ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ. ВЛИЯНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

ЛЕКЦИЯ № 6

ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

Некоторые производственные процессы сопровождаются значительным шумом и вибрацией. Источники интенсивного шума и вибрации- машины и механизмы с неуравновешенными вращающимися массами, а также технологические установки и аппараты, в которых движение газов и жидкостей происходит с большими скоростями и имеет пульсирующий характер.

Повышение уровня шума и вибрации на рабочих местах оказывает вредное воздействие на организм человека и на производственное оборудование, коммуникации и сооружения. Вредное действие их проявляется в понижении КПД машин и механизмов, в преждевременном износе вращающихся частей оборудования вследствие дисбаланса, в снижении точности и уменьшении срока службы КИП, в нарушении механической прочности и герметичности аппаратов, что может послужить причиной аварий. Длительные сотрясения, вызываемые вибрацией, могут привести к разрушению фундаментов машин и зданий. Это обуславливает необходимость разработки и осуществления комплекса инженерно-технических и организационных мероприятий для снижения шума и вибраций до величины установленных санитарными нормами и ГОСТом.

ВЛИЯНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

Шум — это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Шум отрицательно влияет на организм человека, и в первую очередь на его центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление, утомляет центральную нервную систему, в результате чего ослабляется внимание, увеличивается количество ошибок в действиях работающего, снижается производительность труда. Воздействие шума приводит к появлению профессиональных заболеваний и может явиться также причиной несчастного случая. Источниками производственного шума являются машины, оборудование и инструмент.

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16...20 000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

По характеру спектра шум подразделяется на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона.

По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный (колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный).

Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ, непостоянным — более чем на 5 дБ.

ГОСТ 12.1.003—83

устанавливает предельно-допустимые условия постоянного шума на рабочих местах, при которых шум, действуя на работающего в течение восьмичасового рабочего дня, не приносит вреда здоровью. Нормирование ведется в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами

63,125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Для измерения на рабочих местах уровней шума в октавных полосах частот и общего уровня шума применяют различные типы шумоизмерительной аппаратуры. Наибольшее распространение получили шумомеры, состоящие из микрофона, воспринимающего звуковую энергию и преобразующего ее в электрические сигналы, усилителя, корректирующих фильтров, детектора и стрелочного индикатора со шкалой, измеряемой в децибелах.

Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Кроме того, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и анализом информации, и производительность труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, нарушение зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения и т.д. У них отмечается повышенная склонность к неврозам. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т.е. работа оказывается более тяжелой. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может вызвать три возможные исхода: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определенных частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту. Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение, а в 150 дБ приводит к поражению слуха при любой частоте.

Пределы действия (ПДУ) шума на человека гарантируют, что остаточное понижение слуха после 50 лет работы у 90 % работающих будет менее 20 дБ, т.е. ниже того предела, когда это начинает мешать человеку в повседневной жизни. Потеря слуха на 10 дБ практически не замечается.

Инфразвуком принято называть колебания с частотой ниже 20 Гц, распространяющиеся в воздушной среде. Низкая частота инфразвуковых колебаний обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются в атмосфере и легче огибают препятствия, чем колебания с более высокой частотой. Этим объясняется способность инфразвука распространяться на значительные расстояния с небольшими потерями частичной энергии. Вот почему обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае неэффективны. Под воздействием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов и возбуждения вторичного индуцированного шума в звуковом диапазоне случаев имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.

Источниками инфразвука могут быть средства наземного, воздушного и водного транспорта, пульсация давления в газовоздушных смесях (форсунки большого диаметра) и др.

Наиболее характерным и широко распространенным источником низкоаккустических колебаний являются компрессоры. Отмечается, что шум компрессорных цехов является низкочастотным с преобладанием инфразвука, причем в кабинах операторов инфразвук становится более выраженным из-за затухания более высокочастотных шумов.

Источниками инфразвуковых колебаний являются также мощные вентиляционные системы и системы кондиционирования. Максимальные уровни звукового давления достигают 106 дБ на 20 Гц, 98 дБ на 4 Гц, 85 дБ на частотах 2 и 8 Гц.

