Как влияет шум на работающего ответы

  • Авторы
  • Файлы

Шишелова Т.И. Малыгина Ю.С. Нгуен Суан Дат 144 KB По данным исследователей, «шумовое загрязнение», характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни их жителей на 10-12 лет. Негативное влияние на человека от шума мегаполиса на 36% более значимо, чем от курения табака, которое сокращает жизнь человека в среднем на 6-8 лет.

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. С физиологической точки зрения шумом может быть назван любой нежелательный звук (простой или сложный), мешающий восприятию полезных звуков (человеческой речи, сигналов и пр.), нарушающих тишину и оказывающих вредное действие на человека.

Человеческий организм по-разному реагирует на шум разного уровня. Шумы уровня 70-90 дБ при длительном воздействии приводят к заболеванию нервной системы, а более 100 дБ — к снижению слуха, вплоть до глухоты.

Шум создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Шум способен увеличивать содержание в крови таких гормонов стресса, как кортизол, адреналин и норадреналин — даже во время сна. Чем дольше эти гормоны присутствуют в кровеносной системе, тем выше вероятность, что они приведут к опасным для жизни физиологическим проблемам.

Согласно нормативам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сердечно-сосудистые заболевания могут возникнуть, если человек по ночам постоянно подвергается воздействию шума громкостью 50 дБ или выше — такой шум издает улица с неинтенсивным движением. Для того, чтобы заработать бессонницу, достаточно шума в 42 дБ; чтобы просто стать раздражительным — 35 дБ (звук шепота). По данным ВОЗ тысячи людей в Великобритании и по всему миру преждевременно умирают от сердечных расстройств, вызванных долговременным воздействием повышенного уровня шума.

Под воздействием шума от 85 — 90 дБ снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. Долгое время человек жалуется на недомогание. Симптомы — головная боль, головокружение, тошнота, чрезмерная раздражительность. Все это результат работы в шумных условиях. Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха происходят необратимые изменения. При высоких уровнях шума слуховая чувствительность падает уже через 1 — 2 года, при средних — обнаруживается гораздо позже, через 5 — 10 лет, то есть снижение слуха происходит медленно, болезнь развивается постепенно. Поэтому особенно важно заранее принимать соответствующие меры защиты от шума. В настоящее время почти каждый человек, подвергающийся на работе воздействию шума, рискует стать глухим.

В Иркутске слишком шумно — в зоне акустического дискомфорта сегодня проживает более 1/3 населения города. Городской шум Иркутска определяется в основном транспортным шумом. Проведенные ИГМУ расчеты уровня транспортного шума на территории города позволили определить уязвимые примагистральные жилые территории, где уровень шума превышает допустимый на 6,5 дБА, а шум в жилых зданиях — на 4-13 дБА. Население, проживающее в примагистральных районах, отмечает ухудшение самочувствия, головные боли, нарушение сна, функций сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта.

Эффективным путем решения проблемы шума 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, ковки и штамповки — обработкой давлением; замена металла в некоторых деталях незвучными материалами, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др.

Защита от шума подразумевает следующие мероприятия.

1) Звукопоглощение. Звукопоглощением называется процесс перехода части энергии звуковой волны в тепловую энергию среды, в которой распространяется звук. Для звукопоглощения применяют пористые (поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой) и рыхлые волокнистые материалы (войлок, минеральная вата, пробка и т.д.).

Звукопоглощающие материалы или конструкции из них укрепляются на ограждающих конструкциях помещения без воздушного зазора или на некотором расстоянии от них.

2) Звукоизоляция. Под звукоизоляцией понимается процесс снижения уровня шума, проникающего через ограждение в помещение.

Основным параметром для оценки звукоизоляции любой конструкции является индекс Rw. Он показывает, на сколько децибел снижается уровень шума при использовании звукозащитной конструкции. Для достижения комфортного для человека уровня шума (не более 30 Дб), межкомнатные перегородки должны иметь индекс Rw не менее 50 Дб.

Библиографическая ссылка

Шишелова Т.И., Малыгина Ю.С., Нгуен Суан Дат ВЛИЯНИЕ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 8. – С. 14-15;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14048 (дата обращения: 27.09.2020).Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI

Для снижения шума в производственных помещениях применяют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной зашиты.

Наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума — механические, аэродинамические и электрические явления, определяемые конструктивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации. В связи с этим различают шумы механического, аэродинамического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.

Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей — деталями из пластмасс, использование смазочных материалов (табл. 10.1).

Таблица 10.1

Шум от работы шарикоподшипников в зависимости
от применения для них смазки

Род смазки

Уровень шума, дБА

Без смазки

Жидкое машинное масло

Густое машинное масло

Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин, облицовки стен, потолков, использование глушителей и др.

Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные машины и механизмы, локализуя таким образом источник шума. Для машины, выделяющей теплоту (электродвигатели, компрессоры и т.п.), кожухи снабжают вентиляционными устройствами с глушителями. Кожух должен плотно закрывать источник шума, но при этом не соединяться жестко с механизмом, так как это дает отрицательный эффект — кожух становится дополнительным источником шума.

Экраны устанавливаются между источником шума и рабочим местом. Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Степень проникновения зависит от соотношения между размерами экрана и длиной волны: чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, меньше снижение шума. Поэтому экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума, а при низких частотах они малоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояние от источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана. Экран оказывается эффективным тогда, когда отсутствуют огибающие его отраженные волны, т. е. либо на открытом воздухе, либо облицованном помещении (рис. 10.8).

Рис 10.8. Экранирование источников шума
а — схема экрана; б — расположение экрана в вычислительных центрах;
в — экранирование источников механического шума;
1 — шумное оборудование; 2 — экран со звукопоглощающей облицовкой;
3 — рабочее место; 4 — дисковая пила

Глушители шума применяются в основном для уменьшения шума различных аэродинамических установок и устройств. Они разделяются на адсорбционные, реактивные и комбинированные. Адсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от специально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение. Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощающих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).

Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канат уха. Их изготовляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10… 15 дБ. В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7…38 дБ в диапазоне частот 125 … 8000 Гц. Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30…40 дБ в диапазоне частот 125…8000 Гц.

К лечебно-профилактическим мероприятиям защиты от шума следует отнести применение функциональной музыки, санитарное просвещение, медицинские осмотры, а также организацию комнат акустической разгрузки.

Классификация средств коллективной защиты от шума представлена на рис. 10.9.

Акустические, в свою очередь, подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле:

Рис. 10.9. Средства коллективной защиты от шума на пути его распространения

(10.27)

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складывают:Разделив левую и правую части этого выражения на J0 (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:

(10.28)

или

(10.29)

где L1, L2 …, Ln — уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется п источников шума с одинаковым уровнем интенсивности звука J, то общий уровень интенсивности звука:

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроновая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, т. е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения. Эффективность снижения уровня шума (дБ) в помещении

(10.30)

где L — расчетный уровень интенсивности звука (или звукового давления), дБ; /,доп — допустимый уровень интенсивности звука (звукового давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле

(10.31)

где A2 и Α1 — соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эквивалентная площадь поглощения

(10.32)

здесь (αср — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью Sпов.

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рассчитывается по формуле

(10.33)

где G — масса одного м2 перегородки, кг; f — частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких.

Эффективность установки кожуха

В связи с многообразием источников шума встает вопрос об их классификации. Рассмотрим основные принципы, по которым можно классифицировать шумы:

1. Уровень шума

Уровень звука в децибелах определяется по формуле:

где I – сила звука, p – звуковое давление, I0 и p0 – порог слышимости на частоте 1000 Гц (I0 = 10-12Вт/м2, p0 = 2·10-5Па).

Чувствительность слуха, как известно, зависит от частоты звука. Для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъективному восприятию, вводят понятие корректированного уровня шума. Коррекция заключается в том, что используются зависящие от частоты поправки к уровню соответствующей величины. Эти поправки стандартизованы в международном масштабе. Наиболее широко используется коррекция А. В соответствии с ней корректированный уровень шума (в дБ(А)) равен:

где ΔLA – зависящие от частоты поправки, приведенные в таблице:

Частота, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

ΔLA, дБ

26,3

16,1

8,6

3,2

0

-1,2

-1

1,1

2. Спектральный состав

Все физические величины, характеризующие звуковой сигнал, являются функцией времени, поэтому их можно представить в виде суммы гармонических колебаний с различными частотами и амплитудами. Зависимость амплитуды гармонических составляющих звуковой волны от частоты называется спектром звука (см. раздел 3.3).

