Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2013 в 12:03, реферат
Роль микроклимата в жизнедеятельности человека определяется тем, что поддержание гомеостаза возможно лишь в определенных пределах изменения метеопараметров.
Одним из важных элементов гомеостаза является постоянная температура тела. Сохранение постоянства внутренней температуры подразумевает обеспечение баланса между производством тепла в организме и его отдачей. «Тепловой центр» расположен в гипоталамусе. Кроме него в систему управления входят также терморецепторы кожи и внутренних органов, нервные пути и исполнительные органы в виде кожных сосудов, потовых желез, скелетных мышц и т.д.
Среди непостоянного шума выделяют:
а) колеблющийся – уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистый – уровень звука меняется ступенями на 5 дБ и более, причем длительность интервалов постоянства составляет 1 с и более;
в) импульсный – состоит из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука, измеренные на временных характеристиках «медленно» и «импульс» шумомера, различаются более чем на 7 дБ.
Многие шумы слагаются из бесконечной смеси составляющих различной частоты, образующих в сочетании форму волны, которая не имеет повторов и которую нельзя предсказать в будущем. Поэтому наибольшее распространение получило разделение всего частотного диапозона шумов на полосы частот.
Для целей гигиенического нормирования используют октавные полосы частот, для технических целей – третьеоктавные полосы.
Нормирование постоянного шума основано на ограничении уровней шума в фиксированных октавных полосах (как и в случае с вибрацией). При этом октавная полоса может характеризоваться своей "среднегеометрической" частотой
В октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц нормируется уровень звукового давления
где Р - среднеквадратичное звуковое давление, Па;
Ро - опорное давление, 2 10-5 Па.
Понятно, что предельные значения уровней шума для производственных помещений в октавных полосах зависят от вида трудовой деятельности.
Для жилых помещений предельные уровни звукового давления зависят от времени суток (день – ночь).
Важное замечание - спектральные (т.е. зависящие от частоты) эффекты биологического воздействия имеют место и для шума (как и для вибрации). Чтобы учесть это, у шумомеров есть специальный режим, в котором они намеренно искажают восприятие звуковой энергии так, чтобы приблизить его к ощущениям человека. Этот режим называется режимом "коррекции А". Но при этом прибор должен воспринимать звуковые волны всего диапазона частот, т.е с выключенными частотными фильтрами. Измеряемая в таком режиме величина называется уровнем звука, её единицей является дБА.
Непостоянный шум совершенно естественно нормировать, вводя так называемый эквивалентный уровень шума. Эквивалентный уровень шума данного непостоянного шума, это уровень постоянного широкополосного шума, который имеет то же среднегеометрическое давление, что и данный непостоянный шум. Иначе говоря, его физиологическое воздействие эквивалентно.
Нормирование ультразвука
УЗ может распространяться как по воздуху, так и через твёрдые поверхности. Весь диапазон УЗ делят на:
а) низкочастотный 20 ... 100 кГц;
б) высокочастотный более 100 кГц.
По режиму генерирования выделяют постоянный и импульсный ультразвук.
Высокочастотный УЗ может распространяться только контактным путем.
Нормативный документ СанПиН 2.2.4/2.1.8-582-96 Гигиенические требования при работах с источниками воздушного, контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения.
Идеология нормирования УЗ - та же, что и для шума: для воздушного ультразвука ограничивают уровни звукового давления в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12500; 16000, 20000, 25000, 31500 Гц и т.д.
Для контактного УЗ нормируют либо пиковые значения виброскорости, либо – её уровни в дБ в октавных полосах, причём
где vo – опорное значение виброскорости, 5×10-8 м/с.
Нормирование инфразвука
Как и в случае шума, ИЗ делят на:
а) широкополосный (спектр шире одной октавы);
б) гармонический - когда в спектре ясно выражены отдельные гармоники.
Нормативный документ СН 2.2.4/2.1.8.583-96 Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки.
Аналогично шуму для непостоянного инфразвука вводится эквивалентный уровень. Нормируются уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16 Гц.
Как и для шума, предельные уровни ИЗ зависят от вида помещений и трудовой деятельности.
защита от акустических воздействий
Аналогично случаю с вибрацией шум можно подавлять как в источнике его возникновения, так и на путях распространения. Используются такие средства шумоподавления:
а) архитектурно-планировочные мероприятия;
б) совершенствование технологии;
в) акустическая обработка помещений.
Как вы помните, по происхождению шумы бывают аэродинамического, механического и электромагнитного происхождения. Уменьшить шум в источнике можно конструктивными решениями – заменой металлических деталей по возможности на пластмассовые, уменьшением зазора в шестернях…
Часто повышенный шум создается при ослаблении крепления, повышенном износе деталей. Когда подавить шум в источнике не удаётся, приходится искать пути его ослабления на путях распространения. Наиболее оптимально сделать это ещё на этапе проектирования предприятия, чтобы изолировать наиболее шумные цеха и участки.
Кроме того, помогает облицовка стен и потолка в помещениях специальными звукопоглощающими материалами. Иногда приходится идти на звукоизоляцию отдельных рабочих мест (кабин), а также применять СИЗ.
Перечислим основные способы борьбы с шумом.
