Часто неэкономично или практически невозможно снизить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями. Например, при таких производственных процессах, как клёпка, обрубка, штамповка, при испытании двигателей внутреннего сгорания и т. д.
В таких случаях, когда техническими средствами нельзя снизить шум до допустимых пределов, основными мерами для предотвращения профессиональных заболеваний работающих за счёт снижения уровня шума становится применение средств индивидуальной защиты от шума по ГОСТ 12.1.003-83 (1999) ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» , а для ультразвука – по ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ «Ультразвук. Общие требования безопасности» .
Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами:
· снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра;
· не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину;
· не снижать восприятие речи;
· не заглушать звуковые сигналы опасности;
· отвечать гигиеническим требованиям.
Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень шума на 10-45 дБ, причём наиболее значительное глушение шума наблюдается в области высоких частот, наиболее опасных для человека. К средствам индивидуальной защиты от шума относятся: противошумные наушники, закрывающие ушные раковины снаружи; противошумные вкладыши (однократного и многократного пользования), перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски – они применяются при очень высоких уровнях шума в сочетании с наушниками, а также противошумными костюмами. Некоторые их виды показаны на рис. 6.
Рис. 6. Пассивные средства индивидуальной защиты слуха.
Слева направо: накладные наушники, защитный шлем, накладные
наушники, укреплённые на шлеме и различные вставные средства.
Средства индивидуальной защиты органов слуха снижают интенсивность звука, который поступает на барабанную перепонку.
Простейшими из внутренних противошумных средств считаются вата, марля, губка и т.д., вставленные в слуховой канал. Вата снижает шум на 3-14 дБ в полосе частот от 100 до 6000 Гц; вата с воском - до 30 дБ. Применяются предохранительные втулки (ушные вкладыши «Беруши»), плотно закрывающие слуховой канал и снижающие шум на 20 дБ.
К наружным средствам индивидуальной защиты от шума относятся антифоны, закрывающие ушную раковину.
Средства индивидуальной защиты от шума описаны в ГОСТ Р 12.4.209-99 ССБТ «Средства индивидуальной защиты органа слуха. Вкладыши. Общие технические требования. Методы испытаний» и в ГОСТ Р 12.4.213-99 (ИСО 4869-3-89) ССБТ «Средства индивидуальной защиты органа слуха. Противошумы. Упрощённый метод измерения акустической эффективности противошумных наушников для оценки качества» .
Вкладыши (затычки, беруши). Это небольшие вставки, которые помещаются в наружный слуховой канал: мягкие тампоны (кусочки ваты, пропитанные воском, глицерином, вазелином; кусочки ультратонкого стекловолокна; пробочки из губчатой резины; эластичные резиновые капсулы, заполненные воском, и т. д.) и жёсткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме конуса. Вкладыши (затычки) - это самые дешёвые и компактные средства защиты от шума, но недостаточно эффективные (снижение шума 5-20 дБ) и в ряде случаев неудобные, так как раздражают слуховой канал, особенно при повышенной температуре воздуха. При плотном прилегании к уху вкладыши снижают шум до 15-30 дБ.
Вкладыши (затычки) будут эффективны, только если они воздухонепроницаемы и полностью закрывают слуховой канал. Они бывают разных форм и размеров и могут быть сделаны на заказ, поэтому их можно подобрать индивидуально. Вкладыши, то есть вставляемые в слуховой канал мягкие тампоны из ультратонкого волокна, предназначены для одноразового использования. Эффективность снижения уровня шума - до 20 дБ, поэтому они представляют собой наиболее простое и компактное средство защиты от шума с уровнем до 100 дБ.
Противошумные вкладыши (затычки, беруши), вариантов которых множество, рекомендуется применять в случаях, когда рабочие подвергаются воздействию повышенных шумов в течение длительного времени. Существует два вида берушей: одноразового использования и многоразовые. Одноразовые беруши чаще всего изготавливаются из вспененного полиуретана, который после сжатия восстанавливает свою первоначальную форму. Такие противошумные вкладыши обычно довольно мягкие и комфортные, их можно применять для защиты от раздражающих шумов даже во время сна. Беруши многоразового использования изготавливаются из мягких сополимеров, которые могут сохранять свои характеристики в течение продолжительного времени. Часто они комплектуются тесёмкой для возможности ношения на шее во время перерывов в эксплуатации и футляром для гигиеничного хранения. Многоразовые беруши легко очищаются при помощи мыла и воды. Применение вкладышей (берушей) многократного пользования требует специального медицинского контроля.
Наушники. Наружные противошумные средства (наушники) закрывают всю ушную раковину; они более гигиеничны и эффективны, чем вкладыши. В промышленности широко применяются наушники типа ВЦИИИОТ. Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной. Наушники наиболее эффективны на высоких частотах, что надо учитывать при их использовании.
Наушники состоят из двух корпусов, плотно облегающих ушную раковину, и пружинящего оголовья. Они удобны, имеют небольшую массу, активно ослабляют шум, особенно высокочастотной части спектра, которой наиболее неблагоприятно воздействует на организм человека. Противошумные наушники моделей ВЦНИИОТ-1, ВЦНИИОТ-4А и ВЦНИИОТ-7И предназначены для защиты от воздействия высокочастотного шума с уровнем до 100 дБ, а модели ВЦНИИОТ-2М - до 120 дБ.
Любые даже самые комфортные противошумные наушники нельзя носить длительное время, так как они оказывают определённое давление на голову, а под изолирующими чашечками образуется пот.
При правильном ношении, затычки и наушники снижают громкость звука на 15-30 дБ. Качественные затычки и наушники приблизительно одинаковы по своей эффективности, но затычки лучше защищают от звуков низкой частоты (звук перфоратора), а наушники - от звуков высокой частоты (рёв взлетающего самолёта). Чтобы лучше понять, что такое звуки высокой и низкой частоты, вспомните, как звучат высокие и низкие ноты на фортепиано.
При одновременном ношении затычек и наушников громкость звука снижается ещё на 10-15 дБ. Сочетание двух видов защиты целесообразно при громкости звука свыше 105 дБ. Учтите, что обычные повседневные средства защиты в виде ватных шариков или косметических тампонов плохо защищают от шума, приблизительно на 7 дБ.
Шлемы (шлемофоны). При высоких уровнях шумов, превышающих 120 дБ, вкладыши и наушники всех типов непригодны, поскольку шум, воздействуя на черепную коробку, проникает непосредственно в мозг. Объясняется это тем, что шум такого уровня вызывает вибрацию костей черепа, которая воздействует на слуховые нервы и оказывает влияние на мозг. В этих случаях используется шлем (шлемофон), герметично закрывающий всю околоушную область. Шлемы бывают с вмонтированными в них наушниками.
Специфика подбора средств индивидуальной защиты от шума
В зависимости от параметров шумов (интенсивность и частота) и условий работы необходимо выбирать средства защиты органов слуха, которые будут максимально подходить для конкретного вида работ.
Все средства индивидуальной защиты от шума имеют свои шумоизолирующие характеристики. Величина снижения шума в определённых диапазонах частот, выражаемая в дБ, для разных средств защиты может сильно отличаться. Задача состоит в том, чтобы защита была достаточная, но не избыточная (уровень шума внутри защищённого уха должен быть в пределах 70-75 дБ). Избыточная шумоизоляция может вызывать чувство замкнутости и тревоги, человек может не слышать предупреждающие сигналы движущихся механизмов.
