составляет

Лист

Введение 3
1. Вредные воздействия шума на организм человека 4
2. Источники производственного шума и методы борьбы с ними 6
3. Средства коллективной защиты 8
4. Средства индивидуальной защиты 9
Литература 13

Введение

Снижение шума в жизнедеятельности человека становится актуальной проблемой. Среди всех шумов, оказывающих воздействие на человека выделяется шум производственного происхождения. Уровень производственного шума существенно подрос. Это вызвано использованием высокопроизводительных машин и механизмов, возрастанием рабочих скоростей. Одним из самых распространенных видов производственного шума является механический шум. Уровни этого шума достигают 120 дБ. Во многих отраслях промышленности преобладают шумы импульсные и ударные, которые выделяются как весьма вредные. Неожиданные и ударные шумы могут вызвать реакцию испуга и неадекватность поведения. Своеобразное негативное действие шума ударного происхождения может вызвать повышение кровяного давления, частоты дыхания, синусовую аритмию и снизить умственную работоспособность.
Шум наносит вред не только здоровью людей, но и экономике страны. Так люди, занятые трудом умственной напряженности, делали на фоне шума в 70 дБ почти в два раза больше ошибок, чем в тишине. Работоспособность занятых умственным трудом падает примерно на 60%, а физическим - на 30%. Шум ударного происхождения наиболее характерен для промышленности (металлургия, машиностроение, транспорт) и обуславливает соударение машин и механизмов в процессе работы. Эта проблема относится к числу наиболее актуальных проблем, связанных с оценкой поведения различных конструкций в условиях воздействия интенсивных импульсивных нагрузок, которые возникают при эксплуатации современного оборудования. Анализ литературных данных показал, что наиболее распространен метод исследования на моделях процессов соударения в лабораторных условиях с целью разработки материалов и конструкций с повышенными демпфирующими характеристиками, низким звукоизлучением.

1 Вредные воздействия шума на организм человека

Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно.
Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБА) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности и (или) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости.
Различают следующие степени потери слуха:
I степень (легкое снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 10 - 20 дБ, на частоте 4000 Гц – 20 - 60 дБ;
II степень (умеренное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 21 - 30 дБ, на частоте 4000 Гц – 20 - 65 дБ;
III степень (значительное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 31 дБ и более, на частоте 4000 Гц – 20 - 78 дБ.
Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокна слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного (более 80 дБ) шума, затрачивает в среднем на 10 – 20% больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звука ниже 70 дБ(А). Установлено повышение на 10 – 15% общей заболеваемости рабочих шумных производств. Воздействие на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших уровнях звука (40 – 70 дБ(А). Из вегетативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышения артериального давления (при уровнях звука выше 85 дБА).
Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительной моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50 – 60 дБА), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические изменения в структурах головного мозга.
При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается.
Изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем наступают гораздо раньше и при меньших уровнях шума, чем снижение слуховой чувствительности.
В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов:

снижение слуховой чувствительности;
изменение функции пищеварения, выражающейся в понижении кислотности;
сердечно-сосудистая недостаточность;
нейроэндокринные расстройства.

Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т.д. Воздействие шума может вызывать негативные изменения эмоционального состояния человека, вплоть до стрессовых. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБА производительность труда снижается на 20%.
Ультразвуки (свыше 20000 Гц) также являются причиной повреждения слуха, хотя человеческое ухо на них не реагирует. Мощный ультразвук воздействует на нервные клетки головного мозга и спинной мозг, вызывает жжение в наружном слуховом проходе и ощущение тошноты.
Не менее опасными являются инфразвуковые воздействия акустических колебаний (менее 20 Гц). При достаточной интенсивности инфразвуки могут воздействовать на вестибулярный аппарат, снижая слуховую восприимчивость и повышая усталость и раздражительность, и приводят к нарушению координации. Особую роль играют инфрачастотные колебания с частотой 7 Гц. В результате их совпадения с собственной частотой альфа - ритма головного мозга наблюдаются не только нарушения слуха, но и могут возникать внутренние кровотечения. Инфразвуки (6 - 8 Гц) могут привести к нарушению сердечной деятельности и кровообращения.

