Производственный шум. 2

Оглавление

1 Производственный шум 3

1.1 Основные акустические характеристики 3

1.2 Особенности воздействия шума на организм человека 6

2 Пожарная безопасность 8

2.1 Общие сведения о горении 8

3 Оценка уровней шума в производственных помещениях. Расчёт средств защиты от шума 13

3.1 Расчёт ожидаемых уровней звукового давления в расчётной точке и требуемого снижения уровней шума 14

3.2 Расчёт звукоизолирующих ограждений, перегородок 17

3.3 Расчёт звукоизолирующего кожуха 18

3.4 Расчёт звукопоглощающей облицовки 19

Список используемой литературы 21

1 Производственный шум

1.1 Основные акустические  характеристики

Производственный шум  – совокупность звуков возникающих  в ходе работы производственного  предприятия, носящая хаотичный  и беспорядочный характер, изменяющаяся во времени, и вызывающая дискомфорт у работающих.

Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1.1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.

Таблица 1.1 Шкала шумов

Продолжение таблицы 1.1

Поскольку производственный шум – это совокупность звуков имеющих разную природу возникновения, различную продолжительность и  интенсивность, то при исследовании производственных шумов говорят  о «спектре производственного шума». Исследуется слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц. Его разбивают на так называемые «полосы частот» или «октавы» и определяют звуковое давление, интенсивность  или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.

Октавой называют полосу частот, в которой верхняя граница превышает нижнюю в два раза, т.е. f₂ = 2*f₁ (например, 16 Гц-32Гц.)

В отдельных случаях применяют  разбиение октавы на более мелкие диапазоны. Существует стандартный  ряд среднегеометрических частот октавных полос (Таблица 1.2), в которых рассматриваются спектры шумов (f_{сг мин} = 31,5 Гц, f_{сг макс} = 8000 Гц).

Таблица 1.2 - Стандартный ряд среднегеометрических частот

Кроме того, эти  шумы имеют  разные характеристики, определяющие выраженность  воздействия их на организм человека. В таблице 1.3 дана классификация шумов по характеру шума и по его продолжительности.

Таблица 1.3 - Классификация шумов

1.2 Особенности  воздействия шума на организм человека

Шум - одна из форм физического загрязнения среды жизни. Он такой же медленный убийца, как и химическое отравление.

Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без  которого невозможна человеческая жизнь. Для громких звуков допустимая граница  составляет примерно 80 дБ. Звук в 130 дБ уже вызывает у человека болевое  ощущение, а в 130— становится для  него непереносимым.

На некоторых производствах  отрицательное влияние на здоровье и работоспособность оказывает  воздействие длительного и очень  интенсивного шума (80-100 дБ). Производственный шум утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться, отрицательно действует не только на орган слуха, но и на зрение, внимание, память.

Шум достаточной эффективности  и длительности может привести к  снижению слуховой чувствительности, могут развиваться тугоухость и  глухота.

Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха постепенно происходят необратимые  изменения.

При высоких уровнях шума понижение слуховой чувствительности наступает уже через 1-2 года работы, при средних уровнях оно обнаруживается гораздо позднее, через 5-10 лет.

Последовательность, с которой  происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум  вызывает временную потерю слуха. В  нормальных условиях через день или  два слух восстанавливается.

Но если воздействие шума продолжается месяцами или, как это  имеет место в промышленности, годами, восстановления не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный.

Сначала повреждение нервов сказывается на восприятии высокочастотного диапазона звуковых колебаний, постепенно распространяясь на наиболее низкие частоты. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько поврежденными, что атрофируются, гибнут, не восстанавливаются.

Шум оказывает вредное  воздействие на центральную нервную  систему, вызывая переутомление  и истощение клеток коры головного  мозга.

Возникает бессонница, развивается  утомление, снижается работоспособность  и производительность труда.

Шум оказывает вредное  влияние на зрительный и вестибулярный  анализаторы, которое может привести к нарушению координации движений и равновесия тела.

Исследования показали, что  и неслышимые звуки также опасны. Ультразвук, занимающий заметное место  в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его и не воспринимает.

Вредное воздействие шума во время работы на шумных производствах  можно избежать различными методами и средствами. Значительное уменьшение производственного шума достигается  применением специальных технических  средств шумогашения.

2 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность — состояние объекта, характеризуемое возможностью предотвращения возникновения и развития пожара, а также воздействия на людей и имущество опасных факторов пожара. Пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-техническими мероприятиями.

Пожары наносят громадный  материальный ущерб и в ряде случаев  сопровождаются гибелью людей. Поэтому  защита от пожаров является важнейшей  обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе.

