Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут ІТРЕ
/
Звіт
Лабораторна робота №1
з дисципліни
"Основи охорони праці та безпека життєдіяльності"
Львів 2020
Тема. Дослідження параметрів виробничого шуму і визначення ефективності звукоізоляції.
Мета роботи: вивчити методику вимірювання і оцінки основних параметрів виробничого шуму; дослідити звукоізоляційні властивості матеріалів.
Теоретичні відомості
Шум - це сукупність звуків різних частот і інтенсивності, фізіологи вважають, що шум – це будь-який неприємний або шкідливий звук. Шум відноситься до несприятливих факторів виробничого середовища. Звук є хвилевим коливанням пружного середовища, при якому виникає надлишковий тиск. Цей надлишковий тиск завдяки пружності навколишнього повітря передається від шару до шару повітря, викликаючи тим самим появу звукових хвиль. Звукова хвиля характеризується: звуковим тиском Р, середньоквадратичне значення якого вимірюється в Па, інтенсивністю І, що визначається енергією, яку несе звукова хвиля з розмірністю Вт/м2 ,частотою f, Гц і тривалістю дії, с.
Діапазон чутних частот звуку лежить в межах 20 —20 000 Гц. Коливання з частотою нижчою 20 Гц називається інфразвуком, а з вищою за 20 000Гц – ультразвуком.
Найбільшу чутливістю до звуку слуховий апарат людини має при частотах 800– 4000 Гц, а найменшу – в діапазоні 20–100 Гц. За еталонний прийнятий звук з частотою коливання1000 Гц.
Діапазон звукового тиску, який розрізняється органами слуху людини, досить широкий. Мінімальна величина звукового тиску на частоті 1000 Гц, який ледве відчувається людським вухом, називається порогом чутливості Р0=2. 10-5Па, а відповідна йому інтенсивність I(10-12 Вт/м2 . При звуковому тиску 2 (102Па та інтенсивності звуку102 Вт/м 2 виникають больові відчуття; такі значення називаються больовим порогом. Між порогом чутливості і больовим порогом лежить область чутливості. Оскільки больовий поріг перевищує поріг чутності в1014разів по інтенсивності звуку і в 107 разів по звуковому тиску, а також те, що відчуття людини, що виникають при дії шуму, пропорційні логарифму середньо -квадратичного тиску, то користуватися для оцінки звуку абсолютними величинами інтенсивності звуку або звукового тиску незручно. Тому для зручності обчислень прийнято оцінювати інтенсивність звуку і 4 звуковий тиск за логарифмічною шкалою, в якій кожен ступінь кожний ступінь цієї шкали відповідає зміні інтенсивності шуму в десять разів і називається белом (Б) на честь винахідника телефону Олександра Бела. На практиці використовують одиницю в десять разів меншу за бел - децибел (дБ), оскільки людське вухо розрізняє звукові коливання на порядок менші ніж один Бел.
Рівень інтенсивності звуку визначається за формулою:
L= lg I/I0, Б або L= 10 lg I/I0, дБ,
де І- інтенсивність даного звуку, Вт/м2 ;
І0-інтенсивність звуку на порозі чутливості при частоті 1000Гц (10-12 Вт/м2 ).
Інтенсивність звуку пропорційна квадрату звукового тиску Р, тобто
L=10 lg I/I0= 10 lg Р2 /Р02 =20 lg Р/Р0, дБ,
де Р0- стандартний звуковий тиск на порозі чутливості (2*10-5Па).
Таким чином, людина відчуває різні звуки в межах 0…140 дБ.
Органи слуху людини відчувають зміни гучності в 1 дБ. Допустимі межі сили звуку в різних умовах становлять 45...85 дБ. Шум з рівнем звукового тиску 110 дБ призводить до звукового сп’яніння , а потім починають руйнуватися тканини різних органів людини і в першу чергу слуховий апарат. У разі постійного шумового фону 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової системи, при 90 дБ - порушується слух. Вухо людини сприймає шум до 130 дБ без виникнення больових відчуттів. Порогом безпечності або нормованим рівнем шуму є рівень звуку до 80 дБА за шкалою «А» шумоміра.