2 Источники производственного шума и методы борьбы с ними

Многочисленными исследованиями установлено, что длительное воздействие шума на человека сказывается на его здоровье. Чрезмерное воздействие шума влияет не только на ухудшение слуха. Слуховой аппарат человека является всего лишь воротами, через которые шум проникает в организм и воздействует на центральную нервную систему человека. В повседневной жизни и на производстве человек «привыкает» к шуму и ему кажется, что шум ему мешает в меньшей степени. Однако это впечатление обманчиво – в действительности вредное воздействие шума продолжается независимо от того, обращает человек на это внимание или нет. Причем это порой не зависит от уровня и длительности воздействия шума, а в большей степени от состояния человека в данный промежуток времени.
Шум снижает не только работоспособность, производительность и качество труда человека, но и его безопасность.
Действующий в Российской Федерации стандарт 12.4.081-89 «Средства защиты работающих» подразделяются на средства коллективной и индивидуальной защиты. К средствам коллективной защиты относятся борьба с шумом в источнике его образования (то есть за счет создания малошумного оборудования и использования его в технологическом процессе производства) и борьба с шумом на пути его распространения. Второй путь используется тогда, когда на основе известных и технически осуществимых методов снизить уровень шума на данном этапе не представляется возможным.
Согласно ГОСТ 12.1.003-83 при разработке технологических процессов, проектировании, изготовлении и эксплуатации машин, производственных зданий и сооружений, а также при организации рабочих мест следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые.
Защита от шума должна обеспечиваться разработкой шумобезопасной техники, применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических, применением средств индивидуальной защиты.
В первую очередь следует использовать средства коллективной защиты. По отношению к источнику возбуждения шума коллективные средства защиты подразделяются на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Снижение шума в источнике осуществляется за счет улучшения конструкции машины или изменения технологического процесса. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, снижающие шуммеханического происхождения, аэродинамическо го и гидродинамического происх ождения, электромагнитного происхождения.

Для источников механического шума снижение шума обеспечивается заменой возвратно-поступательного перемещения деталей вращательным, заменой ударных процессов безударными (клепку - сваркой, обрубку - фрезерованием), повышением качества балансировки вращающихся деталей и класса точности изготовления деталей, улучшением смазки трущихся поверхностей, заменой материалов.
Для снижения аэродинамического шума используются специальные шумопоглощающие элементы с криволинейными каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучшением аэродинамических характеристик машин. Для борьбы с шумом, возникающим пригидравлических ударах, необходимо правильно проектировать и эксплуатировать гидросистемы. Кавитационные шумы снижаются улучшением гидродинамических характеристик насосов и выбором оптимальных режимов их работы.
Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивных изменений в электромеханических системах.

3 Средства коллективной защиты

Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:

изменение направленности излучения шума;

рациональную планировку предприятий и производственных помещений;

акустическую обработку помещен ий;

применение звукоизоляции.

Изменение направленности излучения шума. В ряде случаев величина показателя направленности G достигает 10 - 15 дБ, что необходимо учитывать при использовании установок с направленным излучением, ориентируя эти установки так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места.
Рациональная планировка предприятий и производственных помещений позволяет снизить уровень шума на рабочих местах за счет увеличения расстояния до источников шума.
При планировке территории предприятий наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в одном - двух местах. Расстояние между шумными и тихими помещениями должно обеспечивать необходимое снижение шума.
Если предприятие расположено в черте города, то шумные помещения должны находиться в глубине территории предприятия, как можно дальше от жилой застройки. Внутри здания тихие помещения необходимо располагать вдали от шумных так, чтобы их разделяло несколько других помещений или ограждение с хорошей звукоизоляцией.
К архитектурно-планировочным решениям также относится 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.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.

4 Средства индивидуальной защиты

Очень часто технические и архитектурно-строительные методы снижения шума требуют значительных материальных затрат и экономически нецелесообразны. В то же время существует ряд процессов и производств, где единственным средством защиты работающих от действия шумов высоких уровней являются СИЗ (противошумы). В большинстве случаев надежно защитить человека в условиях производства возможно только с помощью МСЗ от шума – противошумов. Однако противошумы должны обеспечивать не только надежную защиту, но более или менее комфортные и безопасные условия их применения.
Требования к эффективности противошумов сформулированы в ГОСТ 12.4.051 «Средства индивидуальной защиты. Общие технические требования и методы испытаний». Чтобы сформулировать необходимые и целесообразные требования к эффективности противошумов необходимо знать масштабы и уровни предельно допустимых величин шума на производстве.
В свое время в Московском институте охраны труда была проведена работа по уточнению обобщенных требований к величинам звукового заглушения (эффективности) противошумов. С этой целью был проведен анализ результатов измерений уровней шума в октавных полосах наиболее характерного «шумного» оборудования. Анализ охватывал результаты измерений на предприятиях машиностроения, металлургии, деревообработки, текстильной и легкой, электромеханической, радиотехнической, пищевой отраслей промышленности, а также на рабочих местах в кабинах строительных и дорожных машин. В каждой октавной полосе нормируемого диапазона частот был вычислен коэффициент частоты превышения нормативных значений шума.
Можно сделать два важных для практической цели заключения:
- почти не встречаются случаи превышения нормативных значений в полосе со средней частотой 63 Гц. Следовательно, требования к эффективности противошумов на этой частоте можно не устанавливать, что в конечном итоге приводит к существенному уменьшению массы и габарита противошумов; противошумы должны обеспечивать защиту в диапазоне частот 250–8 000 Гц, где значения Ki сравнительно близкие и находятся в пределах 0,61–0,87;
- максимум коэффициента частоты превышений приходится на диапазон от 500 до 2 000 Гц.
Сделанные заключения позволяют сформировать некоторые качественные
и т.д.................