Противопожарная защита имеет  своей целью изыскание наиболее эффективных,  экономически целесообразных и технически обоснованных способов и средств предупреждения пожаров и их ликвидации с минимальным ущербом при наиболее рациональном использовании сил и технических средств тушения.

Пожарная безопасность может  быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

2.1 Общие сведения  о горении

Пожар – это горение  вне специального очага, которое  не контролируется и может привести к массовому поражению и гибели людей, а также к нанесению экологического, материального и другого вреда.

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника загорания. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окиси азота и другие. Кроме того, необходимо чтобы горючее вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник загорания имел определенную энергию.

Наибольшая скорость горения  наблюдается в чистом кислороде. При уменьшении содержания кислорода  в воздухе горение прекращается. Горение при достаточной концентрации окислителя называется полным, а при его нехватке – неполным.

Выделяют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и цепочно-тепловой. Тепловой механизм связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры. Цепное ускорение реакции связано с катализом превращений, которое осуществляют промежуточные продукты превращений. Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному (цепочно-тепловой) механизму.

Процесс возникновения горения  подразделяется на несколько видов:

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания. Различают несколько видов самовозгорания:

• Химическое – от воздействия на горючие вещества кислорода, воздуха, воды или взаимодействия веществ;
• Микробиологическое – происходит при определенной влажности и температуры в растительных продуктах (самовозгорание зерна);
• Тепловое – вследствие долговременного воздействия незначительных источников тепла (например, при температуре 100̊С тирса, ДВП и другие склоны к самовозгоранию).

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождается появлением пламени.

Взрыв - чрезвычайно быстрое превращение, сопровождающееся выделением энергии с образованием сжатых газов.

Основными показателями пожарной опасности являются температура  самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.

Температура самовоспламенения  характеризует минимальную температуру  вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических  реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

По этой характеристике горючие жидкости делятся на 2 класса:

1. жидкости с t_всп < 610̊C (бензин, этиловый спирт, ацетон, нитроэмали и т.д.) - легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ);
2. жидкости с t_всп > 610̊C (масло, мазут, формалин и др.) - горючие жидкости (ГЖ).

Температура воспламенения - температура горения вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигание возникает устойчивое горение.

Температурные пределы воспламенения - температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в данной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения жидкостей.

Горючими называются вещества, способные самостоятельно гореть после  изъятия источника загорания.

По степени горючести  вещества делятся на:

• горючие (сгораемые), к ним относятся такие вещества, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления.
• трудногорючие (трудносгораемые), к ним относятся такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия источника зажигания.
• негорючие (несгораемые), таковыми являются вещества, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных источников зажигания (импульсов).

Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Большинство  горючих веществ независимо от агрегатного  состояния при нагревании образует газообразные продукты, которые при  смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ.

Из горючих газов и  пыли образуются горючие смеси при  любой температуре, в то время  как твердые вещества и жидкости могут образовать горючие смеси  только при определенных температурах.

В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих газов или паров в любых количественных соотношениях. Однако взрывоопасными эти смеси могут быть только тогда, когда концентрация горючего газа или пара находится между границами воспламеняемых концентраций.

Минимальная концентрация горючих  газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называющееся нижним концентрационным пределом воспламенения.

Максимальная концентрация горючих газов и паров, при  которой еще возможно распространение  пламени, называется верхним концентрационным пределом воспламенения.

Указанные пределы зависят  от температуры газов и паров: при увеличении температуры на 100̊С величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8-10 %, верхних - увеличиваются на 12-15 %.

Пожарная опасность вещества тем больше, чем ниже нижний и  выше верхний пределы воспламенения  и чем ниже температура самовоспламенения.

Пыли горючих и некоторых  не горючих веществ (например, алюминий, цинк) могут в смеси с воздухом образовать горючие концентрации.

Наибольшую опасность  по взрыву представляет взвешенная в  воздухе пыль. Однако и осевшая  на конструкциях пыль представляет опасность  не только с точки зрения возникновения  пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого  в результате взвихривания пыли при  первичном взрыве.

Минимальная концентрация пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли.

Поскольку достижение очень  больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически нереально, термин "верхний предел воспламенения" к пылям не применяется.

Воспламенение жидкости может  произойти только в том случае, если над ее поверхностью имеется  смесь паров с воздухом в определенном количественном соотношении, соответствующим  нижнему температурному пределу  воспламенения.