В салонах автомобилей наиболее высокие уровни звукового давления лежат в диапазоне 2...16 Гц, достигая 100 дБ и более. При этом, если автомобиль движется с открытыми окнами, уровень может значительно возрастать, достигая 113...120 дБ в октавных полосах ниже 20 Гц. Открытое окно играет здесь роль резонатора Гельмгольца.

Высокие инфразвуковые уровни имеют место в шуме автобусов, составляя 107...113 дБ на частотах 16...31,5 Гц при общем уровне шума 74 дБ (А). Инфразвуковой характер имеет шум некоторых самоходных машин, например бульдозера, в шуме которого максимум энергии находится на частотах 16...31,5 Гц, составляя 106 дБ.

Источником инфразвука являются также реактивные двигатели самолетов и ракет. При взлете турбореактивных самолетов уровни инфразвука плавно нарастают от 70...80 дБ до 87...90 дБ на частоте 20 Гц. В то же время на частотах 125...150 Гц отмечается другой максимум, поэтому такой шум все же нельзя назвать выраженным инфразвуком.

Из приведенных примеров видно, что инфразвук на рабочих местах может достигать 120 дБ и выше. При этом чаще работающие подвергаются воздействию инфразвука при уровнях 90...100 дБ.

В диапазоне звука 1—30 Гц порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора составляет 80...120 дБ (А); а болевой порог — 130...140 дБ (А).

Исследования, проведенные в условиях производства, свидетельствуют, что в случае резко выраженного инфразвука относительно небольших уровней, например 95 и 100 дБ при общем уровне шума 60 дБ (А), отмечаются жалобы на раздражительность, головную боль, рассеянность, сонливость, головокружение. В то же время при наличии интенсивного широкополосного шума даже с достаточно высокими уровнями инфразвука указанные симптомы не появляются. Этот факт вероятнее всего связан с маскировкой инфразвука шумом звукового диапазона.

Ультразвуком принято считать колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в твердых средах. Это обусловливает контакт его с человеком через воздух и непосредственно от вибрирующей поверхности (инструмента, аппарата и других возможных источников). Ультразвуковая техника и технология широко применяется в различных отраслях народного хозяйства для целей активного воздействия на вещества (пайка, сварка, лужение, механическая обработка и обезжиривание деталей и т.д.), структурного анализа и контроля физико-механических свойств вещества и материалов, (дефектоскопия), для обработки и передачи сигналов радиолокационной и вычислительной технике, в медицине —для диагностики и терапии различных заболеваний с использованием звуковидения, резки и соединения биологических тканей, стерилизации инструментов, рук и т. д. Условно ультразвуковой диапазон частот делится на низкочастотный и высокочастотный (ГОСТ 12.1.001—89). Ультразвуковые установки с рабочими частотами 20...30 кГц находят широкое применение в промышленности. Наиболее распространенные уровни звукового и ультразвукового давлений на рабочих местах на производстве —90... 120 дБ. Пороги слухового восприятия высокочастотных звуков и ультразвуков составляют на частоте 20 кГц — 110 дБ, на 30 кГц —до 115 дБ и на 40 кГц —до 130 дБ. Принимая во внимание эти данные и учитывая, что низкочастотные ультразвуки (до 50 кГц) значительно больше, чем высокочастотные шумы, затухают в воздухе по мере удаления от источника колебаний, можно предположить их относительную безвредность для человека, тем более, что на границе сред «кожа и воздух» происходит крайне незначительное поглощение падающей энергии порядка 0,1 %. В то же время ряд исследований свидетельствует о возможности неблагоприятного действия ультразвука через воздух. Наиболее ранние неблагоприятные субъективные ощущения отмечались у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки, — головные боли, усталость, бессонница, обострение обоняния и вкуса, которые в более поздние сроки (через 2 г.) сменялись угнетением перечисленных функций. У рабочих, обслуживающих ультразвуковые промышленные установки, выявлены нарушения в вестибулярном анализаторе. Ультразвук может воздействовать на работающих через волокна слухового нерва, которые проводят высокочастотные колебания, и специфически влиять на высшие отделы анализатора, а также вестибулярный аппарат, который тесно связан со слуховым органом. Обширные и глубокие исследования отечественных ученых по влиянию воздушных ультразвуков на животных и человека позволили разработать нормативы, ограничивающие уровни звукового давления в высокочастотной области звуков и ультразвуков в 1/3-октавных полосах частот.

