ПРОМЫШЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра охраны труда и окружающей среды

  

 

ПРОМЫШЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов специальности  

5В073100- Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

 

 

Алматы 2013

СОСТАВИТЕЛИ: М.К. Дюсебаев, Ж.С. Абдимуратов. Промышленная вентиляция. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 5В073100- Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды - Алматы: АУЭС, 2013 -  36 с.

 

Методические указания содержат материал для подготовки к проведению лабораторных работ, в них приведены описания каждой лабораторной работы, экспериментальных установок, дана методика их проведения и обработки опытных данных, перечень рекомендуемой литературы и контрольные вопросы. Методические указания рекомендуется для студентов - специальности 5В073100- Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды.

Ил. 4, табл. 13, прил. 1, библиогр. - 12 назв.

 

Рецензент: доцент Р.М. Кузембаева 

 

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский  университет энергетики и связи» на 2012 г.

 

© НАО    «Алматинский  университет  энергетики и связи»,   2013 г.

 

Сводный план на 2012 г., поз. 48

 

Введение

 

 Представленная работа посвящена теме " Промышленная вентиляция».

 Промышленная вентиляция – это отрасль практической деятельности, которая на основе изучения условий труда и физиологических возможностей человека разрабатывает средства и способы профилактики и сохранения здоровья работников.

 Проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях.

Условия труда определяются характером выполняемой работы, спецификой организации труда, проектными решениями зданий, сооружений и помещений в них.

Цель данной работы заключается в освоении знаний по дисциплине        " Промышленная вентиляция ",  определение условий труда в рабочей зоне.

Главные задачи выполнения лабораторных работ  заключаются в изучениии теоретических вопросов, приобретении навыков при определении параметров рабочей зоны.

 

1 Общие методические указания

 

- Студент может приступить к проведению опыта только после сдачи коллоквиума по теории и методике данной лабораторной работы.

- Отчет по работе составляется индивидуально каждым студентом и должен содержать:

а) наименование и цель работы;

б) краткий конспект методического указания со схемой опытной установки и необходимыми расчетными зависимостями;

в) протокол испытания, подписанный преподавателем;

г) таблицу обработки данных;

д) анализ полученных результатов и выводов.

 

1.1 Лабораторная работа №1. Определение содержания вредных газов в воздухе производственных помещений экспрессным линейно-колористическим методом

 

Цель работы: ознакомиться с методами анализа загазованности производственных помещений и расчетом воздухообмена для их вентиляции.

 

1.2 Теоретические сведения

 

При проведении различных технологических процессов в воздух производственных помещений выделяется значительное количество вредных веществ.

Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений (ГОСТ 12.1.007-88).

Вредные вещества могут проникать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

При отсутствии специальных мер профилактики вредные вещества могут вызвать профессиональные отравления. Отравления в производственных условиях могут быть острыми и хроническими. Отравления бывают острыми при воздействии больших концентраций вредных веществ (например при аварии) и хроническими, вследствие проникновения в организм вредного вещества в течение длительного времени при незначительных концентрациях.

По степени воздействия на организм человека все вредные вещества подразделяются на 4 класса  (ГОСТ 12.1.007-88):

1)  вещества чрезвычайно опасные (бенз(а)пирен, ртуть, свинец, озон, фосген и др.);

2) вещества высокоопасные  (оксиды азота, бензол, йод, марганец, едкие щелочи, хлор и др.);

3) вещества умеренно опасные (ацетон, сернистый ангидрид, метиловый спирт и др.);

4) вещества малоопасные (аммиак, оксид углерода, этиловый спирт, скипидар и т.д.).

Следует иметь в виду, что и вещества малоопасные при длительном воздействии могут при больших концентрациях вызывать тяжелые отравления.

Опасность отравления зависит от химического состава, концентрации, времени действия газов и паров, а также от условий окружающей среды.

Например, при высокой температуре воздуха ускоряется проникновение яда в организм. Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания рабочих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-88). Такая регламентация в настоящее время проводится в три этапа:

1) обоснование ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ);

2) обоснование ПДК;

3) корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья.  

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны приведены в ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности», там же указаны их классы опасности.

Предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в воздухе рабочей зоны являются такие концентрации, которые при ежедневной работе в пределах 8 часов или при другой длительности, но не превышающей 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений, ПДК измеряются в мг/м3.

Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или временного пребывания работающих.

В ГОСТ 12.1.005-88 утверждены ПДК для 800 токсичных веществ. Некоторые из них приведены в таблице 1.1.

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия должно соблюдаться следующее соотношение

,                                         (1.1)

          где с1,с2…сn – замеренные концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

ПДК1, ПДК2…ПДКn – предельно допустимые концентрации вредных веществ.

 

Т а б л и ц а 1.1 - Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ (ГОСТ 12.1.005-88)

Вещество

Предельно допустимые концентрации, мг/м3

1 Аммиак

20

2 Ацетон

200

3 Бензин

300

4 Бензол

20

5 Сернистый газ

10

6 Сероводород

10

7 Сероуглерод

10

8 Скипидар

300

9 Спирт этиловый

1000

10 Спирт бутиловый

200

11 Спирт метиловый

50

12 Толуол

50

13 Фенол

5

14 Формальдегид

1

15 Хлорбензол

50

16 Дихлорэтан

10

17 Трихлорэтан

10

18 Хлористый водород

5

19 Хлор

1

20 Этиловый, диэтиловый эфир

300

21 Оксид углерода

20

 

Предупреждение профессиональных заболеваний и отравлений достигается:

а) разработкой новых технологических процессов, исключающих использование вредных веществ, заменой вредных веществ менее вредными. Снижению поступления в воздух рабочих зон вредных веществ способствует хорошая герметизация оборудования, ведение процессов в вакууме, применение замкнутых технологических циклов, непрерывных технологических процессов, замена устаревшего оборудования более прогрессивным;

б) механизацией и автоматизацией производственных процессов, применением дистанционного управления;

в) изоляцией оборудования, помещений с вредными технологическими процессами;

г) вентиляцией производственных помещений.

 Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха вентиляция подразделяется на естественную и механическую. Возможно их сочетание – смешанная вентиляция.

В зависимости от способа организации воздухообмена различают вентиляцию местную и общеобменную. По времени действия – постоянно действующая и аварийная.

Естественная вентиляция (аэрация) необходимый воздухообмен создает за счет разности плотностей теплого воздуха внутри помещения и более холодного снаружи,  а также благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри этих помещений.

При механической вентиляции воздухообмен достигается за счет разности давлений, создаваемых вентилятором, который приводится в движение электродвигателем.

Механическая вентиляция применяется в случаях, когда тепловыделения в цехе велики и аэрация не обеспечивает санитарные нормы, а также если количество и токсичность выделяющихся в воздух помещения вредных веществ требует постоянный воздухообмен.

Механическая вентиляция может быть выполнена в виде приточной, вытяжной и приточно-вытяжной.

Для проверки эффективности работы вентиляции, герметичности оборудования периодически отбирают пробы для лабораторного анализа содержания вредных газов в воздухе производственного помещения и на территории предприятия.

д) применением индивидуальных средств защиты, когда технические и санитарно – технические мероприятия полностью не ликвидируют воздействия вредных веществ.

Для защиты от вредных веществ основное значение имеют средства индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания (противогазы, противоаэрозольные респираторы), спецодежда, спецобувь, средства защиты рук (резиновые перчатки, защитные пасты и мази), лица (щитки), глаз (защитные очки).

