Лабораторна робота № 2
ВИЗНАЧЕННЯ РІВНІВ ЗВУКОВОГО ТИСКУ У
ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕННЯХ

2.1 Мета: визначити рівень звукового тиску на робочому місці, оцінити його відповідність санітарним нормам виробничого шуму. Визначити необхідне зниження шуму на робочому місці, запропонувати засоби захисту, за допомогою яких можна досягти потрібного зниження шуму.

2.2 Короткі теоретичні відомості 

Експлуатація переважної більшості технологічного обладнання, енергетичних установок, машин та механізмів пов'язана з виникненням шумів та вібрації різної частоти та інтенсивності, котрі справляють несприятливий вплив на організм людини.

Шум може тимчасово активізувати або постійно пригнічувати психічні процеси організму людини. Фізіологічні та біологічні наслідки можуть проявлятись у формі порушення функцій слуху та інших аналізаторів, зокрема вестибулярного апарату, координуючої функції кори головного мозку, нервової системи, систем травлення і кровообігу.

Індивідуальні особливості людини, пов'язані з різними психологічними реакціями на вплив шуму, суттєво впливають на його сприйняття.

Шум не лише погіршує самопочуття людини і знижує продуктивність праці на 10 – 15%, але нерідко призводить до професійних захворювань.

Матеріальні збитки від цих захворювань значно більші, ніж від інших професійних захворювань. У зв'язку з цим боротьба з шумом має не лише санітарно-гігієнічне, але й техніко-економічне значення, вказує на необхідність розробки комплексу інженерно-технічних та організаційних заходів щодо зниження шуму до нормативних значень.

Шум –  хаотичне сполучення звуків, різної частоти та інтенсивності (сили). Він характеризується суцільним спектром (енергія загасаючих коливань безперервно розподілена в деякій області частот).

Звук –  коливання частинок повітря або іншого пружного середовища, які розповсюджуються у вигляді хвиль. Звук характеризується лінійчатим спектром (виділяються окремі частотні групи), такий спектр мають музичні звуки.

Людина сприймає звук у діапазоні частот від 16 до 20000 Гц. Звук з частотою менше 16 Гц називається інфразвуком, більше 20000 Гц – ультразвуком.

За характером спектра шуми слід поділяти на: 

– широкосмугові, з безперервним спектром шириною більш ніж одна октава; 

– вузькосмугові або тональні, в спектрі яких є виражені дискретні тони. 

За часовими характеристиками шуми слід поділяти на: постійні і непостійні.

Постійний шум – шум, рівень якого за повний робочий день при роботі технологічного обладнання змінюється не більш ніж на 5 дБА при вимірюваннях на часовій характеристиці "повільно" шумоміра за шкалою "А".

Непостійний шум – шум, рівень якого за повний робочий день при роботі технологічного обладнання змінюється більш ніж на 5 дБА при вимірюваннях за часовою характеристикою "повільно" шумоміра за шкалою "А". Непостійні шуми поділяються на: 

– мінливі, рівень яких безперервно змінюється у часі; 

– переривчасті, рівень шуму яких змінюється ступінчасто на 5 дБА і більше при вимірюваннях на часовій характеристиці "повільно" шумоміра за шкалою "А", при цьому довжина інтервалів, під час яких рівень залишається сталим, становить 1 с і більше; 

– імпульсні, які складаються з одного або декількох звукових сигналів, кожен з яких довжиною менше 1 с, при цьому, рівні шуму у дБА, виміряні на часових характеристиках "імпульс" та "повільно" шумоміра, відрізняються не менш ніж на 7 дБ. 

Параметри шуму, що нормуються.

Параметри постійного шуму на робочих місцях, що нормуються, є рівнями звукових тисків у октавних смугах з середньогеометричними частотами 31,5; 63; 125; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц в децибелах, які визначаються за формулою: 

L = 20 lg P/Po                                                                                       (2.1)

де P – середньоквадратичне значення звукового тиску у кожній октавній смузі, Па; Po – вихідне значення звукового тиску у повітрі, що дорівнює 2105 Па.

