8. Естественное освещение. Устройство, измерение, нормирование и расчет

Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5% на остальной территории[1].

Освещенность нормируется согласно СНиП 23-05-95 «Есте­ственное и искусственное освещение». В соответствии с данным нормативным документом в зависимости от степени зрительного напряжения все работы делятся на восемь разрядов (I—VIII) и четыре подразряда (а, б, в, г).

Для определения величин нормированного естественного и искусственного освещения по табл. 1 СНиПа необходимо задать наименьший размер объекта различения, а также характеристику фона и контраст объекта с фоном. Предположим, выполняется работа средней точности. Фрагмент СНиПа для этого случая представлен в табл. 1.

Для работы средней точности размер наименьшего объекта раз­личения лежит в пределах от 0,5 до 1 мм. Условимся, что в про­цессе зрительной работы фон и контраст объекта с фоном сред­ний. По этим данным можно определить разряд и подразряд зри­тельной работы (IVB), а также нормированные величины освеще­ния. При искусственном освещении величина комбинированной освещенности должна составлять 400 лк, а общей — 200 лк. Соот­ветственно величина КЕО при верхнем или комбинированном естественном освещении должна быть равна 4%, а при боковом — 1,5%. Аналогичные характеристики при совмещенном освещении составят 2,4 и 0,9%.

Для определения норм освещенности можно воспользоваться и табл. 2 СНиПа. В отличие от табл. 1 для определения норм освещенности необходимо задать характеристику помещения. Предположим, нас интересует норма освещенности в учебной аудитории вуза. По табл. 2 СниПа 23-05-95 находим, что освещенность доски в аудитории при искусственном освещении должна составлять 500 лк, а освещенность на рабочих столах и партах, расположенных на высоте 0,8 м от уровня пола, — 300 лк. Соответственно величи­на КЕО должна составлять 1,5% при боковом освещении и 4% — при верхнем или комбинированном освещении.

Кроме перечисленных параметров в табл. 2 СНиПа представ­лены такие качественные показатели производственного освеще­ния, как показатель дискомфорта и коэффициент пульсации ос­вещенности.

Определив по СНиП 23-05-95 нормативную величину освещен­ности в помещении при использовании электрических источни­ков света, необходимо рассчитать общую мощность электричес­кой осветительной установки.

19. Основные меры борьбы с шумом в производственных помещениях. Приведите формулы для расчета звукоизоляции и звукопоглощения

Шумом называется беспорядочное смешение звуков различной интенсивности и частоты. Шум относится условно к акустическому загрязнению окружающей человека среды. Объектом воздействия акустического загрязнения становится в первую очередь человек, его здоровье[2].

Шум – неизбежная реальность цивилизации. Более того, в определённых дозах он необходим человеку для сохранения жизненного фона, обеспечивающего ему безопасность. Например, шум от работающего аппарата позволяет определить, в нормальном ли режиме работает аппарат. Только зрительное восприятие значительно снижает и обедняет информацию, обеспечивающую безопасность поведения человека.

Многие производственные процессы сопровождаются значительным шумом. Чрезмерный шум на производстве и в быту, уровень которого не соответствует существующим санитарным нормам, оказывает вредное влияние на организм человека: развивает тугоухость и глухоту, расшатывает центральную нервную систему, вызывает головные боли и бессонницу, учащается пульс и дыхание, изменяется кровяное давление. Шум воздействует на организм человека не непосредственно, а через участок головного мозга, синтезирующий звуковые раздражения в определённые слуховые впечатления. Шум, действуя через орган слуха, вызывает изменения в центральной нервной системе; он является причиной более быстрого, чем в нормальных условиях, утомления и снижения работоспособности человека.

Работа человека в условиях чрезмерного шума ослабляет внимание, что может послужить причиной производственного травматизма. Проблема влияния шума на организм человека, на его производственную деятельность становится всё более актуальной. Число профессий, подвергающихся воздействию шума, огромно, и поэтому борьба с шумом имеет государственное значение.

Основными мерами по борьбе с шумом являются:

– звукоизоляция помещения и источника шума (звуковые экраны и т.п.);

– звукопоглощение (использование звукопоглощающих материалов);

– погашение вибрации;

– индивидуальные средства защиты от шума (наушники, drkflsis)/

Так, например, в качестве звукопоглощающего материала применяют ультратонкое стекловолокно, капроновое волокно, минеральную вату, древесноволокнистые и минераловатные плиты, пористый поливинилхлорид и др. Толщина облицовок составляет - 20 - 200 мм. В низких помещениях облицовывают только потолок, т. к. стены в них практически не влияют на отражение звука, а в высоких и вытянутых помещениях - облицовывают как стены, так и потолок[3].