Требования к пассивным средствам защиты слуха можно найти в европейском стандарте EN 352, состоящем из 4-х частей. У разных производителей вставные антифоны предлагаются в различных вариантах исполнения. Очень эффективны и просты в применении одноразовые антифоны из белого пеноматериала со звукоизоляцией до 30 дБ (SNR). Встречающееся в технических данных обозначение «SNR» означает простое номинальное значение или коэффициент звукоизоляции. Однако нужно помнить о том, что антифоны проявляют свое полное действие лишь тогда, когда они правильно расположены в слуховом проходе. Большинство антифонов из пеноматериала перед применением необходимо сжать в комочек между большим и указательным пальцем или скрутить, чтобы их можно было легко ввести в слуховой проход, где они медленно расправятся и оптимальным образом воспроизведут контур слухового прохода.
Разумеется, степень звукоизоляции зависит от частоты. На высоких частотах она особенно высока и может превышать значение в 40 дБ. На низких частотах она слабеет и может упасть до 20 дБ и менее.
Накладные наушники имеют большие коэффициенты звукоизоляции, прежде всего в области высоких и средних частот. На низких наушники сталкиваются с ограничениями, имеющими чисто физические основы. Здесь не помогают даже специальные амбушюры наушников, наполненные жидкостью. Заметное улучшение звукоизоляции в низкочастотном диапазоне предлагают наушники, снабженные активной электронной звукоизоляцией посредством «антизвука».
Принципиальная разница между звукоизоляцией вставных средств и накладных наушников заключается в следующем: даже если звукоизоляция вставных средств и накладных наушников, измеренная с помощью технических средств, имеет одну и ту же величину, звукоизоляция наушников значительно превосходит эффект от использования антифонов. Причина этому явлению – особенности костного звукопроведения. Давно известно, что значительную часть низкочастот-ного звука человек воспринимает по костному звукопроведению. Чем больше закрыта поверхность черепа, например, двумя большими амбушюрами наушников, тем меньше звука воздушного проведения достигает черепа. А потому особенно хорошую защиту от приёма звука костями черепа обеспечивают именно защитные шлемы.
Борьба с шумом осуществляется различными методами и средствами:
1. снижение мощности звукового излучения машин и агрегатов;
2. локализация действия звука конструктивными и планировочными решениями;
3. организационно-техническими мероприятиями;
4. лечебно-профилактическими мерами;
5. применением средств индивидуальной защиты работающих.
Условно все средства защиты от шума подразделяются на коллективные и индивидуальные.
Коллективные средства защиты:
Средства, снижающие шум в источнике;
Средства, снижающие шум на пути его распространения до защищаемого объекта.
Уменьшение шума в источнике возникновения является наиболее эффективным и экономичным, (позволяет снизить шум на 5-10 дБ):
Устранение зазоров в зубчатых соединениях;
Применение глобоидных и шевронных соединений как менее шумных;
Широкое использование, по возможности, деталей из пластмасс;
Устранение шума в подшипниках;
Замена металлических корпусов на пластмассовые;
Балансировка деталей (устранение дисбаланса);
Устранение перекосов в подшипниках;
Замена зубчатых передач на клиноременные;
Замена подшипников качения на скольжение (15дБ) и т.д.
Для уменьшения шума в арматурных цехах целесообразно: использование твердых пластмасс для покрытия поверхностей, соприкасающихся с арматурной проволокой; установка упругих материалов в местах падения арматуры; применение вибропоглощающих материалов в ограждающих поверхностях машин.
К технологическим мерам снижения уровня шума в источнике относятся: уменьшение амплитуды колебаний, скорости и т.д.
Средства и методы коллективной защиты, снижающие шум на пути его распространения подразделяются на:
Архитектурно - планировочные;
Акустические;
Организационно-технические.
Архитектурно-планировочные мероприятия по снижению шума
1. С точки зрения борьбы с шумом в градостроительстве при проектировании городов необходимо четко осуществлять разделение территории на зоны: селитебную (жилую), промышленную, коммунально-складскую и внешнего транспорта, с соблюдением согласно нормативам санитарно-защитных зон при разработке генплана.
2. Правильная планировка производственных помещений должна производится с учетом изоляции помещения от внешних шумов и шумных производств. Производственные здания с шумными технологическими процессами следует размещать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и жилому поселку, и обязательно торцевыми сторонами к ним. {Взаимная ориентация зданий решается так, чтобы стороны зданий с окнами и дверями были против глухих сторон зданий. Оконные проемы таких цехов заполняются стеклоблоками, а вход делается с тамбурами и уплотнением по периметру.
3. Наиболее шумные и вредные производства рекомендуется комплектовать в отдельные комплексы с обеспечением разрывов между отдельными ближними объектами согласно санитарным нормам. Внутри помещения также объединяются с шумными технологиями, ограничивается число рабочих подверженных воздействию шума. Между зданиями с шумной технологией и другими зданиями предприятия необходимо соблюдать разрывы (не менее 100 м). Разрывы между цехами с шумной технологией и другими зданиями следует озеленить. Листва деревьев и кустарников служит хорошим поглотителем шума. Новые железнодорожные линии и станции следует отделять от жилой застройки защитной зоной шириной не менее 200 м. При устройстве вдоль линии шумозащитных экранов минимальная ширина защитной зоны равна 50 м. Жилая застройка должна располагаться на расстоянии не менее 100 м от края проезжей части скоростных дорог.
4. Шумные цехи следует концентрировать в одном-двух местах и отделять от таких помещений разрывами или помещениями, в которых люди находятся непродолжительное время. В цехах с шумным оборудованием необходимо правильно разместить станки. Следует располагать их таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимальной площади. Между участками с разным уровнем шума устраивают перегородки или размещают подсобные помещения, склады сырья, готовых изделий и т.п. Для предприятий, расположенных в черте города, наиболее шумные помещения располагают в глубине территории. Рациональное размещение акустических зон, режима движения транспортных средств и транспортных потоков.
5. Создание шумозащитных зон.
Уровни звукового давления, создаваемые на территории жилой застройки источниками шума предприятий (машинами, оборудованием и т.д.), определяют по формуле:
где R – затухание шума на расстоянии r , дБ;
L m1 – уровень интенсивности шума на расстоянии 1 м от источника, дБ; r – расстояние от источника шума до рассчитанной точки, м.
Определим, например, уровень шума двигателя вентиляционной установки на расстоянии 100 м, если шум на расстоянии 1 м от источника равен 130 дБ.
Получим: дБ
Акустические методы защиты от шума. К ним относятся: звукоизоляция, звукопоглощение, звукоподавление (глушение шума).
Звукоизоляция – это способность конструкций, ограждающих или разделяющих помещения, или их элементов ослаблять проходящий через них звук.
Виды звукоизоляции и эффективность звукоизоляции.
При встрече звуковой энергии с ограждением часть её проходит через ограждение, часть её отражается, часть - превращается в тепловую энергию, часть – излучается колеблющейся преградой, и часть - превращается в корпусной звук, распространяющийся внутри ограждения в помещении.
Звукоизолирующие качество ограждения характеризуются коэффициентом звукопроницаемости :
(2.5.11)
где l пр, Р пр – интенсивность и звуковое давление прошедшего звука;
l пад, Р пад – интенсивность и звуковое давление падающего звука.
