Акустические колебания. Действие шума на человека. Инфразвук и ультразвук. Нормирование акустического воздействия

Вопрос  №19. Акустические колебания. Действие шума на человека. Инфразвук и ультразвук. Нормирование акустического  воздействия.  

  Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания  диапазоне 16 Гц-20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми. Акустические колебания  с частотой менее 16 Гц называют инфразвуками, выше 20 кГц ультразвуками. Распространяясь в пространстве звуковые колебания создают акустическое поле.

  Ухо человека  может воспринимать и анализировать  звуки в широком диапазоне  частот и интенсивностей. Самые  низкие значения порогов лежат  в диапазоне частот  1-5 кГц.  Порог слуха молодого человека  составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слухового восприятия значительно выше, та как ухо менее чувствительно к звукам низких частот. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па, звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущение касания, щекотание).

    Шум - совокупность периодических звуков различной интенсивности и частоты. С физической точки зрения шум – это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук. Окружающие нас шумы имеют разный уровень звука: разговорная речь- 50-60 дБА, автосирена 100 дБА, шум двигателя 80 дБА, громкая музыка 70 дБА, шум в обычной квартире 30-40 дБА.

  По спектральному  составу, в зависимости от преобладания  звуковой энергии в соответствующем  диапазоне частот различают низко, средне и высокочастотные шумы, по временным характеристикам – постоянные и непостоянные (колеблющиеся, прерывистые и импульсивные), по длительности действия – продолжительные и кратковременные, по спектру – широкополосные и тональные. По происхождению шумы подразделяются на следующие виды.

1. Шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных и периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкции в целом.
2. Шум аэродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстия; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкости и распыленного топлива в форсунках и др.)
3. Шум гидродинамического происхождения – шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в жидкости (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.)
4. Воздушный шум – шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения.
5. Структурный шум – шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

  Интенсивный  шум на производстве способствует  снижению внимания и увеличению  ошибок при выполнении работы. Из-за шума снижается производительность  труда и ухудшается качество  работы. Шум затрудняет своевременную  реакцию работающих на предупредительные  сигналы внутрицехового транспорта, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

  Степень  влияния шума зависит от его  интенсивности и продолжительности  воздействия, состояния ЦНС и  что очень важно, от индивидуальной  чувствительности организма к акустическому раздражителю. Особенно чувствителен к шуму детский и женский организм. Высокая индивидуальная чувствительность может быть одной из причин повышенной утомляемости и развития неврозов.

  Шум влияет  на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменения в скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

  Шум с  уровнем звукового давления  до 30-35 дБ является привычным для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звукового давления до     40-70дБ в условиях бытовой или природной среды создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном действии может стать причиной неврозов. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха – профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (140 дБ ) возможен разрыв барабанных перепонок , контузия ,а при еще более высоких (более 160 дБ ) и смерть.

  Снижение  слуха на 10 дБ практически не  ощутимо. На 20дБ начинает серьезно  мешать человеку, так как нарушается  способность слышать важные звуковые  сигналы, наступает ослабление  разборчивости речи.

  Помимо снижения  слуха при воздействии шума наблюдаются общие изменения в организме. Рабочие жалуются на головные боли, головокружение. Боли в области сердца. Повышение артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря, изменение кислотно-желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.

  Для нормирования  постоянных шумов применяют допустимые  уровни звукового давления ( УЗД  ) в 9-ти октавных полосах частот  в зависимости от вида производственной  деятельности. Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного шума на рабочих места допускается принимать уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по закону чувствительности органов слуха и приближением результатов объективных изменений к субъективному восприятию. 
 
 
 

  Таблица  1 Допустимые уровни звукового  давления, уровни звука и эквивалентного уровня звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий

 Нормируемой  характеристикой непостоянного  шума является эквивалентный  по энергии уровень звука в  дБА.

 Для тонального  или импульсного шума допустимый  уровень звука должен быть  на 5 дБ меньше нормативных значений.

     Инфразвук - звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимости частот – 20 Гц, которые не воспринимаются человеком.

