Проблемът шум в индустриалните производства

Направени изследвания върху въздействието, което оказва продължителната експозиция на високи нива на шум и вибрации, определят фактора като причина за недобра комуникация между работещите, водеща до технологични престои в работата на съоръженията, аварии, злополуки и не на последно място, по-високи застрахователни разходи.

 

Установено е, че постоянното излагане на шум и вибрация води до състояние на постоянна умора при работещите, което е причина за понижена производителност и следователно причинява икономически загуби. Не бива да се подценява и фактът, че работата при високи нива на шум би могла да причини пълна или частична загуба на слуха.

 

Често срещан подход в решаването на проблема е търсенето на по-безшумни източници. Трябва да се има предвид обаче, че работата на редица технологични съоръжения, използвани в индустрията, е свързана неизбежно с генериране на високи нива на шум и вибрация. Следователно, съществуват приложения, в които проблемът с отделяния от източниците шум, е технически нерешим.

 

Друг подход за намаляване нивото на шума в работните помещения включва предприемането на мерки, целящи абсорбирането му чрез звукопоглъщащи или възпрепятстване на разпространението на звуковата вълна, например чрез звукоизолиращи шумозаглушителни панели. Чрез комплекс от мероприятия е възможно осигуряване на по-комфортни условия на работа, без необходимост от скъпоструваща замяна на технологичното оборудване.

 

Видове източници на шум

 

Установено е, че звукът достига до работещите в съответното помещение по два основни начина – директно и индиректно. При директния звуковата вълна се разпространява директно от източника към слуховия орган на работещите.

 

Например операторите на пресови или металообработващи машини чуват генерирания от производствените съоръжения шум директно, преди звуковата вълна да се отрази от стените и таваните на помещението. При индиректния шум генерираната от машините в работната зона вибрация и звукова вълна достига до работещите след отразяването й от околните повърхности.

 

Тъй като конструкциите на повечето заводски цехове се изграждат преимуществено от твърди, звуконепоглъщащи материали, като бетон или тухла, се създават предпоставки за поддържане на високи нива на шумов фон в работните помещения. На практика, много малко количество от генерираната звукова енергия се поглъща от стените, подовете и таваните на халетата. По-голямото количество от звуковата енергия и вибрации се отразява обратно в помещението, създавайки сложен като профил звуков фон.

 

Чрез разработване и въвеждане на програма за контрол на шума в производствените предприятия се постига ефективно намаляване на шума в работните помещения, преди отделените от машините при вибрация звукови вълни да достигнат слуховите органи на работещите. Комплексът от мерки, насочени към ограничаване на шума в работните помещения, обхваща следните стъпки:

 

Първи етап: прецизна оценка на шумовия фон

 

За да се ограничи максимално вредното влияние, което оказва експозицията на шум при работа, първоначално е необходимо да се направи прецизна оценка на шумовия фон в съответното производствено хале и предприятие като цяло. Оценката включва подробно описание на източниците и характеристиките на шумовия фон.

 

В зависимост от спецификите на работния процес, шумът може да бъде постоянен или периодичен, от един или няколко източника, с различна честота и амплитуда на вибрации. Независимо от характеристиките на шумовия фон в работните помещения, съществуват технически средства за абсорбирането и възпрепятстване на разпространението му.

 

След като бъдат дефинирани източниците на шум в работната зона, е необходимо да се измери нивото на шумовия фон и да се определи до какви стойности трябва да се намали звуковото възприятие. Измерването на шума се базира на преки изчисления. Точността на получените резултати зависи от прецизността на определяне на акустиката на работната зона.

 

Най-често за измерване и анализ на шума в помещенията се използват ръчни прибори. Прецизното изследване на шумовия фон в предприятията включва количествено и качествено определяне на генерирания от източниците шум, съответно в децибели (dB), херца (Hz) и като реверберационно време (s). На базата на получените стойности за изброените акустични мерни единици се определя съставът и количеството на използвания звукопоглъщащ материал.

 

Втори етап: мерки за ограничаване на шума

 

Следващият етап от програмите за защита на работещите от излагане на високи нива на шум включва предписване на комплекс от мерки за ограничаването му. Съвременните програми се разработват на базата на модела източник/траектория/приемник, т.е. включват мероприятия, насочени към минимизиране на шума и вибрациите в обсега на източника, при разпространението на шума и в областта на приемника.

 

Мероприятия при източника

 

Целта на мероприятията е да се ограничи разпространението на генерирания шум извън зоната непосредствено около източника. Използват се различни акустични прегради и екрани – шумозаглушителни панели, звукови бариери и др. Установено е, че твърда стена също би могла да блокира физически разпространението на звуковите вълни.