Звукоизолирующая способность конструкции тем выше, чем выше ее поверхностная плотность. Эффективными звукоизолирующими материалами являются: бетон, дерево, плотные пластмассы и др.
Для создания нормальных условий на рабочих местах, необходимо знать на какую величину нужно понизить звуковое давление.. Для определения величины звукоизоляции необходимо замерить уровень звукового давления или интенсивности от источника, и сравнить его с нормативной величиной (ГОСТ 12.1.003-83; ГОСТ 12.1.001-89; ДСН 3.3.6-037-99). Для тонального и импульсного шума, а также шума, создаваемого установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, величина Lg должна быть уменьшена К = 5 дБ (рис.2.5.3.).
При расчете изоляции помещения от внешнего шума, очень важно знать на какую величину нужно понизить звуковое давление. В качестве критерия предлагается величина звукоизоляции:
, дБ, (2.5.12)
где L 1 – уровень шума внутри помещения, дБ;
L 2 – уровень шума снаружи помещения, дБ.
Однако формула (2.5.11.) не дает четкого представления о том, эффективно ли такое снижение шума или нет, с точки зрения охраны труда.
Выбор необходимой звукоизоляции производится, исходя из громкости шума, допустимой по нормам. Изолирующие стена и кожух должны создавать такую изоляцию звука, чтобы проникающий сквозь них шум не выделялся на общем фоне. Для этого шум от источника должен быть снижен на 3…5 дБ против допустимого по нормам:
, дБ(2.5.13)
где Д – необходимая величина звукоизоляции, дБ
L А – уровень от источника, дБ;
Lg – допустимый уровень шума по нормам, дБ.
Теперь, применив формулу (2.5.13), знаем, на сколько дБ необходимо понизить звуковое давление. Исходя из полученного результата, необходимо выбрать эффективную звукоизоляцию. Изоляционную конструкцию рассчитывают так, чтобы её звукоизолирующая способность конструкции (R) в дБ была бы равна или была бы больше величины необходимой звукоизоляции, т.е. R Д.
При частоте колебаний среды более 100 Гц эффективность звукоизоляции зависит от массы конструкции (закон масс ).
С увеличением массы конструкции М увеличивается изолирующая эффективность борьбы с шумом. Звук проникает посредством колебаний, и чем тяжелее, массивнее преграда, тем труднее привести её в колебание. Оградительные конструкции шумных цехов делаются массивными, утолщенными из плотных материалов или из пустотелых блоков, или многослойными.
Для определения звукоизолирующей способности ограждений рекомендуется формула:
(2.5.14.)
где - коэффициент звукопроводности, представляющий собой отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию и падающей на конструкцию.
Для изоляции шумных помещений применяются звукоизолирующие стены и перекрытия. Звукоизолирующая способность таких ограждений определяется по следующим формулам:
· для определения между двумя помещениями
(2.5.15)
· для сплошного и однообразного ограждения с массой конструкции до 200 кг/м 2 звукоизолирующая способность равна:
(2.5.16)
· то же с массой свыше 200 кг/м 2
(2.6.17)
· для двойного ограждения с воздушной прослойкой 8…10 см:
(2.5.18)
где М – масса конструкции, кг/м 2 ;
M 1 , M 2 – масса стенок двойного ограждения, кг/м 2 ;
R – звукоизолирующая способность ограждения, дБ;
L 1 , L 2 – среднее значение уровня звукового давления в шумном и тихом помещениях, дБ;
S – площадь ограждения, м 2 ;
А – общее звукопоглощение в тихом помещении, равное сумме произведений всех площадей на их коэффициенты звукопоглощения, м 2 .
Если само ограждение выполнено из звукопоглощающего материала, то величина ослабления шума звукоизолирующей конструкции определяется по следующей зависимости:
, (2.5.19)
где - коэффициент звукопоглощения материала конструкции.
Звукоизолирующая способность ограждения зависит от геометрических размеров, числа слоев звукоизолирующего материала, его веса, упругости и частотного состава шума.
Звукоизоляция однослойных ограждений. Однослойными считаются ограждения (конструкции), если они выполнены из однородного строительного материала или состоят из нескольких слоев различных материалов с собственными акустическими свойствами, жестко соединенных по всей поверхности (кирпич, бетон, штукатурка и т.д.)
Звукоизоляция ограждающих конструкций зависит от возникновения в них резонансных явлений. Область резонансных колебаний ограждений зависит от массы и жесткости ограждения, свойств материала. В основном, частота большинства строительных однослойных конструкций ниже 50 Гц. Поэтому, на низких частотах 20…63 Гц – I диапазон, звукоизоляция ограждений незначительна из-за больших колебаний ограждения вблизи первых частот собственных колебаний (провал звукоизоляции).
На частотах, в 2 – 3 раза превышающих собственную частоту колебаний ограждений (частотный диапазон II), звукоизоляция зависит от массы единицы площади ограждения и частоты падающих волн, а жесткость ограждения практически не оказывает влияния на звукоизоляцию:
, (2.5.20)
где R – звукоизоляция, дБ;
М – масса 1 м 2 ограждения, кг;
- частота звука, Гц.
Удвоение массы ограждения или частоты звука ведет к повышению звукоизоляции на 6 дБ.
При совпадении частоты вынужденных колебаний (падающей звуковой волны) с частотой колебаний ограждения (эффект волнового совпадения) проявляется пространственный резонанс ограждения, при этом резко снижается звукоизоляция. Это происходит так: начиная с некоторой частоты звука 0,5 кр, амплитуда колебаний ограждения резко возрастает (III диапазон).
Наибольшую частоту звука (Гц), при которой проявляется волновое совпадение, называют критической:
, (2.5.21)
где b – толщина ограждения, см;
- плотность материала, кг/м 3 ;
- динамический модуль упругости материала ограждения, мПа.
Многослойные звукоизолирующие ограждения. Для повышения звукоизоляции и снижения массы ограждения применяют многослойные ограждения. Для этого пространство между слоями заполняют пористо-волокнистыми материалами и оставляют воздушную прослойку шириной 40 – 60 мм. На звукоизолирующую способность оказывает влияние масса слоя ограждения М 1 и М 2 и жесткость связей К, толщина слоя пористого материала или воздушной прослойки (рис. 2.5.4)
Чем ниже упругость промежуточного материала, тем меньше передача колебаний второму ограждающему слою, и тем выше звукоизоляция (практически, двойное ограждение позволяет снизить уровень шума на 60 дБ).
Звукопоглощение. В шумных помещениях уровень звука значительно увеличивается за счет его отражения от строительных конструкций и оборудования. Уменьшить долю отражаемого звука можно, применив специальную акустическую обработку помещения, заключающуюся в облицовке внутренних поверхностей звукопоглощающими материалами.
При падении звуковой энергии Е пад на поверхность одна часть звуковой энергии поглощается (Е пог), другая - отражается (Е отр).
Отношение поглощенной энергии к падающей – коэффициент звукопоглощения этой поверхности:
, (2.5.22)
Поглощение звука материалом обусловлено внутренним трением в материале и переходом энергии звука в тепло. Зависит от толщины поглощающего слоя, вида материала и характеристик звука. Звукопоглощающими считают материалы, у которых .