Для сниже­ния шума можно применить следующие методы:

Умень­шение шума в источнике его образования;

Снижение шума на пути его распространения - акустическая обработка помещений, изоляция источников шума, применение глушителей шума;

Использование средств индивидуальной защиты от шума;

Изменение направленности из­лучения;

Рациональная планировка предприятий и це­хов, рациональные планировочные приемы градостроительства;

1. Уменьшение шума в источнике. Борьба с шумом по­средством уменьшения его в источнике является наиболее рациональной.

Шум возникает вследствие упругих колебаний как машины в целом, так и отдельных ее деталей. Причины возникновения этих колебаний - механические, аэроди­намические, гидродинамические и электрические явле­ния, определяемые конструкцией и характером работы машины, а также неточностями, допущенными при ее изготовлении, и, наконец, условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэроди­намического, гидродинамического и электромагнитного происхождения.

Механические шумы . Факторы, вызывающие шумы механического происхождения, следующие: инерционные возмущающие силы, возникающие из-за движения де­талей механизма с переменными ускорениями; соударе­ние деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазо­ров; трение в сочленениях деталей механизмов; удар­ные процессы (ковка, штамповка) и т. д.

Основными источниками шума, происхождение кото­рого не связано непосредственно с технологическими операциями, выполняемыми машиной, являются, прежде всего, подшипники качения и зубчатые передачи, а так­же неуравновешенные вращающиеся части машины.

Зубчатые передачи - источники шума в широком диапазоне частот. Основными причинами возникновения шума являются деформации сопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки и динамические про­цессы в зацеплении, обусловленные неточностями изго­товления колес. Шум имеет дискретный характер. Шум зубчатых передач возрастает с увеличением частоты вращения колес и нагрузки.

Уменьшение механического шума может быть до­стигнуто путем совершенствования технологических процессов и оборудования. Например, внедрение авто­матической сварки вместо ручной устраняет образова­ние брызг на металле, что позволяет исключить шум­ную операцию по зачистке сварного шва. Применение фрезерных тракторов для обработки кромок металла под сварку вместо пневмозубил делает этот процесс зна­чительно менее шумным.

Нередко повышенный уровень шума является след­ствием неисправности или износа механизмов, в этом случае своевременный ремонт позволяет снизить шум.

Необходимо отметить, что проведение многих меро­приятий по борьбе с вибрациями дает од­новременно и снижение шума. Для уменьшения меха­нического шума необходимо:

Заменять ударные процессы и механизмы безударны­ми, например, применять оборудование с гидроприводом вместо оборудования с кривошипными и эксцентриковы­ми приводами;

Штамповку - прессованием, клепку - сваркой, обруб­ку - резкой и т. д.;

Заменять возвратно-поступательное движение дета­лей равномерным вращательным движением;

Применять вместо прямозубых шестерен косозубые и шевронные, а также повышать класс точности обра­ботки и уменьшать шероховатость поверхности шесте­рен; так, ликвидация погрешностей в зацеплении шесте­рен дает снижение шума па 5-10 дБ; замена прямозу­бых шестерен шевронными - 5 дБ;

По возможности заменять зубчатые и цепные пере­дачи клиноременными и зубчато-ременными, например, зубчатую передачу на клиноременную, что снижает шум на 10-14 дБ;

Заменять, когда это возможно, подшипники качения на подшипники скольжения; это снижает шум на 10- 15 дБ;

По возможности заменять металлические детали де­талями из пластмасс и других незвучных материалов либо перемежать соударяемые и трущиеся металличе­ские детали с деталями из незвучных материалов, на­пример, применять текстолитовые или капроновые шес­терни в паре со стальными; так, замена одной из сталь­ных шестерен (в паре) на капроновую снижает шум на 10-12 дБ;

Использовать пластмассы при изготовлении деталей корпусов, что дает хорошие результаты; например, за­мена стальных крышек редуктора пластмассовыми при­водит к снижению шума на 2-6 дБ на средних часто­тах и на 7-15 дБ на высоких, особенно неприятных для слухового восприятия;

При выборе металла для изготовления деталей не­обходимо учитывать, что внутреннее трение в различных металлах неодинаково, а следовательно, различна звуч­ность; например, обычная углеродистая сталь, легиро­ванная сталь являются более звучными, чем чугун; большим трением обладают после закалки сплавы из марганца с 15-20% меди и магниевые сплавы; детали из них при ударах звучат глухо и ослаблено; хроми­рование стальных деталей, например турбинных лопа­ток, уменьшает их звучность; при увеличении темпера­туры металлов на 100-150 0 С они становятся менее звучными;

Более широко применять принудительное смазывание трущихся поверхностей в сочленениях;

Применять балансировку вращающихся элементов машин;

Использовать прокладочные материалы и упругие вставки в соединениях, чтобы исключить или уменьшить передачи колебаний от одной детали или части агрегата к другой; так, при правке металлических листов нако­вальню нужно устанавливать на прокладку из демпфи­рующего материала.

