Шум: означення, види, вплив на організм людини

У сучасному світі в умовах науково-технічного прогресу шум став одним із суттєвих несприятливих чинників, що впливають на людину. Ріст потужностей сучас­ного устаткування, машин, побутової техніки, швидкий розвиток всіх видів транспорту призвели до того, що людина на виробництві та в побуті постійно знаходиться під впливом шумів досить високої інтенсивності. Шум буває: механічного походження, який виникає внаслідок вібрації при роботі механізмів та устаткування, а також пооди­ноких чи періодичних ударів у з'єднаннях деталей та конструкцій; аеродинамічного походження, який виникає при подачі газу чи повітря по трубопроводах, вентиляційних системах, або їх стравлюванні в атмосферу; гідродинамічного походження, який вини­кає внаслідок процесів, що проходять у рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку); електромагнітного походження, який виникає внаслідок коливання елементів електромеханічних пристроїв під впливом змінних магнітних полів.

Шум у виробничих умовах негативно впливає на працівника: послаблює увагу, посилює розвиток втоми, сповільнює реакцію на небезпеку. Внаслідок цього зни­жується працездатність та підвищується імовірність нещасних випадків. Тому питання боротьби з шумом на сьогоднішній день є актуальним майже для всіх га­лузей виробництва.

Шумом прийнято вважати звуки, які нега­тивно впливають на організм людини, заважають його роботі та відпочинку. Тому шум часто називають несприятливим звуком. Зазвичай шум створюється при хаотичному чергуванні звуків різної частоти та інтенсивності. Звук, як фізичне явище, являє собою коливальний рух, що поширюється хвилеподібно у пружному середовищі (газоподібно­му, рідинному чи твердому). Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю; частотою;звуковим тиском;інтенсивністю.

середовищі, називається повітряним зву­ком, а в твердих тілах – структурним. Повітряний простір, в якому поширюються звукові хвилі називається звуковим полем.

В середині XIX століття німецький фізик Г. Т. Фехнер вивів закон сприйняття, згідно з яким величина відчування органів чуття людини, в тому числі й чутності, пропорційна логарифму величини подразнення. Так що рівень звуку оцінюється за логарифмічною шкалою не випадково. Одиниця рівня сили звуку – бел (Б), прийнята на честь фізика О. Г. Белла (1847–1922 pp.), який вважається винахідником телефону. Оскільки орган слуху людини спро­можний розрізняти зміни рівня сили звуку на 0,1 Б, то на практиці, як одиниця рівня сили звуку, в основному, використовується децибел (дБ) – десята частина бела (Б).

Методи захисту від шуму

Заходи та засоби захисту від шуму поділяються на колективні та індивідуальні, причому останні застосовуються лише тоді, коли заходами та засобами колективного захисту не вдається знизити рівні шуму на робочих місцях до допустимих значень. Призначення засобів індивідуального захисту (313) від шуму – перекрити найбільш чутливі канали проникнення звуку в організм - вуха. Тим самим різко послаблю­ються рівні звуків, що діють на барабанну перетинку, а відтак – і коливання чутливих елементів внутрішнього вуха. Такі засоби дозволяють одночасно попередити розлад і всієї нервової системи від дії інтенсивного подразника, яким є шум.

До ЗІЗ від шуму належать навушники, протишумові вкладки, шумозаглушувальні шоломи. Вибір ЗІЗ обумовлюється видом та характеристикою шуму на робочому місці, зручністю використання засобу при виконанні даної робочої опе­рації та конкретними кліматичними умовами.

Засоби колективного захисту від шуму подібно до віброзахисту поділяються за такими напрямками:

– зменшення шуму в самому джерелі;

– зменшення шуму на шляху його поширення;

– організаційно-технічні заходи;

– лікувально-профілактичні заходи.