 

По принцип страната на използваната преграда или звукова бариера, намираща се срещу машината, обикновено се облицова с акустични порести звукопоглъщащи материали, които поглъщат и разсейват достигналата до тях вибрация и звукова енергия. Приема се, че една звукова бариера е ефективна, когато позволява лесен достъп до машината, добра видимост и не затруднява работата или поддръжката на съоръженията.

 

 

За ограничаване на разпространението на шума се използват и мерки, при които се екранира само определена част от машините. Мероприятието е особено ефективно при вибрации и шумове със средна до висока честота, които са характерни за различни машини, като компресори и металорежещи машини. Подобни шумозаглушителни панели се изработват от шперплат или метални листове, с нанесен върху тях шумопоглъщащ порест материал. Намират приложение и гъвкави звукоизолиращи звукови бариери.

 

За голямогабаритни, отворени производствени халета с множество неголеми източници на шум най-ефективният начин да се контролира отразяването на генерираните звукови вълни и вибрации е чрез абсорбирането им. Например сложният шумов профил в едно бутилиращо предприятие е резултат от многократното отразяване на звуковите вълни от стените и тавана.

 

Звуковите бариери, изработени от звукопоглъщащи порести материали, поставени върху стените или окачени на тавана, поглъщат отразените вълни и водят до ограничаване нивото на шума в помещенията. Установено е, че използването на звукопоглъщащи материали върху стените на работното помещение би могло да доведе до намаляване нивото на шума с 20 до 30%.

 

Мероприятия при приемника

 

Друг начин за минимизиране на вредното влияние, което шумът на работното място оказва върху здравето на работещите, е чрез използване на звукоизолиращи лични предпазни средства. Предимство на мерките, които се предприемат в зоната на приемника, е сравнително ниската им цена. Основният им недостатък, е че често звукоизолиращите лични предпазни средства са некомфортни за носене, а също така възпрепятстват комуникацията между работещите.

 

В резултат много работещи предпочитат шума и вибрациите пред неудобствата, които причинява носенето на звукоизолиращи лични предпазни средства. Посоченият факт се отнася най-вече за приложения, характеризиращи се с периодичен шум.

 

Всяка ефективна програма за защита от вредното въздействие на шума се отличава с отсъствието на компромис между възможностите за комуникация, комфорта и здравето на работещите. Превантивните мерки срещу частична или пълна загуба на слуха не само намаляват броя на пострадалите, но и ограничават технологичните престои в работата на машините, което допринася за повишаване на производствената ефективност.

 

 

Нормативни изисквания за работа при високи нива на шум

 

Защитата на работещите от съществуващи или потенциални рискове за увреждане на слуха им, дължащи се на работа в среда, характеризираща се с високи нива на шум, е регламентирана нормативно в Наредба № 2, приета от МЗ и МТСП. Съгласно клаузите на наредбата, шумът по време на работа се оценява и измерва с цел определяне на условията, при които трябва да се приложат нормативните изисквания.

 

Изборът на методи и уреди за измерване се базира на характеристиките на контролирания шум и вибрации, продължителността на експозиция и факторите на работната среда. Приема се, че персоналната експозиция при работа в условия на постоянен шум е равна на измереното в децибели ниво на шума на работното място.

 

При променлив шум се работи с т.нар. еквивалентно ниво на шума. Оценката на персоналната експозиция на шум се извършва независимо от употребата на звукоизолиращи лични предпазни средства. Честотата на измерванията зависи от конкретните работни условия, но не трябва да бъде по-малка от един път на всеки три години.

 

Нормативно е регламентирано, че допустимото ниво на дневната персонална шумова експозиция е 85 dBA. Максималната допустима моментна стойност на нивото на звуковото налягане е 140 dBa или 200 Pa.

 

В приложения, при които дневната персонална шумова експозиция превишава нормативно определената максимална стойност, работодателят е длъжен да осигури информация за потенциалния риск за увреждане на слуха на работещите; предприетите мерки за ограничаване нивото на шума и вибрациите, и задълженията на работещите относно спазването на предприетите превантивни мерки.

 

Независимо от предприетите мероприятия, когато дневната персонална експозиция на шум е по-голяма от 85 dBA, използването на звукоизолиращи лични предпазни средства е задължително.

 

Основни характеристики на шумовата експозиция

 

На измерване и контрол подлежат дневната персонална експозиция на шум и средноседмичната стойност на персоналната експозиция на шум. Параметърът дневна персонална експозиция на постоянен шум се определя в случаите, при които работещите извършват непрекъснато повтарящи се дейности в продължение на осемчасов работен ден при постоянно ниво на генерирания шум и вибрации.