Звукопоглощающие конструкции условно делят на три группы: пористые звукопоглощающие, резонансные, штучные (объемные) звукопоглотители. В строительстве наиболее часто применяют пористые звукопоглощающие материалы. Конструкции из них выполняют в виде слоя необходимой толщины. Резонансные конструкции представляют собой перфорированные экраны. Обычные строительные материалы: бетон, кирпич, камень, стекло, являются плохими звукопоглотителями. Наиболее эффективно поглощают звук пористые, волокнистые материалы с малой плотностью. Звукопоглощение на предприятиях достигается облицовкой стен и потолков волокнистыми или пористыми материалами (р=80…100 кг/м 3), стекловолокнами (р=17…25 кг/м 3), ячеисто бетонными плитами типа «Силакпор» (р=350 кг/м 3), бетонно-керамзитными блоками, плитами из перфорированного павинола марки «Авиапол» и др. Для закрепления эти материалы покрывают алюминиевыми перфорированными панелями, мелкоячеистой проволочной сеткой, стеклотканями и т.п. Звукопоглощающая облицовка уменьшает шум в помещениях на 6 –10 дБ.
Звукопоглощение материалов зависит от толщины. Так, толщина хлопка, ваты составляет 400 – 800 мм, рыхлого войлока – 180 мм, плотного войлока – 120 мм, минеральной ваты – 90 мм, пористого гипса – 6 мм.
Звукопоглощающие материалы эффективно поглощают звук средних и высоких частот. Для поглощения низкочастотного шума между звукопоглощающей облицовкой и стеной создают воздушную прослойку.
Часто применяют штучные поглотители, выполненные в виде объемных тел из звукопоглощающего материала. Их подвешивают к потолку вблизи источников шума. Для звукопоглощения применяют различные виды конструкций. Такие конструкции состоят из одного или нескольких слоев материалов, жестко связанных друг с другом. Звукопоглощающая способность такой конструкции зависит от коэффициента шумопоглощения каждого слоя.
В том случае, когда звукоизолирующее ограждение имеет в своей конструкции звукопоглощающий материал, эффективность ограждения зависит от коэффициента звукопоглощения и звукоизоляции стенок кожуха или конструкции. Для оценки эффективности такой конструкции необходимо знать массу стенок кожуха или конструкции М в кг/м 2 , частоту колебаний в Гц и коэффициент , который представляет отношение поглощенной звуковой энергии к падающей. Коэффициент звукопоглощения для большинства пористых материалов на средних и высоких частотах равен 0,4 – 0,6. Пористые звукопоглощающие материалы изготовляют в виде плит и крепят непосредственно к стене или к конструкции. Зернистые, пористые материалы изготовляют из минеральной крошки, гравия, пемзы, каолина, шлака и т.д., применяя в качестве вяжущего вещества цемент или жидкое стекло. Эти материалы применяют для уменьшения шума в производственных помещениях, в коридорах общественных и других зданий, фойе, лестничных клетках. Звукопоглощающие, волокнистые, пористые материалы изготовляют из древесного волокна, асбеста, минеральной ваты, стеклянного или капронового волокна. Эти материалы используются в основном для улучшения акустических качеств в кинотеатрах, студиях, аудиториях, детских садах, яслях, ресторанах и т.д.
Снижение уровня звукового давления в акустически обработанном помещении можно определить по зависимости:
, (2.5.23)
где B 2 и B 1 - постоянные помещения до и после его акустической обработки, определяют по СНИП II-12-77,
, (2.5.24)
где В 1000 – постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000Гц, м 2 ,определяется в зависимости от объема помещения;
– частотный множитель, определяемый по справочным таблицам (изменяется от 0,5 до 6 в зависимости от объема помещения и частоты звука). Максимальное звукопоглощение можно получить при облицовке не менее 60% площади помещения.
Частичную изоляцию рабочих мест можно осуществить с помощью экранов. Метод экранирования применяют, когда другие методы малоэффективны или неприемлемы с технико-экономической точки зрения. Экран представляет собой препятствие на пути распространения воздушного шума, за которым возникает звуковая тень (рис. 2.5.3.). Материалом для изготовления экранов являются стальные или алюминиевые пластины толщиной 1…3 мм, покрытые со стороны источника шума звукопоглощающим материалом. Акустическая эффективность экрана зависит от его формы, размеров, расположения относительно источника шума и рабочего места. Эффективность k э экрана
где, - частота; h – высота экрана; r – расстояние от экрана до рабочего места; l – ширина экрана; d – расстояние от экрана до источника шума.
Эффективность звукопоглощения экрана зависит от отношения расстояния между источником и расчетной точкой (l ) к длине (А), ширине (В) и высоте (H) помещения. Эффективная работа экрана будет обеспечена при l /A, l /B, l /H меньше 0,5. При величине отношения равной 1 применение экрана мало эффективно. Эффективность можно повысить за счет увеличения размеров экрана и приближения его как можно ближе к источнику шума. Английская фирма «Акустикэбс» разработала шумопоглощающий экран для промышленных зданий. Его можно использовать как временную перегородку для изоляции помещений.
Для борьбы с шумом используют также подвесные или штучные звукопоглотители, кубической или конической формы , выполненные из перфорированной фанеры, пластмассы, металла, заполненных пористым звукопоглощающим материалом. Эффективность звукопоглощения оценивается площадью звукопоглощения . Одним из направлений звукоизоляции является применение звукоизолирующих кабин, позволяющих дистанционно управлять производством. В качестве звукоизолирующих кабин рекомендуется использовать типовые стационарные железобетонные кабины для санузла жилых зданий. Их устанавливают непосредственно на пол на резиновых амортизаторах. Внутри проводят облицовку звукопоглощающими плитами и производят двойное остекление. При проектировании производственных помещений необходимо помнить, что с увеличением объема помещения уменьшается уровень шума. Однако на звукопоглощение большое значение оказывает высота (H) помещения, чем его объем. При отношении расстояния между источником шума и расчетной точкой (l ) к высоте помещения (H), равной l /H = 0,5, звукопоглощение составляет 2…4 дБ; при l /H = 2…10 дБ; при l /H = 6…12 дБ.
Рис.2.5.1. Средства звукоизоляции:
1 - звукоизолирующее ограждение; 2 - звукоизолирующие кабины и пульты управления; 3 - звукоизолирующие кожухи; 4 – акустические экраны; ИШ - источник шума
Для снижения шума, создаваемого системами впуска и выпуска отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, вентиляционными установками, компрессорами и т.п., применяют глушители шума. Они бывают абсорбционные, реактивные и комбинированные (рис. 2.5.2).
Абсорбционные глушители снижают шум на 5 – 15 дБ за счет поглощения звуковой энергии звукопоглощающими материалами, которыми облицована их внутренняя поверхность. Они могут быть трубчатыми, пластинчатыми, сотовыми, экранными. Последние устанавливают на выходе газа в атмосферу или на входе в канал. Реактивные глушители снижают шум в резонансных камерах на 28 – 30 дБ (рис. 2.5.3.)
Организационно-технические меры снижения шума. Уменьшение шума с помощью организационно-технических мер осуществляется за счет изменения технологических процессов, устройством дистанционного управления и автоматического контроля, своевременным проведением планово-предупредительного ремонтов оборудования, внедрением рациональных режимов труда и отдыха.