Установка мягких прокладок в местах падения де­талей с конвейера или сбрасывания со станков, прокатных станов может существенно ослабить шум.

У прутковых автоматов и револьверных станков источником шума являются трубы, в которых вращается прутковый материал. Для снижения этого шума приме­няют различные конструкции малошумных труб; двухстенные трубы, между которыми проложена резина, трубы с наружной поверхностью, обернутой рези­ной, и т. и.

Для уменьшения шума, возникающего при работе галтовочных барабанов, дробилок, шаровых мельниц и других устройств, наружные стенки барабана облицо­вывают листовой резиной, асбестовым картоном или дру­гими подобными демпфирующими материалами; уста­навливают резиновые прокладки между корпусом и бронефутеровкой барабана и звукоизолирующие оболочки на расстоянии от корпуса барабана.

Аэродинамические шумы. Аэродинамические процес­сы играют большую роль в современной технике. Как правило, всякое течение газа или жидкости сопровож­дается шумом, поэтому с повышенным аэродинамиче­ским шумом приходится встречаться часто. Эти шумы являются главной составляющей шума вентиляторов, воздуходувов, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и воздуха в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания и т. п.

Ко всем источникам аэродинамического шума отно­сятся: вихревые процессы в потоке рабочей среды; ко­лебания среды, вызываемые вращением лопастных ко­лес; пульсация давления рабочей среды; колебания сре­ды, вызываемые неоднородностью потока, поступающе­го на лопатки колес.

При движении тела в воздушной или газовой среде, при обдувании тела потоком среды вблизи поверхности тела периодически образуются вихри. Возникающие при срыве вихрей сжатия и разрежения сре­ды распространяются в виде звуковой волны. Такой звук называется вихревым.

Для уменьшения вихревого шума необходимо прежде всего уменьшить скорость обтекания и улучшить динамику тел.

Для машин с вращающимися рабочими колесами (вентиляторов, турбин) имеет место шум от неоднородного потока. В этом случае борьба с шумом ведется по пути улучшения аэродинамических характеристик машины.

Аэродинамический шум в источнике газотурбинной энергетической установки может быть снижен увеличением зазора между лопаточными венцами, подбором оптимального соотношения чисел направляющих и рабочих лопаток, улучшением аэродинамических характеристик проточной части компрессоров и турбин.

В большинстве случаев меры по ослаблению аэроди­намических шумов в источнике оказываются недоста­точными, поэтому дополнительное, а часто и основное снижение шума достигается путем звукоизоляции источ­ника и установки глушителей.

Гидродинамические шумы. Эти шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитации, турбулентности потока, гид­равлических ударов). В насосах источником шума яв­ляется кавитация жидкости, возникающая у поверхности лопастей при высоких окружных скоростях и недоста­точном давлении на всасывании.

Меры борьбы с кавитационным шумом - это улуч­шение гидродинамических характеристик насосов и вы­бор оптимальных режимов их работы. Для борьбы с шу­мом, возникающим при гидравлических ударах, необхо­димо правильно проектировать и эксплуатировать гид­росистемы, в частности, закрытие трубопроводов долж­но происходить постепенно, а не резко.

Электромагнитные шумы. Шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Причиной этих шумов является глав­ным образом взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве маг­нитных полей, а также пондеромоторные силы, вызы­ваемые взаимодействием магнитных полей, создаваемых токами. Снижение электромагнитного шума осущест­вляется путем конструктивных изменений в электриче­ских машинах, например, путем изготовления скошен­ных пазов якоря ротора. В трансформаторах необходи­мо применять более плотную прессовку пакетов, исполь­зовать демпфирующие материалы.

При работе электрических машин возникает также аэродинамический шум (в результате вращения ротора в газовой среде и движения воздушных потоков внутри машины) и механический шум, обусловленный вибраци­ей машины из-за неуравновешенности ротора, а также от подшипников и щеточного контакта. Хорошая притир­ка щеток может уменьшить шум на 8-10 дБ.