Для орієнтовної гігієнічної оцінки параметрів постійного широкосмугового шуму на робочих місцях (табл. 2.1), що нормуються, дозволяється застосовувати рівень шуму в дБА, виміряний за шкалою "А" часової характеристики "повільно" шумоміру та визначений за формулою: 

LA = 20 lg PA /Po                                                                                    (2.2)

де PA – ефективне значення звукового тиску з урахуванням корекції "А" шумоміра, Па. 

Корекція необхідна, щоб наблизити результат об’єктивних вимірювань до суб’єктивного сприйняття шуму людиною. Стандартні значення корекції такі:

Параметрами непостійного шуму (що коливається в часі та переривається) на робочих місцях, які нормуються, є інтегральний рівень – еквівалентний (за енергією) та максимальний рівень шуму у дБА. 

Еквівалентний рівень – це рівень постійного шуму, дія якого відповідає дії фактичного шуму із змінними рівнями за той же час, виміряного за шкалою "А" шумоміра.

Нормування шуму за рівнем звуку в дБА засновано на вимірювання за шкалою А шумоміра, який імітує чутливість органу слуху до шуму різної гучності. Рівень звуку в дБА використовується для орієнтовної оцінки постійного і непостійного шуму, бо при цьому не враховується його спектр.

Таблиця 2.1 – Допустимі рівні звукового тиску в октавних смугах частот, еквівалентні рівні звуку на робочих місцях

Шум на робочих місцях не повинен перевищувати допустимих рівнів згідно ДСН 3.3.6.037-99 Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку (таблиця 2.1).

Зони з рівнем звуку вище 85 дБА повинні бути позначені знаками небезпеки. Працюючих в цих зонах адміністрація зобов’язана забезпечити засобами індивідуального захисту.

Необхідне зниження шуму на робочому місці в приміщенні, де знаходиться одно із джерел шуму, визначається за формулою:

ΔLнеоб. = L – Lдоп., дБ,                                                                         (2.3)

де L – октавний рівень звукового тиску, дБ або рівень звуку, дБА, створений джерелом на робочому місці (вимірюється шумоміром); Lдоп. – допустимий октавний рівень звукового тиску, дБ або допустимий рівень звуку, дБА (визначається за таблицею 2.1).

Вимірювання шуму

Вимірювання шуму в октавних смугах або рівня шуму проводиться за допомогою шумомірів (рисунок 2.1, 2.2): наприклад, ВШВ-1 – вимірювач шуму і вібрації; Ш-71 – шумомір з октавними фільтрами і т.п., які відповідають діючим вимогам Держстандарту України і мають посвідчення про перевірку.

Рисунок 2.1 – Прилад для вимірювання шуму та вібрації ВШВ-1

Вимірювання еквівалентних рівнів шуму слід проводити інтегруючими шумомірами та шумоінтеграторами. Допускається використовувати індивідуальні дозиметри шуму з параметром еквівалентності q = 3 – число децибел, що додаються до рівня шуму, при зменшенні часу його дії у 2 рази для збереження тієї ж дози шуму.

Звичайний шумомір складається із мікрофону, підсилювача, фільтрів (корегувальних, октавних), та приладу, що показує. Звук, що сприймається мікрофоном, перетворюється на електричні коливання, які підсилюються, проходячи крізь корегувальні фільтри і випрямник, а потім реєструється самописним приладом або зі стрілкою.

Всі прилади повинні бути перевірені в органах Держстандарту. До та після вимірювань проводять акустичну або електричну калібровку вимірювальних приладів. Різниця в калібровці не повинна перевищувати 1 дБ. Порядок вимірювання рівнів звуку шумомірами та розрахунок еквівалентного рівня регламентується ДСН 3.3.6.037-99.

При проведенні вимірювань мікрофон слід розташовувати на висоті 1,5 м над рівнем підлоги чи робочого майданчика (якщо робота виконується стоячи) чи на висоті і відстані 15 см від вуха людини, на яку діє шум (якщо робота виконується сидячи чи лежачи). Мікрофон повинен бути зорієнтований у напрямку максимального рівня шуму та віддалений не менш ніж на 0,5 м від оператора, який проводить вимірювання. При швидкості руху повітря більш ніж 1 м/с на місці, де проводяться виміри, мікрофон має бути захищений протиповітряним пристроєм.

