Такі проблеми сучасних мегаполісів, як шум та вібрації,збільшуються за своєю інтенсивністю з кожним роком. Чому сучасна наука так активно в останні роки почала досліджувати проблему впливу шуму та вібрації на організм людини? Чому вимір вібрації став обов'язковим дослідженням на багатьох підприємствах та в організаціях? Та тому, що сучасна медицина почала бити на сполох: зростає кількість професійних захворювань – вібраційної хвороби та приглухуватості, що виникає через тривалий вплив шуму та вібрації на працівника такого підприємства. І в групах ризику було багато професій, пов'язаних саме з роботою в цих умовах.

Особливої ​​актуальності проблема вібрації у житлових будинках набула внаслідок будівництва метрополітену у великих містах нашої країни та за кордоном. Найбільш сприятливі умови поширення вібрації створюються під час використання неглибоких тунелів поглиблення, будівництво яких є економічно доцільним. Траси метрополітену прокладають під житловими районами, а досвід експлуатації підземних поїздів свідчить про те, що вібрація проникає у житлові будинки в радіусі 40-70 м від тунелю метрополітену.

Вплив шуму на організм людини, як і реакція людини на шум у кожному даному випадку різна. Деякі люди добре терплять шум, в інших він викликає роздратування і прагнення піти якнайдалі від джерела шуму. Оцінка рівня шуму в основному заснована на понятті сприйняття, при цьому велике значення має саме внутрішнє настроювання людини до джерела шуму.

За частотою всі коливання поділяються на три діапазони:

· інфразвукові – до 16 Гц;

· звукові (сприймаються органом слуху як звук) – від 16 до 20000 Гц;

· Ультразвукові - понад 20000 Гц.

Шум та вібрації, які перевищують межі частоти звукових коливань, є професійною шкідливістю. Шум - це таке поєднання звуків, яке має на організм людини дратівливу і шкідливу дію. Під впливом шуму і вібрації у людини може змінитися кров'яний тиск, порушитися робота шлунково-кишкового тракту, а його тривалий вплив може призвести і до втрати слуху.

У побутових, вуличних і виробничих умовах нас постійно діють і передаються попри всі структури організму коливання як твердого, і пружного тіла разом із обов'язковим включенням повітряної середовища. Залежно від якісних та кількісних показників цих коливань реакція організму, відповідно, різна. Рухаючись в автобусі, тролейбусі, вагоні метро, ​​проходячи повз працюючі механізми з ремонту доріг, ми часто відчуваємо неприємні впливи і вібрації, і шуму. Але, вийшовши з транспортного засобу, пішовши з місця транспортних робіт, ми дуже швидко забуваємо ці незручності. І зовсім інша річ, коли ці два фактори діють на організм протягом робочого дня, місяця чи багатьох років. Тоді ці фактори виступають як професійні шкідливості, сприяючи розвитку шумової та вібраційної хвороб. У цих чинників багато спільного, а й багато специфічності, що дозволяє розглянути їх окремо.

Вібрація – це періодичне відхилення твердого тіла від точки свого рівноваги. Якщо немає постійного енергетичного спонукача, ці відхилення швидко гаснуть. Але у виробничих умовах цей спонукач (електроенергія, трансмісія та ін) постійно присутній і, отже, вібрація генерується постійно. При контакті людини з цими об'єктами, що трясуть його організм включається в загальну систему струсів. Кісткова система, нервові структури, вся судинна система є хорошими провідниками та резонаторами вібрації. Ступінь чутливості організму загалом щодо цього дуже шкідливого виробничого чинника залежить від функціонального стану кори великих півкуль.

Працюючи з механізмами, що вібрують, інструментами (особливо пневматичними), робітники піддаються впливу не тільки вібрації, але і високочастотного шуму великої інтенсивності, що прискорює і погіршує розвиток і полісимптоматичність вібраційної хвороби.

Для мешканців міста шум – справа звичайна. Досить часто людина навіть не замислюється над її протиприродністю. У будь-якому регіоні міста шумить автотранспорт, гуркоче трамвай, із певним шумом працює підприємство, поблизу злітають із аеродрому літаки. У квартирах шумлять холодильники та пральні машини, у під'їздах – ліфти. Цей список можна продовжити. Якщо шуму так багато у нашому житті, може здатися, що він не шкідливий. Однак за своїм впливом на організм людини шум шкідливіший, ніж хімічне забруднення. За останні 30 років у всіх великих містах шум збільшився на 12-15 дБ, а суб'єктивна гучність зросла в 3-4 рази. Шум знизив продуктивність праці на 15-20%, суттєво підвищив зростання захворюваності. Експерти вважають, що у великих містах шум скорочує життя людини на 8-12 років.

Частота захворювань серцево-судинної системи у людей, які живуть у зашумлених районах, у кілька разів вища, а ішемічна хвороба серця у них трапляється втричі частіше. Зростає також загальна захворюваність.

