Заходи та засоби захисту від шуму

Питання боротьби із шумом потрібно починати вирішувати вже на етапі проектування підприємства, робочого місця, устаткування. Для цього, зазвичай, використовують організаційні, технічні та медично-профілактичні заходи.

До організаційних заходів належать раціональне розташування виробничих ділянок, устаткування робочих місць, постійний кон­троль режиму праці та відпочинку працівників, обмеження у використанні обладнання та робочих місць, що не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам.

Технічні заходи дають змогу зменшити вплив шуму на працівників і поділяються на заходи, що використовуються в джерелі виникнення (конструктивні та технологічні), на шляху розповсюдження (звукоізоляція, звукопоглинання, глушники шуму, звукоізоляційні укриття) та в у зоні сприйняття (засоби колективного та індивідуального захисту).

Захист від шуму необхідно забезпечувати, передусім, за рахунок використання шумобезпечнoї техніки, і тільки в разі неможливості вирішення цього питання, за рахунок використання заходів і засобів колективного та індивідуального захисту.

Для зниження шуму необхідно використовувати кон­структивні та технологічні методи зниження шуму у самому джерелі походження звуку. Надзвичайно ефективним методом зниження шуму в джерелі його виникнення в деяких випадках може стати зміна технологій, наприклад, за допомогою заміни ударної взаємодії на безударну (заміна клепання зварюванням, кування – штампуванням, літерного методу друку – лазерним, тощо). Під час конструювання механічного обладнання, слід намагатися зменшити рівень коливань конструкції або її елементів.

Для зниження шуму механічного походження у вузлах, в яких здійснюють ударні процеси, необхідно зменшувати сили збурення, та час контакту елементів, що взаємодіють між собою, збільшувати внутрішні втрати в коливальних системах, зменшувати площу випромінювання звуку та ін. Це можна досягти:

-заміною зворотно - поступального переміщення обертовим;

-підвищенням якості балансування обертових деталей;

-підвищенням класу точності виготовлення деталей;

-поліпшенням змащування;

-заміною підшипників кочення на підшипники ковзання;

-використовуванням негучних матеріалів (наприклад, пластмаси);

-використовуванням вібродемпфувальних матеріалів (мастики);

-дійснюванням віброізоляції машин від фундаменту;

-використанням гнучких сполучень;

-використанням зубчастих передач із спеціальним профілем або їx заміною на малошумні -передачі (клиноремінну, гідравлічну).

Джерелами аеродинамічного шуму можуть бути нестаціонарні явища у разі течії газів і рідин. Засобами боротьби з аеродинамічним шумом у джерелі його виникнення досягають:

-зменшення швидкості руху газів;

-згладжування гідроударних явищ за рахунок збільшення часу відкриття затворів;

-зменшення вихорів у струменях за рахунок вибору профілів тіл, що обтікаються;

-дроблення струменів за допомогою насадок;

-використання ежекторів, що знижують випромінювання шуму на межі “струмінь – довкілля”.

Джерелами електромагнітного шуму є механічні коливання електротехнічних пристроїв або їx частин, які збуджуються змінними магнітними та електричними полями. До методів боротьби з цим шумом належать: застосування феромагнітних матеріалів з малою магнітострикцією, зменшення щільності магнітних потоків у електричних машинах за раху­нок належного вибору їx параметрів, добру затяжку пакетів пластин в осереддях трансформаторів, дроселів, якорів двигунів тощо; косі пази для обмоток у статорах і роторах електричних машин, які зменшують імпульси сил взаємодії обмоток і розтягують ці імпульси в часі.

Якщо рівень шуму у джерелі все-таки високий, застосовують акустичні методи зниження шуму на шляху розповсюдження, передусім метод звукоізоляції джерела чи робочого місця.

Шум може розповсюджуватися через повітря внутрі приміщення безпосередньо від джерела його утворення. Також він може проникати з сусіднього приміщення або будівлі, де знаходиться джерело шуму, трьома напрямками: через перегородку, яка під впливом змінного тиску падаючої хвилі коливається, випромінюючи в сусіднє приміщення шум; безпосередньо по повітрю через щілини та отвори; завдяки вібрації, що утворюється в будівельних конструк­ціях. У першому та другому випадку виникають звуки, які розповсюджуються по повітрю (повітряний шум). У третьому випадку енергія виникає і розповсюджується під час пружних коливань конструкцій (стіни, перекриття, трубопроводи), такі коливання називають ще структурними або ударними звуками.