Зменшення шуму у самому джерелі – найбільш радикальний засіб боротьби з шумом, що створюється устаткуванням. Досвід показує, що ефективність заходів щодо зниження шуму устаткування, що вже працює, досить невисока, тому необхідно прагнути до максимального зниження шуму в джерелі ще на стадії проектування устаткування. Це досягається за допомогою наступних заходів та засобів:

–удоскона­лення кінематичних схем та конструкцій устаткування;

–проведення статичного та динамічного зрівноважування і балансування;

–виготовлення деталей, що співударяються та корпусних деталей з неметалевих матеріалів (пластмас, текстоліту, гуми);

–чергування металевих та неметалевих деталей;

–підвищення точності виготовлення деталей та якості складання вузлів і устаткування;

–зменшення зазорів у з'єднаннях шляхом зменшення припусків; застосування мащення деталей, що труться і т. п.

Організаційно-технічні засоби захисту від шуму передбачають: застосування малошумних технологічних процесів та устаткування, оснащення шумного устатку­вання засобами дистанційного керування, дотримання правил технічної експлуатації, проведення планово-попереджувальних оглядів та ремонтів. До заходів лікувально-профілактичного характеру належать попередній та пе­ріодичні медогляди, використання раціональних режимів праці та відпочинку для працівників шумних дільниць та цехів, допуск до «шумних» робіт з 18 років тощо.

Засоби та заходи колективного захисту, що зменшують шум на шляху його поширення підрозділяються на архітектурно-планувальні та акустичні (див.рисунок 8).

Архітектурно-планувальні заходи щодо захисту від шуму передбачаються при проектуванні, реконструкції та експлуатації підприємства (цехів, дільниць). Вони дозволяють зменшити вплив виробничих шумів на працівників нешумних виробництв та мешканців житлових масивів, що розташовані поруч з під­приємством.

Для зменшення шкідливого впливу виробничого шуму на працівників шумних виробництв, послаблення передавання його в сусідні приміщення застосовують звуко- і віброізоляцію, звуко- і вібропоглинання та глушники шуму.

Звукоізоляція є ефективним засобом зменшення рівня шуму на шляху його поширення, що реалізується шляхом встановлення звукоізоляційних перешкод (пе­регородок, кабін, кожухів, екранів). Принцип звукоізоляції базується на тому, що біль­ша частина звукової енергії, яка потрапляє на перешкоду, відбивається і лише незнач­на її частина проникає через неї.

Для звукоізоляції окремих шумних дільниць у приміщенні чи устаткування за­стосовують легкі багатошарові звукоізоляційні перегородки з повітряними прошар­ками. Для звукоізоляції найбільш шумних вузлів та агрегатів (ланцюгові передачі, двигуни, компресори, вентилятори) використовуються звукоізоляційні кожухи, які є засобами, що встановлюються в безпосередній близькості від джерела шуму. В тих випадках, коли неможливо ізолювати шумне устаткування чи його вузли, захист пра­цівника від дії шуму здійснюють шляхом встановлення звукоізольованої кабіни з пультом керування та оглядовими вікнами.

Метод акустичного екранування застосовується в тих випадках, коли інші ме­тоди малоефективні або недоцільні з техніко-економічної точки зору. Акустичний екран встановлюється між джерелом шуму та робочим місцем і являє собою певну перешкоду на шляху поширення прямого шуму, за якою виникає, так звана, звукова тінь. Найбільш поширеними для виготовлення екранів є сталеві чи алю­мінієві листи товщиною 1-3 мм, які покриваються зі сторони джерела шуму звуко­поглинальним матеріалом.

Рівень шуму у виробничому приміщенні залежить не лише від прямого, але й відбитого звуку. Тому, якщо в цеху неможливо знизити енергію прямого звуку, то необхідно зменшити енергію звукових хвиль, які відбиваються від внутрішніх по­верхонь приміщення. Для цього проводять акустичне оброблення всіх або частини стін та стелі приміщень шумних виробництв за допомогою звукопоглинального облицювання та (або) підвішують до стелі штучні звукопоглиначі. Для ефективного звукопоглинання матеріал повинен мати пористу структуру, причому необхідно щоб пори були відкриті зі сторони звукової хвилі і мали якнайбільше з'єднань між собою. Штучні звукопоглиначі найдоцільніше розміщувати в зонах, де концентруються зву­кові хвилі, що відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення.