Высокочастотный ультразвук практически не распространяется в воздухе и может оказывать воздействие на работающих только при контактировании источника ультразвука с поверхностью тела.

Низкочастотный ультразвук, напротив, оказывает на работающих общее действие через воздух и локальное за счет соприкосновения рук с обрабатываемыми деталями, в которых возбуждены ультразвуковые колебания.

Условно эффекты, вызываемые ультразвуком, можно подразделить на механические — микромассаж тканей, физико-химические — ускорение процессов диффузии через биологические мембраны и изменение скорости биологических реакций, термические и эффекты, связанные с возникновением в тканях ультразвуковой кавитации под воздействием только мощного ультразвука. Все это указывает на высокую биологическую активность данного физического фактора.

Условия труда работающих при различных процессах с применением высокочастотного ультразвука весьма разнообразны. Например, труд операторов ультразвуковой дефектоскопии сопровождается психоэмоциональной нагрузкой и утомлением зрительного анализатора, связанными с необходимостью расшифровки сигналов; перенапряжением опорно-двигательного аппарата, особенно кистей рук, что обусловлено вынужденной позой и характером совершаемых кистью движений, связанных с перемещением искателя по контролируемой поверхности.

В условиях производства ультразвук, распространяющийся контактным путем, может сочетаться с комплексом неблагоприятных факторов внешней среды: неудовлетворительными микроклиматическими условиями, запыленностью и загазованностью воздуха, высокими уровнями шума и др. В результате значительного поглощения в тканях неблагоприятные эффекты, развивающиеся под действием ультразвука при контактной передаче, обычно выражены в зоне контакта. Чаще — это пальцы рук, кисти, хотя возможны и дистальные проявления за счет рефлекторных и нейрогуморальных связей.

Длительная работа с интенсивным ультразвуком при его контактной передаче на руки может вызывать поражение периферического нервного и сосудистого аппарата (вегетативные полиневриты, парезы пальцев). При этом степень выраженности изменений зависит от времени контакта с ультразвуком и может усиливаться под влиянием неблагоприятных сопутствующих факторов производственной среды.

Нормируемыми параметрами ультразвука, распространяющегося контактным путем, являются пиковое значение виброскорости (м/с) в полосе частот 8...31,5 • 103 кГц, или его логарифмический уровень в децибелах (дБ).

Максимальные величины ультразвука в зонах, предназначенных для контакта рук оператора с рабочими органами приборов и установок на протяжении рабочего дня, регламентируются ГОСТом 12.1.001—89 «ССБТ. Ультразвук.

ДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Характер воздействия производственной вибрации определяется уровнями виброскорости и виброускорения, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека.

Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека: восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т. п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека б... 9 Гц, головы 6 Гц, желудка 8 Гц, других органов — в пределах 25 Гц).

Частотный диапазон расстройств зрительных восприятии лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц предельные ускорения, равные 10 мм/с², являются неощутимыми, 40 мм/с² — слабоощутимыми, 400 мм/с²— сильно-ощутимыми и 1000 мм/с² — вредными. Низкочастотные колебания с ускорением 4000 мм/с² — непереносимые.

В производственных условиях ручные машины с максимальным уровнем виброскорости в полосах низких частот (до 35 Гц) вызывают вибрационные заболевания с преимущественным поражением нервно-мышечного, опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными, машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в областях спектра 35—250 Гц, наблюдаются преимущественно сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов.

К основным проявлениям вибрационной болезни относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интенсивными болями после работы и по ночам, снижение всех видов кожной чувствительностью, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается так называемый феномен «мертвых» рук или белых пальцев. Параллельно развиваются мышечные и костные изменения, а также расстройства нервной системы. Изменения костно-мышечной системы обусловлены как нервно-сосудистой регуляцией, так и непосредственным влиянием хронической микротравмы. При рентгеновских исследованиях в костях и суставах обнаруживаются явления функциональной перестройки в костной ткани; при длительном действии вибрации выявляются кистевидные образования костях, бугристость ногтевых фаланг и др.