1

Шум сегодня представляет собой вредность универсальную в том смысле, что может проникать во все сферы быта и области нашей производственной, учебной и общественной деятельности. Уровни природных и технических шумов колеблются в довольно широких пределах от 10-30дб (шелест листьев, шепот человека) до 120-130дб (грозовые разряды небесной сферы, старт реактивного самолета на расстоянии 50-100метров). Наличие такого широкого диапазона изменений уровней звукового давления свидетельствуют о том, что адаптация к нему, согласно современным представлением, может происходить как с благоприятным, так и неблагоприятным исходом.

При воздействии факторов окружающей среды на человека главным уровнем постоянства его внутренней среды является гомеостаз, который означает поддержание относительного динамического постоянства всего организма. Тайна мудрости нашего тела достигается именно гомеостазом, т.е. совершенной адаптационной деятельностью.

Шум может оказывать как специфическое действие на орган слуха, так и неспецифическое (опосредованное через центральную нервную систему) на весь организм. В первом случае может, наблюдается временное снижение порогов слуха, потом происходит постоянное снижение, затем следует тугоухость и полная глухота. Во втором случае при воздействии слабых шумов формируется реакция тренировки с ее фазами ориентировки, перестройки и тренированности; при воздействии шумов средней силы развивается реакция активации с ее фазами первичной и стойкой активации; при воздействии сильных шумов формируется стресс-реакция с ее фазами тревоги, устойчивости и истощения. Если первые две реакции (тренировки и активации) свидетельствуют о нормальной адаптации человеческого организма к шуму, то третья реакция, являясь стрессовой, характеризует патологическую адаптацию к звуковому раздражителю последствиями для здоровья людей.

Из краткого рассмотрения последствий неблагоприятного воздействия шума на организм человека явствует, что с этим вредным фактором необходимо бороться и бороться серьезно, используя для этого все возможные способы снижения его уровней до допустимых величин.

Немецкий микробиолог Роберт Кох, открывший возбудителя туберкулеза (палочку, названную его именем) по поводу снижения уровней шума писал следующее: «Когда-нибудь человечество будет вынуждено расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой».

К настоящему времени, как в РФ, так и за рубежом разработано множество подходов к снижению зашумленности внутри и снаружи жилищ, учебных и лечебных помещений, общественных зданий, а так же к уменьшению уровней звукового дискомфорта на улицах и открытых пространствах, прилегающих к жилым постройкам. Все эти мероприятия делятся на группы мер, с помощью которых можно снизить уровни шумов, как в источниках их образования, так и на пути их распространения. Борьба с шумом в источнике производится инженерно-техническими и организационно-административными методами, а на пути распространения шума в городской среде от источника до защищаемого объекта - градостроительными и строительно-акустическими методами. В самом объекте шумозащиты снижение уровней звука обеспечивается конструктивно-строительными методами, повышающими звукоизолирующие качества ограждающих конструкций здании и сооружений и планировочными методами.

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Организационно-административные мероприятия

Значительное снижение уровней транспортного шума может быть достигнуто за счет снижения интенсивности и шумности транспортных потоков. Например, при организации грузовых перевозок определяют категорию грузов (промышленные, строительные, потребительские, топливные, по очистке города) и используют для их проезда специальные дороги, минуя общегородские центры. Менеджмент транспортного потока предусматривает также обеспечение комфорта населения в дневное и ночное время, прогнозирование уровней транспортного шума в строящихся микрорайонах, уменьшение шума на более опасных участках и прочее другое.

Система организационно-административных мероприятий предусматриваем:

1. улучшение содержания дорог и применение менее шумных типов улично-дорожных покрытий;
2. обеспечение на магистралях рациональной скорости движения;
3. исключение движения автомобильного, особенно грузового транспорта в центральных районах города и на улицах жилой застройки. При этом предусматривается устройство пешеходных зон, вывоз транзитного транспорта на объездные дороги, установление одностороннего движения, ограничения ночного движения и т.д.
4. улучшение условий движения на перегонах и пересечениях.
5. максимальное развитие общественного транспорта в городе и повышение его конкурентоспособности с индивидуальными транспортными средствами по скорости и комфорту, а также развитии велосипедного транспорта с устройством для них велосипедных дорожек

Следует подчеркнуть, что снижение шума наземного транспорта путем использования шумопоглощающих дорожных покрытий является одним из весьма перспективных методов. При этом на характеристики шума существенным образом влияет состав и состояние дорожного покрытия. Так, бетонное покрытие на 2-3дб (А) шумнее, чем асфальтовые, в дождь шум потока может возрасти на 5-6 дб (А), а в снегопад снизиться на 3-5дб (А).

Градостроительные и строительно-акустические мероприятия

Основная доля затрат по шумоподавлению в развитых странах связана с установкой шумозащитных сооружений, наиболее распространенных из которых в городах и на дорогах являются акустические экраны, а основным звукоизолирующим ограждением - двойные или тройные акустические защитные окна. Например, в Германии за последние десятилетие расходы на установку акустических экранов и защитных окон составляет более 90% всех расходов на защиту от шума.