3 Оценка уровней шума в производственных  помещениях. Расчёт средств защиты  от шума

Дано: В рабочем помещении длиной А м, шириной В м, и высотой Н м размещены источники шума – ИШ₁, ИШ₂, ИШ₃, ИШ₄, ИШ₅ с уровнями звуковой мощности L₁, L₂, L₃, L₄, L₅ (Рисунок 3.1). Источник шума ИШ₁ заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью S_дв=2,5 м². Расчетная точка находится на расстоянии r_i от источников шума.

Рисунок 3.1-Схема  расположения оборудования и расчётной  точки на участке

Рассчитать:

1. Уровни звукового давления в расчетной точке - РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах;
2. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери;
3. Звукоизолирующую способность кожуха для источника шума ИШ₁, который установлен на полу, размеры его в плане - (а*b) м, высота - h м.

Исходные данные:

Таблица 3.1-Исходные данные

3.1 Расчёт ожидаемых уровней звукового давления в расчётной точке и требуемого снижения уровней шума

Если в помещение  находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового  давления для среднегеометрической частоты 500 Гц в расчетной точке определяется по формуле:

• L – ожидаемые октавные уровни звукового давления в расчетной точке, дБ;
• - эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния r от расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника l_max, рисунок 2¹.

Акустическим центром источника  шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость;

• D_i – – определяется по таблице 1²

• L_Рi – октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;
• Φ – фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается F =1;
• S – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять S = 2pr², где r – расстояние от расчетной точки до источника шума

• – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику, изображённому на рисунке 3, в зависимости от отношения постоянной помещения B к площади ограждающих поверхностей помещения S_огр.

• B – постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле B = B₁₀₀₀ m, где B₁₀₀₀ – постоянная помещения на частоте 1000 Гц, м², определяемая в зависимости от объема и типа помещения на частоте 1000 Гц (таблица 2); μ – частотный множитель, определяемый по таблице 3

• m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых r_i < 5r_min , где r_min – расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума, м, т.е. m = 5;
• n – общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента одновременности их работы, т.е. n = 5.
• Найдём ожидаемые октавные уровни звукового давления для 500Гц.:

• Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке

 – требуемое снижение  уровней звукового давления, дБ;

 – полученные расчетом октавные уровни звукового давления, дБ;

 – допустимые по нормам октавные уровни звукового давления, дБ. Допустимые уровни шума на рабочих местах принимаются в соответствии с ГОСТ 12.1.003. – 83. «Шум. Общие требования безопасности.» 
(Таблица 4).

3.2 Расчёт звукоизолирующих  ограждений, перегородок

Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для  отделения «тихих» помещений  от смежных «шумных» помещений; выполняются  из плотных, прочих материалов. В них  возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкции производится по требуемой звукоизолирующей способности, величина которой определяется по формуле:

• суммарный октавный уровень звуковой мощности излучаемой всеми источниками определяемый с помощью таблицы 1

•  допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемом от шума помещений, дБ (Таблица 4): ;
• постоянная изолируемого помещения.

По таблице 2

По таблице 3, т.к V = 200-1000 м³, то

•  количество элементов в ограждении (перегородка с дверью );
• площадь элемента ограждения:

• Звукоизолирующие способности  стены двери:

Звукоизолирующее ограждение состоит из двери и стены, подберём материал конструкций по таблицам 5 и 6.

Стена – керамзитобетонная плита толщиной 80 мм (таблица 5).

Дверь – обыкновенная филёнчатая с уплотняющими прокладками (таблица 5).

3.3 Расчёт звукоизолирующего  кожуха

Звукоизолирующие кожухи применяются для снижения уровней звуковой мощности  отдельных, наиболее шумных источников. Кожухи полностью закрывают источник шума, изготавливаются из листовых материалов (сталь, дюралюминий и др.). Внутренние поверхности стенок кожуха обычно облицовывают звукопоглощающим материалом. Требуемая звукоизолирующая способность стенок кожуха определяется по формуле:

 допустимые октавные  уровни звукового давления, дБ.

Требуемая звукоизолирующая способность стенок кожуха:

Для изготовления кожуха подходит стальной лист толщиной 3 - 4 мм, размером 3*3 метра (Таблица 7).

3.4 Расчёт звукопоглощающей  облицовки

Применяются для снижения интенсивности отраженных звуковых волн.

Величина возможного максимального  снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле:

• B – постоянная помещения до установки в нём звукопоглощающей облицовки;
• B₁ – постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающей конструкции и определяется по формуле:

•  коэффициенты, определяемые по графику на рисунке 3, соответственно до и после установки звукопоглощающих конструкций.
• - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой
• - средний коэффициент звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой и определяется по формуле:

•  площадь звукопоглощающих облицовок ;