Средства индивидуальной защиты от шума и их подбор. Защита от шума. Методы и средства защиты от вибрации Основные методы защиты от шума

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.

Средства и методы защиты от шума

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Средства и методы защиты от шума
Рубрика (тематическая категория)	Производство

Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и методами, так и индивидуальны­ми средствами. В первую очередь нужно использовать коллек­тивные средства, которые по отношению к источнику шума подразделяются па средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его рас­пространения от источника до защищаемого объекта. Наибо­лее эффективны мероприятия, ведущие к снижению шума в ис­точнике его возникновения. Борьба с шумом после его возникновения обходится дороже и часто является малоэффек­тивноʼʼ.

Классификация методов и средств коллективной за­щиты от шума исходя из способа реализации при­ведена на рис. 17.

Выбор средств снижения шума в источнике его возникнове­ния зависит от происхождения шума.

Основными источниками вибрационного (механического) шума машин и механизмов являются зубчатые передачи, под­шипники, соударяющиеся металлические элементы и т. п. Сни­зить шум зубчатых передач можно повышением точности их обработки и сборки, заменой металлических шестерен. Напри­мер, применяя шестерни из древесного пластика и искусствен­ной кожи в текстильных машинах, удалось снизить шум на 5... 10 дБ 1 .

Даже замена стали в контактирующих деталях на чугун может снизить шум на 3...4 дБ. Имеет значение и форма зубьев. Менее шумными являются конические, косые и ше­вронные зубья.

К снижению шума подшипников приводит тщательность изготовления, плотная посадка на цапфы вала и в гнезда щи­тов без перекосов и защемлений. Снижают шум подшипников и различные смазки и присадки. Меньший шум создают под­шипники скольжения.

Шум при обработке резанием (70... 100 дБ) зависит от мате­риала резца, его формы, заточки, размера стружки и т. п. По­этому снизить шум станков можно применением быстрорежу­щей стали для резца и смазочно-охлаждающих жидкостей, заменой металлических частей станков пластмассовыми или покрытием их вибродемпфирующими материалами.

Шум аэродинамического происхождения на производстве возникает вследствие стационарных или нестационарных про­цессов в газах (истечение сжатых газов из отверстий; пульса­ция давления при движении потоков газа в трубах или при дви­жении в воздухе тел с большой скоростью: горение жидкого или распыленного топлива в форсунках и др.). Таким шумом сопровождается работа вентиляционных систем, систем воз­душного отопления и пневмотранспорта͵ воздуходувок, ком­прессоров, газотурбинных установок и др.
Размещено на реф.рф
Особенно неприятен шум, возникающий при сбросœе (стравливании) из установок сжатых газов. Важно заметить, что для снижения аэродинамического шума исполь­зуют специальные шумоглушащие элементы с криволинœейны­ми "каналами. Снизить аэродинамический шум можно улучше­нием аэродинамических характеристик машин. При этом этим обычно не достигается необходимый эффект, в связи с этим прихо­дится дополнительно применять средства звукоизоляции и устанавливать глушители.

Глушители аэродинамического шума бывают абсорб­ционными, реактивными (рефлексными) и комбинированными. В абсорбционных глушителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего материала. Принцип работы ре­активных глушителœей основан на эффекте отражения звука в результате образования ʼʼволновой пробкиʼʼ в элементах глу­шителя. Οʜᴎ обычно не содержат звукопоглощающего мате­риала. Реактивные глушители имеют соединœенные между со­бой камеры, расширения и сужения, резонансные углубления, экраны и т. п. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Снижения шума машин и установок с помощью средств демпфирования добиваются покрытием их излучающей поверх­ности демпфирующими материалами, имеющими большое внутреннее трение. Существует много различных видов демп­фирующих покрытий. Наиболее распространены жесткие по­крытия из упруго-вязких материалов (мастики, специальные виды войлока, линолеума), наносимых на поверхность наклеи­ванием, напылением и др.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффек­тивных и распространенных методов снижения производствен­ного шума на пути его распространения.

С помощью звукоизолирующих преград легко снизить уро­вень шума на 30...40 дБ. Метод основан на отражении звуко­вой волны, падающей на ограждение. При этом звуковая энергия не только отражается от ограждения, но и проникает через не­го, что вызывает колебание ограждения, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ само стано­вится источником шума. Чем больше поверхностная плотность ограждения, тем труднее привести его в колебательное состоя­ние, следовательно, тем выше его звукоизолирующая способ-кость. По этой причине эффективными звукоизолирующими материа­лами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т. п.

Для оценки звукоизолирующей способности ограждения введено понятие звукопроницаемости τ, под которой понимают отношение звуковой энергии, прошедшей через ограждение, к падающей на него. Величина, обратная звукопроницаемости, принято называть звукоизоляцией, (дБ), она связана со звукопроницае­мостью следующей зависимостью:

R = 10 lg (1/τ).