Особливо вражає вплив шуму на мешканців міста. Якщо на 100 тисяч сільських мешканців припадає 20-30 тих, хто погано чує, то у містах ця цифра зростає у 5 разів. За даними статистики, жителі великих міст втрачають гостроту слуху вже з 30 років (у нормі – у 2 рази пізніше). Під впливом шуму погіршується сон та сприйнятливість до навчання. Діти стають більш агресивними та примхливими.

Для позначення комплексного впливу шуму на людину медики запровадили термін – «шумова хвороба». Симптомами цієї хвороби є головний біль, нудота, дратівливість, які найчастіше супроводжуються тимчасовим зниженням слуху. До шумової хвороби схильні більшість жителів великих міст, які постійно одержують шумові навантаження.

Отже, шум шкідливий, але можна зменшити його вплив на живі організми, включаючи людину. Виявляється, можливо, і таких заходів багато. Насамперед, необхідно суворо дотримуватися чинних нормативів. Сьогодні на вулицях великих міст шум не спускається нижче 80 дБ. Для того, щоб зменшити цей рівень, додаються значні

зусилля насамперед щодо вдосконалення самої техніки. Конструктори працюють над малошумними двигунами та транспортними засобами, житлові забудови віддаляють від вуличних магістралей, останні відокремлюють від будинків бетонними екранами, покращують покриття.

Ефективним методом боротьби з шумом у містах є озеленення. Дерева, які посаджені близько один від одного, оточені густими кущами, значно знижують рівень техногенного шуму та покращують міське середовище.

До негативних фізичних факторів міста належить також вібрація. Джерелами вібрації в містах є: рейковий транспорт,

автомобільний транспорт, будтехніка, промислові установки.

Зазвичай вібрація поширюється з її джерела відстань до 100 м. Найбільш потужне джерело вібрації - залізничний транспорт. Коливання ґрунту поблизу дороги перевищує землетрус силою 6-7 балів. У метро інтенсивна вібрація поширюється на 50-70 метрів.

Несприятливо впливають на організм людини та електромагнітні випромінювання промислової частоти (50 герц) та частот радіохвильового діапазону. У приміщеннях електромагнітні поля створюють: радіоапаратура, телевізори, холодильники тощо, що становить певну небезпеку. Якщо поруч знаходиться постійне джерело електромагнітного випромінювання, яке працює на аналогічній (або є кратною) частоті, що може призвести до збільшення або зменшення нормальної частоти роботи людського органу, то наслідком цього можуть бути біль голови, порушення сну, перевтома, навіть загроза виникнення стенокардії. Найбільш небезпечним випромінюванням є тоді, коли людина (особливо дитина) спить.

Природа людини така, що, починаючи з певного рівня, вплив довкілля стає йому дискомфортним і навіть несприятливим: порушується загальне самопочуття, сон, виникає підвищена дратівливість, депресія, з'являються хвороби. Критерії несприятливого зовнішнього впливу встановлюються Державними стандартами ( ГОСТ 12.1.012-90 - "Вібраційна безпека. Загальні вимоги") та Санітарними нормами ( СН 2.2.4/2.1.8.566-96 - "Виробнича вібрація, вібрація у приміщеннях житлових та громадських будівель"), які для випадку вібрацій регламентують гранично-допустимі рівні коливань конструкцій, що захищають приміщень житлових, адміністративно-громадських будівель та робочих місць. При цьому амплітуди коливань обмежуються в діапазоні частот 1,4 - 88 Гц лише кількома мікронами.

Джерела вібрації та їх характеристики. Джерелами вібрації в житлових та громадських будівлях є інженерне та санітарно-технічне обладнання, а також промислові установки, наприклад велике ковальсько-пресове обладнання, поршневі компресори, будівельні машини (дизельмолоти), а також транспортні засоби (метрополітен дрібного закладення, важкі вантажні автомобілі, залізничні поїзди) трамваї), що створюють при роботі великі динамічні навантаження, які викликають поширення вібрації в ґрунті та будівельних конструкціях будівель. Ці вібрації часто є також причиною шуму в приміщеннях будівель.

Для житлових та громадських будівель найбільш несприятливим зовнішнім джерелом є рейкові транспортні магістралі: метрополітен, трамвайні лінії та залізниці. Дослідження показали, що коливання в міру видалення на різну відстань від метрополітену загасають, проте це процес немонотонний, він залежить від складових ланок на шляху розповсюдження вібрації: рейка – стіна тунелю – ґрунт – фундамент будинку – будівельні конструкції. У тих випадках, коли будівлі розташовуються в безпосередній близькості від рейкової дороги, вібрації в них можуть перевищувати гранично допустимі значення, встановлені Санітарними нормами, в 10 разів (на 20 дБ). У спектральному складі вібрації переважають октавні смуги із середньогеометричними частотами 31,5 та 63 Гц.

Після прийняття у 1975 р Санітарних норм ( СН 1304-75 - "Санітарні норми допустимих вібрацій у житлових будинках") та виконання контрольних вимірювань виявилося, що десятки будівель, що знаходяться поблизу ліній метро, ​​зазнають підвищеного вібраційного впливу, а рівні вібрацій у житлових та громадських приміщеннях перевищують допустимі значення. Така сама ситуація спостерігається і в будинках, розташованих поблизу гілок внутрішньоміських залізниць та трамвайних ліній.