Средства индивидуальной защиты от шума. В тех случаях, когда техническими средствами не удается снизить шум и вибрацию до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. Для снижения шума ДСН 3.3.6-037-99 рекомендует применять индивидуальные средства защиты по ГОСТ 12.1.003-88; для ультразвука (ГОСТ 12.1.001-89). Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами:
снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра;
не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину;
не снижать восприятие речи;
не заглушать звуковые сигналы опасности;
отвечать гигиеническим требованиям.
К индивидуальным средствам защиты органов слуха относятся внутренние и наружные противошумы (антифоны), противошумные каски.
Простейшими из внутренних противошумных средств считаются вата, марля, губка и т.д., вставленные в слуховой канал. Вата снижает шум на 3 – 14 дБ в полосе частот от 100 до 6000 Гц; вата с воском - до 30 дБ. Применяются предохранительные втулки (ушные вкладыши «Беруши»), плотно закрывающие слуховой канал и снижающие шум на 20 дБ (рис. 2.5.4.).
К наружным противошумным средствам относятся антифоны, закрывающие ушную раковину. Некоторые конструкции противошумов обеспечивают снижение шума до 30 дБ при частотах порядка 50 Гц и до 40 дБ при частотах 2000 Гц. Антифоны утомляют человека. В настоящее время разработаны антифоны, имеющие избирательную способность, т.е. защищающие органы слуха от проникновения звука нежелательной частоты и пропускающие звуки определенной частоты. В последнее время находят применение наушники противошумные ПШ-00, каска противошумная ВЦНИИОТ-2. Они являются весьма эффективными средствами при высокочастотных шумах, однако следует учитывать, что они не очень удобны в эксплуатации и могут применяться только временно. При уровне шума больше 120 дБ наушники и вкладыши не дают необходимого ослабления шума.
Классификация средств и методов защиты от шума определена ГОСТ 12.1.029-80. По отношению к защищаемому объекту средства и методы защиты подразделяются на:
Средства и методы коллективной защиты;
Средства индивидуальной защиты.
Коллективные средства в зависимости от способа реализации подразделяются на 3 группы: архитектурно-планировочные; организационно-технические; акустические.
Архитектурно-планировочные методы защиты включают:
рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов;
рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов;
рациональное размещение рабочих мест;
рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортных средств и транспортных потоков;
создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека.
Технические подразделяются на 2 группы:
1) Снижение в источнике возникновения
2) Снижение на пути распространения
Организационные: ограничение транспортных потоков, рациональное расположение предприятий, рациональное расположение рабочих мест.
К организационно-техническим методам защиты относят:
применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.);
оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля;
применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;
совершенствование технологии и обслуживания машин;
использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях.
Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия классифицируются на:
средства звукоизоляции;
средства звукопоглощения;
средства виброизоляции;
средства демпфирования;
глушители шума.
Средства индивидуальной защиты человека от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:
противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;
противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;
противошумные шлемы и каски.
Средства и методы коллективной защиты
Наиболее эффективный метод уменьшения шума – снижение шума в источнике его возникновения. В зависимости от характера образования шума различают:
средства, снижающие шум механического (вибрационного) происхождения;
средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;
средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;
средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.
Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные возвратно-поступательные перемещения деталей на вращательные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей. Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения, зубчатых и цепных передач – клиноременными и гидравлическими, металлических деталей – деталями из пластмасс.
Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости обтекания воздушными потоками препятствий; улучшением аэродинамики конструкций, работающих в контакте с потоками; снижением скорости истечения газовой струи и уменьшением диаметра отверстия, из которого эта струя истекает. Однако уменьшить аэродинамические шумы в источнике их возникновения зачастую не удается и приходиться использовать другие средства борьбы с ними (применение звукоизоляции источника, установка глушителей).
Гидродинамические шумы снижают за счет выбора оптимальных режимов работы насосов для перекачивания жидкостей, правильного проектирования и эксплуатации гидросистем и ряда других мероприятий.
Для борьбы с шумами электромагнитного происхождения рекомендуется тщательно уравновешивать вращающиеся детали электромашин (ротор, подшипники), осуществлять тщательную притирку щеток электродвигателей, применять плотную прессовку пакетов трансформаторов, использовать демпфирующие материалы и т.д.
Широкое применение получили акустические средства защиты от шума на пути его распространения:
средства звукоизоляции;
средства звукопоглощения;
глушители шума.
1. Звукоизоляция
Метод основан на снижении шума за счёт отражения звуковой волны от преграды. Звукоизоляция применяется в виде ограждений, перегородок, экранов, кожухов, кабин и глушителей шума. Для звукоизоляции применяют материалы с большим удельным весом. Звукоизолирующие свойства ограждения определяются коэффициентом звукопроницаемости τ, который представляет собой отношение: прошедшей через перегородку энергии к падающей энергии. Величина обратная коэффициенту проницаемости называется звукоизоляцией и обозначается R .
Эффект снижения шума за счет применения однослойной звукоизолирующей перегородки может быть определен по формуле
где ρ – плотность материала перегородки, кг/м 3 ; h – толщина перегородки, м; f – частота звука, Гц; А и С – эмпирические коэффициенты.
Из формулы следует, что звукоизоляция перегородки тем выше, чем она массивнее и чем выше частота звука. Поэтому перегородки выполняются из плотных твердых материалов (металла, бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков, стекла и др.).
Наиболее шумные механизмы и машины закрывают звукоизоизолирующими кожухами, изготовленными из конструкционных материалов (стали, сплавов алюминия, пластмасс, ДСП и др.). Внутренняя поверхность кожуха обязательно должна облицовываться звукопоглощающими материалами толщиной 3050 мм для повышения его эффективности. Стенки кожуха не должны соприкасаться с изолируемой машиной.
Звукоизолирующие кабины представляют собой локальные средства шумозащиты, устанавливаемые на автоматизированных линиях у постов управления и рабочих местах в шумных цехах для изоляции человека от источника шума. Их изготовляют из кирпича, бетона, стали, ДСП и других материалов. Окна и двери кабины должны иметь специальное конструктивное исполнение. Окна с двойными стеклами по всему периметру заделываются резиновой прокладкой, двери выполняются двойными с резиновыми прокладками по периметру.
Если нет возможности полностью изолировать либо источник шума, либо самого человека с помощью ограждений, кожухов и кабин, то частично уменьшить влияние шума можно путем создания на пути его распространения акустических экранов. Они представляют собой конструкцию, изготовленную из сплошных твердых листов (из металла, фанеры, оргстекла и т.п.) толщиной не менее 1,5…2 мм 11, с покрытой звукопоглощающим материалом поверхностью. Акустический эффект экрана (снижение уровня шума) основан на:
образовании за экраном области звуковой тени зона относительной тишины, возникающей за экраном или экранирующим сооружением куда звуковые волны проникают лишь частично (рис.1)
Рис. 1. Схема образования звуковой тени
Эффективность экрана зависит от длины звуковой волны по отношению к размерам препятствия, то есть от частоты колебаний (чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, тем 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. В акустически необработанных помещениях снижение уровня шума экраном составляет обычно не более 23 дБ. Эффективность экрана повышается при облицовке звукопоглощающими материалами, прежде всего, потолка помещения;
отражении звука от конструкции экрана;
поглощении звука звукопоглощающим материалом, покрывающим поверхность экрана. Плоские экраны эффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500 Гц; вогнутые экраны различной формы (П-образные, С-образные и т.д.) эффективны также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц.