Низкочастотная общая вибрация вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, изменение подвижной гладкой мускулатуры желудка и кишечника, возникновение и прогрессирующее изменение позвоночника. Систематическое изменение общих вибраций может быть причиной стойких нарушений физиологических изменений организма, обусловленных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятельности.

НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Согласно действующему ГОСТ 12.1.012.—90 «Вибрационная безопасность. Общие требования», нормирование вибраций ведется отдельно для общей и локально вибраций. При этом используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в дБ. Для общей вибрации эти величины устанавливают в октавных диапазонах частот со среднегеометрическими значениями 2, 4, 8, 32, 63 (для транспортных вибраций в октавной полосе со среднегеометрическим значением 1 Гц). Для локальных вибраций — в октавных полосах частот! среднегеометрическими значениями 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000. Нормы установлены для продолжительности смены 8 часов.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012—90 разработаны стандарты на допустимые уровни вибрации ручных машин, стандарты

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

При разработке мероприятий для защиты от шума и вибрации следует руководствоваться ГОСТ 12.1.029—80 «Средства и методы защиты от шума».

Снижения шума и вибрации можно достичь следующими методами:

· уменьшение шума и вибрации в источнике их образования;

· изоляция источников шума и вибрации средствами звуко- и виброизоляции, звуко- и вибропоглощения;

· архитектурно-планировочные решения, предусматривающие рациональное размещение технологического оборудования, машин, механизмов, акустическая обработка помещений;

· применение средств индивидуальной защиты.

Наиболее эффективна защита от шума и вибрации в источнике их образования. Поэтому при проектировании и конструировании оборудования и технологических процессов необходимо (где это возможно) заменять ударные взаимодействия деталей безударными, возвратно-поступательное движение—вращательным, подшипники качения—подшипниками скольжения, металлические детали—деталями из пластмасс или других материалов, шумные технологические процессы—бесшумными или малошумными и т..д.

При изготовлении оборудования необходимо соблюдать минимальные допуски в сочленениях и тщательную балансировку движущихся деталей, демпфировать (поглощать) вибрации соударяющихся деталей путем покрытия их материалами, имеющими большое внутреннее трение (резиной), а также применением прокладок 'из пробки, битумного картона, войлока, асбеста и т. п.

Защита от аэродинамического шума, возникающего при работе вентиляционных установок, кондиционеров, компрессоров, при обдувке деталей сжатым воздухом для их очистки, сушки и при других технологических операциях требует больших усилий и часто является недостаточной. Основное снижение шума достигается в основном звукоизоляцией источника или применением глушителей, которые устанавливают на воздуховодах, всасывающих трактах, магистралях выброса и перепуска воздуха.

Звукоизоляция — это специальные устройства — преграды (в виде стен, перегородок, кожухов, экранов и т. д.), препятствующие распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении. Физическая сущность звукоизоляции состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от ограждающих конструкций.

Звукоизолирующая способность преград возрастает с увеличением их массы и частоты звука. В ряде случаев многослойные конструкции, состоящие из разных материалов, обладают более высокой звукоизоляцией, чем однослойные конструкции такой же массы. Воздушная прослойка между слоями увеличивает звукоизолирующую способность преграды.

В производственных условиях часто вместе со звукоизоляцией применяют звукопоглощение. Наиболее эффективно поглощают звук пористые материалы. Это объясняется переходом энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту, образующуюся в результате их трения в порах материала. В качестве звукопоглощающего материала применяют капроновое волокно, поролон, минеральную вату, стекловолокно, пористый поливинилхлорид, асбест, пористую штукатурку, вату и др.

Очень часто для защиты от шума используют специальные кожухи, устанавливаемые на агрегатах. Их обычно изготавливают из тонких алюминиевых, стальных или пластмассовых листов. Внутренняя поверхность кожуха обязательно облицовывается звукопоглощающим материалом. При установке кожуха на пол должны использоваться резиновые прокладки. Кожух может обеспечить снижение шума на 15—20 дБ.

Для защиты работающих от непосредственного (прямого) воздействия шума используют экраны, устанавливаемые между источником шума и рабочим местом. Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны проникают лишь частично. Экраны облицовывают звукопоглощающим материалом толщиной не менее 50—60 мм. Снижение шума в местах, защищенных экранами, составляет 5—8 дБ.