Звукоизоляция - это самая дешевая из всех видов шумозащита и при этом достигается акустическая эффективность (15-20дб (А)), особенно в высоко - и среднечастотном диапазоне. Однако для снижения низкочастотного шума использование только звукозащитных сооружений зачастую недостаточно.

В настоящее время применяют десятки самых разных конструкций акустических экранов, которые могут быть разделены на 5 основных классов:

1. широкие акустические экраны;
2. акустические экраны - стенки;
3. комбинированные акустические экраны;
4. гибридные акустические экраны;
5. экранные комплексы.

В качестве широких акустических экранов, обеспечивающих снижение шума в жилой застройке, как за счет высоты, так и существенного дополнительного затухания на широком свободном ребре этих экранов, могут рассматриваться жилые высотные дома, выемки, насыпи, а так же нежилые здания различного назначения. Весьма эффективным мероприятием является использование тоннелей, построенных открытым способом или щитовой проходкой. Помимо снижения уличного шума использование подземного пространства для прокладки магистралей улучшает условия передвижения населения, способствует формированию здоровой, удобной и эстетически привлекательной среды.

Наибольшее распространение получили акустические стенки - экраны, которые имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и изготовляется из различных материалов. Так, простые стенки можно делать из бетона, дерева и других материалов. Основной недостаток таких конструкций - наличие звукоотражающего эффекта, который усиливается, если подобные сооружения устанавливаются параллельно друг другу. Эффективность экранов такого типа не превышает 5-12дб (А).

Указанных недостатков лишены акустические экраны со звукопоглощающим материалом. Они бывают сборно-разборными, как правило, из металла. Основным элементом таких экранов является акустическая панель, заполненная звукопоглощающим материалом. Эта панель имеет щелевую перфорацию со стороны источника звука. Наличие сорбционного материала увеличивает эффективность таких панелей не менее чем на 3-5бдб (А). Необходимая эффективность экранов данного типа обеспечивается за счет варьирования их высоты, длины, расстояния между источниками шума и экраном.

Перспективным является использование комбинированных акустических экранов, в которых сочетается преимущества акустических экранов - стенок и насыпи или выемок. Их эффективность чрезвычайно высока без дополнительных затрат, связанных с увеличением глубины выемки или высоты насыпи.

Там, где необходимо достичь снижения шума по всему частотному диапазону (в больницах, школах), целесообразно использовать гибридные акустические экраны, сочетающее заглушающее свойства акустических экранов со звукопоглощающим материалом и активных глушителей шума, излучающих звук в противофазе заглушаемому шуму.

Мероприятия по шумоглушению с использованием технических средств.

Традиционно наиболее эффективны для снижения внешнего шума автомобилей следующие методы:

1. установка глушителей шума на впуске и выпуске двигателя;
2. улучшения качества трансмиссии;
3. вибродемпфирование коробки передач;
4. улучшение качества дорожного покрытия;
5. предотвращения износа шин;
6. звукоизоляция и звукопоглощение внешних источников шума автомобиля.

Важное значение в шумозащите принадлежит зеленым насаждениям. Еще в Советском Союзе были проведены исследования шумопогллщающих свойств различных пород деревьев. Некоторые из них, преимущественно лиственные, такие как клен, тополь и липа, являются с этой точки зрения более выгодными, чем кирпичная или бетонная стена.

Создание в городах пояса из этих деревьев выгодна потому, что они не только задерживают пыль и вредные химические вещества, но и являются эффективным препятствием против распространения шума, который в результате этого снижается на 7-9дб (А) в летние месяцы и на 3-4дб (А) зимой.

Меры по уменьшению шума самолетов

Наиболее эффективные меры борьбы с авиационным шумом - это меры при проектировании и строительстве авиадвигателей. Современное состояние техники позволяет переоборудовать старые типы самолетов, добиваясь понижения шума их двигателей. Но переоборудование парка самолетов - мероприятие слишком дорогое. В ближайшем будущем также нельзя надеяться на создание новых конструкций, которые оказались бы много тише, чем допускают принятые сейчас международные нормы.

Можно применять особые приемы при взлете и посадке, позволяющие уменьшить шум: рациональное расположение взлетно-посадочных полос, уменьшение числа ночных полетов, а так же общие сокращение числа рейсов вследствие перехода на большегрузные современные модели лайнеров. Рациональным является создание у каждого аэродрома двух защитных зон. В первой защитной зоне уровень шума, усредненный за дневное время по эквивалентному уровню не должен превышать Lэкв = 65дб А, а за ночное - не более L экв =55дб А.