 

Необходимо условие е също шумът на работното място да има широколентова честотна характеристика или разликата между нивата на шума във времето и пространството да е по-малка от 5 dBA. Дневната персонална експозиция на шум се измерва за време от 5 min с обикновени уреди за измерване на звуково ниво, наричани още шумомери клас I.

 

Дневна персонална експозиция на променлив шум се определя в случаите, при които работните съоръжения създават променлив шум и вибрации, или разликата между нивата на шума във времето и пространството е по-голяма от 5 dBA през цялото работно време.

 

 

Експозицията на променлив шум се определя на базата на три основни метода:

• чрез директно измерване;
• посредством пресмятане на еквивалентното ниво на шума (в dBA);
• чрез дозиметри.

При първия метод нивото на шума се измерва в продължение най-малко на 15 min на три цикъла, всеки с работно време 5 min. За оценка на променлив шум се използват интегриращо-осредняващи уреди за измерване на звуково ниво.

 

Пресмятането на еквивалентното ниво на шума LAeq се базира на известни нива на шума (в dBA) и продължителност на експозицията. Изчисляването на Laeq се извършва съгласно методиката, посочена в БДС 15204-80.

 

При третия метод за оценка на променливия шум се използват дозиметри, закрепени към работното облекло, чрез които се измерва нивото на шума за определено време.

 

---

Основни понятия

 

Дневна персонална експозиция на шумова експозиция е дневната индивидуална шумова експозиция на работещия, изразена в dBA, без да се отчита ефектът на използваните звукоизолиращи лични предпазни средства.

 

Средноседмичната стойност на персоналната експозиция на шум представлява експозицията, определена на базата на стойностите на персоналната експозиция за всеки ден от работната седмица, изразена в dBA.

 

Коефициент на поглъщане – дефинира се като съотношение между абсорбирания от даден акустичен материал звук спрямо отразения. Коефициент на поглъщане 0.90 означава, че материалът абсорбира около 90% от шума, който попада върху него.

 

Децибели (dB) – представлява количествена мерна единица на звука (т.е. мярка на налягането, което упражнява звука), изразена в логаритмична скала. Известно е, че човешкото ухо има способността да улавя екстремуми на звуковата енергия. Нула децибела съответстват на прага на чуваемост при човека.

 

(Стойности на звука от порядъка на 130 dB представляват болезнения праг при човека. Изчислени в логаритмичен мащаб, децибелите на практика дават цифрово изражение на относителната промяна в уловимия от човешкото ухо звук. Промяна на звука с 3 dB е най-малкото изменение, която средностатистически човек би могъл да улови.)

 

Херц (Hz) – дефинира се като качествена мерна единица на звука. Представлява честотата на звуковата вълна за секунда. Един Hz е равен на един период на звуковата вълна за секунда. Нискочестотният шум (под 250 Hz) е най-труден за контролиране. Средночестотният шум (от 500 до 2500 Hz) съвпада с честотата на човешката реч, поради което възпрепятства в най-голяма степен словесната комуникация. Звук с висока честота (над 2500 Hz) предизвикват слухово дразнене.

 

Коефициент на намаляване на звука – дефинира се като средноаритметичната стойност на коефициентите на абсорбция за най-често срещаните честоти (250, 500, 1000 и 2000 Hz). Коефициентът се използва за сравняване на акустичните свойства на материалите.

 

Реверберация – характеристика на звукова вълна, която продължава да се отразява до пълното й затихване.

 

Реверберационно време – броят на секундите, необходими звукът да затихне с 60 dB след спиране на източника. Реверберационното време представлява основна акустична характеристика на всяко помещение. Определя се от габаритите на помещението и намиращите се в него предмети, както и от абсорбционните свойства на околните повърхности.

 

Себин (Sabin) – мерна единица за поглъщане на звука в 1 квадратен метър материал. Един себин съответства на 100% поглъщане в 1 квадратен метър от материала.

 

Клас на предаване на звука – използва се като мярка за количеството задържан от звукови бариери или звукоизолиращи прегради шум.

 

---

 

Таблица за децибел по мощности

Ниво на мощност (ватове)	Ниво на мощност (dB)
1	0 dB
10	10 dB
100	20 dB
1000	30 dB
10 000	40 dB
100 000	50 dB
1 000 000	60 dB
10 000 000	70 dB
100 000 000	80 dB
1 000 000 000	90 dB

 

Моля, обърнете внимание, че в тази таблица е прието референтно ниво на мощност от 1 ват. Скалата в dB е логаритмична, което означава, че всяко увеличение с 10 dB представлява десетократно увеличение на мощността.

 

Източник: TLL Media; снимки: Dreamstime

Ключови думи: шум   вибрации   измерване на шум   шумово замърсяване   звукопоглъщащи материали   шумозаглушителни панели   шумова експозиция   дозиметри   реверберация  

Област: Автоматизация