Для санитарного контроля воздушной среды применяются следующие методы анализа:

а) фотометрические, основанные на способности светопоглощения окрашенными растворами;

б) люминесцентный метод основан на способности некоторых веществ отдавать поглощенную ими энергию в виде светового излучения;

в) спектроскопический метод основан на способности элементов, помещенных в пламя вольтовой дуги (3500 – 4000ºС), давать определенный спектр излучения;

г) полярографический метод основан на измерении предельного тока диффузии, возникающего при электролизе испытуемого раствора с помощью ртутных электродов;

д) хроматографический метод, основанный на различной растворимости компонентов газовой смеси в органическом растворителе.

Для контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочего помещения используются быстрые методы анализа:

а) колориметрические методы, основанные на протягивании воздуха, содержащего загрязняющее вещество, через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твердый сорбент и измерении интенсивности полученной на них окраски путем сравнения с окраской стандартных шкал;

б) линейно-колористический метод основан на протягивании исследуемого воздуха через индикаторные трубки и измерении длины окрашенного слоя порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации данного вещества.

Анализ проводится на приборах УГ-1, УГ-2.

 

1.3  Определение в воздухе производственных помещений вредных газов (паров) с помощью универсального газоанализатора типа УГ-2 (теоретическая часть)

 

1.3.1 Назначение прибора.

Универсальный переносной прибор – газоанализатор УГ-2 предназначен для экспрессного количественного определения вредных веществ в воздухе производственных помещений. Краткая характеристика индикаторных порошков, входящих в комплект газоанализатора УГ-2, приведена в таблице 1.2.

 

1.3.2 Принцип работы.

Принцип работы газоанализатора УГ-2 основан на линейно-колористическом методе. Он состоит в аспирировании исследуемого воздуха с помощью воздухозаборного устройства через индикаторную трубку, заполненную зерненым сорбентом с нанесенным на него цветообразующим реагентом. При этом индикаторный порошок в трубке изменяет свой цвет на определенную длину. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна концентрации анализируемого газа в воздухе, измеряется по шкале, градуированной в мг/м3.

Газоанализатор УГ-2 состоит из воздухозаборного устройства и спецкомплектов ЗИП для изготовления потребителем индикаторных трубок, фильтрующих и окислительных патронов. Описание воздухозаборного устройства, снаряжение индикаторных трубок и фильтрующих патронов представлено на стенде.

 

Т а б л и ц а 1.2 - Перечень вредных веществ, определяемых газоанализатором УГ-2, и характеристика индикаторных порошков

Определяемое вещество

Объем анализиру-емого воздуха, мл

Срок годности порошка, мес.

Основные реагенты индикаторного порошка

Аммиак

200

8

Бромфеноловый синий

Ацетилен

300

24

Иодат калия, серная кислота

Ацетон

300

10

Гидроксиламин солянокислый, бромфеноловый синий

Бензин

300

24

Иодат калия, серная кислота

Бензол

300

24

Иодат калия, серная кислота

Ксилол

300

12

Параформальдегид, серная кислота

Оксиды азота

300

16

О-Дианизидин

Оксид углерода (II)

200

18

Иодат калия, серная кислота

Диоксид серы

300

8

Иодат калия, крахмал, йод, иодид ртути

Сероводород

300

100

20

20

Ацетат свинца, барий хлористый

Толуол

300

24

Иодат калия, серная кислота

Углеводороды нефти

300

24

Иодат калия, серная кислота

Хлор

300

24

Флуоресцеин, бромид калия

Этиловый эфир

400

15

Хромовый ангидрид, серная кислота

 

1.4 Определение концентрации карбоксида углерода с помощью мехового аспиратора МАМ – 4 (экспериментальная часть)

 

С помощью мехового аспиратора МАМ-4 производится просасывание определенного объема воздуха, содержащего вредные примеси, через индикаторные трубки.

 

1.4.1 Индикаторные трубки.

Индикаторная трубка представляет собой стеклянную трубку, заполненную специальным реагентом. Наружный диаметр трубки 7 мм, длина 125 мм, концы ее оттянуты и запаяны.

Для отсчета результатов анализа на поверхности трубки в области реактивного слоя нанесены кольца с соответствующими значениями концентрации определяемого газа. Стрелка на трубке указывает направление движения исследуемого воздуха.

Слой белой краски на поверхности одного из концов трубки предназначен для записи по нему даты и места отбора пробы. Ес­ли в воздухе отсутствуют вредные газы, то трубку можно исполь­зовать для повторного определения до 5 раз в этот же день. После положительного показания трубка больше не применяется. Окраска устойчива в течение нескольких дней, поэтому трубка может служить подтверждением выполненного анализа.

Срок годности индикаторных трубок - 15 месяцев со дня из­готовления.

 

1.4.2 Аспиратор меховой МАМ-4.

Аспиратор меховой служит для просасывания воздуха через индикаторную трубку. Объем просасываемого воздуха за полный ход мехового насоса - 100 ± 5 мл. Время раскрытия меха насоса без трубки – 1-2 с., габаритные размеры - 104x52x95. Вес - 300 г.

 

1.4.3 Принцип действия.

Основной частью аспиратора является резиновый мех, который закреплен на крышках с накладками. Внутри меха расположены две пружины, удерживающие его в разжатом положении. Выпускной кла­пан обеспечивает выход воздуха из меха при его сжатии. Ремешок ограничивает ход меха. Винт с цепочкой служит для регулировки объема. Аспиратор приводится в действие одной рукой. За полный ход резинового меха просасывается 100 мл воздуха. При сжатии меха воздух не выходит через индикаторную трубку, так как она представляет собой значительно большее сопротивление, чем вы­пускной клапан. При обратном ходе выпускной клапан закрывается под влиянием разряжения в аспираторе. Воздух переходит в аспиратор только через индикаторную трубку, и мех снова принимает первоначальный объем.

Герметичность аспиратора достигается тщательной очисткой клапана. Для этого свинчивают гайку, закрывавшую клапан. Если резиновый лепесток клапана не поврежден, его сильно продувают с противоположной стороны.

Так как скорость просасываемого исследуемого воздуха имеет большее значение для точности анализа, то перед применением аспиратора необходимо проверять на время раскрытие самого меха без трубки, которое должно составлять 1-2 с. Если время рас­крытия меха значительно превышает указанное, необходимо про­верить защитную сетку, находящуюся в мундштуке. Отверстия сет­ки могут быть забиты зернами силикагеля, кусочками стекла, про­дуктами коррозии.

Одним из условий исправности мехового аспиратора является постоянство объема засасываемого воздуха за один ход меха-на­соса.

 

1.4.4 Подготовка к выполнению анализа с помощью индикаторных трубок и мехового аспиратора.

Перед определением необходимо убедиться в герметичности аспиратора. Для этого плотно вставляют в мундштук аспиратора неоткрытую индикаторную трубку и сжимают мех до упора. Аспира­тор считают герметичным, если в течение 10 мин сжатый мех не раскрылся.

Далее вскрывают индикаторную трубку. Для этого оба конца трубки отламывают в специальной проушине, которая находится на аспираторе. Трубку плотно вставляют в мундштук так, чтобы стрелка на трубке показала направление к аспиратору. Правой рукой плотно охватывают корпус аспиратора. Резиновый мех сжи­мается до упора, а затем опускается. Конец всасывания опреде­ляется натяжением ремешка. Перед следующим сжатием делается пауза 3 с. Десять сжатий меха обеспечивает прохождение I л воздуха.

 

Порядок выполнения работы (см. рисунок 1.1):

а) краны “14”, “9” и “15” установить в положение “Закрыто” (вер­тикально);        

б) навеску угля через шахту “1” засыпать в печь “2”, после
чего шахту закрыть;

в) тумблером "3" включить стенд. Включение проконтролировать
индикатором "4"  и показанием вольтметра "5".