2. Звукопоглощение
Метод основан на снижении шума за счёт перехода звуковой энергии в тепловую в порах звукопоглощающего материала. Большая удельная поверхность звукопоглощающих материалов, которая создается стенками открытых пор, способствует активному преобразованию энергии звуковых колебаний в тепловую. Это происходит из-за потерь на трение. То есть звуковая волна должна без проблем заходить в поры материала, вызывать колебание находящихся там молекул воздуха и за счет трения, возникающего как непосредственно между этими молекулами, так и между молекулами и материалом вокруг поры, и угасать, переходя в тепло.
Использование звукопоглощения для снижения шума в помещении называется акустической обработкой помещения, которая сводится к нанесению на потолок и стены звукопоглощающих материалов.
Эффективность поглощения звука оценивают при помощи коэффициента звукопоглощения , который равен отношению количества поглощенной энергии к общему количеству падающей на материал энергии звуковых волн.
Звукопоглощающие материалы отличаются волокнистым, зернистым или ячеистым строением и делятся на группы по степени жесткости: твердые, полужесткие, мягкие.
У твердых материалов объемная масса составляет 300-400 кг/ м3 и коэффициент звукопоглощения порядка 0,5. Производят на основе гранулированной либо суспензированной минеральной ваты. Сюда же относятся материалы, в состав которых входят пористые заполнители - вермикулит, пемза, вспученный перлит.
Группа полужестких материалов включает в себя минераловатные или стекловолокнистые плиты с объемной массой от 80-130 кг/м 3 и коэффициентом звукопоглощения в пределах 0,5-0,75. Сюда же входят звукопоглощающие материалы с ячеистым строением - пенополистирол, пенополиуретан и т. п.
Мягкие звукопоглощающие материалы производят на основе минеральной ваты или стекловолокна. В эту группу входят маты или рулоны с объемной массой до 70 кг/м3 и коэффициентом звукопоглощения 0,7-0,95. Сюда же относятся такие всем известные звукопоглотители, как вата, войлок и т. д.
Для защиты материала от механических повреждений и высыпаний используют ткани, сетки, пленки, а также перфорированные экраны.
Кроме того звукопоглощение может производится путем внесения в изолированный объем штучного звукопоглотителя, изготовленного например в виде куба, подвешенного к потолку (рис.2).
Рис.2. Звукопоглотитель
3. Глушители шума применяют для снижения аэродинамического шума, создаваемого вентиляторами, дросселями, диафрагмами и т. д. и распространяющегося по воздуховодам систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Основной источник шума в вентиляционных установках - вентилятор, причём преобладающим является аэродинамический шум, который имеет широкополосный спектр.
Установка в систему вентиляции (кондиционирования) шумоглушителей является одной из эффективных мер по снижению аэродинамического шума в воздушном потоке.
По принципу действия глушители шума делятся на глушители:
активного (абсорбционного) типа;
реактивного (отражающего) типа;
комбинированные.
В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале (т.е. за счет потерь звуковой энергии на трение в звукопоглощающем материале), размещенном во внутренних полостях воздуховодов. Глушители этого типа эффективны в широком диапазоне частот. К наиболее распространенным глушителям абсорбционного типа относится облицованный звукопоглощающим материалом аэродинамический тракт, так называемый трубчатый глушитель. Трубчатый шумоглушитель выполняется в виде двух круглых или прямоугольных труб, вставленных одна в другую. Пространство между наружной (гладкой) и внутренней (перфорированной) трубой заполнено звукопоглощающим материалом, например, стекловолокном, покрытым тонким слоем пластика. Размеры внутренней трубы совпадают с размерами воздуховода, на котором устанавливается шумоглушитель.
На рис. 3 показан трубчатый шумоглушитель, состоящий из кожуха 1 , диафрагмы 2 и каркаса 3. Пространство между кожухом и каркасом равномерно заполнено по длине и сечению звукопоглощающим материалом 4 . Каркас защищает звукопоглощающий материала от выдувания потоком воздуха. Каркас выполнен из перфорированного оцинкованного стального листа и обтянут стеклотканью. Перфорированные листы для каркаса изготовляются с двумя видами перфорации: диаметр отверстий 3 мм, шаг 5 мм и отверстий 12мм, шаг 20 мм. Перфорированные листы с отв. 3 мм, шаг 5 мм, стеклотканью не обтягиваются.
Трубчатые шумоглушители применяют на воздуховодах диаметром до 500 мм. Величина понижения шума в шумоглушителе, при равных показателях скорости воздуха, зависит, главным образом, от толщины и местоположения звукопоглощающих слоев, а также длины самого шумоглушителя, имеющего, как правило, стандартную длину 600,900 и 1200 мм.
Рис. 3. Трубчатый шумоглушитель
В реактивных глушителях (рис.4) снижение шума обеспечивается за счет отражения части звуковой энергии обратно к источнику. Звуковые волны, попадая в полость реактивного глушителя, возбуждают в нем собственные колебания, поэтому в одних частотных диапазонах происходит ослабление звука, в других – усиление. Глушители этого типа представляют по сути акустические фильтры и характеризуются чередующимися полосами заглушения и пропускания звука, а поэтому применяются для снижения шума с резко выраженными дискретными составляющими спектра.
Рис.4. Схемы глушителей реактивного типа
Реактивные глушители подразделяются на:
камерные (см. рис.4а ), выполненные в виде расширительных камер, (часто конструируются в виде серии расширительных камер, соединенных короткими трубками). Звуковые волны отражаются от противоположной стенки камеры и, возвращаясь к началу в противофазе по отношению к прямой волне, уменьшают ее интенсивность;
резонансные, в которых снижение шума достигается за счет потерь звуковой энергии на колебательный процесс в резонаторе (рассчитаны на определенную длину звуковой волны). Резонансные глушители - это объемы с жесткими стенками, сообщающиеся с трубопроводом через отверстия, причем эти объемы могут быть выполнены ответвленными (см. рис. 4б ) или концентричными (см. рис. 4в ).Они наиболее эффективны в случае присутствия в спектре шума дискретных составляющих высокого уровня.
На практике глушитель выполняют в виде комбинаций камер и резонаторов, каждый из которых рассчитан на глушение шума определенного диапазона. Реактивные глушители широко используются для снижения шума выпуска выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
В комбинированных глушителях, содержащих активные и реактивные элементы, снижение шума достигается за счет сочетания поглощения и отражения звука. Так, камеры реактивного глушителя могут быть облицованы внутри звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной – как поглотители звука.
Тип и размеры глушителей подбирают в зависимости от величины требуемого снижения шума с учетом его частоты из табличных данных акустической эффективности.
Шум – одно из побочных вредных для человека явлений, сопровождающее производственный процесс. В некоторых случаях оно может быть опасным условием труда.
К таким относят, например, работающие электроустановки и двигатели, работы с огнестрельным оружием.
Постановлением Госстроя «О принятии СНиП РФ «Безопасность труда в строительстве» работодателю рекомендуется обеспечить работника средствами индивидуальной защиты слуха, если уровень шума превышает 80 дБ. Нужно отметить, что СИЗ выдаются в том случае, если коллективные средства не помогают . В данной статье мы расскажем какие существуют методы, способы и средства защиты от шума.