Низкая частота обуславливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. В следствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются и легче огибают препятствия, что объясняет их способность распространятся на значительные расстояния с небольшими потерями энергии.

 Источниками  инфразвука могут быть средства  транспорта, компрессорные установки,  мощные вентиляционные системы, системы кондиционирования и др. Часто инфразвук сопутствует шуму.

 Инфразвук  оказывает неблагоприятное влияние  на работоспособность человека, вызывает изменения со стороны  сердечно-сосудистых, дыхательных систем  организма, отмечаются жалобы  на раздражительность, головокружение.

 Под воздействием  инфразвука возникает вибрация  крупных предметов строительных  конструкций, из-за резонансных  эффектов в звуковом диапазоне  имеет место усиление инфразвука  в отдельных помещениях.

 Гигиеническая  регламентация инфразвука задает предельно допустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, а также допустимые уровни инфразвука в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки. Общий уровень звукового давления для работ различной степени тяжести не должен превышать 100 дБ, для работ различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности не более 95 дБ, на территории жилой застройки 90 дБ, в помещениях и общественных зданиях 75 дБ.

 Ультразвук – это колебания в диапазоне частот от 20 кГц и выше, которое не воспринимается человеческим ухом.

  Источниками ультразвука являются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи, аэродинамические процессы. Он нередко сопутствует шуму при работе реактивных двигателей, газовых турбин и др.

 Ультразвук  передается человеку контактным  или воздушным способом. Локальное  воздействие на человека может  приводить к поражению нервного  и суставного аппарата, а общее  воздействие – к функциональным  изменениям центральной нервной, сердечно-сосудистой систем и др.

 По частотному  спектру ультразвук делится на:

    - низкочастотный  УЗ, колебания  11,2-100 кГц;   

    - высокочастотный  УЗ. Колебания 100 кГц- 1000 МГц

 Биологический  эффект воздействия УЗ на организм  зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, на которую действует УЗ. Длительное систематическое действие УЗ, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, снижение слуха, а также изменению свойств и состава крови, артериального давления. Появляются жалобы на утомление, головные боли.

 Контактное  воздействие высокочастотного УЗ  на руки приводит к нарушению  капиллярного кровообращения в  кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменениям костной структуры с разряжением плотности костной ткани.

Профессиональные  заболевания зарегистрированы лишь при контактной передачи ультразвука  на руки.

 Гигиенической  характеристикой воздушного УЗ  на рабочих местах являются УЗД, дБ, в 1/3 активных полосах со среднегеометрическими частотами от 12,5 до 100 кГц. На частоте 12,5 кГц УЗД не должны превышать 80 дБ, на частоте 16 кГц – 80 (допустимы по согласованию 90) дБ, 20 кГц – 100 дБ, 25 кГц – 105 дБ, а в диапазоне частот 31,5-100 кГц – 110 дБ.

 Характеристикой контактного УЗ является пиковое значение виброскорости или логарифмический уровень виброскорости. Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.

  Когда рабочие  подвергаются совместному воздействию  воздушного и контактного ультразвука,  допустимые уровни контактного  УЗ следует принимать на 5 дБ  меньше.    

Вопрос  №49. Классификация  пожаров и  промышленных объектов по пожарной опасности. Противопожарная защита зданий и сооружений 

  Пожары на  производстве представляют опасность  для работающих, причиняют значительные  повреждения и материальный ущерб,  могут вызвать остановку работ.  Для возникновения горения необходимо: горючее вещество, окислитель и импульс энергии.

  Может быть  использована следующая классификация  пожаров.

Первый  класс.

Пожары обычных  горючих материалов ( дерева, бумаги и др. ), при горении которых  образуется тлеющая зола, а также  резины, резиноподобных материалов, пластиков (в поздней стадии горения ).

Второй  класс.

Пожары нефти, её горючих продуктов и др. горючих  жидкостей, смазок, создающих горючие  пары. К этому ласу относятся и  пожары некоторых твердых веществ ( например нафталина ), которые при горении плавятся и ведут себя как горючие жидкости, не образуя при сгорании золы.

Третий  класс.