В даний час регламентована захисна зона залізниці становить 100 м, а захисна зона трамвайної лінії, як показують вимірювання, досягає 60 м від крайньої залізничної колії.

На жаль, у великих містах з розвитком транспортних магістралей та збільшенням транспортних потоків площі вібро-небезпечних територій з кожним роком збільшуються. У Москві цей процес посилюється ще й введенням у дію будівельних норм (), які для житлових будівель вищої категорії комфортності встановлюють критерії вібрацій в 1,4 рази (на 3 дБ) "жорсткіше", ніж Санітарні норми. У цих умовах, наприклад, захисна зона тунелів метрополітену дрібного закладення становить вже близько 60 м, що накладає суттєві обмеження на розміщення та конструкції будівель.

Заходи захисту від вібрації. Зазвичай вібрація поширюється як у ґрунті, так і в будівельних конструкціях із відносно малим згасанням. Тому в першу чергу необхідно вживати заходів щодо зниження динамічних навантажень, створюваних джерелом вібрації, або знижувати передачу цих навантажень шляхом віброізоляції машин та засобів транспорту.

Зниження вібрації в приміщеннях, що захищаються, може бути досягнуто доцільним розміщенням обладнання в будівлі. Обладнання, що створює значні динамічні навантаження, рекомендується встановлювати у підвальних поверхах або на окремих фундаментах, не пов'язаних із каркасом будівлі. При встановленні обладнання на перекриття бажано розміщувати його в місцях, найбільш віддалених від об'єктів, що захищаються. Якщо неможливо забезпечити достатнє зниження вібрації та шуму, що виникають під час роботи відцентрових машин, зазначеними методами, слід передбачити їхню віброізоляцію.

Віброізоляція агрегатів досягається встановленням їх на спеціальні віброізолятори (пружні елементи, що володіють малою жорсткістю), застосуванням гнучких елементів (вставок) в системах трубопроводів і комунікацій, з'єднаних з вібруючим обладнанням, м'яких прокладок для трубопроводів і комунікацій в місцях проходу їх через кріплення до конструкцій, що захищають. Гнучкі з'єднання трубопроводів у насосних установках необхідно передбачати як у нагнітальній, так і в лініях, що всмоктують (як можна ближче до насосної установки). Як гнучкі вставки можна використовувати рукави резинотканинні з металевими спіралями.

Для зменшення вібрації, що передається на конструкцію, що несе, використовують пружинні або гумові віброізолятори. Для агрегатів, що мають швидкість обертання менше 1800 об/хв, рекомендуються пружинні віброізолятори; при швидкості обертання понад 1800 об/хв. допускається застосування гумових віброізоляторів. Слід пам'ятати, що термін роботи гумових віброізоляторів вбирається у 3 років. Сталеві віброізолятори довговічні та надійні в роботі, але вони ефективні при віброізоляції низьких частот та недостатньо знижують передачу вібрації більш високих частот (слухового діапазону), обумовлену внутрішніми резонансами пружинних елементів. Для усунення передачі високочастотної вібрації слід застосовувати гумові або пробкові прокладки товщиною 10-20 мм, розташовуючи їх між пружинами та конструкцією, що несе.

Машини з динамічними навантаженнями (вентилятори, насоси, компресори тощо) рекомендується жорстко монтувати на важкій бетонній плиті або металевій рамі, що спирається на віброізолятори. Використання важкої плити зменшує амплітуду коливань агрегату, встановлений на віброізоляторах. Крім того, плита забезпечує жорстке центрування з приводом і знижує розташування центру ваги установки. Бажано, щоб маса плити була не меншою за масу ізолюваної машини.

Захист будівель від вібрації, що виникає від руху на залізничних лініях, лініях дрібного закладення метрополітену зазвичай забезпечується їх належним видаленням від джерела вібрації. Встановлено, що житлові будинки не повинні розташовуватися до найкоротшої відстані до стінки тунелю метрополітену ближче ніж на 40 м.

Практика показала, що єдиним засобом захисту приміщень житлових будинків від шуму та вібрації, що виникають від роботи ліній метрополітену, що розташовані на менших відстанях, є віброізоляція шляху метрополітену від ґрунту за допомогою гумових прокладок.

У зарубіжній практиці використовується також віброізоляція будівель за допомогою пневматичних віброізоляторів. Санітарний нагляд за забезпеченням допустимих рівнів вібрацій проводиться аналогічно до нагляду захисту від шуму.

Забудова вібронебезпечних територій здійснюється із застосуванням захисних заходів, які, незважаючи на подорожчання будівництва, є необхідними, оскільки за їх відсутності будівля, яка зазнає підвищеного вібраційного впливу, не може бути прийнята в експлуатацію. В даний час для зниження коливань застосовується декілька способів. Наприклад, використовуються віброзахисні конструкції залізничної колії, що дозволяють знизити вібрації в будинках до 10-13 дБ, що екранують траншеї в грунті, що знижують коливання до 6 дБ, конструкції будівель на віброізоляторах, і конструкції будівель з монолітного залізобетону, 0 . Як правило, такої ефективності буває достатньо для забезпечення вимог норм в адміністративних та громадських будинках, захисна зона для яких при впливі метрополітену становить близько 25 м, при впливі залізниці – до 50 м, а трамвайної лінії – до 30 м.