г) тумблером "6" включить печь. Включение печи проконтролиро­вать индикатором "7" и показанием вольтметра "5";

д) по истечении 10 минут печь выключить;

е) открыть кран "9" и при помощи индикаторной трубки провести
замер загазованности воздуха в камере "11" через канал "10",
после чего кран "9" закрыть;                         

ж) замер загазованности камеры производится с помощью мехового аспиратора МАМ-4 и индикаторной трубки.

Исследуемый воздух просасывается через индикаторную трубку несколькими ходами аспиратора. Концентрация СО при прохождении 100 мл (I ход аспиратора) воздуха определяется по левой шкале, имеющейся на футляре-кассете для индикаторных трубок. Если при определении уровня загазованности сделано "П" ходов аспиратора, то концентрацию уменьшают в "П" раз.

Шкалу трубки совмещают со шкалой футляра-кассеты и по уровню зеленой окраски трубки определяют процентную концентрацию СО. Процентную концентрацию СО переводят в объемную (мг/л) по таблице 1.3;

т) рассчитать объем воздуха, необходимого для снижения получен­ной       концентрации СО в камере путем вентиляции её до предельно до­пустимой концентрации по формуле

                                                     V= ,                                               (1.2)

где С1 - концентрации СО в камере по результатам замера
(мг/м3);                              

    С2 - предельно допустимая концентрация СО (ПДК) мг/м3 (см. таблицу 1.1);

   V1 - объём камеры (0,037 м3);

K - 1,25 (коэффициент запаса, учитывающий неравномерность   концентрации СО в замере);

и) открыть краны "14" и "15";

к) тумблером "12" включить вентилятор. Проконтролировать вклю­чение индикатором "13", изменением показания амперметра установить показания ротаметра "16" на деление "60" поворотом на нем верхнего вентиля.

 

Т а б л и ц а 1.3 – Перевод процентной концентрации в объемную

Процент, %

Концентрация, мг/л

0,0010

0,0125

0,0016

0,0200

0,0020

0,0250

0,0024

0,0300

0,0030

0,0375

0,005

0,0625

0,01

0,125

0,02

0,250

0,03

0,375

0,05

0,625

0,10

1,25

0,20

2,50

0,30

3,75

 

л) по истечении времени вентиляции, полученного из таблицы 1.4, вен­тилятор выключить, краны "14" и "15" закрыть;

м) произвести замер концентрации СО в камере методом, описанным в пункте ж;

н) сравнить  полученный результат с ПДК;

о) выключить стенд тумблером "3";

п) составить протокол проведенного исследования по следующей форме;

р) на основании проведенных исследований сделать заключение  об эффективности работы вентиляции.

Время вентиляции камеры зависит от полученного объема и определяется по таблице 1.4.

 

 

 

 

 

 

 

1.   Шахта для загрузки угля в печь.

2.   Печь.

3.   Тумблер включения установки.

4.   Индикатор включения установки.

5.   Вольтметр.

6.   Тумблер включения печи.

7.   Индикатор включения печи.

8.   Амперметр.

9.   Кран канала для отбора воздуха на пробу.
10.Канал отбора воздуха.

11. Камера.

12.Тумблер включения вентилятора.

13.Индикатор включения вентилятора.

14.Кран канала подачи чистого воздуха.

15.Кран канала выброса загазованного воздуха.

16.Ротаметр.

 

Рисунок 1.1 - Схема установки для   определения     загазованности камеры карбоксидом углерода (СО)

 

Т а б л и ц а 1.4 - Зависимость времени вентиляции камеры от расчетного объема воздуха (при показании ротаметра "60")

Объем, л

Время, мин

10

1

25

3

50

5

100

10

150

15

200

20

250

25

300

30

 

Протокол испытания

 

1.     Цель работы ____________________________________________________________

2.     Содержание работы______________________________________________________

_______________________________________________________________

3.     По результатам исследований составить таблицу по следующей форме (см. таблицу 1.5).

 

     Т а б л и ц а 1.5 - Результаты исследования

Название газа

Концентрация

ПДК, мг/м3

V, м3

%

мг/м3

 

 

 

 

 

 

1.5  Контрольные вопросы

 

1.5.1 Что называется предельно допустимой концентрацией вредного вещества ?

1.5.2 На сколько классов опасности делятся промышленные вредные вещества ?

1.5.3 От каких факторов зависит степень и опасность отравления вредными веществами ?

1.5.4 Какое условие должно выполняться при одновременном нахождении в воздухе рабочей зоны нескольких веществ однонаправленного действия ?

1.5.5 Какие мероприятия необходимы для предупреждения профессиональных заболеваний и отравлений ?

1.5.6  Дать определение вентиляции и перечислить ее виды.

1.5.7 Какие меры анализа применяют для санитарного контроля воздушной среды ?

1.5.8 На каком методе анализа основан принцип работы универсального газоанализатора УГ-2 ?

 

2 Лабораторная работа №2.  Исследование метеорологических условий производственных помещений

 

Цель работы: определение параметров микроклимата в рабочей зоне и сравнение полученных данных с оптимальными нормами по ГОСТу 12.1.005-88.

 

2.1 Теоретические сведения

 

Контроль состояния микроклимата в производственных помещениях производится путем замеров параметров микроклимата в рабочей зоне с использованием следующих приборов.

Для определения температуры воздуха используются термометры (ртутные и спиртовые), термографы, термоанемометры. При наличии тепловых излучений используются парные термометры, состоящие из двух термометров. У одного термометра    поверхность    резервуара    для    ртути    зачернена,    у    другого посеребрена.

Для определения влажности используются психрометры или без вентилятора (Августа), или с вентилятором (Ассмана). В обоих случаях психрометр состоит из двух термометров - сухого и увлажненного. Увлажнение термометра осуществляется путем смачивания водой ткани, покрывающей шарик одного из термометров. В аспирационном психрометре Ассмана термометры заключены в металлическую оправу, шарики термометров находятся в двойных металлических гильзах, что позволяет использовать прибор в условиях теплового излучения, а применение вентилятора исключает влияние других потоков воздуха. На основании показаний двух термометров по эмпирической формуле вычисляют сначала абсолютную, а затем относительную влажность воздуха. Зная показания сухого и влажного термометров, можно определить относительную влажность и по номограммам.

Для определения скорости движения воздуха используются анемометры, принцип действия которых основан на определении числа оборотов вертушки, вращающейся за счет энергии воздушного потока. Крыльчатый анемометр применяется при скорости движения воздуха от I до 10м/с, чашечный до 30 м/с. Скорость движения воздуха менее 1 м/с измеряется кататермометром (или термоанемометром), так как обычный анемометр в этом диапазоне дает большие отклонения от действительных значений за счет инертности механизма прибора.

Атмосферное давление не является нормируемым параметром микроклимата, однако для расчета величин абсолютной, а затем и относительной влажности необходимо знать его значение. Для измерения атмосферного давления служат барометры - анероиды разных моделей.                                                                                                         

 

2.2  Определение атмосферного давления

 

Определить атмосферное давление по барометру- анероиду ВАМИ, на циферблате которого вмонтирован дугообразный ртутный термометр, по показанию которого вводится поправка на температуру окружающей среды. Перед снятием показаний прибора для устранения влияния в механизме необходимо слегка постучать по корпусу прибора. Во избежание искажений при отсчете глаз наблюдателя должен быть расположен перпендикулярно плоскости прибора. После снятия показаний необходимо учесть три поправки: шкаловую, температурную и добавочную, то есть

 

Р = Рпр + Ршк +Рдоб + Ртемп .                                      (2.1)

 

Поправка на шкалу прибора приведена в таблице 2.1

 

Т а б л и ц а 2.1 – Поправка на шкалу прибора

Показания шкалы

 

710

 

700

 

690

 

680

 

670

 

660

 

650

 

Поправка

 

-1,2

 

-1,2

 

-1,1

 

-1,0

 

-1,1

 

-1,1

 

-0,9

 

Температурная поправка определяется по формуле

 

Ртемп =ΔP·t,                                          (2.2)

 

где ΔР - температурная поправка на 1° С  (ΔР = 0,06 мм. рт.ст.);

t - температура по термометру барометра, снимается с точностью до десятых долей градуса.

