А.Е. Аствацатуров
Инженерная экология
Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006
Предыдущая |
Содержание статьи:
Глава 6. Загрязнение и проблемы окружающей среды урбанизированных территорий
6.1. Источники шума и вибрации
В условиях научно-технического прогресса, в результате быстрого развития индустрии, появления современных промышленных предприятий, строек, машин, механизмов и транспортных средств, проблема борьбы с шумом стала одной из самых актуальных. Шум и вибрация оказывают вредное влияние на весь организм человека и, в первую очередь, на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. На производстве шум оказывает негативное действие на работающего, увеличивает расход энергии организма при одинаковой физической нагрузке, замедляет скорость психических реакций, снижает производительность и ухудшает качество работы.
В машиностроении высокие шумы и вибрации имеются при работах машин и агрегатов, транспортных средств высокой мощности; в литейном производстве при обработке литья, дробеструйной его очистке, работе галтовочных барабанов; в механических цехах станков по холодной обработке металлов, при точении, шлифовке и полировке изделий; в кузнечно-прессовом производстве при работе штампов, прессов, ножниц и другого оборудования для обработки металлов давлением. Мощным шумом сопровождаются испытания двигателей на авиа-, судостроительных заводах. Огромное акустическое загрязнение городов связано с работой городского и личного автомобильного и других видов транспорта, строительных и других машин и механизмов.
В горнорудной промышленности интенсивный шум возникает при подземных работах и в карьерах при использовании горных машин, комбайнов, транспортных средств, отбойного инструмента.
В металлургической промышленности высокие уровни шума отмечаются на участках прокатных станов, подъемно-транспортных механизмов, в технологических системах подачи топлива, кислорода. На химических заводах использование современных мощных крупногабаритных агрегатов, насосов, компрессоров, центрифуг, вентиляторов способствует значительному акустическому загрязнению среды. Источники интенсивного шума имеются на заводах легкой промышленности в ткацких, обувных, деревообрабатывающих, целлюлозно-бумажных и других цехах; на заводах железобетонных изделий. В условиях интенсивного шума работают механизаторы комбайнов и другой сельскохозяйственной техники в агропромышленности.
Снижение производительности труда, рост числа профессиональных заболеваний и производственного травматизма среди рабочих шумных цехов обусловлен негативным влиянием шума на нервную и сердечно-сосудистую системы, функциональное состояние организма. Одновременно прогрессирует процесс утомления и переутомления слуховых органов с развитием процесса профессиональной потери слуха.
Основной характеристикой любого источника шума является звуковая мощность, которая определяется как общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающую среду за единицу времени.
Интенсивность звука в любой точке можно измерить как поток энергии, приходящейся на единицу площади, например, Вт/м2. Звуковое давление самого слабого из слышимых звуков, т.е. порогового значения, равно примерно 0,00002 Па/м2.
Звуковое давление и интенсивность звука по своей величине могут изменяться в широких диапазонах, по давлению – до 1016 раз, а по интенсивности в 108 раз. Органы слуха человека реагируют не на абсолютное, а на относительное изменение интенсивности звука, так как интенсивность звука пропорциональна логарифму количества энергии раздражителя. Это привело к введению логарифмической величины уровня интенсивности и звукового давления, выражаемой в децибелах (дБ) – наиболее распространенной единицы измерения, названной в честь Александра Грейама Белла.
Уровень интенсивности звука определяется по формуле
L1=10 lg I1/I0,
где I1 – интенсивность звука в данной точке, Вт/м2; I0 – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, 10-12 Вт/м2 на частоте 1000 Гц.
Уровень звукового давления рассчитывают по формуле
Lp=20 lg P/P0,
где Р0 – пороговое звуковое давление, 2×10-5 Па/м2; Р – звуковое давление в данной точке, Па.
Уровни интенсивности звука и звукового давления связаны между собой выражением
L1=Lp+10 lg r0c0/rc,
где r0c0— плотность и скорость звука при нормальных атмосферных условиях; rc – плотность среды и скорость звука в воздухе при замере.
ПРИМЕР: Определим силу звука в децибелах, если в абсолютных величинах звук составил 10-12 Вт/см2. Отношение заданной силы звука к порогу слуха, равному 10-16 Вт/см2, составит 10-12/10-16, т.е. равно 10000. При десятичных логарифмах эту величину (10000) можно представить как 104,т.е. логарифм в этом случае равен 4, а значит, сила звука равна 4Б, или 40 дБ.
Опасные уровни шума оцениваются специальным прибором шумомером в децибелах. Высокочастотные шумы вызывают у человека большее раздражение и неприятное восприятие на слух, чем низкочастотные. Воздействие высокочастотных звуков на человека оценивается по шкале децибела и в единицах дБ (табл.6.1).
Таблица 6.1
Воздействие на человека типичных шумов
Источник шума и расстояние до него |
Уровень дБ |
Результат шумового воздействия |
Взлет реактивной ракеты, 100 м |
150 |
Разрыв ушных барабанных перепонок |
Взлет реактивного самолета, 25 м |
145 |
Разрыв ушных барабанных перепонок |
Машинное отделение подводной лодки, реактивный двигатель, рок-музыка, цепная пила, близкое расстояние |
120 |
Порог болевых ощущений |
Сталепрокатный или другой очень шумный завод |
110 |
Серьезная угроза для нервной системы, слуховых органов и зрения человека |
Тяжелый дизельный грузовик, хлопкопрядильный станок, улица города с напряженным движением транспорта |
90 |
Угроза для слуховых органов, и снижение безопасности из–за плохой слышимости |
Стиральная машина, посудомоечная машина, миксер, звон будильника, 1м |
80 |
Угроза для слуховых органов |
В железнодорожном вагоне |
75 |
Интенсивное раздражающее действие |
Телевизор, пылесос, вечеринка, шумный офис |
70 |
Отрицательное действие на общий энергетический тон |
Машинописное бюро |
45 |
Интенсивное воздействие на органы слуха |
Обычный разговор в жилой комнате |
50 |
Воздействие на слуховой аппарат |
Библиотека, тихая музыка |
40 |
Воздействие на слуховой аппарат |
Шелест листьев, шепот |
20 |
|
Дыхание |
10 |
|
Воздействие шума на человека болезненно при 120 дБ и смертельно при 180 дБ. Опасные последствия шума, которые возникают при 75 дБ и выше, выражаются в резком ухудшении слуха и зрения, повышении кровяного давления, психологическом стрессе, снижении общего иммунитета, обострении язвенной болезни и других хронических заболеваний.
Теория и практика мероприятий в области борьбы с шумом, разработанная на современном научном уровне, широко представлена в существующей литературе. Роль инженера-эколога в этой области связана не столько с технологическими проблемами, сколько с приоритетом работ в области акустической защиты человека и природы. Проектировщик или конструктор должен начинать свои разработки не с вопросов, касающихся требуемой мощности, а с ограничений, налагаемых условиями окружающей среды. Эти ограничения связаны не с объектами, указанными на чертежах, а с уровнями шума. И цель разработчика новой техники заключается в том, чтобы удовлетворение всем техническим и экономическим требованиям достигалось не в ущерб окружающей среде.
Предыдущая |