Пожары горючих  газов, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Пожары газов, хранящихся в жидком виде, значительно сильнее пожаров  обычных газов.

Четвертый класс. 

Пожары включенного  электрического оборудования. Для тушения  этих пожаров необходимы токонепроводящие вещества.

Пожары выключенного электрического оборудования относятся  к первому классу. Пожары электрического оборудования, содержащего горючие жидкости, пожары которых относятся ко второму классу, следует характеризовать комбинированно (например, четвертый класс + второй класс ).

Пятый класс.

Пожары металлов:

 а) с низкой  температурой плавления ( например, натрий и калий ); они характеризуются тем, что горящий в жидком виде металл имеет малую плотность, в результате чего огнегасящие порошки оседают и  поверхность горящего металла, оказывается неизолированной от воздуха. Осложнения возникают еще потому, что эти металлы спонтанно реагируют с водой, иногда очень бурно;

 б) с высокой  температурой плавления; в производственных  условиях эти металлы могут  быть в виде поковок, отливок, стружки, опилок, порошка; огнегасительные вещества, пригодные для тушения пожаров отливок, могут оказаться неподходящими для тушения пожаров того же металла в виде порошка, стружки или опилок;

 в) с температурой  плавления выше, чем у легкоплавких  металлов, но ниже, чем у тугоплавких  (например, магния ); во время горения  такие металлы легко плавятся  и переходят в жидкое состояние.

  Классификация  промышленных объектов по пожарной  опасности применяется для установления  нормативных требований по обеспечению  взрывопожарной и пожарной безопасности, указанных зданий и сооружений  в отношении планировки и застройки,  этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования и т.д.

 Категории  помещений определяются путем  последовательной проверки принадлежности  помещений к категории от высшей (А) к низшей (Д).

  Таблица  2 Категории помещений по взрывопожарной опасности 

Категория самого здания определяется согласно следующих  рекомендаций:

  - здание  относится к категории А, если  в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% или 200м². В случае оборудования помещений установками автоматического пожаротушения допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А менее 25% (но не более 1000м² );

  - к категории  Б относятся здания и сооружения, если они не относятся к  категории А и суммарная площадь  помещений категорий А и Б  превышает 5% суммарной площади  всех помещений или 200м². Допускается не относить здания к категории Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б в здании не превышает 20% суммарной площади всех размещенных в ней помещений (но не более 1000м²) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения;

  - здание  относятся к категории В, если оно не относится к категориям А или Б и суммарная площадь помещений категории А, Б и В превышает 5% (10%, если в здание отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. В случае оборудования помещений категории А, Б и В установками автоматического пожаротушения допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В не превышает 25% (но не более 3500м²) суммарной площади всей помещенных в нем помещений;

  - если здание  не относится к категории А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений, то здание относится к категории Г. Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000м²), а помещения категорий А, Б, В и г оборудуются установками автоматического пожаротушения;

  - здания, не  отнесенные к категориям А,  Б, В и Г, относят к категории  Д.

 На объектах категорий В, Г и д возникновение отдельных пожаров будет зависеть от степени огнестойкости зданий, а образование сплошных пожаров – от плотности застройки.

  Организационно-технические  мероприятия по обеспечению противопожарной  защиты зданий и сооружений включают в себя:

• Соблюдение требований пожарной безопасности, а также выполнение предписаний, постановлений и иных законных требований должностных лиц пожарной охраны;
• Проведение противопожарной пропаганды, а также обучение своих работников мерам пожарной безопасности;
• Содержание в исправном состоянии систем и средств противопожарной защиты, включая первичные средства тушения пожаров, не допуская их использования не по назначению;
• Создание и содержание в соответствие с установленными нормами органов управления и подразделений пожарной охраны, в том числе на основе договоров с Государственной противопожарной службой;
• Содействие деятельности добровольных пожарных;
• Незамедлительное сообщение пожарной охране о возникновение пожаров, неисправностях имеющихся систем и  средств противопожарной защиты, об изменении состояния дорог и проездов;
• Содействие пожарной охране при тушение пожаров, установление причин и условий их возникновения и развития, также при выявлении