Добавочная поправка (Рдоб) по поверочному свидетельству прибора - 13 мм.рт.ст.

Пример. По барометру-анероиду сняты показания Рпр = 685 мм.рт.ст. и температура 21.5 ºС. Шкаловая поправка (Ршк) в соответствии с таблицы 2.1 составит -1.05 мм.рт.ст., температурная поправка Ртсмп = 0,06·21.5=1.29 мм.рт.ст., добавочная поправка Рдоб =13 мм.рт.ст. Тогда Р = 685-1.05+1.29+13= 698.24 мм.рт.ст. Если возникнет необходимость перевода мм.рт.ст. в Па, то надо учитывать, что 1 мм.рт.ст.=133.322 Па.

 Вычисленное значение атмосферного давления заносится в таблицу 3.2 протокола исследований.

2.3  Определение температуры воздуха

 

Определить температуру воздуха в лаборатории, пользуясь сухим термометром психрометра Ассмана (левый термометр). Показания записать в таблицы 3.2, 3.4 протокола исследований.

 

2.4  Определение относительной влажности воздуха

 

Рассчитать значение относительной влажности воздуха в лаборатории, используя аспирационный психрометр Ассмана. Для этого за 3-4 мин до снятия показаний сухого и влажного термометров смачивают вату на резервуаре влажного термометра (правого), вводя воду снизу, пользуясь пипеткой, находящейся на стенде в положении 2. Через 3 мин работы вентилятор выключают и одновременно снимают показания сухого и влажного термометров, которые записывают в таблице  3.2 протокола.

Затем вычисляют абсолютную влажность (А), то есть количество водяных паров, которое содержится в воздухе в момент исследования, выраженное в весовых единицах (г/м) или как давление водяных паров в мм.рт.ст.

 

                                ,                            (2.3)

 

где  Fвл -    давление   насыщенных  водяных  паров  при  температуре   влажного термометра, мм.рт.ст. (приложение А, таблица  А1);

        0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;         

tc-tвл- разница показаний сухого и влажного термометров,   С;

Р - атмосферное давление, мм.рт.ст., рассчитанное в пункте 2.2.

Затем рассчитывается относительная влажность воздуха (В) как отношение абсолютной влажности к максимальной (М) (наибольшее возможное количество водяных паров в воздухе при данной температуре), выраженное в процентах:

 

                                                      (2.4)

или

                               
   ,                                               (2.5)

 

где   Fс   -  давление   насыщенных   водяных   паров   при температуре   сухого термометра (приложение А, таблица А1).

Полученные значения вносятся в таблицы 2.2, 2.3 протокола исследования. Затем определяют относительную влажность по психрометрическому графику-номограмме, приведенному на столе. Вертикальные линии на графике соответствуют показаниям сухого термометра, а наклонные - влажного. Искомая относительная влажность определяется как точка пересечения вертикальной и наклонной линий, соответствующих замерам сухого и влажного термометров. Полученное значение заносят в таблицу 3.2, сравнивают с вычисленным значением В и определяют расхождение в процентах. Расхождение не должно превышать 5%.

 

2.5  Определение скорости движения воздуха

 

Определение скорости движения воздуха при воздушном душировании. Это производится путем сопоставления двух отсчетов по циферблату анемометра -до начала опыта и после опыта. Разность между этими отсчетами делят на время проведения опыта и затем по тарировочному графику определяют фактическую скорость движения воздуха. Анемометр расположен на стенде в аэродинамической трубе, где поток воздуха создается вентилятором. Для включения необходимо переключатель на стенде повернуть в положение 1. Заметив начальный отсчет, включают стрелки прибора и секундомер, после 100 с одновременно выключают стрелки прибора и секундомер, фиксируют второй отсчет. Для получения более точных результатов обычно делают три замера (по 100 с), вычисляют разницу в показаниях счетчика, результаты складывают и делят на сумму времени проведения всех трех замеров. Затем по тарировочному графику среднее число делений в секунду переводят в скорость, измеряемую в м/с. Полученные данные заносят в таблицу 2.3 и 2.4 протокола.

 

Т а б л и ц а 2.2 – Протокол исследования параметров

Наименование

Значение параметра

1 Место замера

 

2 Показания сухого термометра, °С

 

3 Показания влажного термометра, °С

 

4 Атмосферное давление Р, мм.рт.ст.

 

5 Давление насыщенных водяных паров при температуре

 

влажного термометра FBJ1, мм.рт.ст.

 

6 Давление насыщенных водяных паров при температуре

 

сухого термометра Fc, мм.рт.ст.

 

7 Значение абсолютной влажности А, мм.рт.ст.

 

8 Значение относительной влажности В,%

 

9 Значение относительной влажности по номограмме, %

 

10 Расхождение в полученных значениях, %

 

  

2.6  Определение санитарно-гигиенической оценки микроклимата

 

Дать санитарно- гигиеническую оценку микроклимата в лаборатории. Для этого из действующего ГОСТ-12.1.005-88 в таблицу 2.4 протокола внести значения оптимальных параметров микроклимата для данной категории работ и периода года и те фактические параметры, которые определены в процессе работы. На основании сопоставления делают выводы и предложения о мерах создания благоприятного микроклимата.

 

         Т а б л и ц а 2.3 - Определение скорости движения воздуха

Показания прибора

Разность

показаний

Продолжитель­ность опыта

Количество оборотов в

секунду

Средняя скорость движения

воздуха, м/с

начало

конец

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Т а б л и ц а 2.4 - Сравнение полученных данных с ГОСТ 12.1.005-88 [4]

Место

замера

Характеристика произв. помещения

 

 

щений

Категория

работ

Период

года

Температура

воздуха

Относительная

влажность

Скорость

движения

воздуха

факт.

опт.

факт.

опт.

факт.

опт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7  Контрольные вопросы

 

2.7.1 Каковы основные метеорологические параметры производственной среды ?

2.7.2  Как влияют температура, влажность и подвлажность воздушной среды на самочувствие и работоспособность человека ?

2.7.3  Что называется комфортными метеорологическими условиями ?

         2.7.4 Какие существуют методы нормализации микроклимата на рабочих местах ?

2.7.5      Укажите виды вентиляции, их назначение ?

2.8.6  Какими приборами осуществляется контроль метеорологических условий воздушной среды ?

 

3 Лабораторная работа №3. Измерение параметров производственного шума

 

Цель работы: ознакомление с физико-техническими характеристиками шума, его влиянием на организм человека, гигиеническим нормированием, получение навыков работы с шумоизмерительной аппаратурой и методикой измерения параметров шума, измерение уровней звукового давления и определение эффективности звукоизолирующего ограждения.

 

   3.1 Содержание работы

 

3.1.1 Измерение уровней звукового давления шума, создаваемого звуковым генератором.

   3.1.2  Расчет требуемой звукоизоляции, выбор материала перегородки.

    3.1.3 Измерение уровней звукового давления при наличии перегородок.

    3.1.4 Расчет звукоизоляции однослойного ограждения.