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в те­плоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающе­го материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньше ее отражается обратно в помещение. По этой причине для сни­жения шума в помещении проводят его акустическую обработ­ку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целœесообразно в тех случаях, когда средства кол­лективной защиты и другие средства не обеспечивают сниже­ние шума до допустимых уровней. Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 10...45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдается в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной защиты от шума подразделяются на противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие на­ружный слуховой проход или прилегающие к нему; противо­шумные шлемы и каски; противошумные костюмы.

Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Οʜᴎ бывают однократного и многократного пользования.

Противошумные шлемы закрывают всю голову, они приме­няются при очень высоких уровнях шума в сочетании с науш­никами, а также противошумными костюмами.

Средства и методы защиты от шума - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Средства и методы защиты от шума" 2017, 2018.

Шум - это один из самых распространённых вредных явлений производственного характера, и в определенных условиях выступает опасным производственным фактором. Различают несколько разновидностей защиты от шума: коллективные и индивидуальные. Что касается коллективных средств, то здесь чаще используют:

• звукоизоляцию,
• глушители шума и звукопоглощение.

При разработке таких средств основной акцент делается на акустический расчёт, который позволяет определить еще в стадии проектирования какие будут уровни звукового давления в расчётных точках при определенных источниках шума, а также их шумовые характеристики, либо измерение шума при условиях эксплуатации.

Разновидности звукоизоляции. Описание

Звукоизоляция включает в себя:

• звукоизолирующие кабины, а также пульты управления,
• звукоизолирующие ограждения,
• акустические экраны,
• звукоизолирующие кожухи.

Эти средства применяют, когда есть необходимость существенно уменьшить интенсивность звука на рабочих местах.

Звукоизолирующие кожухи производят из стали, дюралюминия или других металлов. Внутреннюю поверхность такого кожуха облицовывают звукопоглощающим материалом. Кроме того в помещениях используют различные искусственные звукопоглотители различных конструкций, которые подвешивают на потолочные перекрытия. Звук поглощается благодаря переходу в тепло энергии частиц воздуха, что колеблется, за счет потерь при трении в материале облицовки.

В звукопоглощающей облицовке, которую применяют для домов, используют такие материалы, как: стекловата, капроновая или минеральная вата, акустические плиты с волокнистой либо зернистой структурой. Для придания эффективности этого материала должны остаться незамкнутые поры со стороны падения звука.

Звукоизолирующие ограждения

Они представляют собой: стены, перекрытия, остекленные проемы, перегородки, двери, окна.

Данные средства достаточно хорошо изолируют помещение от постороннего звука. Такая изоляция получается благодаря созданию герметичных преград перед воздушным шумом. Звукоизоляция перегородки зависит от ее толщины, поэтому их изготовляют из бетона, металла, кирпича, железобетона, стекла, керамических блоков.

Для шумных механизмов и машин приемлемы звукоизолирующие кожухи, которые изготовляются из конструкционных материалов:

• сплавов алюминия,
• стали,
• пластмасса.

Эти материалы облицовывают изнутри звукоизолирующими средствами. Кожух полностью закрывает источник, который издает шум, но вместе с тем не происходит плотного соединения с самим механизмом, ведь в этом случае может возникнуть другой эффект - кожух станет дополнительным источником шума.

Кабины звукоизолирующие это средство шумозащиты, которое размещается на автоматизированных линиях (ростах управления, в шумных цехах) и направлены на изоляцию человека от исходящего шума.

Когда нет возможности полностью изолировать источник шума, или человека при помощи ограждения, тогда уменьшение шума достигается с помощью акустических экранов. Это конструкция из твердых листов (оргстекла, фанеры, металла), толщиной 1,5 - 2 мм. Плоские экраны дают защиту только в радиусе действия прямого звука, с начальной частотой в 500 Гц. А вогнутые экраны С-образной, П-образной и других форм создают нужный эффект лишь в зоне отраженного звука, где частота 250 Гц.

Также для уменьшения шума, используют такие средства, как глушители шума, их применяются для уменьшения аэродинамического шума.

Такие глушители поделаются на:

• глушители активного или абсорбирующего типа,
• глушители комбинированные,
• глушители реактивного или отражающего типа.

Средства применимые для индивидуальной защиты

К данной категории средств относят:

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 на производстве осуществляется комплексно и включает меры следующего характера:

· технологического;

· санитарно-технического;

· лечебно-профилактического.

Классификация средств и методов защиты от шума приведена в

ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ «Средства и методы зашиты от шума. Клас­сификация», СНиП II-12-77 «Защита от шума» , которые предусматри­вают защиту от шума следующими строительно-акустическими мето­дами :

а) звукоизоляцией ограждающих конструкций, уплотнением притво­
ров окон, дверей, ворот и т.п., устройством звукоизолированных кабин для
персонала; укрытием источников шума в кожухи;

б) установкой в помещениях на пути распространения шума звуко­
поглощающих конструкций и экранов;

в) применением глушителей аэродинамического шума в двигателях
внутреннего сгорания и компрессорах; звукопоглощающих облицовок в
воздушных трактах вентиляционных систем;

г) созданием шумозащитных зон в различных местах нахождения
людей, использованием экранов и зеленых насаждений.