В шумных цехах ряд рабочих мест, например, операторов пультов управления, размещают в звукоизолированных кабинах, внутренние поверхности которых облицовывают звукопоглощающими материалами.

В больших производственных помещениях хороший эффект в снижении шума дают объемные звукопоглотители в виде перфорированных кубов, шаров или конусов. Их подвешивают над шумными агрегатами или размещают в определенном порядке вдоль ограждающих конструкций.

Большое значение для снижения шума и вибрации имеет правильная планировка территории и производственных помещений, а также использование естественных и искусственных преград, препятствующих распространению шума.

Для защиты от вибрации широко используют также вибропоглощающие и виброизолирующие материалы и конструкции.

Виброизоляция—это снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи колебаний от их источника. Виброизоляция представляет собой упругие элементы, размещенные между вибрирующей машиной и ее основанием. Амортизаторы вибраций изготавливают из стальных пружин или резиновых прокладок.

Фундаменты под тяжелое оборудование, вызывающее значительные вибрации, делают заглубленными и изолируют со всех сторон пробкой, войлоком, шлаком, асбестом и другими демпфирующими вибрации материалами.

Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполненных из стальных листов, на них наносят слой резин, пластиков, битума, вибропоглощающих мастик, которые рассеивают энергию колебаний.

В тех случаях, когда техническими и другими мерами не удается снизить уровень шума и вибрации до допустимых пределов, применяют индивидуальные средства защиты. В качестве индивидуальных средств защиты от шума в соответствии с ГОСТ 12.1.029—80 используют мягкие противошумные вкладыши, вставляемые в уши, тампоны из ультратонкого волокна или жесткие из эбонита или резины, эффективные при DL=5— 20 дБ. При звуковом давлении L>120 дБ рекомендуются наушники типа ВЦНИИОТ, предназначенные для защиты от высокочастотного шума; шлемы, каски и специальные противошумные костюмы.

Для защиты рук от воздействия локальной вибрации, согласно ГОСТ 12.4.002—74, применяют рукавицы или перчатки следующих видов: со специальными виброзащитными упругодемпфирующими вкладышами, полностью изготовленные из виброзащитного материала (литьем, формованием и т. п.), а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями к руке (ГОСТ 12.4.046—78).

Для защиты от вибрации, передаваемой человеку через ноги, рекомендуется носить обувь на войлочной или толстой резиновой подошве.

ОСВЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Влияние освещения на организм человека.

При освещении рабочей зоны используется область оптического спектра электромагнитных излучений «видимый свет» (излучение с длиной волны от 0,38 до 0,71. Он обеспечивает возможность зрительного восприятия, дающего око 90 % информации об окружающей среде, влияет на тонус центральной и периферической нервной системы, на обмен веществ в организме, его имунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека. Оптимальные параметры видимого света по интенсивности спектральному составу и режиму освещения различны в зависимости! требований организма к условиям конкретной деятельности, а также от характера и интенсивности одновременно воздействующих других факторов среды — акустических, цветовых, пространственно-планировочных и др.

Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства тревоги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождается снижением интенсивности обмена веществ в организме и ослаблением его реактивности. К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным ставом света и монотонным режимом освещения.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводя к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, кератиты и катаракты и другие нарушения тканей.

Виды производственного освещения.

Производственное освещение бывает трех видов: естественное - за счет солнечного излучения; искусственное – за счет источников искусственного света; совмещенное.

Естественное освещение имеет положительные и отрицательные стороны. Более благоприятный спектральный состав(наличие ультрафиолетовых лучей), высокая диффузность (рассеяность) света способствует улучшению зрительных условий работы. В то же время, при естественном освещении освещенность во времени и пространстве непостоянна, зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете.

Искусственное освещение помогает избежать многих недостатков, характерных для естественного освещения, и обеспечить оптимальный световой режим. Однако условия гигиены труда требуют максимального использования естественного освещения, т.к. солнечный свет оказывает оздоровляющее действие на организм. Он не используется в тех помещениях где это противопоказано технологическими условиями производства, где хранятся светочувствительные химикаты, материалы или изделия.