 

3.2  Общие сведения

 

          В последнее десятилетие в связи с бурным развитием техники, сопровождающимся постоянным увеличением мощности и производительности машин, скорости их рабочих органов, шум на рабочих местах постоянно возрастает и во многих случаях значительно превышает допустимые меры. Это привело к тому, что человек на производстве и в быту постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней.  Проблема борьбы с шумом является неотъемлемой частью охраны труда и защиты окружающей среды.

          Борьба с шумом является комплексной проблемой, связанной с решением      гигиенических, технических, управленческих и правовых задач.

 

3.3  Физико-технические характеристики шума

         

          Любое нарушение стационарности состояния сплошной жидкой, твердой или газообразной среды в какой-то точке пространства приводит к появлению возмущений, распространяющихся от этой точки, которые называют  волнами.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности, вызывающее неприятные субъективные ощущения.

Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем.

Звук характеризуется частотой, интенсивностью и звуковым давлением.

Частота звука влияет на слуховое восприятие, определяя высоту звучания. Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды в диапазоне частот 16 Гц-20 кГц - волны называют звуковыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц называют инфразвуковым, выше 20 кГц- ультразвуком.

Увеличение частоты от 100 до 200 Гц или от 1 до 2 кГц вызывает одинаковое ощущение повышения тона в два раза. Эта особенность слуха позволила воспринимаемый ухом человека частотный диапазон разбить на 10 октав, где октава – это полоса частот, в которой отношение верхней частоты к нижней равно 2. Для обозначения октавы используется среднегеометричес-кая частота:  .  Например, для октавы 45-90 Гц =63 Гц.

Так как шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков, различных по частоте к звуковому давлению, то по частотному спектру шум подразделяется на широкополосный, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, тональный, в спектре которого преобладает одна или несколько частот, т.е. звуки находятся на одной высоте.  Импульсный шум воспринимается как отдельные удары и состоит из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, продолжительностью каждого 1с.

Звуковая волна несет определенную энергию в направлении распространения. Энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени через единицу поверхности, называется интенсивностью звука (J) и измеряется в Вт/м2 . Наименьшая интенсивность звука, которую слышит ухо, называется  порогом слышимости Jmin=10-13  Вт/м2, а наибольшая интенсивность, которая воспринимается на слух и создает ощущение боли – болевым порогом  Jmах=10 Вт/м2. В диапазоне от порога слышимости до болевого порога интенсивность увеличивается в десять раз. Человеческому уху такой большой диапазон доступен благодаря способности уха реагировать не на абсолютную интенсивность, а на её прирост, называемый уровнем интенсивности. При увеличении интенсивности в десять раз звук воспринимается как вдвое более громкий. В связи с наличием ступенчатости восприятии и большой широты диапазона воспринимаемых энергий используют логарифмическую шкалу, так называемую шкалу бел или децибел.

     Уровень интенсивности равен:

 

           дБ           или              дБ,           (3.1)

 

где  J – интенсивность данного звука, Вт/м2;

            J0- интенсивность на пороге слышимости, Вт/м2.

 

         Весь огромный диапазон слышимых звуков укладывается в 140 дБ,  что упрощает процедуру оценки шума и учитывает особенности восприятия звуков.

         Звуковое давление Р, (Па) – разность между  атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля.

         Между силой звука и звуковым давлением существует квадратичная зависимость

                                          (3.2)

где  J – интенсивность данного звука, Вт/м2;

          р – звуковое давление, (Па);

          ρ – плотность среды, кг/м3;

         С- скорость распространения звука в среде, м/с.

        

Порогу  слышимости  на   эталонной   частоте (1000 Гц)   соответствует

Р0 = 2х10-5 Па, болевому порогу -   Рmax = 2х102 Па.

Уровень звукового давления

 

  , дБ         или           дБ.                     (3.3)

 

Уровнями интенсивности шума обычно оперируют при выполнении акустических расчетов, а уровнями звукового давления – при измерении шума и оценке его воздействия на человека, так как наш орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению.

Слуховой орган неодинаково чувствителен к звукам различных частот. Звуки малой частоты воспринимает как менее громкие по сравнению со звуками большей частоты. Высокочастотный шум более опасен для человека, что учитывается при гигиеническом нормировании. Поэтому для оценки субъективного ощущения введено понятие уровня громкости. Единицей уровня громкости является фон. Он соответствует разности уровней интенсивности в 1 Б эталонного звука при частоте 1000 Гц. Таким образом, на частоте 1000 Гц уровни громкости (в фонах) совпадают  с уровнями звукового давления (в децибелах). Уровень громкости является его звуковая мощность. Она соответствует общему количеству звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени:

 

                                           (3.4)

 

где    Р – звуковая мощность источника, Вт;

         Р0 – пороговая величина звуковой мощности, Р0= 10-12 Вт.

 

         По временным характеристикам шумы делятся на постоянные и непостоянные.

         К постоянным относятся шумы, уровень звука которых за 8-и часовой день изменяется во времени не более, чем на 5 дБА.

         Уровни непостоянного шума оцениваются эквивалентным уровнем звука , характеризующимся средним значением энергии звука в дБА. Этот уровень измеряется специальным интегрирующим шумомером или рассчитывается по формуле

                                    (3.5)

         где    ti  - доля числа отсчетов в данном интервале уровней от общего числа отсчетов, %;    

                   Li – средний уровень звука в данном интервале;

                   i- 1, 2, 3 ……;

                   n – число отсчетов уровней.

 

Шум, являющийся сложным звуком, можно разложить на простые составляющие, графическое изображение которых называ­ется спектром. Спектр шума может быть разным. По характеру спектра шумы подразделяют на широполостные и тональные. По величине интервалов между составляющими его звуками различают шум дискретный (линейчатый) с большими интервалами, сплош­ной с бесконечно малыми интервалами и смешанный, характери­зующийся отдельными пиковыми дискретными составляющими на фоне сплошного спектра. Производственные шумы чаще всего имеют смешанный спектр.

По частоте шумы разделяют на низкочастотные, если макси­мальные уровни звукового давления лежат в области низких час­тот (до 350 Гц), среднечастотные (максимум в диапазоне частот 350...800 Гц) и высокочастотные (максимум выше 800 Гц).

По временным характеристикам шумы подразделяют на посто­янные и непостоянные. К постоянным относятся шумы, уровни звука которых за восьмичасовой рабочий день изменяются во времени не более чем на 5 дБ. А (уровень звука измеряется шумомером по шкале А). Непостоянные шумы разделяют на колеблющиеся во вре­мени, прерывистые и импульсные. К колеблющимся шумам относят­ся такие, уровни звука которых непрерывно меняются во времени. К прерывистым — шумы, уровни звука которых меняются ступен­чато на ≥5 дБ. К импульсным — шумы, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность каждого из которых менее 1 с. Наибольшую опасность для человека представляют то­нальные высокочастотные непостоянные шумы.

Любой источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая определяет общее количество звуковой энергии, излуча­емой источником в окружающее пространство за единицу време­ни. Мощность звука связана с интенсивностью зависимостью:

 

,                                                      (3.6)

 

где S — поверхность сферы, в центре которой находится источ­ник шума интенсивностью L.

 

Уровень акустической мощности источника шума:

 

LW=10 lg (W/W0),                                           (3.7)

 

где Wu — условный порог акустической мощности (Wo = 10-12 Вт).

 

 Если в производственном помещении находится n одинаковых источников шума, равноудаленных от расчетной точки и облада­ющих одинаковым уровнем шума L, то общий уровень

 

,                                      (3.8)

 

где L1 — уровень шума одного источника, дБ;

      n — число источ­ников.