 лиц, виновных  в нарушении требований пожарной безопасности и         возникновении пожаров; 

   К инженерно-техническим мероприятиям по обеспечению пожарной безопасности относятся:

• Применение средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;
• Применение автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;
• Применение основных строительных конструкций объектов с регламентированными пределами огнестойкости и пожарной опасности;
• Применение пропитки конструкции объектов антиперенами и нанесение на них огнезащитных красок (состав);
• Устройства, обеспечивающие ограничение распространения пожаров;
• Противопожарные преграды;
• Предельно допустимые площади противопожарных отсеков и секций, ограничения этажности;
• Аварийное отключение и переключение установок и коммуникаций;
• Средства, предотвращающие или ограничивающие разлив и растекание жидкости при пожаре;
• Огнепреграждающие устройства в оборудовании.

  Автоматическая пожарная сигнализация является важной мерой предотвращения крупных пожаров. Основная задача автоматической пожарной сигнализации – обнаружение начальной стадии пожара, передача извещения о месте и времени его возникновения и при необходимости включение автоматических систем пожаротушения и дымоудаления.

  Функционально  автоматическая пожарная сигнализация  состоит из приемо-контрольной станции, которая через сигнальные линии соединена с пожарными извещателями. Задачей сигнальных извещателей является преобразование различных проявлений пожара в электрические сигналы. Приемо-контрольная станция после получения сигнала от первичного извещателя включает световую и звуковую сигнализацию и при необходимости автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

  Скорость  срабатывания автоматической пожарной  сигнализации в основном определяется  скоростью срабатывания первичных  извещателей. В настоящее время наиболее часто используют тепловые, дымовые, световые и звуковые пожарные извещатели.

  Огнетушащие вещества. Наиболее простым , дешевым и доступным является вода, которая подается в зону горения в виде компактных сплошных струй или в распыленном виде. 

  Пена является широко распространенным эффективным и удобным средством тушения пожара.

  В последнее  время для тушения пожаров  все более широко применяют  огнетушащие порошки. Они используются  для зарядки ручных и переносных  огнетушителей. Порошки рекомендуется применять в начальной стадии пожаров.

  Инертные  разбавители применяются для  объемного тушения. Они оказывают  разбавляющее действие, уменьшая  концентрацию кислорода ниже  нижнего концентрационного предела  горения. Эти средства используют, если вода и пена оказываются малоэффективными.

  Автоматические стационарные установки пожаротушения в зависимости от используемых огнетушащих веществ подразделяют на водяные, пенные, газовые и порошковые. Наиболее широкое распространение получили установки водяного и пенного тушения двух типов:

Спринклерная установка – наиболее эффективное средство тушения обычных горючих материалов в начальной стадии развития пожаров.

Дренчерные установки  – отличаются от спринклерных отсутствием  клапана в оросителе.

Спринклерная  установка срабатывает над очагом пожара, а дренчерная орошает водой  весь защищаемый объект.

  В начальной  стадии развития пожара можно  использовать портативные средства  первичного пожаротушения.

  Первичные средства пожаротушения. К ним относятся огнетушители, ведра, емкости с водой, ящики с песком, ломы топоры, лопаты, кошма и т.д.

Огнетушители  являются одним из наиболее эффективных  первичных средств пожаротушения. Огнетушители в зависимости от заряжаемого  огнетушащего вещества подразделяются на 5 видов: водные, пенные, порошковые, углекислотные, хладоновые. Огнетушащее вещество подается в зону горения под действием избыточного давления во внутреннем объеме огнетушителя.

  В промышленности  применяют жидкостные огнетушители  марки ОЖ-7, который заряжается вожжой с добавлением ПАВ или водным раствором сульфанола, сульфаната, пенообразователя или смачивателя. К химическим огнетушителям относятся огнетушители марок ОХП-10 и ОХВП-10. При введении в действие химического пенного огнетушителя, в его внутреннем объеме происходит смешивание ранее изолированных друг от друга запасов кислоты и щелочи. В результате их взаимодействия образуется углекислый газ, который интенсивно перемешивает жидкость, образуя пену.