Для вимірювання рівня шумів використовують шумомір. Рівні шумів визначаються згідно "Санітарних норм виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку" ДСН 3.3.6.037-99 . В табл. 1 наведено допустимі рівні шуму для приміщень різного призначення згідно ДБН В.1.1-31:2013 «Захист територій, будинків і споруд від шуму».
Рівні інтенсивності різних звуків на віддалі 1 м дорівнюють, дБ:
шепіт -20;
тиха розмова – 50…60;
голосна – 60…70;
шум на вулиці -70…90;
шум реактивного двигуна – 130…140.
Втомлююча та подразнююча дія шуму визначається рівнем звукового тиску (інтенсивності) , частотним складом і тривалістю дії. Найбільш несприятливі для людини є високочастотні звуки з частотою більше, ніж 800 Гц.
Дія шуму на організм людини.
Тривалий вплив інтенсивного шуму (вище 80 дБА) на слух призводить до його часткової або повної втрати. Через волокна слухових нервів роздратування шумом передається в центральну і вегетативну нервові системи, а через них впливає на внутрішні органи, приводячи до значних змін у функціональному стані організму, впливає на психічний стан людини. Причому, вплив шуму на нервову систему виявляється навіть при невеликих рівнях звуку (30..70 дБА). Працюючі в умовах тривалого шумового впливу відчувають зниження пам'яті, запаморочення, підвищену стомлюваність, дратівливість, головний біль. Цей комплекс змін в організмі називається «нейросенсорною приглухуватістю». До об'єктивних симптомів нейросенсорної приглуховатості відносяться: зниження слухової чутливості, зміна функцій травлення, що виражається в порушенні кислотно-лужного балансу у шлунку, серцево-судинній недостатності, нейроендокринному розладі, відмічаються порушення в зоровому та вестибулярному апараті.
Захист від шуму передбачає ряд загальних заходів у цехах і на території промислових підприємств:
раціональне архітектурно-планувальне рішення генерального плану підприємства, його окремих цехів і приміщень, яке передбачає максимально можливе віддалення об'єктів, що потребують захисту від шуму (лабораторноконструкторських корпусів, обчислювальних центрів, адміністративних будинків управлінь тощо), від особливо шумних джерел (випробувальних стендів авіаційних двигунів, газотурбінних установок, компресорних станцій тощо); розміщення допоміжного обладнання (машинних залів, насосних станцій, вентиляційних камер тощо) в окремих приміщеннях, ізольованих від основних цехів; максимально можливе віддалення тихих і малошумних приміщень від приміщень з інтенсивними джерелами шуму всередині будівлі; раціональне розміщення технологічного обладнання і робочих місць, організація захищених від шуму зон для відпочинку;
застосування організаційно-технічних заходів, які передбачають застосування малошумного технологічного обладнання оснащення машин і механізмів засобами дистанційного управління і автоматичного контролю, змінення способів обробки і транспортування матеріалів тощо;
застосування внутрішніх і зовнішніх огороджувальних конструкцій будівель (перекриттів, стін, перегородок, дверей, воріт, вікон, технологічних прорізів) з достатньою звукоізоляцією, що забезпечує необхідне зниження шуму, що проникає крізь огорожі;
застосування звукопоглинальних конструкцій (звукопоглинального облицювання) в шумних приміщеннях;
застосування у приміщеннях з інтенсивними джерелами шуму звукоізолювальних кабін спостереження і дистанційного управління та спеціальних боксів для найбільш шумного обладнання;
застосування звукоізолювальних кожухів на шумних агрегатах;
застосування акустичних екранів, вигородок;
застосування глушників шуму в системах вентиляції, кондиціонування повітря та в інших аерогазодинамічних установках;
віброізоляцію технологічного обладнання, застосування самостійних віброізольованих фундаментів під устаткування із значними динамічними навантаженнями віброізоляцію трубопроводів інженерних мереж;
застосування вібропоглинальних покриттів на тонкі вібруючі поверхні технологічного обладнання;
застосування вібропоглинальних і звукоізолювальних покриттів шумних повітропроводів і трубопроводів, що проходять через малошумні приміщення;
віброзвукоізоляцію місць проходження технологічних комунікацій (труб, повітропроводів тощо) крізь огороджувальні конструкції;
застосування акустичних швів (розривів) у конструкціях будівель, що перешкоджають поширенню структурного шуму по будівельних конструкціях.
