Охрана труда4

где L – уровень звукового давления, дБ; Р – среднее квадратическое значение звукового давления в определенной полосе частот, Па; Р0 = 2 10–5 – исходное значение звукового давления в воздухе, Па.

Уровень интенсивности звука определяется по формуле

где I – интенсивность звука, Вт/м2; I0 = 10–12 – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, Вт/м2.

Таким образом, все воспринимаемые человеческим ухом звуки можно оценить уровнями от 0 до 140 дБ. На практике обычно производят вычисления уровней до целых чисел, так как изменения уровня звукового давления менее чем на 1 дБ слухом не воспринимаются.

Уровни звукового давления некоторых источников шума приведены в табл. 2.10.

При уровне шума выше 80 дБ становится трудно разговаривать, уровень шума 120 дБ вызывает ощущение давления в ушах, при 130– 140 дБ шум создает болевое ощущение, при 160 дБ и выше происходит механическое повреждение органов слуха и внутренних органов, при уровнях порядка 180 дБ начинают разрушаться металлические соединения (заклепочные и сварочные швы).

Суммарный уровень звукового давления L, дБ, создаваемый несколькими источниками звука с одинаковым уровнем звукового давления Li, рассчитываются по формуле

141

где n – число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления.

Так, например, если шум создают два одинаковых источника шума, то их суммарный шум на 3 дБ больше, чем каждого из них в отдельности.

Суммарный уровень звукового давления нескольких различных источников звука, определяется по формуле

где L1, L2, ... , Ln – уровни звукового давления, создаваемые каждым из источников звука в исследуемой точке пространства.

Так как чувствительность слухового аппарата человека различна для различных частот, то для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъективному восприятию человеком, введено понятие корректированного уровня звукового давления. Для коррекции вводятся зависящие от частот звука поправки к уровню звукового давления. Эти поправки стандартизированы; наиболее употребительна коррекция «А».

Уровень звука – выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления, скорректированного по стандартизованной частотной характеристике «А», к стандартизованному исходному значению звукового давления; измеряется в дБА (децибелах по частотной характеристике «А») и определяется по формуле

где L – уровень звука, дБА; РА – среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А», Па; Р0 = 2 10–5 – исходное значение звукового давления в воздухе, Па.

При исследовании шумов весь диапазон частот разбивают на полосы частот. За ширину полосы принята октава, т. е. интервал частот, в котором высшая частота f2 в два раза больше низшей f1. В практике

используют октавные (f2 / f1 = 2) и третьоктавные ( f2 / f1 = 3 2 ) полосы частот. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота f = f1 f2 . Например, октавную по-

лосу 22,4–45 Гц выражает среднегеометрическая частота 31,5 Гц; 45–90 Гц – 63 Гц и т. д. В результате сформирован стандартный ряд

142

из девяти октавных полос со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Сложный шум может быть разложен на простые составляющие тона с указанием интенсивности и частоты каждого тона. Графическое изображение состава шума называется спектром и является его важнейшей характеристикой. Спектр шума показывает распределение колебательной энергии по звуковому диапазону частот.

Шумы классифицируются в соответствии с СанПиН 2.2.4./2.1.8.10- 32–2002 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

По характеру спектра шум следует подразделять на широкополосный и тональный.

Широкополосный шум – шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

Тональный шум – шум, в спектре которого имеются выраженные дискретные (тональные) составляющие.

Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шума выделяют постоянный и непостоянный шум.

Постоянный шум – шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется не более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характеристике измерительного прибора «медленно».

Непостоянный шум – шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется более чем на 5 дБА при измерениях на стандартизованной временной характеристике измерительного прибора «медленно».

Непостоянный шум подразделяют на колеблющийся, прерыви-

стый и импульсный.

Колеблющийся шум – шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени.

Прерывистый шум – шум, уровень звука которого изменяется во времени ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более.

143

Импульсный шум – шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеряемые на стандартизованных временных характеристиках шумомера «импульс» и «медленно», отличаются на 7 дБА и более.

Объективный уровень звукового давления (или интенсивности звука) не дает представления о его физиологическом восприятии. Ухо человека неодинаково чувствует различные частоты, поэтому звуки одной и той же интенсивности, но различной частоты субъективно оцениваются как неодинаково громкие. И, наоборот, звуки, различной интенсивности и частоты могут восприниматься органом слуха при разном уровне их интенсивности как одинаково громкие. Например, звук частотой 100 Гц и силой 50 дБ воспринимается как равногромкий звуку частотой 1000 Гц и силой 20 дБ. Субъективное ощущение интенсивности звука оценивается уровнем его громкости.