В качестве средств индивидуальной защиты для органов слуха от шума и вибрации применяются наушники, вкладыши, шлемы, костюмы .
Вкладыши закрывают слуховой проход . Шлемы предохраняют от шума с очень высокими частотами, которые способны проникать через кости черепа, а не только через слуховой проход.
Наушники понижают негативное воздействие в диапазоне от 7 до 38 дБ с частотой от 125 до 8 000 Гц .
Вкладыши бывают одноразовыми и многоразовыми. Одноразовые выполнены из тонкого волокна. Могут быть сухими и пропитанными воском и парафином. Многоразовые сделаны из эбонита, пластилина или резины, очищаются любыми моющими средствами.
Очень удобны в помещениях с повышенной загрязненностью.
Способ применения вкладышей прост : они вставляются в слуховой проход и ослабляют вредное воздействие на барабанную перепонку. Возможен выпуск изделий на дужке, как очки, или со шнурком для использования в кратковременных ситуациях.
Этот вид дешев, компактен, применителен ко многим ситуациям, но не всегда результативен, т.к. снижает уровень негативного воздействия всего на 5 – 20 дБ. Пользователи отмечают неудобства в виде раздражения в слуховом проходе, если вкладыши из твердого материала.
Наушники – СИЗ всегда многоразовые . Это приспособления в виде двух чаш, которые соединены оголовьем. Оголовье выполняется из металла или пластика. Внутренность чаши заполнена пеной, снижающей уровень шума.
Выпускают с активной, пассивной и коммуникационной защитой , а также коммуникационные гарнитуры.
Пассивная предполагает только предохранение слухового прохода от воздействия шума, например, наушники с подавлением внешнего шума для стрельбы в тире. Все звуки в таком случае становятся тише.
Активная позволяет противостоять негативному фактору, например, в промышленном производстве.
Общий принцип активной защиты таков : динамики улавливают звуки, гасят их, а микрофоны позволяют общаться. Коммуникационная защита снабжена радиостанцией или мобильным телефоном. Для качественного общения при больших нагрузках пользователь может подключить рацию, телефон и другие средства связи.
Коммуникационные гарнитуры снабжены комплексной системой обеспечения защиты и коммуникации. Чем выше частота негативного звука, тем больше необходимость использования наушников.
Если уровень шума в производственном процессе достаточно велик, наушники и вкладыши не справляются с нагрузкой. В промышленности часты процессы, сопровождаемые ультразвуком, например, в металлургии, машиностроении, обработке металлов.
Согласно санитарным нормам уровень ультразвука не должен превышать 110 дБ.
Мощность ультразвука может достигать десятков киловатт . Его опасность заключена в воздействии на человека через воздух, жидкость, любые твердые среды. Помочь справиться с этим может шлем или шумозащитный костюм. Костюм состоит из шлема и жилета, на которые наложены шумопоглощающие дополнительные слои ткани.
Выбор изделия определяется несколькими факторами: специфика производства, окружающая среда, требуемое качество защиты, различные категории шума .
К таким факторам можно отнести, например, резкие одиночные звуки или постоянный монотонный шум высоких тонов; влажный или сухой воздух помещения и т.д.
Насколько эффективен тип защиты определяет показатель SNR – понижение звукового шума . Эта величина указывается производителем на всех СИЗ или на упаковках. Не стоит забывать, что подбирать изделие следует из конкретных условий, т.к. увеличенный показатель SNR может заглушать сигналы, необходимые в рабочей ситуации.
Для качественного выбора нужно исходить из следующих показателей:
- Чем качественнее материал для вкладышей, тем удобнее они в использовании и тем дольше могут использоваться в одной сессии.
- Чем больше диаметр мембраны наушников, тем выше качество звучания.
- Чем больше чувствительность наушников, тем выше их КПД. Средний показатель – 100 дБ . Мощность наушников определяет громкость звучания. Уровень искажения выражается процентами. Искажения в 1% признаны нормой , если шум превышает 100 Гц . Если уровень шума ниже, искажения могут быть 10% . Все характеристики указаны на упаковке изделия.
Нужно помнить, что проводя сертификацию, наушники подвергают лабораторным исследованиям, которые почти в 2 раза отличаются от реальных условий.
Если вам хотелось узнать подробнее, что относится к электрозащитным средствам, мы вам расскажем в этой .
Правила хранения, выдачи и ухода
Работодатель на производстве, выдавая работникам средства индивидуальной защиты, например, защитные наушники от шума, должен провести инструктаж по правилам их пользования.
Для хранения инвентаря должно быть выделено специальные помещения и выдавать их должно определенное лицо.
Количество их должно быть достаточным для всех работников, а разовые средства должны выдаваться ежедневно или по мере необходимости.
Выносить СИЗ за пределы профессионального использования запрещено , если это не оговорено Трудовым договором.
Как за всеми многоразовыми предметами личной гигиены, за средствами защиты следует ухаживать . Наушники и шлемы после каждого рабочего дня или по мере необходимости нужно мыть или протирать. С многоразовых вкладышей нужно смывать грязь и ушную серу.
Средств индивидуальной защиты слуха на сегодняшний день предоставлено достаточно, от простейших до современных электронных. Их выбор должен зависеть от уровня негативного воздействия, чтобы не пострадал при этом производственный процесс.
Предлагаем вашему вниманию небольшой видео-обзор про активные наушники:
Классификация методов и средств защиты от шума. По отношению к защищенному объекту существуют методы и средства коллективной и средства индивидуальной защиты.
Средства защиты по отношению к источнику шума подразделяются на средства, снижающие шум на пути его распространения, и средства, снижающие шум в источнике возникновения. Средства, снижающие шум в источнике его возникновения в зависимости от характера шумообразования, подразделяются на средства, снижающие шум механического, аэро-, гидродинамического и электрического происхождения.
Снижение шума на пути его распространения возможно следующими способами:
Удаление приемника от источника на большие расстояния;
Изменение направленности источника шума;
Уменьшение ревербирующего звукового поля при помощи звукопоглощащего материала.
Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные, организационно-технические.
Акустические средства защиты. Защита от шума акустическими средствами предполагает: звукоизоляцию (устройство звукоизолирующих кабин, кожухов, ограждений, установку акустических экранов); звукопоглощение (применение звукопоглощающих облицовок, штучных поглотителей); глушители шума (абсорбционные, реактивные, комбинированные).
Звукоизоляция. Звуковая волна, обладая определенной энергией, наталкивается на преграду (ограждение). При столкновении часть звуковой энергии поглощается в материале преграды, часть отражается, часть проходит через преграду. Уравнение баланса звуковой энергии можно записать в виде
где I ПАД – интенсивность падающего звука, Вт/м 2 ;
I ПОГЛ – интенсивность поглощенного звука, Вт/м 2 ;
I ОХР – интенсивность отраженного звука, Вт/м 2 ;
I ПРОШ – интенсивность прошедшего звука, Вт/м 2 .
Прошедшая энергия вызывает образование нового звукового поля с другой стороны преграды путем преобразования звуковой энергии в механическую энергию колебаний преграды.
Амплитуда колебаний преграды обратно пропорциональна ее массе. Следовательно, амплитуда колебаний звуковых волн в приемном помещении обратно пропорциональна массе преграды.