 

Из формулы (3.8) следует, что два одинаковых источника со­здадут суммарный уровень всего на 3 дБ больший, чем каждый из них (так как 101g2 = 10 0,3 = 3); 10 источников — на 10 дБ; 100 источников — на 20 дБ и т.д.

На производстве такое условие часто невыполнимо, поскольку износ технологического оборудования неодинаков, поэтому рас­чет LΣ ведут по другой формуле:

 

                                      ,                  (3.9)

 

где L1, L1, Ln, — уровни звукового давления, создаваемого источ­никами в расчетной точке.

 

     При измерении и анализе шумов, проведении акустических расчетов спектры (см. рисунок 3.1) оценивают в октавных или третьоктавных диапазонах. Полоса частоты, в которой верхняя гранич­ная частота f2 в два раза больше нижней f1, называется октавной, т.е. f1/f2 = 2. Для третьоктавной полосы. В качестве частоты, характеризующей полосу в целом, принимают среднюю геометрическую полосу  .

 

3.4 Действие шума на организм

 

          Всякий нежелательный для человека звук является шумом. Ин­тенсивное шумовое воздействие на организм человека неблаго­приятно влияет на протекание нервных процессов, способствует развитию утомления, изменениям в сердечно-сосудистой системе и появлению шумовой патологии, среди многообразных проявле­ний которой ведущим клиническим признаком является медлен­но прогрессирующее снижение слуха – тугоухости. При большом звуковом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки.

Обычные промышленные шумы характеризуются хаотическим сочетанием звуков. В производственных условиях источниками шума являются работающие станки и механизмы, ручные, механизиро­ванные и пневмоинструменты, электрические машины, компрессо­ры, кузнечно-прессовое, подъемно-транспортное, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры) и  т.д.

Исследованиями последних лет установлено, что под влиянием шума снижается острота зрения, нарушается функция  желудочно-кишечного тракта, повышается внутричерепное давление, нарушаются процессы обмена и т.п.

Шум, особенно импульсный, ухудшает точность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В результате воздействия шума на работающего человека снижается производительность труда, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев.

 

3.5  Гигиеническое нормирование и измерение шума

 

Нормирование шума в помещениях жилых, общественных зданий, на  предприятиях и на  их территориях производится по СНИП II-12-77  «Защита от шума»  и  ГОСТ 12.1.036-81.

Действующие в настоящее время нормы шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-89 «ССБТ. ШУМ. Общие требования безопасности». Нормирование шума осуществляется по различным параметрам в зависимости от вида шума.

Нормируемыми параметрами постоянного шума являются уровни звукового  давления, измеренные  в  восьми   октавных  полосах со  средне-геометрическими  частотами:  63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц при соответствующих им граничных частотах, Гц: 45 и 90; 90 и 180; 180 и 355; 355 и 710; 710 и 1400; 1400 и 2800; 2800 и 5600; 5600 и 11200 и эквивалентный (по энергии) уровень звука в децибелах (шкала А).  С увеличением частоты допустимые значения уровней звукового давления уменьшаются. При нормировании учитывается характер труда.

Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше, ГОСТ 12.1.003-89 допускает устанавливать более жесткие нормы для отдельных видов трудовой деятельности с учетом напряженности труда.

Допустимые уровни звукового давления нормируют для каж­дой октавной полосы частот в соответствии с рекомендациями СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Этот документ предусматривает дифференцированный подход с учетом характера производственной деятельности в условиях шума (умственный труд, нервно-эмоциональные нагрузки, физический труд и т.д.). Учитывают и характер действующего шума (тональ­ный, импульсный, постоянный и др.), и длительность воздей­ствия шумового фактора при расчете эквивалентных уровней для непостоянных шумов.

Совокупность восьми нормативных уровней звукового давле­ния на разных средних геометрических частотах называется предельным спектром (ПС). Каждый из спектров имеет свой индекс (например, ПС-80, где 80 — нормативный уровень звукового дав­ления, дБ, в октавной полосе с = 1000 Гц).

Некоторые стандартизованные параметры для широкополос­ного шума

приведены в таблице 3.1.  Для ориентировочной  оценки  допускают  за

 

Т а б л и ц а 3.1 - Допустимые уровни звукового давления и эквивалентные уровни звука для широкополосного шума

 

 

Рабочее место

Lp, дБ, в октавных полосах со средними геометрическими частотами, Гц

Эквива­лентные уровни звука, дБА

 

 

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

 

Помещения конструктор-

71

81

54

49

45

42

40

38

50

ских бюро, програм­мистов вычислительных машин, лабораторий тео-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рет. ис­следований и т. п.

Помещения управления,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочие комнаты

79

70

68

58

55

52

50

49

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Помещения ла­бораторий экспе­риментальных исследований

94

87

82

78

75

73

71

70

80

Постоянные ра­бочие мес-та и ра­бочие зоны в про-изводств. помещениях

99

92

86

83

80

78

75

74

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристику постоянного шума на рабочем месте принимать уровень звука, измеряемой по шкале А шумомера. Са­мые жесткие нормы шума в настоящее время дей­ствуют в Казахстане, России, а наиболее мягкие - в США. Чтобы осознать эти значения, необходимо помнить, что шум березовой рощи и пе­ние птиц составляют 35 - 45 дБА.

Для шума, создаваемого в помещениях установками кон­диционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, а также в случае тонального или импульсного шума допустимые уровни на рабочих местах следует принимать на 5 дБ ниже значе­ний, указанных в таблице 3.1  Уровень звука связан с ПС  зависи­мостью

 

                                                    дБА = ПС + 5дБ  .                                     (3.10)

 

Кроме характера выполняемых работ, учитывают и длитель­ность воздействия шума. В этом случае при воздействии широ­кополосного шума от 0,25 до 4 ч допустимые уровни могут быть увеличены на 20 дБ, а при воздействии тонального или импульс­ного (0,25—1,5 ч) — на 15 дБ.

Измерение уровней шума осуществляется приборами, называемыми шумомерами. Они позволяют измерять, регистрировать и исследовать уровни звукового давления по спектру частот. Для преобразования звуковых давлений в соответствующие им электрические сигналы применяются пьезоэлектрические микрофоны. Затем электрические колебания проходят через ламповый усилитель и фиксируются потенциометром, шкала которого проградуирована в децибелах или фонах.

На сегодняшний день существует ряд приборов, используемых для анализа шума: ВШВ-003 (позволяет  проводить  измерения  в  частотном  диапазоне  2 (10) - 20000 Гц,  уровень  измеряемого  зву­ка  25 - 140 дБ), ШВК-1 с фильтрами ФЭ-2, ФЭ-3 (уровень изме­ряемого звука 30 -140 дБ в частотном диапазоне 2 - 40000 Гц) и др.

Шумомеры обычно снабжены корректирующими фильтрами с частотными характеристиками А, Б, С, Д. Шкала «А» стандартизирована и имеется во всех шумомерах. Для приближенной оценки шума допускается использовать общий его уровень при измерении по шкале «А» шумомера. В этом случае нормируется параметром  уровень звука в дБА.

Измерение уровней звукового давления производится при включении характеристики «С», при этом к шумомеру присоединяются полосовые фильтры.

При измерении постоянного шума шумомер следует включить в положение «медленно» и отсчет вести по среднему положению стрелки при её колебаниях.

Учитывается длительность воздействия шума. Для непостоянного шума нормируемым параметром является уровень звука LA единиц.

Импульсные шумы не поддаются замерам обычными шумомерами, поскольку последние обладают большой инерционностью. Поэтому для этих целей применяют специальные приборы, регистрирующие энергетический уровень звука.