Обычно для шумов характерен сплошной или смешанный широкополосный спектр. При этом в зависимости от положения максимума интенсивности шумы подразделяют на низкочастотные (ниже 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Наряду с широкополосными шумами встречаются и тональные шумы, спектр которых близок к дискретному.

3. Временны́е характеристики шума

По временны́м характеристикам шумы делят на постоянные и непостоянные (см. рисунок).

Шум называют постоянным, если его уровень в течение 8 часов изменяется не более, чем на 5 дБ(А).

Все остальные шумы — непостоянные:

— колеблющиеся во времени (уровень звука непрерывно изменяется с течением времени);

— прерывистые (уровень звука изменяется ступенчато на 5 дБ(А) и более, причем длительность интервалов, в течение которых уровень звука остается постоянным, составляет одну секунду и более);

— импульсные, состоящие из одного или нескольких сигналов, каждый длительностью менее одной секунды.

Для оценки уровня непостоянных шумов используется так называемый эквивалентный уровень звука. Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума численно равен уровню звука постоянного, широкополосного, неимпульсного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и постоянный шум. При измерениях с помощью шумомера эквивалентный уровень шума определяют по формуле:

.

Здесь T – время усреднения, m – число измерений, Li – результат отдельного измерения, ti – интервал времени между измерениями. Обычно интервал между измерениями 2-3 секунды, а время усреднения выбирают в зависимости от характера шума.

4. Механизм возникновения

По механизму возникновения различают:

— механический шум;

— аэрогидродинамический шум;

— шум электромагнитного происхождения.

Принцип действия источников и особенности механического и аэрогидродинамического шума описаны в главе 4 (разделы 4.1.4 и 4.2.4). Что касается шума электромагнитного происхождения, то это механический шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора электрических машин, сердечника трансформатора и др.).

5. Способ распространения

Речь идет о распространении шума в зданиях.

Если источник шума не связан с конструкциями здания и звук излучается непосредственно в воздушную среду (разговор, музыка, радио, телевизор), то звуковая волна вызывает в стене или перекрытии колебания, за счет чего звук проходит в соседнее помещение. Такой шум называется воздушным.

Другой вид шума – корпусный (структурный) шум. Среда его передачи – твердые и жидкие материалы. Типичные источники такого шума – захлопывание двери, щелканье выключателя, смыв воды в туалете, шум потока в водопроводных трубах и в системе центрального отопления. Особенно интенсивным является корпусный шум, излучаемый каким-либо вибрирующим механизмом (насосом, лифтовым двигателем, вентиляционной установкой), жестко связанным с конструкцией здания. Механизм передачи корпусного шума можно описать следующим образом. Стены или перекрытия за счет механического воздействия приводятся в колебательное движение, которое в свою очередь заставляют колебаться частицы воздуха в соседнем помещении.

При ходьбе по междуэтажным перекрытиям (по полу) возникает ударный шум.

Источники корпусного и ударного шума вызывают интенсивные колебания жестких конструкций здания, по которым упругие волны могут распространяться почти без затухания на большие расстояния и создавать нежелательно высокие уровни шума даже в удаленных от источника помещениях.

Международный научный журнал «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»_ISSN 2410-6070_№ 4/2015

© Т.Д.Ходакова, М.О.Стареева, 2015

УДК: 331.4

МЕТОДИКА РАСЧЕТА СНИЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА

Аннотация

На многих предприятиях текстильной отрасли имеет место превышение допустимых уровней звукового давления на рабочих местах. Рассмотрен метод снижения шума звукопоглощением за счет выбора звукопоглощающей облицовки стен и потолка помещения, а также штучных звукопоглотителей.

Ключевые слова акустическая обработка помещений, коэффициент звукопоглощения.

Л

, (1)

I m v ф n

~»1~} ПР Ро = У

Входящие в формулу (1) показатели определяются следующим образом.

Площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы (&■), окружающей 7-й источник шума и проходящей через расчетную точку определяется по формуле:

& = 2(1тах + 2а)Л + 2( 1 + 2а)Л + (¡шах + 2а)( 1 + 2а) ; (2)

Ьро -звуковая мощность оборудования, дБ;

ш — количество источников шума, ближайших к расчетной точке;

п — общее количество источников шума в помещении с учетом среднего коэффициента одновременности работы оборудования;

— коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля;

Ф7 — фактор направленности 7-го источника шума, безразмерный, определяемый по технической документации на источник шума (для ИШ с равномерным полем звука следует принимать Ф7 = 1,0);

А}-]- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении.

В расчетах А¡-,- принимается в зависимости от отношения В¡-,- /Богр,

где & огр = + (D+W)•H] — общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м2; Б — длина,

W — ширина, Н — высота помещения.

В¡-] — постоянная помещения после его акустической обработки, м2, которая определяется по формуле:

А + АЛ,

В1_] = А-^ , (3)

(1 -ахч)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где А1 = а •(&огр — &обл) — величина звукопоглощения акустически необработанного цеха, т.е. эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой;

а = Б/(В+5огр) — средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки (выбирается по справочникам в зависимости от типа производства, например, для текстильных предприятий а= 0,1-0,15);

В — постоянная помещения до его акустической обработки, м2;

а]-) — средний коэффициент звукопоглощения после акустической обработки помещения, определяется по формуле:

Л + АЛ}

aw =

(4)

ог р

(5)

(6)

(7)

(8)

где ] =1, 2, 3, 4 — число последовательных приближений к выбору максимально достаточной площади АА] дополнительного звукопоглощения в цехе;

аобл — коэффициент звукопоглощения облицовки стен и потолка, (выбирается по таблице 42 в );

АА, = а , S , ;

1 оол оол ‘

АА2 = «обл SoO + АштN шт ;

АА = а S + AN •

3 обл обл.тах шт шт.тах ‘

АА4 = АА3 + ААэк р ;

Рисунок 1 -Расчетные значения эквивалентных площадей звукопоглощения (Лшт) № 9 и № 17, серийно выпускаемых промышленностью, и разработанного ОЗП Вобл $огр — $опр — — площадь звукопоглощающей облицовки стен и потолка,м2, Зопр — площадь оконных и дверных проемов в цехе,м2,

Ашт — эквивалентная площадь звукопоглощения штучных звукопоглотителей, м2 (выбирается по таблице 43 в );

Nшт — количество штучных звукопоглотителей; Бобл.тах — максимально допустимая площадь звукопоглощающей облицовки с учетом оконных и дверных проемов, м2; Ншт.тса — максимально допустимое количество штучных звукопоглотителей. Список использованной литературы:

2. Кочетов О С. Текстильная виброакустика. Учебное пособие для вузов. М.: МГТУ им. А.Н.Косыгина, группа «Совьяж Бево» 2003.—191 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Кочетов О С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Способ изготовления ячеек в звукопоглощающем материале акустического экрана // Патент на изобретение № 2274710. Опубликовано 20.04.2006. Бюллетень изобретений № 11.

© Т.Д.Ходакова, М.О.Стареева, 2015

УДК 681.335

Н.Н. Хрисанов

к.т.н., доцент

Факультет автоматики и информационных технологий Самарский государственный технический университет г. Самара, Российская Федерация

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ОПТИМАЛЬНОЙ ПРОЦЕДУРОЙ ПОДБОРА КОДА

Аннотация

Рассматривается математическая модель функционирования аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного приближения с оптимальной процедурой подбора кода. Приведена оценка повышения быстродействия АЦП при учете вероятностных характеристик входного сигнала, применении произвольного числа цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), учете динамических параметров ЦАП.

Ключевые слова

Аналого-цифровой преобразователь, математическая модель, стратегия поиска.

В предложены АЦП последовательного приближения, особенностью которых является то, что процедура подбора кода строится в соответствии с оптимальной стратегией поиска, учитывающей как динамические параметры ЦАП, так и вероятностные характеристики преобразуемого сигнала. Кроме того, возможно применение произвольного числа ЦАП.

Структура АЦП. Возможная структура АЦП последовательного приближения, обладающего вышеперечисленными свойствами, приведена на рис.1. АЦП содержит K цифро-аналоговых преобразователей и такое же число схем сравнения.