У житлових будинках, де вібрації перевищують нормативні значення більш ніж на 15 дБ, потрібно виконувати комплекс із кількох захисних заходів, оскільки тільки в цьому випадку можуть бути забезпечені допустимі рівні.

Зазначені вище захисні способи у кожному конкретному випадку мають переваги та недоліки. Наприклад, віброізоляція будівель типових серій із збірного залізобетону може виконуватися тільки шляхом зниження коливань у джерелі або на шляху розповсюдження хвиль у ґрунтовому середовищі. Віброізоляція будівель, що реконструюються, як правило, забезпечується конструктивними заходами - застосуванням відповідної схеми несучого каркаса і призначенням жорсткостей конструктивних елементів. У будинках висотою 20 і більше поверхів зниження вібрацій здійснюється за рахунок використання монолітного каркасу. Будівлі невеликої та середньої поверховості, що мають жорсткий каркас, ізолюються пружними елементами тощо.

Визначальним фактором у виникненні вібрацій у всіх випадках є нерівності поверхонь катання коліс та рейок, що виникають при виготовленні та в процесі експлуатації залізничної колії. На зарубіжних метрополітенах з метою унеможливлення нерівностей застосовуються так звані рейкошліфувальні потяги, що дозволяють знизити коливання до 12 дБ. Московський метрополітен у найближчому майбутньому також має намір використати аналогічне обладнання.

На жаль, проблема захисту будівель від вібрацій досить складна і здебільшого має науково-технічний характер. Багато завдань з поширенню хвиль немає простих рішень і переважно досліджуються на чисельних моделях, які завжди відбивають реальні властивості ґрунтових середовищ і будівельних конструкцій. Тому в більшості випадків йдеться про прогностичну оцінку вібрацій та якісне дослідження хвильових процесів.

І насамкінець, треба згадати ще одне істотне джерело вібрації - будівельні машини та механізми. В умовах щільної міської забудови будівництво нових будівель, як відомо, пов'язане із значними незручностями для мешканців прилеглих будинків. Ці незручності пов'язані з використанням технологічних процесів, у яких застосовується динамічне устаткування. Велика кількість нарікань викликає, наприклад, забиття паль і шпунта, що супроводжується не тільки підвищеними рівнями шуму, а й вібрацією. Зона вібраційного впливу такого джерела може становити 90 м, а при використанні віброзанурювачів - понад 100 м. Заміна технології динамічного занурення на технологію пристрою буронабивних або паль, що задавлюються практично повністю виключає несприятливий віброакустичний фактор.

Різне:

ЛІКЦІЯ 5 . Шум, вібрація, ультразвук, інфразвук. ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

5.1. Шум та вібрація

Значний вплив на умови довкілля мають шум і вібрація. Шум це будь-які небажані для людини звукові хвильові коливання, що розповсюджуються в пружній середовищі (повітря, газ, рідина тощо). Частину простору, де поширюються звукові хвилі, називають звуковим полем . У будь-якому місці цього поля тиск та швидкість частин середовища змінюються у часі. Різниця між миттєвим та середнім тиском у середовищі називається звуковим тиском . Одиниця виміру звукового тиску - Па.

Звук - це поширення звукової хвилі у пружному середовищі. Він характеризується частотою звукових коливань, амплітудою та часовим інтервалом коливань. Звуковий спектр поділяється на інфразвук з частотою коливань звукової хвилі в межах від 0 до 20 Гц, які людина не відчуває. Звуки із частотою від 20 до 20 000 Гц – цей звуковий діапазон відчутний для людини. Частота від 20 000 Гц до 109 Гц - ультразвук, від 109 і вище - гіперзвук.

Основними характеристиками звуків ы х вагань – це інтенсивність (сила), частота та форма звукової хвилі. І нтенсивн о сть визначається енергією, яка переноситься звуковою хвилею через поверхню площею 1 м 2 ., яка перпендикулярна до напряму поширення звукової хвилі (Вт/м 2).

Звук і шум , характеризується:

- Швидкістю звуку, в м/сі частотою f, Гц;звуковим тиском р, Па;інтенсивністю I, Вт/м 2 .

Швидкість звуку залежить від характеристики середовища, в якому поширюється звукова хвиля. У газоподібному середовищі швидкість звуку дорівнює:

де х- Показник адіабати (х = 1,44); Р, – тиск та щільність газу відповідно.

Мал. 5.1. Слухове відчуття людини

За нормальних атмосферних умов (Т = 293 Дота Р= 1034 гПа)швидкість звуку в повітрі дорівнює з = 344 м/с.

Частота звук а визначається кількістю коливань пружного середовища в одиницю часу та вимірюється в герцах (1 Гц– це одне коливання за секунду).