Спектральный состав шума обычно исследуется специальными приборами – анализатором шума. Наиболее широко распространены октавные анализаторы, измеряющие уровни звукового давления в различных октавных полосах.

При замерах шума микрофон обычно располагается на высоте 1,5 м от уровня пола и направляется в сторону источника шума с удалением от оператора не менее 2/3 установленного в данном помещении технологического оборудования при наиболее характерном режиме его работы. При гигиенической оценке источника шума ориентируются на максимальные значения уровня шума.

Стандарт предписывает зоны с уровнем звука выше 85 дБА обозначать специальными знаками, а работающих в этих зонах снабжать средствами индивидуальной защиты.

 

3.6  Защита от шума

 

Общая квалификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТ 12.1.0.29-80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация».

Уменьшение шума в источнике возникновения: замена ударных механизмов безударными, возвратно-поступательных движений вращательными, подшипников качения на подшипники сколь­жения, совершенствование кинематических схем, применение пластмассовых деталей, использование глушителей из звуко­поглощающего материала, виброизоляция шумных узлов и ча­стей машин, покрытие издающих шум поверхностей вибродемпфирующим материалом, статическая и динамическая балан­сировки.

Звукопоглощение: метод основан на поглощении звуковой энер­гии волн, распространяющихся по воздуху звукопоглощающими материалами, которые трансформируют ее в тепловую.

Звукопоглощающие материалы и конструкции подразделяют:

- на волокнисто-пористые (войлок, минеральная вата, фетр, аку­стическая штукатурка и др.);

- мембранные (пленка, фанера, закрепленные на деревянные обрешетки);

- резонаторные (классический резонатор Гельмгольца);

- комбинированные.

Звукопоглощающие свойства материалов определяются коэф­фициентом звукопоглощения, равным отношению количества поглощенной звуковой энергии к общему количеству падающей энергии:

 

                                               ,                                                           (3.11)  

                                                                                                                                                                                                                                                               

причем при α = 0 вся звуковая энергия отражается без поглоще­ния; при α = 1 вся энергия поглощается (см. рисунок 3.1).

 

Рисунок 3.1 -Схема поглощения (отражения) звуковой энергии в листовом конструкционном материале

 

Т а б л и ц а 3.2 - Коэффициент звукопоглощения а конструкционными материалами (элементами):

 

бетоном

0.015

стеклом

0.02

деревом

0.1

войлоком

0.3-0.5

открытым окном

1.0

 

Звукопоглощение в помещении определяют по формуле

 

                                                     ,                              (3.12)

                                                                                                                                                                                                                                                                   

где А, — полное звукопоглощение в помещении до установки облицовки, м2 (At = αнеоблSпов, м2; принимают αнео6л = 0,1);

А2 — эк­вивалентная площадь поглощения после установки облицовки, м2 (A2 = А, +ΔA, где ΔА — добавочное поглощение, вносимое облицовкой).

Тогда величина снижения шума составит

 

                                                  .                                   (3.13)

                                                                                                                                                                                                                                                                     

Звукоизоляция: метод основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение (экран).

На рисунке 3.2, а показаны пути проникновения шума (воздушного и структурного) при нахождении его источников как снаружи, так и внутри здания, а на рисунке 3.2, б — пути проникновения шу­мов из шумного в тихое помещение. От наружного или внутрен­него источника воздушный шум проникает через окна и стены, а вибрации передаются по грунту, трубопроводам и строительным конструкциям, колебания которых вызывают появление струк­турного шума.

Звукоизолирующие свойства ограждения (экрана) характери­зуются коэффициентом звукопроницаемости т — отношением про­шедшей звуковой мощности к падающей    .

 

а — в здание: / — источник шума; 2 — источник вибраций;                          I — воздушный шум; II — структурный шум; б — из одного помещения в другое: 1,2— распростра­няющиеся по воздуху звуки или шумы; 3 — энергия упругих колебаний — рас­пространяется по строительным конструкциям и излучается в виде шума (струк­турные или ударные звуки, шумы);                                    I — шумное помещение, II — тихое помещение

 

Рисунок 3.2 - Проникновение шумов:

 

Звукоизолирующая способность конструкции

 

                                                g .                                             (3.14) 

                                                                                                                                                                                                                   

Увеличение расстояния от машин (аппаратов), производящих сильный шум: суммарный уровень шума, дБ, на расстоянии г, м, от источника в свободном пространстве:

 

LΣ = L0-201gr- 11,                                                 (3.15)

                                                                                                                                                                                                                                              

где  L0  - уровень шума источника, дБ.

Защита от шума работающих может осуществляться коллективными и индивидуальными средствами.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения делятся на снижающие шум в источнике его возникновения и снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на:

- архитектурно-планировочные (планировка зданий, генеральные планы объектов, рациональное размещение оборудования, рабочих мест, зон и режимов движения транспортных средств, создание шумозащитных зон);

- акустические (звукоизоляция, звукопоглащение, виброизоляция, глушители шума);

-   организационно-технические (применение малошумных технологи-ческих процессов, оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля, совершенствование технологии ре-монта и обслуживания машин, применение малошумных машин, использо-вание рациональных режимов труда и отдыха).

Средства индивидуальной защиты от шума целесообразно применять в таких случаях, когда средства коллективной защиты не обеспечивают снижение шума до допустимых уровней. Средства индивидуальной защиты позволяют снизить уровень воспринимаемого звука на 10 …… 45 дБ, причем наиболее значительное снижение шума наблюдается в области высоких частот, которые наиболее опасны для человека.

К средствам индивидуальной защиты относятся противошумные наушники, вкладыши, шлемы и каски, костюмы.

Зоны с уровнем звука выше 35дБА должны быть обозначены знаками безопасности. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с октавными уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

В данной лабораторной работе исследуется эффективность звукоизолирующих ограждений. Звукоизоляция ограждений должна обеспечивать снижение шума на рабочих местах до уровней, допустимых по нормам, во всех октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Требуемая звукоизоляция рассчитывается отдельно для каждой i–й ограждающей конструкции помещения (стены, окна, перекрытия, ворота,  двери и др.) и для каждой из указанных октавных полос по следующей формуле:

 

Rтр= Lш -10lgBи + 10lgSi – Lдоп + 10lgn,               (3.16)

 

где    Lш – октавный уровень звукового давления в помещении с источниками шума, дБ;

Bи – постоянная, защищаемого от шума помещения, м2                                                            ( приложение А);

Si –  площадь, ограждающей конструкции (или отдельного её элемента), через которую проникает шум в защищаемое от шума помещение, м2;

Lдоп – допустимый октавный уровень звукового давления в защищаемом от шума помещении, дБ;

n – общее число ограждающих конструкций или их элементов, через

которое проникает шум.

 

После проведения расчета требуемой звукоизоляции ограждений их конструкция подбирается таким образом, чтобы её частотная характеристика (изоляции воздушного шума) была не ниже требуемой.

 

3.7  Применяемые приборы и оборудования

 

Установка смонтирована внутри стенда и представляет собой (см. рисунок 3.3) камеру, раздельную съемной перегородкой. В камере установлены источники шума (динамик и электрический звонок) и конденсаторный микрофон. Динамик подключен к звуковому генератору, а  микрофон к шумомеру.

Диапазон измерения шумомера 60-115 дБ. Шумомер измеряет уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах на среднегеометрических частотах от 63 до 8000 Гц и общий уровень звука (дБА).

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3

 

На лицевой панели шумомера расположены переключатель частотных характеристик, индикаторный стрелочный прибор, переключатель диапазона измерений, тумблер включения прибора.