Звукоизоляция. Как известно, шум может распространяться либо по воздуху (воздушный шум), либо - по стенам и перекрытиям (структурный шум). Если на пути звуковых волн поставить специальные экраны, стены, перегородки или кожухи, то можно значительно ослабить акустическое воздействие.
Представим, что на преграду падает звуковая волна интенсивностью Апад. При этом, часть энергии её будет отражена - Аотр, часть - поглощена в теле преграды Апогл, и часть пройдет - Апрош.
Ясно, что при этом Апад = Аотр + Апогл + Апрош.
По определению:
коэффициент звукоизоляции b = Аотр/Апад, обычно b = 0,1...0,9.
коэффициент звукопоглощения a = Апогл/Апад.
Обычные материалы
для перегородок
Для этого диапазона пока нет разработанных расчётных формул. Однако ясно, что ослабление здесь невелико из-за значительных колебаний самой перегородки на этих малых частотах.
На частотах порядка 2...3 величин FО ослабление определяется массой единицы площади перегородки. Звукоизоляция здесь неплохо описывается закономерностью
m – масса единицы поверхности перегородки, кг/м2;
f – частота, Гц
Затем, по мере увеличения частоты звуковой волны, появляются явления "объемного резонанса" перегородок, и звукоизоляция резко вновь падает. Это т.н. критическая частота. Её можно рассчитать
где h - толщина ограждения, см;
r - плотность материала, кг/м3;
E - динамический
модуль упругости материала,
На больших частотах превалирующее влияние приобретают свойства материала - его внутреннее трение. При этом для помещения, в котором находится источник звука, часто надо учитывать эффект многократного отражения.
Кроме распространения через перегородку, возможно попадание акустической волны через:
а) щели и отверстия;
б) прилегающие контрукции (структурный шум).
Конструктивно
принцип звукоизоляции
Звукоизолирующие перегородки способны снизить уровень шума в соседних помещениях на 30 ... 40 дБ.
Звукоизолирующие кожухи устанавливаются на отдельные части машин или на всю машину, обычно они выполняются многослойными. При этом наружный слой механически прочен, изнутри - "вязкие" материалы.
В звукоизолированных кабинах выполняется тройное остекление, герметичные двери, специальная система вентиляции.
Что касается экранов, то их можно применять только для защиты от волн, длина которых значительно меньше геометрических размеров экрана, ибо существует явление дифракции. А за большим экраном возникает защищённая область "звуковой тени".
Однослойные покрытия не всегда справляются с задачей звукоизоляции. Тогда применяются многослойные - между слоями пористо-волокнистые материалы, либо оставляют воздушный промежуток 40...60 мм.
Теоретически можно достичь ослабления в 70...80 дБ применением таких многослойных материалов, однако на практике это не удаётся, ибо почти всегда существуют побочные пути распространения звуковых волн. Обычный предел ослабления - 60 дБ. Кроме того, наличие в перегородке отверстий (круглых или, особенно, в виде щелей) значительно уменьшает защитные свойства этих перегородок.
Звукопоглощение. Звукопоглощение - свойство материалов и конструкций поглощать энергию звуковых волн. Эта энергия преобразуется в тепло. Совершенно естественно ввести коэффициент звукопоглощения a как отношение поглощённой энергии к падающей.
К звукопоглощающим относят материалы с a > 0,2. Если стены помещения облицевать такими материалами, то можно снизить уровень шума в нём на 6...8 дБ. Иногда в дополнении к облицовке стен в помещении подвешивают т.н. "штучные" звукопоглотители - объемные объекты разной формы.
Глушители аэродинамического шума. Для ослабления такого шума применяются специальные устройства - глушители (абсорбционные, реактивные и комбинированные).
а) абсорбционные. Используют поглощение энергии звуковых волн пористыми материалами, которыми облицовывают воздуховоды. Обеспечивают снижение уровня шума до 15 дБ.
б) реактивные. Конструктивно выполняются в виде сочетания узких каналов с расширениями, позволяют снижать шум до 25 дБ, однако нередко ценой некоторой потери мощности установки.
Индивидуальные средства защиты от шума. Когда технические меры (коллективные средства защиты) не позволяют снизить звуковое давление до нормативных значений, приходится применять СИЗ (противошумные каски, наушники, вкладыши). При этом СИЗ, понижая уровень шума, не должны затруднять восприятие речи. Наиболее распространены наушники ВЦНИИОТ. Кроме того, весьма популярны вкладыши типа "беруши" (береги уши), которые эффективно подавляют высокочастотный шум, но не мешают восприятию речи.
Наиболее радикальное средство ИЗ - специальная противошумная одежда, которую следует применять при уровне шума выше 120 ДБ.
Защита от инфра- и ультразвука. Современные технологии все шире используют ультразвук например, дефектоскопия). Меры защиты следующие:
а) применение кожухов из листовой стали, обклеенных резиной, или многослойными материалами. Причем эффективность защиты может достигать 60 ... 80 дБ.
Кроме того, применяются экраны, защищающие рабочие места, автоблокировки, выключающие излучение УЗ при открывании крышек установки и т.д.
Особенная сложность - борьба с инфразвуком. Обычные методы (звукопоглощение или звукоизоляция) неэффективны, поэтому при обнаружении повышенных уровней ИЗ следует выявить источник его образования и устранять причины генерации ИЗ-волн.