Відчуття людини, що виникають під дією шуму, пропорційно не абсолютному значенню звукового тиску, а його логарифму . Тому для характеристики шумубули введені логарифмічні величини – рівень звукового тиску, що визначається як

(ДБ),

де Р- Середньоквадратичне значення звукового тиску в точці виміру, Па; Р о = 210 -5 Па - Величина середньоквадратичного звукового тиску на порозі відчуття.

Вухо людини здатне сприймати ті коливання, частота яких перебуває у діапазоні 20 Гц - 20 кГц. Нижче і вище цих частот знаходяться відповідно в області інфра- та ультразвуку.

Дія шуму на людину залежить від неї частоти, рівня звукового тиску, часу дії та характеру шуму . На рис. 5.1 наведено зону рівнів звукового тиску, що сприймаються людиною. Вона обмежена зверху порогом больових відчуттів , перевищення якого може призвести до пошкодження органів слуху, а знизу - порогом чутливості.

Шум, навіть за відносно незначних рівнях (50-60 дБл), підвищує навантаження на нервову систему людини, що дуже відчутно за умов заняття розумової дельностью. Він збуджує нервову систему, підвищує тиск крові, веде до передчасної втоми, викликає головний біль. Доведено, що низка захворювань (гіпертонічна та виразкова хвороби, неврози, шлунково-кишкові та шкірні захворювання) пов'язані з перенапругами нервової системи у процесі праці та відпочинку. Відсутність тиші, особливо у нічний час, веде до передчасної втоми, а часто й до загальних захворювань.

Рівень шуму понад 70 дБ надає суттєву фізіологічну дію на людину, що призводить до змін в організмі. Так, дія шуму 90 дБ і вище веде до зниження чутливості органів слуху, а іноді, особливо у незадовільних умовах на промислових підприємствах, до виникнення професійного захворювання. сенсоневральної приглухуватості . Рівень шуму більше 145 дБ може призвести до пошкодження барабанної перетинки.

Основні джерела шуму –

– транспортні засоби та різне промислове обладнання: машини та механізми (механічний шум), трансформатори та дроселі (електромагнітний шум), вентилятори та насоси (гідравлічний шум) тощо. Найчастіше несприятливі шумові умови створюються у житлових районах від працюючої радіо- і телеапаратури, гучних розмов, будівельних робіт та інших.

Для зниження негативного впливу шуму прийнято допустимі його рівні на робочих місцях, у житлових будинках та на території житлових районів. На практиці використовують два методи нормування :

-по граничному спектру шуму і за допустимим рівнем звуку. За першим методом унормуються допустимі рівні звукового тиску у всіх вищезгаданих октавних смугах (граничний спектр шуму).

Таблиця 5.1

Показники рівня шуму від джерел

Джерело шуму	Звуківе тиск., Па	Інтенсивнпро-сть звука, дБ
Шум зимового лісу у тиху погоду
Шепіт на відстані 1 м
Розмова середньої гучності на відстані від співрозмовника 1м
Робота верстатів зі значним рівнем шуму (робоче місце біля верстата)
Робота пневмокомпресора, штам-повача на відстані 1 м
Шум ракетного двигуна літака на відстані 2-3 м

Спектр шуму - Залежність рівня звукового тиску від частоти. Розрізняють спектри:

– вузьколінійні, у яких окремі синусоїдальні складові розділені частотними проміжками без вагань;

– широколінійні, що складаються з синусоїдальних складових, які безпосередньо розділені на шкали тону та частоти, які формуються окремими звуками з фіксованою частотою.

Гучність – сила слухового відчуття, яка залежить від звукового тиску та частоти звуку. Для порівняння різних звуків за гучністю використовують поняття – рівень гучності, одиниця якого є тлом , який дорівнює звуковому тиску 1 дБ для чистого тону з частотою 1 кГц, який сприймається як однакова гучність з цим звуком.

Різні коливання елементів машин та механізмів можуть передаватися через ґрунт, підлогу, елементи будівель та споруд та надавати на організм людини через її руки, ноги або ін. частини тіла. У цьому випадку коливання сприймаються як вібрація.

У і брат і я – це механічні коливання, які призводять до розладу життєво важливих функцій людини, що шкідливо впливають на роботу обладнання та руйнування будівельних конструкцій.

Параметри, що характеризують дію вібрації на людину, є амплітудою вібропереміщень, віброшвидкість, віброприскорення та частота коливань.

Вібрації буває загальна та локальна . Загальна вібрація- це дія на організм людини в цілому, а локальна- На окремі частини тіла. Наприклад, загальнавібрація поширюється на працівника при користуванні транспортними засобами, а локальна- на працівників, які працюють з електричним та пневматичним ручним інструментом.

Систематична дія загальної вібрації, за умови високого значення величини віброшвидкості, може призвести до виникнення вібраційноїхвороби – стійкі порушення фізіологічних функцій організму, зумовлені переважною дією вібраціїна центральну нервову систему. Ці порушення ведуть до головного болю, зниження працездатності, погіршення самопочуття, порушення роботи серця.