Одним з способів зниження шуму на робочих місцях є влаштування звукопоглинаючих та звукоізолюючих пристроїв. Найбільш поширеним засобом боротьби з виробничим шумом є застосування звукоізолюючих кожухів (рис.1). Таким кожухом закривають генеруючі шум механізми. Ефективність таких конструкцій залежить від товщини і властивостей матеріалів з яких вони виготовлені. Внутрішня поверхня кожуха облицьовується звукопоглинаючим матеріалом (войлок, мінеральна вата, поліуретан тощо)
Звукоізолююча ефективність кожуха ∆L визначається:
∆L =N+10 lgα дБ,
де α- коефіцієнт звукопоглинання матеріалу (для войлока α=0,6 при частоті 1000 Гц);
N – звукопоглинання стінок кожуха (дБ).
N=20 lg(m * f )– 47,5, дБ,
де m-маса 1м2 стінок кожуха, кг (1 м2 сталевого листа товщиною 0,7 мм має масу 5,85 кг);
f – частота, Гц.
Порядок виконання роботи:
Відкрити кришку відділення батареї та вставити батарею.
Увімкнути прилад, утримуючи клавішу 8 протягом 1с. рис.2. (прилад автоматично вимикається, якщо не використовується 5с).
Вибрати необхідну швидкість клавішею-5. Якщо джерелом шуму є короткі сплески або слід міряти шумові піки, встановити швидкість вимірювання FAST (швидке), для вимірювання середнього рівня шуму використати повільну швидкість вимірювання SLOW.
Вибрати частотний діапазон вимірювань - 4. А зважування для перевірки основного рівня шуму або С – для перевірки низькочастотної складової шуму (якщо зважувальний рівень С значно перевищує зважувальний рівень А, це означає, що присутня велика кількість низькочастотного шуму).
Тримати прилад в руках або встановити на штатив та направити мікрофон на джерело шуму – прилад відобразить рівень звукового тиску на дисплеї -2.
Натиснути клавішу -3 MIN/MAX для отримання мінімального чи максимального значення рівнів шуму.
Вимірювання рівнів шуму провести двічі – при наявності кожуха і без нього.
Вимкнути прилад та вийняти батарею живлення.
За формулою 3 визначити ефективність кожуха, результати порівняти з вимогами ДСН 3.3.6.037-99, дати оцінку ефективності зниження рівня шуму.
Середньогеометричні частоти. Гц
Об’єкт вимірювання
Рівні звукового тиску, дБ
4000 8000
Рівні звукового тиску, дБА
Рівень шуму без кожуха, дБ.
64 67
68
Рівень шуму з кожухом, дБ
30 32
33
Зниження шуму за рахунок застосування кожуха, дБ
34 35
35
Розрахункове зниження шуму, дБ
1922 2524
-
Площа стінок кожуха дорівнює 0,072 м2
f= 64 Гц
N = 20 * lg(0,42 * 4000) – 47,5 = 17
N2 = 20 * lg(0,42 * 8000) – 47,5 = 23,05
∆L1 =17 +10 lg 0,6 = 19,22
∆L2 = 23,05 +10 lg 0,6 = 25,24
Висновок: на даній лабораторній роботі ми дослідили ефективність кожуха, визначили рівні звукового шуму дБ (без кожуха 68, з кожухом 83) при середньогеометричній частоті 4000 Гц, рівні шуму без кожуха 64 дБ і з кожухом 30 дБ та при середньогеометричній частоті 8000 Гц, рівні шуму без кожуха 67 дБ і з кожухом 32 дБ. Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» з таким рівнем шуму можна виконувати роботу, що вимагає зосередження, роботу з підвищеними вимогами до процесів спостереження та дистанційного керування виробничими циклами.