Снижение уровня шума на территории жилой застройки до рекомендуемого допустимого и уменьшение зоны санитарного разрыва может быть достигнуто планировочными, технологическими, техническими и организационными технологиями.

Библиографическая ссылка

Некипелова О.О., Некипелов М.И., Маслова Е.С., Урдаева Т.Н. ШУМ, КАК АКУСТИЧЕСКИЙ СТРЕССОР, И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 5. – С. 55-57;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5032 (дата обращения: 06.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

В 1959 г. Была создана Международная организация по борьбе с шумом. Борьба с шумом - это сложная комплексная проблема, требующая больших усилий и средств.

Тишина стоит денег и не малых. Источники шума весьма разнообразны и нет единого способа, метода борьбы с ними. Тем не менее, акустическая наука может предложить эффективные средства борьбы с шумом. Общие пути борьбы с шумом сводятся законодательным, строительно-планировочным, организационным, технико-технологическим, конструкторским и профилактическим миром.

Одним из направлений борьбы с шумом является разработка государственных стандартов на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, в основу которых положены гигиенические требования по обеспечению акустического комфорта.

В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены фундаментальные физиологические исследования по определению действующих и пороговых уровней шума.

В настоящее время шумы для условий городской застройки нормируют в соответствии с Санитарными нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки (№3077-84) и Строительными нормами и правилами II 12-77 «Защита от шума».

Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и организаций, проектирующих, строящих и эксплуатирующих жилье и общественные здания, разрабатывающих проекты планировки и застройки городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т. д.

Также для организаций, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и бытовые приборы.

Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами.

ГОСТ 19358-85 «Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений» устанавливает шумовые характеристики, методы их измерения и допустимые уровни шума автомобилей (мотоциклов) всех образцов, принятых на государственные, межведомственные, ведомственные и периодические контрольные испытания. В качестве основной характеристики внешнего шума принят уровень звука, который не должен превышать для легковых автомобилей и автобусов 85-92 дБ, мотоциклов - 80-86 дБ.

Для внутреннего шума приведены ориентировочные значения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот: уровни звука составляют для легковых автомобилей 80 дБ, кабин или рабочих мест водителей грузовых автомобилей, автобусов - 85 дБ, пассажирских помещений автобусов - 75-80 дБ.

Санитарные нормы допустимого шума обуславливают необходимость разработки технических, архитектурно-планировочных и административных мероприятий, направленных на создание отвечающего гигиеническим требованиям шумового режима, как в городской застройке, так и в зданиях различного назначения, позволяют сохранить здоровье и работоспособность населения.

Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счет уменьшения шумности транспортных средств.

К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся:

• - увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом;
• - применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов), специальных шумозащитных полос озеленения;
• - использование различных приемов планировки, рационального размещения микрорайонов.

Кроме того, градостроительными мероприятиями являются рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.

Существенный защитный эффект достигается в том случае, если жилая застройка размещена на расстоянии не менее 25-30 м. от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищенными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка, защищенная от стороны улицы зелеными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т. п.).

Расположение магистрали в выемке также снижает шум близ расположенной территории.

В случае если результаты акустических измерений сигнализируют о слишком высоких и превышающих допустимые пределы уровнях шума, необходимо принимать все соответствующие меры по их снижению. Хотя методы и средства борьбы с шумом часто сложны, ниже кратко описываются соответствующие основные мероприятия:

• 1. Уменьшение шума в его источнике, например, применением специальных технологических процессов, модификацией конструкции оборудования, дополнительной акустической обработкой деталей, узлов и поверхностей оборудования или применением нового и менее шумного оборудования;
• 2. Блокировка путей распространения звуковых волн. Этот метод, основывающийся на применении дополнительных технических средств, заключается в снабжении оборудования звуконепроницаемым покрытием или акустическими экранами и его подвеске на амортизаторах вибраций. Шум на рабочих местах можно уменьшать покрытием стен, потолка и пола поглощающими звук и уменьшающими отражения звуковых волн материалами;
• 3. Применение средств индивидуальной защиты там, где другие методы по той или иной причине не эффективны. Однако применение этих средств нужно считать только временным решением проблемы;
• 4. Прекращение эксплуатации шумного оборудования является самым радикальным и последним методом, принимаемым в учет в специальных и серьезных случаях. На данном месте нужно подчеркнуть возможность сокращения времени эксплуатации шумного оборудования, перемещения шумного оборудования в другое место, выбора рационального режима труда и отдыха и сокращения времени нахождения в шумных условиях.

Важное значение в предупреждении развития шумовой патологии имеют предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. Таким осмотрам подлежат лица, работающие на производствах, где шум превышает предельно допустимый уровень (ПДУ) в любой октавной полосе. Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:

Изменение направленности излучения шума;

Рациональную планировку предприятий и производственных помещений;

Акустическую обработку помещений;

Применение звукоизоляции.

