9.4. Мероприятия по снижению уровня шума и средства коллективной защиты

Генерирование шума в производственных условиях, как правило, обусловлено множеством причин, что создает определённую трудность в борьбе с ним и обычно требует одновременного применения комплекса мероприятий. Проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются: 1) устранение причины шума или существенное его ослабление в самом источнике образования в процессе проектирования технологических процессов и конструирования оборудования; 2) изоляция источника шума (вибраций) от окружающей среды средствами звуко-и виброизоляции и звуко-и вибропоглощения; 3) уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отраженной от стен и перекрытий; 4) рациональная планировка помещений и цехов; 5) применение средств индивидуальной защиты от шума; 6) рационализация режима труда в условиях шума; 7) профилактические мероприятия медицинского характера [1, 8]. Единственный путь борьбы с шумом, причиной которого является вибрация, возникающая от ударов, сил трения, механических усилий и т.д., - улучшение конструкций оборудования. Наиболее рациональная мера - изменение технологии с целью устранения удара (замена клепки с помощью клепальных молотков на гидравлическую или сварную; штамповку - прессовкой, ручную правку металлических листов - вальцовкой и т.п.) Снижение шума и вибрации достигается заменой возвратно-поступательных движений равномерно-вращательными.

Эффективна (особенно для высоких тонов) роль демпфирования, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и т.д.). Основными требованиями, предъявляемыми к демпфирующим материалам: высокая эффективность, малый вес, способность прочно удерживаться на металле и предохранять его от коррозии.

При нереальности достаточно эффективного снижения шума технологическими средствами следует осуществлять локализацию его у места возникновения путем применения звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций и материалов. Воз­душные шумы ослабляются устройством на машинах специальных кожухов или размещением шумящего оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. Для исключения резонансных явлений следует кожухи облицовывать материалами с большим внутренним трением. Звукоизолирующие свойства преград и ограждений зависят от веса применяемого материала и его вида. Для локализации структурных шумов, распространяемых в твердых средах, применяются средства звуко-и виброизоляции перекрытий. Ослабление шума достигается применением под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий, установкой вибрирующего оборудования на амортизаторы или специальные изолированные фундаменты.

Звукоизоляция. Шум, распространяющийся по воздуху, может быть существенно снижен посредством устройства на его пути звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов и экранов. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что наибольшая часть падающей звуковой энергии отражается и только незначительная часть ее проникает через ограждение. Передача звука через ограждение осуществляется следующим образом: падающая на ограждение звуковая волна приводит его в колебательное движение с частотой, равной частоте волны. Колеблющееся ограждение становится источником звука и излучает его в изолируемое помещение. Передача звука из помещения с источником шума в смежное помещение происходит по трем направлениям: первое - через щели и отверстия; второе - вследствие колебания преграды; третье - через прилегающие конструкции (структурный шум). Количество прошедшей звуковой энергии растет с увеличением амплитуды колебаний ограждения. Поток звуковой энергии А при встрече с преградой частично отражается А_отр, частично поглощается в порах материала преграды А_погл и частично проходит за преграду за счет ее колебаний А_прош. Количество отраженной, поглощенной и прошедшей звуковой энергии характеризуется коэффициентами: звукоотраженuя β=А_отр/А; звукопоглощения α=А_погл/А; звукопроводимости τ=А_прош/А .

Численные параметры уровня звукового давления устанавливаются на рабочих местах согласно установленных норм [3], аналогично, коэффициенты звукопоглощения для конструкционных материалов также определяются согласно установленным нормативам [11].

Звукопоглощение - это свойство материалов и конструкции поглощать энергию звуковых колебаний. Поглощение звука связано с преобразованием энергии звуковых колебаний в теплоту вследствие потерь на трение в каналах звукопоглощающего материала. Звукопоглощение материала характеризуется коэффициентом звукопоглощения, определение которого приведено ранее. К звукопоглощающим относятся материалы, коэффициент звукопоглощения которых более 0,2.

Облицовка внутренних поверхностей производственных помещений звукопоглощающими материалами обеспечивает снижение шума на 6-8 дБ в зоне от­раженного звука и на 2-3 дБ в зоне прямого шума. В дополнение к облицовке помещений используют штучные звукопоглотители, представляющие собой объемные звукопоглощающие тела различной формы, свободно и равномерно подвешиваемые в объеме помещения. Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и верхних частях стен. Максимальное звукопоглощение можно получить при облицовке не менее 60% общей площади ограждающих поверхностей помещения, причем наибольшая эффективность достигается в помещениях высотой 4-6 м. Снижение уровня звукового давления в акустически обработанном помещении в зоне отраженного звука рассчитывают по формуле: ΔL=20×IgB₂/В₁, где B₁ и В₂ постоянные помещения до и после акустической обработки его [11].

Для снижения шума аэродинамического происхождения (вентиляторы местного проветривания, главные вентиляционные установки) на пути его распространения в воздухо- и газопроводах, а также на путях всасывания и выхлопа применяют специальные акустические устройства - глушители. По принципу снижения звуковой энергии глушители шума подразделяют на абсорбционные, реактивные и комбинированные. В абсорбционных глушителях ослабление шума достигается за счет поглощения звуковой энергии в порах волокнистых материалов, которыми облицовываются внутренние поверхности, контактирующие с потоком воздуха или газа. Потери звуковой энергии обусловлены подбором материала для звукопоглотителей, обладающего высоким внутренним трением, в которых звуковая энергия превращается в тепловую в результате трения воздуха о стенки. Снижение уровня шума абсорбционными глушителями колеблется в пределах 5-15 дБ.

В реактивных глушителях ослабление шума достигается на определенных частотах путем отражения звуковой энергии к источнику или искусственным повышением трения в воздухе в каналах глушителя. Конструктивно глушители представляют собой сочетание более узких каналов и расширительных камер, воздух в которых рассматривается как акустическая масса определенной упругости. Реактивные глушители обеспечивают снижение шума на 25-30 дБ, но при этом происходит некоторое снижение мощности машины (компрессора, двигателя внутреннего сгорания). Следует отметить, что деление глушителей на абсорбционные и реактивные является до некоторой степени условным, поскольку в реактивных глушителях почти всегда имеются как абсорбционные, так и реактивные потери звуковой энергии. Это обстоятельство учитывается при конструировании комбинированных глушителей, в которых расширительные камеры имеют звукопоглощающие облицовки. Экранные глушители, как правило, устанавливают на выходе из воздуховода (канала) в атмосферу.

Эти глушители снижают шум на высокочастотных составляющих спектра, например: 1000 Гц – 22 дБ; 2000 Гц – 35 дБ; 4000 Гц – 47 дБ; 8000 Гц – 38 дБ. На низких частотах, когда длина волны больше размеров экрана, ослабления шума не происходит.