Звукову ізоляцію від повітряного шуму здійснюють за допомогою кожухів, екранів, перегородок. Звукоізолювальні перепони відбивають звукову хвилю і тим перешкоджають розповсюдженню шуму. Вони бувають одно- і та багатошарові.

Звукоізоляція будь-якої конструкції (перепони, стіни, вікна, тощо) як фізична величина дорівнює ослабленню інтенсивності звуку під час проходження його через цю конструкцію:

, (6.1.1)

де R – фізичне значення звукоізоляції конструкції, дБ;

– інтенсивність звукової хвилі, яка падає на конструкцію, дБ;

– інтенсивність звукової хвилі, яка пройшла через конструкцію, дБ.

Звукоізоляція одношарової перегородки без повітряних проміжків можна визначити за формулою:

, (6.1.2)

де G – поверхнева маса, кг/м²;

f – частота, Гц.

3 формули 2.30 видно: звукоізолювальна здатність одношарової перегородки тим вища, що більша її маса та вища частота звуку. Варто зауважити, що ця формула придатна лише для орієнтовних розрахунків. Зазвичай, на низьких і високих частотах виникають резонансні явища, які знижують величину звукоізоляції.

Підвищення звукоізоляції огородження за збереження незмінною його маси досягають:

-застосуванням огороджень, які складаються з двох і більше прошарків, розділених повітряними проміжками або прошарком легкого волокнистого матеріалу;

-зміною її жорсткості підвищенням внутрішнього тертя у конструкції завдяки використанню відповідного матеріалу огородження, або нанесенням вібродемпфувального шару, що дає змогу зменшити вплив резонансних коливань в конструкції.

Зниження передачі звуку через перегородки здійснюють також:

ліквідацією усякого роду нещільностей і щілин, особливо в две­рях і вікнах, а також у місцях з'єднання різних конструкцій (наприклад, примикання перекриття до стіни);

ущільненням притворів, подвійним і потрійним заскленням, влаштуванням тамбурів біля дверей тощо, тобто старанною звукоізоляцією «слабкої ланки» огороджень – вікон, дверей;

зменшенням непрямої передачі звуку (вибір відповідних будівельних конструкцій, встановленням пружних елементів та елементів, що поглинають вібрації на шляху передачі звуку, раціональним розташуванням конструкцій з малою та великою масою, шарнірною закладкою конструкцій замість жорсткої там, де це допустимо, тощо).

Щоб захистити від шуму обслуговуючий персонал на виробничих ділянках з гучними технологічними процесами або з особливо гучним устаткуванням влаштовують спеціальні кабіни для спостереження і дистанційного керування. Їх виготовляють зі звичайних будівельних матеріалів у вигляді ізольованих приміщень, обладнаних вентиляцією, оглядовими вікнами, дверми з щільними притворами та віброізоляторами для запобігання проникнення в кабіни структурного шуму. Нерідко в кабінах стелю або частину стелі облицьовують звукопоглинальними матеріалами. Особливу увагу звертають на замазування щілин та отворів у місцях пролягання комунікацій.

Найбільш простим і дешевим засобом зниження шуму у виробни­чих приміщеннях є використання звукоізолювальних кожухів, які повністю закривають найбільш гучні агрегати. Суттєва перевага цього засобу – це можливість зниження шуму на відчутну величину. Кожухи можуть бути такими, що знімаються, або розбірними, мати оглядові вікна, функціонуючі дверці та отвори для введення комунікацій. Виго­товляють їx із сталі, дюралюмінію, фанери тощо. З внутрішнього боку кожухи необхідно облицьовувати звукопоглинальними матеріалами завтовшки 30 – 50 мм.

Звyкoiзoлювальнa властивість огородження залежить від його розмірів, форми, розташування, матеріалу і може досягати 60 дБ.