Локальна вібрація викликає спазми судин, що виникають на фалангах пальців, а потім поширюються на всю руку. Внаслідок цього погіршується її кровопостачання. Синхронно відбуваються зміни в нервовій системі: відкладаються солі у суглобах, які ведуть до болю, деформації рук та зниження рухливості у суглобах. Ефективне лікування вібраційноїхвороби можливе лише на початковій стадії її розвитку, крім того, відновлення порушень функцій організму протікає дуже повільно.

Залежно від джерела виникнення вібрації вонаділиться на:

– транспортну (рухи машин дорогами та на місцевості), транспортно-технологічну (рух машин, що виконують технологічні операції);

- технологічну (робота стаціонарних машин).

У напрямку дії загальна вібраціябуває вертикальною і горизонтальною (По лінії плечей та перпендикулярно їй). Виділяють також три напрямки дії локальної вібрації.

Гігієнічні норми вібраціївстановлюють залежно від виду вібрації,місця, часу та напрямки її дії.

Методи та способи боротьби зі шкідливим впливом шуму та вібраціїумовно ділять на чотири групи:

1. Спрямовані зменшення величини шуму та вібрації у джерелах їх виникнення.

2. Спрямовані на зниження шуму та вібрації під час їхнього поширення.

3. Індивідуальні засоби захисту від шуму та вібрації .

4. лікувально-профілактичні заходи, створені задля профілактику зміни у організмі людини впливу шкідливих чинників.

Серед заходів першої групи важливе значення приділяється удосконаленню конструкцій машин і механізмів шляхом покращення їх кінематичних схем, заміні механізмів ударної дії на інші з меншою кількістю операцій ударної дії, статичне та динамічне балансування елементів машин, по можливості заміні деталей механізмів, виготовлених з металу, на деталі з пластичних мас та ін. малошумних матеріалів, використання глушників, недопущення механічних резонансів, використання фундаментів та покриттів, що гасять і поглинають вібрацію тощо. Для зниження шуму в містах та інших населених пунктах дуже важливо підтримувати у справному стані транспортні засоби, а також дороги, трамвайне та залізничне полотно.

Значне місце серед заходів другої групи відноситься до цивільного будівництва:

– зональне районування території населених пунктів, винесення доріг з інтенсивним рухом транспорту за їх кордон, поглиблення магістральних транспортних комунікацій, встановлення шумозахисних стін, створення зелених захисних зон, заборона на рух транспортних засобів у парках, санітарних зонах та зонах відпочинку, спорудження спеціального житла, вікон з потрійним склом, раціональному плануванню житлових приміщень, вентиляції приміщень за допомогою спеціальних жалюзі. У виробничих умовах серед заходів цієї групи широко використовуються звукоізолюючі укриття, кожухи та екрани, заміна напряму поширення звукових коливань, покриття стін приміщень матеріалами, які поглинають звук, віброізоляція, гнучкі вставки та пружинні прокладки при з'єднанні елементів машин, трубопроводів та будівельних конструкцій та ін.

До засобів індивідуального захисту від шуму відносяться:

– вкладиші, навушники та шоломи. Вкладиші бувають м'які , з ультратонких волокон, та жорсткі виготовлені з ебоніту або шкіри у вигляді конуса. Ефективність їх не дуже висока (зниження рівня звуку лише на 5-20 дБл). Навушники найефективніші, особливо у високих частотах. Шоломи використовують у екстремальних умовах (коли рівень звуку перевищує 120 дБл). Індивідуальний захист від дії вібрації здійснюється за допомогою рукавичок з прокладками та спеціальною взуття з підошвами , які поглинають вібрацію (Рис.5.2)

Для запобігання виникненню та розвитку вібраційної хвороби у працівників, які працюють з віброінструментом, рекомендується особливий режим праці:

- Додаткові перерви на відпочинок, спеціальні гімнастичні вправи та масаж, прийом вітамінів, теплі ванни для рук після завершення роботи, ультрафіолетові опромінення. У працівників, у яких було виявлено вібраційну хворобу, необхідно перевести на роботу, яка не пов'язана з вібрацією.

Замір рівня шуму та вібрації здійснюють за допомогою спеціальних приладів - шумомір і віброграф ручний, наприклад ШИ-01, ВР-1, прилади фірми "Брюль і Кер" (Данія) (Рис.5.3) та ін. Як чутливий елемент в них використовують конденсаторні мікрофони та п'єзоелектричні перетворювачі вібраційних коливань. Прилади мають октавні фільтри для вимірювання рівнів звукового тиску та параметрів вібрації у стандартних октавних смугах частот, а також дозволяють контролювати рівень звуку.

Під час роботи деяких машин та механізмів виникають не тільки шум, а й інфразвук та ультразвук. При дії інфразвуку з рівнем тиску 100-120 дБ виникають головний біль, відчуття вібрації внутрішніх органів, зниження уваги та працездатності, виникають відчуття жаху, порушення функції вестибулярного апарату. Тому встановлено такі допустимі рівні звукового тиску для інфразвуку:

– у октавних смугах із середньо геометричними частотами 2, 4, 8, та 16 Гц становлять 105 дБл.