При проведенні вимірювань октавних рівнів звукового тиску перемикач частотної характеристики пристрою встановлюють в положенні “фільтр”. Октавні рівні звукового тиску вимірюють у смугах з середньогеометричними частотами 31,5 – 8000 Гц. 

При проведенні вимірювань рівнів звуку та еквівалентних рівнів звуку, дБА, дБАекв. перемикач частотної характеристики пристрою встановлюють у положенні “А” (за допомогою відповідних фільтрів знижена чутливість на низьких та високих частотах) чи “Аекв”.

При проведенні вимірювань рівнів шуму та октавних рівнів звукового тиску постійного шуму перемикач часової характеристики пристрою встановлюють в положення “повільно”. Значення рівнів приймають за середніми показниками при коливанні стрілки пристрою. Значення рівнів шуму та октавних рівнів звукового тиску зчитують зі шкали пристрою з точністю до 1 дБА, дБ. Вимірювання рівнів шуму та октавних рівнів звукового тиску постійного  шуму повинні бути проведені у кожній точці не менше трьох разів.

При проведенні вимірювань еквівалентних рівнів шуму, що коливаються в часі, для визначення еквівалентного (за енергією) рівня шуму перемикач часової характеристики пристрою встановлюють в положенні “повільно”. Значення рівнів шуму приймають за показниками стрілки пристрою у момент відліку.

При проведенні вимірювань максимальних рівнів імпульсного шуму перемикач часової характеристики пристрою встановлюють в положенні "імпульс". Значення рівнів приймають за максимальним показником пристрою.

Вимірювання шуму проводиться на постійних робочих місцях у приміщеннях, на території підприємств, на промислових спорудах та машинах (в кабінах, на пультах управління і т.п.). Результати вимірювань повинні характеризувати шумовий вплив за час робочої зміни (робочого дня).

Встановлюється така тривалість вимірювання непостійного шуму:

– для переривчастого шуму, за час повного робочого циклу з урахуванням сумарної тривалості перерв з рівнем фонового шуму;

– для шуму, що коливається у часі, допускається загальна тривалість вимірювання – 30хвилин безперервно або вимірювання складається з трьох циклів, по 10 хв. кожний;

– для імпульсного шуму тривалість вимірювання – 30 хвилин.

Допустимі рівні звукового тиску у октавних смугах частот, еквівалентні рівні звуку на робочих місцях наведені у таблиці 2.10.

Для боротьби з шумом застосовують методи і засоби колективного та індивідуального захисту. Згідно з ГОСТ 12. 1. 029-80 “ССБТ. Способы и методы защиты от шума. Классификация” на підприємствах, в першу чергу, необхідно застосувати засоби колективного захисту. Методи колективного захисту поділяють на:

Згідно із ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ – “Шум. Общие требования безопасности” – зниження шуму можливо досягти розробкою шумонебезпечної техніки, застосуванням засобів та методів захисту від шуму.

Зниження шуму на робочому місці можна досягти, наприклад, звукоізолюючим кожухом. Під звукоізоляцією кожуха розуміється зниження звукової потужності шуму, випроміненого джерелом в оточуючий простір, в результаті установки на джерело звукоізолюючого кожуха. Кожух дозволяє суттєво знизити шум безпосередньо близько від працюючого обладнання на найближчих до джерела робочих місцях, що неможливо зробити іншими акустичними засобами. Кожух може закривати повністю джерело шуму і встановлюватися на підлогу приміщення, а може закривати лише найбільш шумну частину машини, через особливість експлуатації і обслуговування джерела шуму, і кріпитися до стінки через віброізолювальні прокладки.

2.3. Експериментальна частина

2.3.1 За допомогою приладу ШУМ-1М30 (рисунок 2.2) виміряти рівень звуку на робочому місці від вказаного викладачем джерела шуму за відсутності засобів захисту від шуму і за наявності звукоізолюючого кожуха. 