Ослабление шума достигается путем использования под полом упру­гих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий, установкой оборудования на амортизаторы или специально изолированные фундаменты. Широко применяются средства звукопоглощения – мине­ральная вата, войлочные плиты, перфорированный картон, древесноволок­нистые плиты, стекловолокно, а также активные и реактивные глушители (рис. 4).

Глушители аэродинамического шума бывают абсорбционными, ре­активными (рефлексными) и комбинированными. В абсорбционных глу­шителях затухание шума происходит в порах звукопоглощающего мате­риала.

Рис. 4. Глушители шума:

а – абсорбционного трубчатого типа; б – абсорбционного сотового типа;

г – абсорбционного экранного типа; д – реактивного камерного типа; е – резонансный;

ж – комбинированного типа;

1 – перфорированные трубки; 2 – звукопоглощающий

материал; 3 – стеклоткань; 4 – расширительная камера; 5 – резонансная камера

Принцип работы реактивных глушителей основан на эффекте отра­жения звука в результате образования «волновой пробки» в элементах глушителя. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и распро­страненных методов снижения производственного шума на пути его рас­пространения. С помощью звукоизолирующих устройств (рис. 5) легко снизить уровень шума на 30 – 40 дБ. Эффективными звукоизолирующими материалами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т.п.

Рис. 5. Схемы звукоизолирующих устройств: а – звукоизолирующая перегородка; б – звукоизолирующий кожух;

в – звукоизолирующий экран; А – зона повышенного шума; Б – защищаемая зона;

1 – источники шума; 2 – звукоизолирующая перегородка; 3 – звукоизолирующий кожух; 4 – звукоизолирующая облицовка; 5 – акустический экран

Для снижения шума в помещении на внутренние поверхности нано­сят звукопоглощающие материалы, а также размещают в помещении штучные звукопоглотители.

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо-волокнистыми, с экраном, мембранные, слоистые, резонансные и объем­ные. Эффективность применения различных звукопоглощающих уст­ройств определяется в результате акустического расчета с учетом требова­ний СНиП II-12-77. Для достижения максимального эффекта рекомендует­ся облицовывать не менее 60 % общей площади ограждающих поверхно­стей, а объемные (штучные) звукопоглотители располагать как можно ближе к источнику шума.

Снизить неблагоприятное воздействие шума на рабочих возможно, сократив время их нахождения в шумных цехах, рационально распреде­лив время труда и отдыха и т.д. Время работы подростков в условиях шума регламентировано: для них необходимо устраивать обязательные 10 – 15-минутные перерывы, во время которых они должны отдыхать в специально выделенных комнатах вне шумового воздействия. Такие переры­вы устраиваются для подростков, работающих первый год, через каждые 50 мин – 1ч работы, второй год – через 1,5 ч, третий год – через 2 ч работы.

Зоны с уровнем звука или эквивалентным уровнем звука выше 80 дБА должны быть обозначены знаками безопасности.

Основными источниками вибрационного (механического) шума ма­шин и механизмов являются зубчатые передачи, подшипники, соударяю­щиеся металлические элементы и т.п. Снизить шум зубчатых передач можно повышением точности их обработки и сборки, заменой материала шестерен, применением конических, косозубых и шевронных передач. Снизить шум станков можно применением быстрорежущей стали для рез­ца, смазочно-охлаждающих жидкостей, заменой металлических частей станков пластмассовыми и т.д.

Для снижения аэродинамического шума используют специальные шумоглушащие элементы с криволинейными каналами. Снизить аэроди­намический шум можно улучшением аэродинамических характеристик ма­шин. Дополнительно применяются средства звукоизоляции и глушители.

Акустическая обработка обязательна в шумных цехах машино­строительных заводов, цехах ткацких фабрик, машинных залах машино­счетных станций и вычислительных центров.

Новым методом снижения шума является метод «антизвука» (рав­ного по величине и противоположного по фазе звука). В результате интер­ференции основного звука и «антизвука» в некоторых местах шумного по­мещения можно создать зоны тишины. В месте, где необходимо умень­шить шум, устанавливается микрофон, сигнал от которого усиливается и излучается определенным образом расположенными динамиками. Уже разработан комплекс электроакустических приборов для интерференцион­ного подавления шума.

Применение средств индивидуальной защиты от шума целесооб­разно в тех случаях, когда средства коллективной защиты и другие средст­ва не обеспечивают снижение шума до допустимых уровней.

СИЗ позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 0 - 45 дБ, причем наиболее значительное глушение шума наблюдается в области вы­соких частот, которые наиболее опасны для человека.

Средства индивидуальной зашиты от шума подразделяются на про­тивошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; проти­вошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски; противошумные костюмы. Противошумные вкладыши делают из твердых, эластичных и волокнистых материалов. Они бывают однократного и многократного пользования. Противошумные шлемы закрывают всю голову, они приме­няются при очень высоких уровнях шума в сочетании с наушниками, а также противошумными костюмами.