При некоторых производственных процессах, например, клепка, обрубка, штамповка, зачистка, трудно или невозможно эффективно снизить шум. В этих случаях применяются средства индивидуальной защиты (ГОСТ 12.4.0.51 - Средства индивидуальной защиты органа слуха).

Противошумы по 12.4.011 подразделяются на три типа:

 наушники, закрывающие ушную раковину;

 вкладыши, перекрывающие наружный слуховой канал (пробка);

 шлемы, закрывающие часть головы и ушную раковину.

Наушники по способу крепления на голове подразделяются на: независимые (с оголовьем); встроенные в головной убор (каски, шлемы, косынки) или другое защитное устройство (респиратор, очки, щитки и т.п.).

Вкладыши (мягкие тампоны из ультратонкого волокна, материала или из эбонита, резины) делятся на изделия многократного и одноразового пользования.

Наушники и вкладыши делятся по ГОСТ 12.4.051 на группы А,Б,В по их эффективности в дБ в октавных полосах частот.

На предприятиях зоны звука интенсивностью 85 дБ (шкала А шумомера - замер без фильтров) должны обозначаться знаками безопасности, и работающие в этих зонах должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБ в любой полосе частот. В технических условиях на машины и паспорт должны быть указаны значения шумовых характеристик машин, измерение шума проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.003.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности L (дБ) можно рассчитать по формуле[4]:

L=l0lgJ/J₀.

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, их интенсивности складыва­ют: J= J1 + J2 + … + Jn Разделив левую и правую части этого выраже­ния на Jo (пороговую интенсивность звука) и прологарифмировав, получим:

L = l0lgJ/Jo = l0lg(J1/Jo + nJ2/Jo + ... + Jn/Jo)

где L1,L2, ..., L_n — уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется я источников шума с одинаковым уровнем интен­сивности звука Li то общий уровень интенсивности звука

L= Li+ l0lgn.

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроно­вая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, „т.е. материалы, имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения.

Эффективность снижения уровня шума (AL, дБ) в помещении

∆L = L — Lдоп,

где L — расчетный уровень интенсивности звука (или звукового дав­ления), дБ; Lдоп — допустимый уровень интенсивности звука (звуко­вого давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок (дБ) можно приближенно определить по формуле:

L = n1s0lgA2A1

где A1 и А2 — соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эквивалентная площадь поглощения

А = αсрSпов

здесь αcp — средний коэффициент звукопоглощения внутренних по­верхностей помещения площадью S_ПОВ.

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки (дБ) рас­считывается по формуле:

∆Lз = 201gGf-4,75

где G — масса одного м² перегородки, кг;f — частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низких. *

Эффективность установки кожуха ∆L (дБ)

∆L = L₃ Ls10lgα

где a — коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха, L, — звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле.

Постоянный шум на рабочих местах характеризуется уровнем звуковых давлений в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц, определяемым по формуле

где Р - среднеквадратическое значение звукового давления Па;

 Poп=2×10^-5Па - исходное значение звукового давления в воздухе.

 Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах при ориентировочной оценке принимать уровень звука, измеренный на временной характеристике "Медленно" шумомера по ГОСТ 17187-81, определяемый по формуле

где P_А - эффективное значение звукового давления с учетом коррекции "А" шумомера, Па.

20. Действие вибрации на организм человека. Измерение, нормирование и методы защиты от вредного влияния вибрации

Действие вибрации на организм человека ведет к развитию профессио­нальной вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на машинный компонент системы ЧМ (человек — машина), снижает производитель­ность технических установок (за исключением специальных случаев) и точность считываемых показаний приборов, вызывает знакоперемен­ные приводящие к усталостному разрушению напряжения в конструк­ции и т. д.

Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудова­ния, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора) и специально используемые в технологических процессах (вибропогру­жатели свай, вибрационное оборудование для производства железобе­тонных конструкций и укладки бетона, специальное оборудование для ускорения химических реакций и т.п.). Вибрации характеризуются частотой и амплитудой смещения, скоростью и ускорением.

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

Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий 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 равны10 мм/с, являются неощутимыми, 40 мм/с — слабоощутимыми, 400 мм/с — сильно ощутимыми и 1000 мм/с —вредными.

Низкочастотные колебания с ускорением 4000 мм/с — неперено­симые.

Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела —руки или ноги).

Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следу­ющие категории (ГОСТ 12.1.012—90 Вибрационная безопасность. Общие требования):

Категория 1 —транспортная вибрация, воздействующая на опера­тора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспор­тных средств при их движении по местности, агрофону и дорогам, в том числе при их строительстве; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействия вибрации.

Категория 2 —транспортно-технологическая вибрация, воздейст­вующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограничен­ной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, про­мышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

Категория 3а—технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б — вибрация на рабочих местах работников умствен­ного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относятся рабочие места на промышленных кранах, у станков металлов и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейньгх машин и другого стационарного технологического оборудования.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев рук и распространяются на всю кисть, предплечье, захватывают сосуды сердца. Диапазон частот 35...250 Гц является наиболее критическим для развития вибрационной болезни.

Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется на:

— передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

— передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей.

При гигиенической оценке двух видов вибрации следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические требования и правила в первом случае включаются в техническую документацию на машины и обору­дование, а во втором — в документацию на технологию проведения работ. Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и обору­дования носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1...8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сиденья, виброзащиты, степени изно­шенности машины, профиля дорог и т.д. Характер спектров широко­полосный, при этом максимум энергии лежит в диапазоне 1...2 Гц; 4...S Гц. На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы, причем операторы имеют возможность (в известных пределах) регули­ровать вибрационную экспозицию. Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и среднечастотный ха­рактер с максимумом энергии в октавах 4... 16 Гц.

Благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов и особенностей конфигурации, тело человека представляет собой сложную колебательную систему, первичная механическая ре­акция которой на вибрационное воздействие зависит от диапазона частот, предопределяя последующие физиологические эффекты.

Для санитарного нормирования и контроля вибраций используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в децибелах (ГОСТ 12.1.012—90).

Для измерения вибрации применяются виброметры и шумомеры с дополнительным приспособлением — предусилителем, устанавливае­мым вместо микрофона. Широкое распространение получили приборы ВШВ-ЗМ2 — измерители шума и вибраций.

Виброизоляция, защита сооружений, машин, приборов и людей от вредного воздействия вибрации путем введения демпферов между источниками вибрации и защищаемыми объектами Индивидуальные средства защиты от вибрации это перчатки, демпферы, костюмы обувь и прочие.

26. Опасность прикосновения человека к различным электрическим сетям (однофазные и трехфазные с изолированной и глухозаземленной нейтралью). Дать схемы возможных прикосновений человека к этим сетям, а также привести формулы для определения величины тока, протекающего через тело человека в указанных случаях

Электрический ток вызывает в организме ряд сложнейших рефлекторных изменений: потерю сознания, паралич дыхательных центров, необратимые явления в клетках, расстройство нервной системы.

Кроме того, действие электрического тока независимо от его вида вызывает тепловой эффект - ожоги, степень тяжести которых определяется величиной тока, а также временем его воздействия.

Следовательно, степень опасности поражения электрическим током зависит от его напряжения и условий, в которых оказался человек.

 Электрический ток, проходя через живые ткани, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местные повреждения тканей и органов, так и общее повреждение организма.

Рассмотрим различные виды электропоражений.

Электрический удар – это поражение внутренних органов человека.

Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, больших 10 – 15 мА, человек неспособен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным

(неотпускающий ток). При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15 – 20 секунд может наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50 – 80 мА приводят к фибрилляции сердца, которая заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, в этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.

Действие тока величиной 100 мА в течение 2 – 3 секунд приводит к смерти (смертельный ток).

Ожоги происходят вследствие теплового воздействия тока, проходящего через тело человека, или от прикосновения к сильно нагретым частям электрооборудования, а также от действия электрической дуги. Наиболее сильные ожоги происходят от действия электрической дуги в сетях 35 – 220 кВ и в сетях 6 – 10 кВ с большой емкостью сети. В этих сетях ожоги являются основными и наиболее тяжелыми видами поражения. В сетях напряжением до 1000 В также возможны ожоги электрической дугой (при отключении цепи открытыми рубильниками при наличии большой индуктивной нагрузки).

Электрические знаки — это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы , серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями (Д = 5 – 10 мм). Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются не сразу после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Электрометаллизация кожи – это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения. Исход поражения зависит от площади пораженного тела, как и при ожоге. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит и следов не остается.

Кроме рассмотренных возможны следующие травмы: поражение глаз от действия дуги; ушибы и переломы при падении от действия тока и т. д.

ДВУХПОЛЮСНОЕ (ДВУХФАЗНОЕ) ПРИКОСНОВЕНИЕ Схема включения человека в цепь