Звуковой генератор позволяет изменять частоту в диапазоне от 25 до 20000 Гц и регулировать входное напряжение, подаваемое на вход динамика.

 

    3.8  Экспериментальная часть

 

3.8.1 Включить звуковой генератор (переключатель П1). Установить частоту 1000 Гц  и  стрелку индикатора на деление 20.

3.8.2 Перед включением шумомера установить переключатели на панели шумомера:  Д Е Л И Т Е Л Ь I – в положение «80», Д Е Л И Т Е Л Ь II – в положение «40», РОД измерения – в положение «ЛИН»; РОД работы – «медленно»;  ЗВУК – ВИБРАЦИЯ – в положение «ЗВУК», частота Нz – в положение «63».

3.8.3  Включить шумомер (переключатель П2), прогреть его в течение 5 минут. Произвести измерения общего уровня шума Lш без перегородки. Если при измерениях стрелка прибора находится в левой части шкалы, она выводится в правую часть изменением положения переключателей «делитель-I», а затем «делитель – II». Отсчет по измерительному прибору проводится сложением показаний переключателей «делитель-I», «делитель – II» и стрелочного прибора.

         Повторить измерения при наличии перегородок из различных материалов: шифер - Lш1; фанера - Lш2; оргстекло - Lш3; текстолит - Lш4. Результаты измерений записать.

         3.8.4  При измерении уровней звукового давления в октавных полосах частот перевести переключатель «Род измерения» в положение «фильтры», а переключатель частота Нz поочередно в положения «63…………4000». Измерения выполнить без перегородок.

         В Н И М А Н И Е ! При измерении пользуются только переключателем «Делитель II». Если необходимо переключить «Д Е Л И Т Е Л Ь I», переключатель «РОД» измерения устанавливают в положение «ЛИН».

         Результаты измерений записать в таблице 3.2.

         3.8.5 Отключить звуковой генератор и шумомер (переключатели П1и П2).

         3.8.6  Рассчитать величину Rтр. по формуле (1.5) для всего диапазона частот. Принять: п=1; ρi=0,02 м2   (10Lg0,02=-16,9); V=0,03 м3 ;  В1000=0,003 м2  (постоянная помещения).

         Частотный множитель µ и величину Lдоп принять по таблице 3.2. Величина Lдоп соответствует рабочим помещениям конструкторских, проектных организаций, научно-исследовательских институтов.

         3.8.7 Сделать выводы по данным таблицы 3.2

 

3.9   Контрольные вопросы

 

3.9.1  Дать определение производственного шума ?

3.9.2  Физические характеристики шума, единицы измерения ?

3.9.3  Частотные, временные, спектральные характеристики шума ?

         3.9.4  Мероприятия по защите от шума ?

3.9.5 Укажите виды вентиляции, их назначение ?

3.9.6  Какими приборами осуществляется контроль метеорологических условий воздушной среды ?

 

         Т а б л и ц а 3.2 - Определение звукоизолирующей способности перегородки в зависимости от среднегеометрических частот октавных полос

Величина

Размер-ность

Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

µ

-

0,8

0,75

0,7

0,8

1

1,4

1,8

м2

0,0024

0,0022

0,0021

0,0024

0,003

0,0042

0,0054

10lgBи

дБ

-26,2

-26,6

-26,8

-26,2

-25,2

-23,8

-22,8

Lдоп 

-//-

71

61

54

49

45

42

40

Lш

-//-

 

 

 

 

 

 

 

Lш1(шифер)

-//-

 

 

 

 

 

 

 

Lш2(фонера)

-//-

 

 

 

 

 

 

 

Lш3(текстолит)

-//-

 

 

 

 

 

 

 

Lш4(оргстекло)

-//-

 

 

 

 

 

 

 

R1=Lш-Lш1

-//-

 

 

 

 

 

 

 

R2=Lш-Lш2

-//-

 

 

 

 

 

 

 

R3=Lш-Lш3

-//-

 

 

 

 

 

 

 

R4=Lш-Lш4

-//-

 

 

 

 

 

 

 

Rтр

-//-

 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

 

        Т а б л и ц а А1 -  Зависимость давления насыщенных паров от температуры по сухому и влажному термометру

Температура по сухому и влажному термометру, °С

Давление насыщенных водяных паров, мм. Рт. ст.

15

12.79

16

13.68

17

14.63

18

15.46

19

16.43

20

17.53

21

18.63

22

19.83

23

21.07

24

22.38

25

23.76

26

25.21

27

26.74

30

31.84

31

33.7

 

 

 

           Т а б л и ц а А2  -    Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в зависимости от категории работ

Период года

Категория работ

Температура, °С

Относительная

влажность, %

Скорость

движения

воздуха, м/с

опт.

доп.

опт.

доп.

опт.      1 доп.

Холодный

Легкая 1а

22-24

18-26

40-60

75

0,1            0,1

 

Легкая 16

21-23

17-25

40-60

75

0,1           0,2

 

Средней

 

 

 

 

 

 

тяжести 2а

18-20

15-24

40-60

75

0,1          0,3

 

Средней

 

 

 

 

 

 

тяжести 26 Тяжелая 3

17-19 16-18

13-23 12-20

40-60 40-60

75 75

0,1          0,4

0,1           0,5

Теплый

Легкая 1а

23-25

20-30

40-60

55

0,1       0.1 –0.2

 

Легкая 16

22-24

19-30

40-60

760

0,2        0.1-0.3

 

Средней

 

 

 

 

 

 

тяжести 2а

21-23

17-23

40-60

65

0,3         0.2-0.4

 

Средней

 

 

 

 

 

 

тяжести 26

20-22

15-23

40-60

70

0.3         0,2-0,5

 

Тяжелая 3

J8-20

13-28

40-60

75

0,4        0,2-0,6

Список литературы

 

1. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. -М.: Высшая школа, 1985.

2.Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности. – М.: Высшая школа, 1999.

3. Метрологическое обеспечение безопасности труда: справочник./Под ред. Сологяна И.Х. Том 2. -М.: Изд-во стандартов, 1989.

4. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие требования.

5. Стрижко Л.С., Потоцкий Е.П., Бабайцев И.В. и др. Безопасность жизнедеятельности в металлургии: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1996.

6. Бобков А.С., Блинов А.А., Роздин И.А. и др. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: Учебник для вузов. – М.: Химия. 1998.

7. Ткачук К.Н. Безопасность труда в промышленности. - К.: Техника, 1982. – 136 с.

8. Безопасность жизнедеятельности. /Под ред. С.В. Белов, А.В.  Ильницкая и др. - Москва: Высшая школа, 1999. – 448 с.

9. Борьба с шумом на производстве: Справочник /Под ред. Е.Я. Юдина. -  М.: Машиностроение, 1985.

10. СНиП II –12-77. Нормы проектирования. Защита от шума. – М.: Стройиздат, 1978.

11. Руководство по расчету и проектированию звукоизоляции ограждающих конструкций зданий. - М.: Стройиздат, 1983.

12. А.А.Байзакова, А.С.Бегимбетова, Санатова Т.С., Дюсебаев М.К. Охрана труда. Методические указания к выполнению лабораторных работ.-АИЭС, 2004.

 

Содержание 

 

Введение

  3

1

Общие методические указания Лабораторная работа  № 1.Определение содержания вредных газов в воздухе производственных помещений экспрессным линейно-колористическим методом  

  4

2

Лабораторная работа №2. Исследование метеорологических условий производственных помещений

  15

3

Лабораторная работа №3. Измерение параметров производствен-ного шума

 20

 

Приложение А

 35

 

Список литературы

  36