Поглощаемая энергия преобразуется в другой вид энергии (обычно в тепловую). Средства звукоизоляции приведены на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Типичные методы борьбы с шумом: 1 – наушники; 2 – звукоизолирующее ограждение;
3 – экран; 4 – увеличение расстояния; 5 – звукопоглощающий потолок; 6 – звукоизолирующая перегородка; 7 – виброизолирующая опора
Звукоизоляция ограждения при падении на него звуковой волны определяется из выражения
Звукоизолирующие качества плоских ограждений без отверстий определяются массой единицы площади ограждения. В качестве расчетной модели принимается плита, состоящая из системы не связанных одна с другой бесконечных масс. Тогда звукоизоляция подчинена закону масс
(6.16)
где m – масса одного квадратного метра ограждения, кг (плотность, кг/м 2);
f – частота колебаний, Гц.
Выбранное ограждение отвечает требованиям норм, если во всех октавных полосах частот значение звукоизоляции R A не менее требуемых значений R TPi Звукоизоляцию определяют следующие показатели: масса, однородность, жесткость, воздушная прослойка, побочная передача шума, частота.
Звукоизоляция ограждением при дополнительной косвенной передаче шума (через отверстия, трещины, трубопроводы и т. д.) называется фактической звукоизоляцией ограждением R ф, дБ. Она определяется как
(6.17)
где S ОГР – площадь ограждения, м 2 ;
S O – площадь отверстий в ограждении, м 2 ;
Акустические экраны применяются, когда в расчетной точке УЗД прямого звука значительно выше, чем УЗД отраженного звука и когда УЗД в расчетной точке превышает УЗД доп не менее чем на 10 дБ и не более чем на 20 дБ (рис. 6.2).
Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Экраны следует применять для источников, имеющих преимущественно средне- и высокочастотный спектр шума, так как степень проникновения звуковых волн в область акустической тени за экраном зависит от соотношения размеров экрана и длины волны падающего звука. Чем больше отношение длины волны к размеру экрана, тем меньше область звуковой тени за ним.
Рис. 6.2. Акустическое экранирование:
1 – источник шума; 2 – высокочастотная область; 3 – среднечастотная область; 4 – низкочастотная область; 5 – акустическая тень
Экраны эффективно использовать в акустически обработанном помещении или в открытом пространстве.
Экраны изготавливают из стальных или дюралюминиевых листов толщиной 1,5-2,0 мм или щитов, облицованных звукопоглощающим материалом толщиной не менее 50-60 мм. Линейные размеры экрана должны быть не менее чем в три раза больше линейных размеров источника шума.
Эффективность экрана ΔL определяется по формуле
(6.20)
где Р эк – звуковое давление в точке при наличии экрана, Па; Р БЭ –звуковое давление в точке без применения экрана, Па. Звукопоглощение. Под звукопоглощением понимают свойство акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую в результате вязкого трения в капиллярах пор и необратимых потерь при деформации упругого скелета конструкции. Облицовка помещения звукопоглотителями, приведенными на рис. 6.3, обеспечит поглощение приблизительно 70% энергии низкочастотного и 95%-высоко-частотного шума.
Звукопоглощающие облицовки по виду используемого звукопоглощающего материала имеют следующие конструкции: облицовки из жестких однородных пористых материалов; облицовки с перфорированным покрытием в защитных оболочках из ткани и пленки. В качестве пористых материалов применяют плиты минераловатные, холсты из супертонкого стекловолокна, маты из супертонкого базальтового волокна, вспененные полимерные материалы и комбинированные. Эти материалы одновременно могут использоваться и для теплоизоляции.
Звукопоглощающие облицовки применяют тогда, когда требуемое снижение УЗД (ΔL TР) в расчетной точке превышает 1-3 дБ не менее чем в трех октавных полосах или превышает 5 дБ хотя бы в одной из октавных полос.
Из практики известно, что для достижения эффекта в снижении шума площадь акустической отделки поверхности помещения должна составлять не менее 60%. Облицовки размещают на стенах в верхней четверти площади. Облицовки следует располагать ближе к источникам шума, а также в местах концентрации звуковой энергии при ее отражении. Размещение облицовочных плит в шахматном порядке дает увеличение их акустической эффективности на 25-30% в широком диапазоне частот по сравнению с расположением сплошным массивом..
Глушители шума . Для снижения воздушного шума, создаваемого системами вентиляции и кондиционирования воздуха, применяют глушители шума.
В зависимости от принципа действия глушители делят на абсорбционные, реактивные и комбинированные.
Снижение шума в абсорбционные глушителях происходит за счет поглощения звуковой энергии применяемыми в них звукопоглощающими материалами. Они эффективно работают в широком диапазоне частот, когда коэффициент звукопоглощения применяемого материала близок к единице.
К абсорбционным глушителям относят трубчатые (круглого и прямоугольного сечений), пластинчатые, треугольно-призматические, цилиндрические.
Трубчатые глушители применяют в каналах с поперечным сечением до 500-600 мм. Длина глушителя составляет не более 1-2 м. Трубчатые глушители изготавливаются из перфорированного листового материала, облицованного слоем звукопоглощающего материала типа супертонкого стеклянного волокна. Диаметр перфорации d = 4...8 мм, а шаг t = 2d.
Для сокращения габаритов глушителей и увеличения затухания шума на единицу длины широкого канала применяют пластинчатые глушители, представляющие собой набор параллельно установленных звукопоглощающих пластин. Пластины обычно выполняют в виде щитов с наружными перфорированными стенками, внутри которых находится слой мягкого звукопоглощающего материала с защитной оболочкой из стеклоткани, а также в виде пластин-перегородок, выполненных из твердых звукопоглощающих материалов. Уровень снижения шума пластинчатыми глушителями зависит от толщины пластин и расстояния между ними.
Реактивные глушители. К ним относят камерные, резонансные и экранные глушители. Камерные глушители состоят из одной или нескольких камер, представляющих собой полости в виде расширения участка воздуховода. В камерном глушителе звуковые волны отражаются от противоположной стенки и, возвращаясь к началу в противофазе по отношению к прямой волне, уменьшают ее интенсивность. Если внутреннюю часть расширения воздуховода облицевать звукопоглощающим материалом, то получится комбинированный глушитель. Резонансный глушитель представляет собой полость объемом V, соединенную с воздуховодом отверстием, называемым горлом резонансной камеры. Полость и отверстие образуют систему, обеспечивающую практически полное отражение звуковой энергии обратно к источнику на частотах, близких к его собственной частоте. Экранные глушители устанавливают на выходе из канала в атмосферу или на входе в канал. Они эффективны на высоких частотах и снижают шум на 10-25 дБ.
Комбинированные глушители – экранные, камерные со звукопоглощающим покрытием.
Для снижения шума в системах вентиляции и кондиционирования, образующегося в результате вибрации стенок воздуховодов, последние покрывают вибропоглощающими покрытиями (мастиками). Толщина слоя вибропоглощающего материала должна в шесть раз превышать толщину стенки воздуховода. При этом эффективность его применения составляет 5-7 дБ, амплитуда резонансных колебаний уменьшается примерно на 15 дБ.
Архитектурно-планировочные методы коллективной защиты от шума предполагают: рациональное размещение в зданиях технологического оборудования, машин и механизмов, рабочих мест; планирование зон движения транспорта; создание шумозащищенных зон в местах нахождения человека.