1 – мікрофон; 2 – перемикач “РОД РАБОТЫ”; 3 – табло приладу; 4 – установка нуля; 5 – перемикач часової характеристики; 6 – перемикач діапазону вимірювання

Рисунок 2.2 – Шумомір-1М30

Під час роботи з шумоміром необхідно кнопку 5 “Быстро” – натиснути, а перемикач 2 перевести в положення “Батарея”, якщо стрілка вимірювача 3 встановилась в секторі з написом БАТ, то батарея придатна до роботи і можна проводити підготовку приладу, для чого перемикач 2 перевести в положення “КАЛІБР” і поворотом ручки 4 стрілку встановити на нуль нижньої шкали.

Для вимірювання рівня звуку прилад розташовують на відстані 1 м від джерела шуму.

Під час вимірювання рівня звуку в дБА перемикач 2 встановлюють в положення А. Якщо вимірюється постійний шум, то перемикач 5 необхідно натиснути в положення “повільно” (кнопка відтиснута). Перемикач діапазону вимірювань 6 треба поставити в положення 100 дБА та при вимірюванні перемикати на менші рівні до тих пір, поки стрілка приладу не буде знаходитись між значеннями 0 та 10 верхньої шкали. 

Рівень шуму визначають як суму значення діапазону вимірювання, на якому встановлено перемикач 6 та значення, що показує вимірювальний прилад. Наприклад, перемикач 6 стоїть на діапазоні 60 дБ, а стрілка показує на ділення 4, тоді рівень шуму складає 64 дБ.

Результати вимірювань занесіть до таблиці 2.2.

2.3.2 За допомогою приладу ВШВ-003-М2 виміряти октавні рівні звукового тиску на робочому місці при ввімкненому джерелі шуму за відсутності засобів захисту від шуму і за наявності звукоізолюючого кожуха. 

Порядок роботи з приладом ВШВ-003-М2:

– встановити перемикач приладу “РОД РАБОТЫ” в положення S;

– встановити перемикач приладу “ДЛТ 1, dB” в положення 80;

– встановити перемикач приладу “ДЛТ 2, dB” в положення 50, при цьому світиться індикатор 130 dВ;

– встановити перемикач приладу “ФЛТ,Hz” в положення ОКТ;

– за допомогою перемикача “ФЛТ ОКТ” вибрати необхідний октавний фільтр, при цьому для шкали в Гц (36,5 Гц, 63 Гц) кнопка кHz/Hz повинна бути натиснута, а для шкали в кГц (0,125 кГц, 0,25 кГц, 0,5 кГц, 1 кГц і т.д.) – відтиснута;

– провести вимірювання октавних рівнів звукового тиску, при цьому капсуль ВПМ-101, за допомогою якого вимірюють шум, необхідно тримати на витягнутій руці в напрямку джерела шуму;

– якщо при вимірювання стрілка приладу знаходиться на початку шкали, її слід ввести в сектор 6-10 дБ спочатку перемикачем ДЛТ 1, а потім перемикачем ДЛТ 2, якщо при роботі з перемикачем ДЛТ 1 загорається і не згасає індикатор ПРГ, то необхідно перевести перемикач ДЛТ 1 на більш високий рівень (вправо) поки не згасне індикатор ПРГ, і потім працювати з перемикачем ДЛТ 2;

– для визначення результату вимірювань необхідно додати показник за верхньою шкалою приладу, dB, що відповідає індикатору, який світиться, і показання стрілки приладу;

– після закінчення вимірювань, необхідно всі перемикачі виставити у вихідний стан, а перемикач “РОД РАБОТЫ” в положення О.

Всі отримані результати занесіть до таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Результати вимірювань

2.4 Висновки 

Студент робить висновок про відповідність виміряних октавних рівнів звукового тиску і рівня звуку, дБА, санітарним нормам виробничого шуму на робочих місцях ДСН 3.3.6.037-99. Чи досягається необхідне зниження шуму у випадку використання звукоізолювального кожуха? Запропонуйте, у разі необхідності, додаткові засоби захисту від шуму на робочому місці.