Основним заходом, спрямованим на боротьбу зі шкідливим впливом інфразвуку, полягає у зниженні його рівня в джерелах виникнення.

Ультразвук широко використовують у машинобудівній та металургійній промисловості (обробка матеріалів, контроль якості виробів та ін.), медицині (ультразвукові методи діагностики) та у невиробничій сфері (охоронна та протипожежна сигналізація). Ультразвук шкідливо впливає на організм людини: викликає функціональні зміни в нервовій системі, змінює тиск, склад і характеристику крові. Він може діяти на людину як через повітря, так і через рідину чи тверде середовище. Допустимий рівень звукового тиску в діапазоні частот 20-100 кГц становить 110 дБ. Захист від ультразвуку здійснюють шляхом використання обладнання з більш високими частотними коливаннями, захисних екранів та кожухів, розміщення обладнання, обладнання у спеціальних приміщеннях чи кабінах.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ ФЕДЕРАЛЬНА АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ

РОСТІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Р Е Ф Е Р А Т

З дисципліни «Безпека життєдіяльності»

На тему: «Шум та вібрація; вплив на організм»

Виконала студентка:

Логінова Ксенія Олександрівна

Факультет Інформатизації та Управління

Групи 316 з/с

номер залікової книжки: 08123

Перевірив:

Чумаков Х. Х.

Ростов-на-Дону.

1. Характеристика шуму

2. Характеристика вібрації

3. Вплив шуму та вібрації на організм людини

4. Профілактика вібраційних та шумових уражень

5. Захисні заходи

Шум і вібрація - це механічні коливання, що поширюються в газоподібному та твердому середовищах. Шум та вібрація різняться між собою частотою коливань.

1. Характеристика шуму

Шум- сукупність звуків різної частоти та інтенсивності, що безладно змінюються в часі. Орган слуху здатний розрізняти 0,1 байта, тому практично для вимірювання звуків і шумів застосовується децибел (дб.). Сила звуку і частота сприймаються органами слуху як гучність, тому за рівному рівні сили звуку децибелах звуки різних частот сприймаються як звуки, мають гучність. Для нормального існування, щоб не почуватися ізольованим від світу, людині потрібен шум у 10-20 дБ. Це шум листя, парку чи лісу. Розвиток техніки та промислового виробництва супроводжувалося підвищенням рівня шуму, що впливає на людину, В умовах виробництва вплив шуму на організм часто поєднується з іншими негативними впливами: токсичними речовинами, перепадами температури, вібрацією та ін. У виробничих умовах, як правило, виникають шуми, які мають у складі різні частоти. До фізичних характеристик шуму відносяться частота, звуковий тиск, рівень звукового тиску.

По частотному діапазону шуми поділяються на низькочастотні- До 350 Гц, середньочастотні 350-800 Гц та високочастотні- Понад 800 Гц.

За характером спектру шуми бувають широкосмугові, з безперервним спектром та тональні, У спектрі яких є чутні тони.

За тимчасовими характеристиками шуми бувають постійні , уривчасті , імпульсні , вагаються у часі .

Звуковий тиск Р - це середній за часом надлишковий тиск на перешкоду, вміщену по дорозі хвилі. На порозі чутності людське вухо сприймає при частоті 1000 Гц звуковий тиск Р 0 = 210 -5 Па, на порозі больового відчуття звуковий тиск досягає 2 10 2 Па.

Для практичних цілей зручною є характеристика звуку, що вимірюється в децибелах, – рівень звукового тиску. Рівень звукового тиску N - це виражене за логарифмічною шкалою відношення величини даного звукового тиску Р до порогового тиску P 0

N = 201g (P/P 0).

Для оцінки різних шумів вимірюються рівні звуку за допомогою шумомірів згідно з ГОСТ 17187-81.

Для оцінки фізіологічного впливу шуму на людину використовується гучність та рівень гучності. Поріг чутності змінюється із частотою, зменшується зі збільшенням частоти звуку від 16 до 4000 Гц, потім зростає зі збільшенням частоти до 20000 Гц. Наприклад, звук, що створює рівень звукового тиску 20 дБ на частоті 1000 Гц, матиме таку ж гучність, як і звук 50 дБ на частоті 125 Гц. Тому звук одного рівня гучності за різних частот має різну інтенсивність.

Для характеристики постійного шуму встановлено характеристику - рівень звуку, виміряний за шкалою А шумоміра в дБА.

Непостійні у часі шуми характеризуються еквівалентним (за енергією) рівнем звуку в дБА, що визначається за ГОСТ 12.1.050-86.

Джерела шуму різноманітні. Це аеродинамічні шуми літаків, рев дизелів, удари пневматичного інструменту, резонансні коливання різноманітних конструкцій, гучна музика та багато іншого.

2. Характеристика вібрації

За фізичною природою вібрація, як і шум, є коливальний рух матеріальних тіл.

Механічні коливання, що розповсюджуються через щільні середовища із частотою коливань до 16 гц. (Герц - одиниця виміру частоти дорівнює 1 коливанню в секунду), сприймаються людиною як струс, яке прийнято називати вібрацією.