Звукоізоляцію від повітряного шуму забезпечують за допомогою звичайних будівельних матеріалів – цегли, бетону та залізобетону, металу, фанери, плит із деревних стружок, скла тощо.

Як звукоізолювальні матеріал які застосовують у конструкціях перекриттів для зниження передачі структурного (ударного) звуку переважно в житлових і громадських будівлях, використовують мати та плити зі скляного волокна, м’які плити з деревних стружок, картон, гуму, металеві пружини, утеплений лінолеум тощо.

Якщо необхідно додатково знизити звукову енергію, що відбивається від внутрішніх поверхонь приміщення, використовують звукопоглинальні конструкції та матеріали. Це, зазвичай, конструкції, складені зі шпаристих матеріалів. У шпаринах таких матеріалів енергія звукових хвиль переходить у теплову енергію. Звукопоглинальні матеріалі застосовують у вигляді облицювання внутрішніх поверхонь приміщень або ж у вигляді самостійних конструкцій – штучних поглиначів, які підвішують до стелі. Як штучні поглиначі використовують також драпування, м’які крісла тощо.

Поверхня звукопоглинального облицювання характеризується коефіцієнтом звукопоглинання α, який дорівнює відношенню інтенсивності поглинутого звуку до інтенсивності звуку, що падає на поверхню цього облицювання

. (2.31)

Коефіцієнт звукопоглинання α залежить від виду матеріалу, його товщини, шпаристості, величини зерен або діаметра волокон, частоти та кута падіння звуку, розмірів конструкцій звукопоглинання, а також від наявності за шаром матеріалу повітряного зазору тощо. Для відкритого вікна α = 1.

Використання звукопоглинальних конструкцій може дати ефект зниження шуму на 12…15 дБА поблизу цих конструкцій. Поблизу джерела шуму ефект зниження шуму не перевищує 2…5 дБА. Однак за рахунок зміни структури звукового поля знижуються дискомфортні акустичні умови і поліпшується слухова адаптація людини в приміщенні.

Метод зниження шуму звукопоглинанням застосовують, якщо неможливо забезпечити нормальних акустичних умов методами зни­ження шуму в джерелі випромінювання та звукоізоляції. Цей метод доцільно застосовувати, якщо у приміщенні частка прямого та відбитого звуку майже дорівнюють один одному (дифузне акустичне поле) та є можливість облицювання звукопоглинальним матеріалом майже 60% поверхонь.

Для зниження шуму газодинамічного обладнання найчастіше використовують глушники шуму. Глушники є обов’язковим складником установок з двигунами внутрішнього згоряння, газотурбінними і пневматичними двигунами, вентиляторних та компресорних установок, аеродинамічних пристроїв тощо. Розрізняють глушники із звукопоглинальним матеріалом (активні), які поглинають звукову енергію, та без звукопоглинального матеріалу (реактивні), які відбивають звукову енергію назад до джерела. Глушники з поглинальними матеріалами (трубчасті, пла­стинчасті, екранні) використовують у компресорних і вентиляційних установках. На високих частотах їx ефективність може досягати 10…25 дБ. Глушники без звукопоглинального матеріалу (з розширювальними камерами, резонансні) використовують переважно в поршневих машинах, пневматичних і ротаційних, двигунах внутрішнього згоряння. Ці конструкції настроюють на окремі частотні смуги, які мають найбільшу енергію випромінювання і ефект зниження шуму до 30 дБ.

У деяких випадках можливе також зниження рівня суб’єктивного сприйняття шуму за рахунок зсуву частотного спектра в зону низьких частот або в недоступну для людського слуху ультразвукову зону.

Використання засобів індивідуального захисту від шуму здійснюють у випадках, якщо інші (конструктивні та колективні) методи захисту не забезпечують допустимих рівнів звуку. Засоби індивідуального захи­сту (ЗІЗ) дають змогу знизити рівні звукового тиску на 7…45 дБ. Найчастіше використовують вкладишні ЗІЗ у вигляді тампонів, які встромляються у слуховий канал, та протишумові навушники, які закривають вушну раковину зовні, а також шоломи та каски. Наприклад, для зниження середніх і високочастотних шумів найдоцільніше використовувати навушники типу «Беруши» або типу «Грибок».