Для гигиенической оценки условий труда используются светотехнические единицы, принятые в физике.

При отсутствии достаточного освещения в светлое время суток используют и искусственный свет. Такое освещение называется совмещенным. Оно предусмотрено существующими нормами.

По конструктивному выполнению естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через оконные проемы; верхнее, когда свет проникает в помещение через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. Наиболее эффективно комбинированное и естественное освещение, обеспечивающее более равномерное распределение внутри производственного помещения.

Искусственное освещение по конструктивному выполнению может быть трех видов: общее, комбинированное, местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное, дежурное, локализованное (например, вдоль сборочного конвейера), освещение безопасности и эвакуационное освещение.

Рабочее освещение обеспечивает нормируемые осветительные условия в помещениях и местах производства работ вне зданий. Его устраивают во всех помещениях, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспортных средств.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное освещение. Освещение безопасности следует предусматривать в тех случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может звать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технического процесса, нарушение электроводотеплоснабжения, не обеспечивается безопасность людей. Освещение безопасности должно обеспечить минимум 5 % нормируемой для общего освещения, но не менее 1 лк для территории предприятий.

Эвакуационное освещение необходимо предусматривать:

— в местах, опасных для прохода людей;— в проходах и на лестницах при числе эвакуирующихся более 50 человек;

— по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек;

— если возникает опасность травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

— при одновременном нахождении в помещении более 100 человек;

— при отсутствии в помещении естественного света.

—

Физические характеристики световой среды.

Лучистый поток Ф— мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн. Единицей измерения является ватт (Вт).

Световой поток F — мощность световой энергии, оцениваемой по зрительному восприятию, т. е. величина F является не только физической, но и физиологической. Измеряется в люменах (лм).

Видностъ В — отношение светового потока к лучистому. Максимальная видность 5гпах (при длине волны 554 Им) составляет 683 лм/Вт. Вид-ность излучения характеризует чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра.

Сила света J— пространственная объективная плотность светового потока в пределах телесного угла. Измеряется в канделах (кД):

Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк):

Е=F/S.

Источники производственного освещения. Важнейшим источником естественного света является Солнце. Световая постоянная Солнца 137 000 лк. На поверхности Земли солнечная постоянная (суточная продолжительность, спектральный состав и интенсивность) несколько меньше, что связано как с астрономическими факторами (вращением Земли вокруг оси и склонением Солнца), так и оптическими свойствами атмосферы, через которую проходит солнечное излучение. При идеальных условиях прозрачности атмосферы освещенность при безоблачной погоде на Солнце колеблется от 700 (перед восходом) до 90 000 лк (при высоте стояния 60°). На естественное освещение производственных помещений оказывают влияние эксплуатационные условия, характер застекления светопроемов, загрязнение стекол и др.

Нормирование естественного производственного освещения.

Согласно действующим Строительным нормам и правилам (СНиП 23-05—95) для естественного и совмещенного нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО – отношение (в процентах освещенности) в данной точке помещения Евн к наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом Енар.

КЕО=Евн /Енар,

Требуемую величину КЕО устанавливают в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства.

Территория России делится на 5 световых поясов.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, где недостаточно естественного света. Оно может быть общим (все произв. помещения освещаются однотипными светильниками с одинаковой мощностью, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение приборов) .

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное и аварийное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

Для искусственного освещения производственных помещений используются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы, различающиеся принципом генерирования света.

Лампы накаливания. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры, Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания:

вакуумные (В), газонаполненные (Г) (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостаток этих ламп—малая световая отдача от 7 до 20 лм/Вт при большой яркости нити накала, низкий кпд. равный 10—13%; срок службы 800—1000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

Основные характеристики ламп—световая отдача, световой поток, средняя продолжительность службы — регламентированы ГОСТ 2239—79 «Лампы накаливания общего назначения. Технические условия» ГОСТ 19190—84 «Лампы электрические. Общие технические условия».

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества—люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение более благоприятное с гигиенической точки зрения.

К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т. е. они в 2,5— 3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы (около 5 °С) делает лампу относительно пожаробезопасной.

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: пульсация свето