За единицу уровня громкости – фон, принимается разность уровней интенсивности в 1 дБ эталонного звука частотой 1000 Гц. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления.

Соотношения между уровнем звукового давления в децибелах и уровнем громкости в фонах хорошо иллюстрируются кривыми равной громкости, представленными на рис. 2.3. Каждая кривая представляет собой геометрическое место точек, координаты которых – частота и интенсивность звука – обеспечивают одинаковую слышимость.

Вибрация – механические колебания и волны в твердых телах, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Часто вибрации сопровождаются слышимым шумом.

Принято считать, что диапазон колебаний, воспринимаемый человеком как вибрации при непосредственном контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах 12–8000 Гц. Колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на ло-

кальную и общую.

Общая вибрация – вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека.

Локальная вибрация – вибрация, передающаяся через руки человека, воздействующая на ноги сидящего человека или предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

144

Основные параметры, характеризующие вибрацию: частота f (Гц); амплитуда смещения А (м) (величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия); колебательная скорость v (м/с); колебательное ускорение а (м/с2).

Также как и для шума, весь спектр частот вибраций, воспринимаемых человеком, разделен на октавные и третьоктавные полосы.

Поскольку диапазон изменения параметров вибрации от пороговых значений, при которых она не опасна, до действительных большой, то удобнее измерять не действительные значения этих параметров, а логарифм отношения действительных значений к пороговым. Такую величину называют логарифмическим уровнем параметра, а единицу ее измерения – децибел (дБ).

Логарифмические уровни виброускорения Lai , дБ, в i-й октавной

или третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавныхилитретьоктавныхполосахчастотилиопределяемыепоформуле

145

где аi – средние квадратические значения виброускорения в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с2; а0 – исходное значение виброускорения, а0 = 3 10–4 м/с2.

Логарифмические уровни виброскорости Lvi , дБ, в i-й октавной или

третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавных илитретьоктавныхполосахчастотилиопределяемыепоформуле

где vi – средние квадратические значения виброскорости в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с; v0 – исходное значение виброскорости, v0 = 5 10-8 м/с.

Корректированный по частоте уровень параметра вибрации

Lu, дБ – одночисловая характеристика вибрации, непосредственно измеряемая с применением виброметров с корректирующими фильтрами или определяемая как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных (третьоктавных) полосах с учетом октавных (третьоктавных) весовых коэффициентов (поправок) по формуле

где Lu – корректированный по частоте уровень параметра вибрации, дБ;

вый номер октавной (третьоктавной) полосы; n – число октавных (третьоктавных) полос.

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения

подразделяется на:

•общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности (тракторы, самоходные машины, грузовые автомобили);

•общую вибрацию 2 категории – транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок (экскаваторы, краны промышленные и строительные, напольный

146

производственный транспорт), а также на рабочих места водителей легковых автомобилей и автобусов;

•общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки, кузнечно-прессовое оборудование, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы и др.). Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных

идругих производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) на рабочих местах в административных и служебных помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.

Локальная вибрация в зависимости от источника возникновения

подразделяется на передающуюся от: ручных машин с двигателем или ручного механизированного инструмента; органов управления машин

иоборудования; ручных инструментов без двигателей и обрабатываемых деталей.

По направлению действия вибрация подразделяется на:

•общую вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной

системы координат Х0, Y0, Z0, где Х0 (от спины к груди) и Y0 (от правого плеча к левому) – горизонтальные оси, направленные парал-

лельно опорным поверхностям; Z0 – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т. п.;

•локальную вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной

системы координат Хл, Yл, Zл, где ось Хл совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изде-

лия и т. п.), ось Yл перпендикулярна ладони, а ось Zл лежит в плоскости, образованной осью Хл и направлением приложения силы или подачи обрабатываемого (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

147

По характеру спектра вибрация подразделяется на:

•узкополосную вибрацию, для которой уровень контролируемого параметра в одной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает уровень в соседних третьоктавных полосах;

•широкополосную вибрацию с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По частотному составу вибрация подразделяется на:

•низкочастотную вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1–4 Гц – для общей вибрации, 8–16 Гц – для локальной вибрации);

•среднечастотную вибрацию (8–16 Гц – для общей вибрации, 31,5–63 Гц – для локальной вибрации);

•высокочастотную вибрацию (31,5–63 Гц – для общей вибрации, 125–1000 Гц – для локальной вибрации).

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

•постоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с;

•непостоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

а) колеблющуюся во времени вибрацию, для которой величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

б) прерывистую вибрацию, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

в) импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

2.5.2. Воздействие шума и вибрации на организм человека.