Звукопоглиначі можуть мати різну форму (куля, куб, ромб, піраміда) і виготовля­ються з перфорованих листів твердого картону, пластмаси чи металу, які зі середини покриті звукопоглинальним матеріалом.

Глушники шуму – це ефективний засіб боротьби з шумом аеродинамічного походження, який виникає при роботі вентиляційних систем, пневмоінструменту, газотурбінних, дизельних, компресорних та деяких інших установок. За принципом дії глушники поділяють на активного, реактивного та комбінованого типу. У глуш­ників активного типу зниження шуму відбувається внаслідок його затухання в порах звукопоглинального матеріалу. В глушниках реактивного типу шум зни­жується шляхом відбивання звукових хвиль у системі розширювальних та резонанс­них камер, що з'єднані між собою за допомогою труб, щілин та отворів. У комбі­нованих глушниках відбувається як поглинання, так і відбивання шуму.

Інфразвук

Інфразвук – це коливання в пружному середовищі, що мають однакову з шумом фізичну природу, але поширюються з частотою меншою за 20 Гц. Основни­ми джерелами інфразвуку на виробництві є тихохідні масивні установки та механіз­ми (вентилятори, поршневі компресори, турбіни, електроприводи та ін.), що здійсню­ють обертові та зворотно-поступальні рухи з повторенням циклу менше ніж 20 разів за секунду (інфразвук механічного походження). Інфразвук аеродинамічно­го походження виникає при турбулентних процесах у потоках газів чи рідин.

Хоча людина і не чує інфразвуку, він чинить несприятливий вплив на весь організм людини, в тому числі й на орган слуху, знижуючи його рівень чутності практично на всьому частотному діапазоні звукових хвиль. Інфразвукові коливання сприймаються людиною як фізичне навантаження, що викликає передчасне втомлен­ня, запаморочення, біль голови, порушення функції вестибулярного апарату, зниження гостроти зору та слуху, появу почуття страху, загальну немічність. Медики виявили, що інфразвук може також впливати і на психіку людини.

Несприятливий вплив інфразвуку суттєво залежить від рівня звукового тиску, тривалості впливу та діапазону частот. Найбільш небезпечною вважається частота інфразвукових коливань близько 7 Гц, оскільки вона співпадає з альфа-ритмом біо­струмів мозку і може викликати резонансні явища.

Традиційні методи боротьби з шумом, засновані на звукоізоляції та звукопогли­нанні, є малоефективні щодо інфразвуку, оскільки останній має значно вищу проник­ну здатність. Тому необхідно, перш за все, домогтися усунення або зниження рівня інфразвуку в джерелі, що його генерує. Для цього підвищують циклічність устатку­вання (більше 20 ц/ с), жорсткість коливних конструкцій великих розмірів, встанов­люють глушники реактивного типу тощо.

Ультразвук

Ультразвук широко використовується в багатьох галузях промисловості для інтенсифікації процесів хімічного травлення, нанесення металевого покриття, очи­щення, змивання та знежирення деталей і виробів, дефектоскопії (оцінка якості зварних швів, структури сплаву) та ін.

Ультразвук, так само як і інфразвук, орган слуху людини не сприймає, однак він може викликати біль голови, загальну втому, розлади серцево-судинної та нервової систем.

За способом передачі від джерела до людини ультразвук поділяють на: повітря­ний (передається через повітря) та контактний (передається на руки людини, що працює через тверде чи рідинне середовище).

Робота ультразвукових установок на більш високих частотах, для яких допустимі рівні звукового тиску є більш вищими, а також застосування засобів звукоізоляції (звукоізоляційні кожухи, захисні екрани, звукоізольовані кабіни, розміщення ультра­звукового устаткування в окремому звукоізольованому приміщенні) забезпечують захист від ультразвуку, який передається через повітря.