К архитектурно-планировочным решениям также относится 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. Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования.

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.

Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских мер на этапах проектирования, строительства и эксплуатации производственных предприятий, машин и оборудования. В целях повышения эффективности борьбы с шумом введены обязательный гигиенический контроль объектов, генерирующих шум, регистрация физических факторов, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей.

Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и конструкции машин. К мерам этого типа относятся замена шумных процессов бесшумными, ударных - безударными, например замена клепки - пайкой, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др. При невозможности снижения шума оборудование, являющееся источником повышенного шума, устанавливают в специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в малошумном помещении. В некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением звукопоглощающих пористых материалов, покрытых перфорированными листами алюминия, пластмасс. Большое значение в борьбе с шумом имеют архитектурно-планировочные и строительные мероприятия. В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения требований действующих нормативов, необходимо ограничение длительности воздействия шума и применение противошумов. Противошумы – средства индивидуальной защиты органа слуха и предупреждения различных расстройств организма, вызываемых чрезмерным шумом. Их используют в основном тогда, когда технические средства борьбы с шумом не обеспечивают снижения его до безопасных пределов. Противошумы подразделяют на три типа: вкладыши, наушники и шлемы. Противошумные вкладыши вводят в наружный слуховой проход. Вкладыши бывают многократного и однократного пользования. К вкладышам многократного пользования относятся многочисленные варианты заглушек в виде колпачков различной конструкции – например Беруши. Противошумные наушники представляют собой чаши, по форме близкие к полусфере, из легких металлов или пластмасс, наполненные волокнистыми или пористыми звукопоглотителями, удерживаемые с помощью оголовья. Для удобного и плотного прилегания к околоушной области они снабжаются уплотняющими валиками из синтетических тонких пленок. Противошумные шлемы – самые громоздкие и дорогостоящие из индивидуальных средств противошумной защиты. Они используются при высоких уровнях шумов, часто применяются в комбинации с наушниками или вкладышами. Расположенный по краю шлема уплотняющий валик обеспечивает плотное прилегание его к голове.

Инфра- и ультразвук

Ультразвук - упругие колебания и волны с частотами приблизительно от 1,5- 2 ×104 гц (15-20 кгц) и до 109 гц (1 Ггц)

Инфразвук - колебание звуковой волны > 20 Гц.

Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же как и у слышимого звука. Подчиняется тем же закономерностям. Используется такой же математический аппарат, кроме понятия, связанного с уровнем звука. Человеческое ухо не воспринимает ультразвук, однако некоторые животные, например, летучие мыши могут и слышать, и издавать ультразвук. Частично воспринимают его грызуны, кошки, собаки, киты, дельфины. Ультразвуковые колебания возникают при работе моторов автомобилей, станков и ракетных двигателей

Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной систему (страх, тревога, покачивание, т.д.), сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер. При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции. Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия. Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ – дают поражающий эффект.

Если по производственным причинам невозможно снизить уровень интенсивности шума и ультразвука до допустимых значений, необходимо использование средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой и др.

Инфразвуком называют акустические колебания с частотой ниже 20 Гц. Этот частотный диапазон лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать колебания указанных частот. Производственный инфразвук возникает за счет тех же процессов что и шум слышимых частот. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров, совершающие низкочастотные механические колебания (инфразвук механического происхождения) или турбулентные потоки газов и жидкостей (инфразвук аэродинамического или гидродинамического происхождения). Максимальные уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ. Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является снижение его в источнике. При выборе конструкций предпочтение должно отдаваться малогабаритным машинам большой жесткости, так как в конструкциях с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткости создаются условия для генерации инфразвука. Борьбу с инфразвуком в источнике возникновения необходимо вести в направлении изменения режима работы технологического оборудования - увеличения его быстроходности (например, увеличение числа рабочих ходов кузнечно-прессовых машин, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона). Должны приниматься меры по снижению интенсивности аэродинамических процессов - ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей (авиационные и ракетные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, системы сброса пара тепловых электростанций и т.д.). В борьбе с инфразвуком на путях распространения определенный эффект оказывают глушители интерференционного типа, обычно при наличии дискретных составляющих в спектре инфразвука. Выполненное в последнее время теоретическое обоснование течения нелинейных процессов в поглотителях резонансного типа открывает реальные пути конструирования звукопоглощающих панелей, кожухов, эффективных в области низких частот. В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вкладышей, защищающих ухо от неблагоприятного действия сопутствующего шума.

К мерам профилактики организационного плана следует отнести соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с ультразвуком более 50% рабочего времени рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 часа работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур - массаж, УТ-облучение, водные процедуры, витаминизация и др.