Борьба с шумом стала в настоящее время социальной проблемой. Производственный шум отрицательно действует не только на людей, работающих на шумных производственных участках, но и на весь контингент лиц, обслуживающих данное производство, и на население, проживающее вблизи территории завода.

Установлено, что производственный шум, превышающий предельно допустимый уровень звукового давления, при длительном воздействии приводит к профессиональным заболеваниям органов слуха, вызывая частичную или полную глухоту, к болезням нервной, сердечно-

148

сосудистой систем и кишечно-желудочного тракта. Функциональные нарушения нервной системы развиваются значительно раньше, чем слухового аппарата. Такое общее заболевание организма под воздействием шума называют шумовой болезнью.

На основании всесторонних исследований, проведенных на рабочих различных профессий, выявлен характерный комплекс расстройств. Постоянными являются жалобы, указывающие на нарушение нервно-психического равновесия, повышенную утомляемость, головную боль, головокружение, бессонницу, раздражительность, вялость и др. У некоторых людей имеет место нарастающая непереносимость к шуму, заставляющая их менять профессию.

Лица, работающие на шумных производствах, предъявляют жалобы, свидетельствующие и о нарушениях сердечно-сосудистой системы: боли в области сердца, приступы сердцебиения, одышка. Отмечается повышение или понижение артериального давления.

Длительное воздействие шума приводит к утомлению органа слуха и с течением времени вызывает патологические изменения, которые появляются в результате истощения адаптационной способности и нарушения нормальных процессов в слуховом рецепторе.

Минимальный уровень звукового давления, при котором начинает сказываться утомляющее действие шума на орган слуха человека, зависит от частоты воспринимаемых звуков. Так, для звуков диапазона 2000–4000 Гц утомляющее действие начинается с 80 дБ, а для зву-

ков 5000–6000 Гц – с 60 дБ.

Появление утомляемости, следует рассматривать как ранний симптом развития шумовой болезни.

Рабочие всех профессий, связанных с шумом, в той или иной мере страдают тугоухостью, в особенности, если общий уровень интенсивности шума достигает 90 дБ и более.

Люди, работающие в условиях большого шума, быстро утомляются – следствием чего является значительное понижение производительности труда и увеличение брака. Нередко шум является косвенной причиной увеличения травматизма на предприятии вследствие притупления внимания и реакции работающих.

Некоторые виды вибрации оказывают неблагоприятное воздействие на нервную систему, вестибулярный аппарат и сердечнососудистую систему организма человека. С увеличением мощности двигателей и скоростей движения агрегатов параметры вибрации увеличиваются и гигиеническое значение их возрастает.

149

Наиболее вредное воздействие на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой резонанса отдельных частей тела человека (частота резонанса человека). При этом особенно неприятны колебания в области низких звуковых и дозвуковых (инфразвуковых) частот.

И общая, и местная вибрация могут привести к развитию вибрационной болезни. Эта болезнь характеризуется нарушением деятельности различных функций организма и, в первую очередь, периферической

ицентральной нервной системы. Больные жалуются на головные боли, бессонницу, повышенную утомляемость, раздражительность. К числу характерных симптомов вибрационной болезни следует отнести также нервно-сосудистые нарушения, проявляющиеся в побелении кожи на руках. Кроме того, возникают изменения в мышцах и костносуставные нарушения в кистях, реже в области лучезапястных, локтевых

иплечевых суставов. У больных вибрационной болезнью отмечаются функциональные нарушения пищеварительного тракта, вызывающие гастриты и тому подобные заболевания.

Работы последних лет, посвященные изучению воздействия вибраций на организм, человека, позволили установить, что: а) специфика вибрационной болезни определяется спектральным составом вибраций; б) человек более чувствителен к воздействию вибраций статистического характера, чем гармонического; в) степень воздействия вибраций однозначно определяется переданной человеку колебательной энергией.

Экспериментальными исследованиями установлена зависимость развития вибрационной болезни от продолжительности воздействия вибраций. Монотонная работа, однообразные движения в течение рабочего дня без переключения на другие операции, отсутствие микропауз в работе способствуют быстрому развитию вибрационной болезни.

При совместном воздействии на организм вибраций и шума наступают более ярко выраженные изменения со стороны некоторых показателей функционального состояния организма. Это относится

кслуховой и вибрационной чувствительности центральной нервной системы. При сочетании шума и вибраций порог слуховой чувствительности повышается в 1,7–1,8 раза, а порог вибрационной чувствительности в 1,1–1,2 раза больше, чем при раздельном воздействии вибраций или шума.

Восстановление физиологических функций после одновременного воздействия шума и вибраций протекает более длительно, чем после раздельного их воздействия.

150