Параметри вібрації нормує ГОСТ 12.1.012-78 "ССБТ. Вібрація. Загальні вимоги безпеки".

Вібрація відповідно до стандарту за джерелами її виникнення поділяється на:

1. транспортну, що виникає в результаті руху автомобілів по місцевості та дорогах та при їх будівництві;

2. транспортно-технологічну, що виникає при роботі машин, що виконують технологічну операцію в стаціонарному положенні або при переміщенні спеціально підготовленою частиною виробничого приміщення, промислового майданчика;

3. технологічну, що виникає під час роботи стаціонарних машин чи передається робочі місця які мають джерел вібрації.

За способом передачі на людину вібрація поділяються на загальну, що передається через опорні поверхні, та локальну(Місцеву), що передається через руки людини. Основними параметрами, що характеризують вібрацію, є частота коливань, швидкість коливання та амплітуда усунення.

Швидкість коливання знаходиться в прямій залежності від частоти коливань та амплітуди усунення:

v = 2пfА = wА,

де v – швидкість коливання, см/с;

f – частота коливань, Гц;

А - амплітуда усунення при гармонійному коливальному русі, тобто. величина найбільшого відхилення від положення рівноваги, см;

w – кругова частота, тобто. число повних коливань, скоєних за час, що дорівнює 2пf с.

За аналогією з шумом важливою характеристикою вібрації є її рівень, що вимірюється у логарифмічних одиницях – децибелах.

Логарифмічне рівняння віброшвидкості L = 2 lg v/(5*10),

де v – середньоквадратична швидкість, м/с;

5*10 – опорна віброшвидкість, м/с;

При вплив вібрації на людину найбільш істотно те, що тіло людини можна у вигляді складної динамічної системи. Численні дослідження показали, що ця динамічна система змінюється залежно від поз людини, її стану – розслабленості чи напруженості – та інших факторів. Для такої системи існують небезпечні, резонансні частоти, якщо зовнішні сили впливають на людину з частотами, близькими або рівними резонансним, то різко зростає амплітуда коливань як усі: тіла, так і окремих її органів.

Для тіла людини в положенні сидячи резонанс настає за частоти 4-6 Гц, для голови 2С 30 Гц, для очних яблук 60-90 Гц. При цих частотах інтенсивна вібрація може призвести до травмування хребта і кісткової тканини, розладу зору, у жінок викликати раніше: ремінні пологи.

Коливання викликають у тканинах організму змінні механічні напруження. Зміни напруги вловлюються безліччю рецепторів, що трансформуються в енергію біоелектричних біохімічних процесів. Інформація про діючу на людину вібрацію сприймається особливим органом чуття - вестибулярним апаратом

Вестибулярний апарат розташовується у скроневій кістці черепа і складається з присінка та напівкружних каналів, розташованих у взаємоперпендикулярних площинах. Вестибулярний апарат забезпечує аналіз положень та переміщень голови у просторі, активізацію тонусу м'язів.

3. Вплив вібрації та шуму на організм людини

Досі було прийнято вважати, що шум негативно діє лише на органи слуху. В даний час встановлено, що люди, які працюють в умовах шуму, швидше втомлюються, скаржаться на головний біль. При дії шуму на організм може відбуватися ряд функціональних змін з боку різних внутрішніх органів та систем: підвищується тиск крові, частішає або сповільнюється ритм серцевих скорочень, можуть виникати різні захворювання нервової системи (неврастенія, неврози, розлад чутливості). Під впливом шуму виникає безсоння, швидко розвивається стомлюваність, знижується увага, знижується загальна працездатність та продуктивність праці. Тривалий вплив на організм шуму та пов'язані з цим порушення з боку центральної нервової системи розглядаються як один із факторів, що сприяють виникненню гіпертонічної хвороби.

Під впливом шуму виникають явища втоми слуху та ослаблення слуху. Ці явища із припиненням шуму швидко минають. Якщо ж перевтома слуху повторюється систематично протягом тривалого терміну, то розвивається приглухуватість. Так, короткочасний вплив рівня 120 дБ (рев літака), не призводить до незворотних наслідків. Тривале вплив шуму 80-90 дБ призводить до професійної глухоти. Приглухуватість - стійке зниження слуху, що утруднює сприйняття мови оточуючих у нормальних умовах. Оцінка стану слуху здійснюється за допомогою аудіометрії. Аудіометрія – зміна гостроти слуху, – проводиться за допомогою спеціального електроакустичного апарату – аудіометра. Зниження слуху на 10 дБ людиною практично не відчувається, серйозне послаблення розбірливості мови та втрата здатності чути слабкі, але важливі для спілкування звукові сигнали, що настає при зниженні слуху на 20 дБ.

Якщо встановлено методами аудіометрії, що в результаті професійної діяльності відбулося зниження слуху в області мовного діапазону на 11 дБ, настає факт професійного захворювання - зниження слуху. Найчастіше зниження слуху розвивається протягом 5-7 років та більше перевтоми слуху.