METODY OCHRANY PŘED ULTRAZVUKEM – Ochrana technosféry před účinky fyzikálních polí a záření. T.3 Typy fyzikálních polí a záření

V závislosti na tom, kde je zdroj ultrazvuku umístěn – v otevřeném prostoru nebo uvnitř – se pro výpočet úrovně ultrazvuku v bodě výpočtu (CP) používají různé vzorce. V otevřeném prostoru (obr. 13.4) lze hladinu ultrazvuku v bodě výpočtu určit pomocí vzorce kde je hladina akustického výkonu zdroje ultrazvuku, dB. To je charakteristika zdroje, určená určitými metodami a obvykle uvedená v jeho technických specifikacích; G je index směrovosti zdroje, dB. To je také technická charakteristika zdroje, která ukazuje, o kolik dB je ultrazvuková energie emitovaná v daném směru větší nebo menší než energie, kterou by emitoval zdroj se stejnou hladinou akustického výkonu ve všech směrech stejně. Hodnota G je záporná, pokud je vyzařovaná energie v daném směru menší než energie rovnoměrně vyzařujícího zdroje, a kladná, je-li větší; S – plocha povrchu

S_{2 2} prostor, do kterého je zvuk vydáván ( °= mm Například, pokud je zdroj ultrazvuku na podlaze, pak se ultrazvuk šíří do polokoule a S – 2yag _{? Kde} G . vzdálenost od zdroje ultrazvuku k bodu výpočtu; AL – snížení hladiny hluku na dráze jeho šíření. Pokud v cestě hluku nejsou žádné překážky a vzdálenost r není větší než 50 m, hodnota AL lze brát jako nulu. Pokud je tedy zdroj zvuku umístěn na povrchu, tj. vyzařuje zvuk do polokoule, vzorec může být reprezentován následovně: Obr. 12.4. Vyzařování zvukových vln v otevřeném prostoru V místnosti (obr. 12.5) se hladina ultrazvuku ve vypočítaném bodě skládá z přímých a odražených zvukových vln od stěn, podlahy a stropu a lze ji určit pomocí následujícího vzorce: 1 r,lG kde Ф — faktor směrovosti podobný G a rovný ^ И ; B je tzv. pokojová konstanta, m. Obr. 12.5. Emise zvukových vln v místnosti Pokojová konstanta je určena vzorcem а_с kde ženatý — průměrný koeficient zvukové pohltivosti vnitřních povrchů místnosti s plochou pov_А pro průmyslové prostory zřídka přesahuje 0,3. 0,4, ale lze zvýšit speciální povrchovou úpravou. Analýza vzorců (12.5) a (12.6) ukazuje, že k ochraně před ultrazvukem lze použít následující metody:

• — snížení akustického výkonu zdroje zvuku (snížení ^ p );
• — umístění pracovních míst s přihlédnutím ke směru vyzařování zvukové energie (snížení G):
• – odstranění pracovních míst od zdroje zvuku (zvý F );
• – akustická úprava prostor (zvý C):
• – zvuková izolace (zvý ):
• – použití tlumičů (zvýšení AZ);
• — používání osobních ochranných prostředků.

Snížení výkonu zdroje ultrazvuku (snížení ^ p). Ke snížení ultrazvuku vycházejícího z mechanismů a strojů se používají metody podobné těm, které se používají ke snížení vibrací strojů.

Aerodynamický hluk způsobený pohybem proudů vzduchu a plynů a jejich obtékáním prvků mechanismů a strojů je nejvýkonnějším zdrojem ultrazvuku, jehož redukce u zdroje je nejobtížnější. Pro snížení intenzity generování ultrazvuku se zlepšuje aerodynamický tvar strojních prvků proudících proudem plynu a snižuje se rychlost pohybu plynu.

Změna směru ultrazvukového záření (snížení G). Při umístění instalací se směrovým vyzařováním je nutné tyto instalace odpovídajícím způsobem orientovat ve vztahu k pracovním a obydleným oblastem, protože velikost směrovosti může dosahovat 10-15 dB. Například otvor nasávací šachty vzduchotechnické jednotky nebo ústí výtlačného potrubí stlačeného plynu musí být umístěn tak, aby maximum emitovaného ultrazvuku směřovalo opačně z pracoviště.

Obrázek 12.6. Akustické ošetření prostor: а — zvuk pohlcující opláštění prostor: 7 — ochranná perforovaná vrstva; 2 – materiál pohlcující zvuk; 3 – ochranné sklolaminát; 4 – stěna nebo strop; 5 — vzduchová mezera; 6 – deska vyrobená z materiálu pohlcujícího zvuk; б – tlumiče hluku různých provedení

Odstranění pracovních míst ze zdroje ultrazvuku (zvýšení У ). Jak je vidět ze vzorce (12.5), dvojnásobné zvýšení vzdálenosti od zdroje zvuku vede ke snížení hladiny ultrazvuku o 2 dB.

Akustická úprava místnosti je činnost, která snižuje intenzitu ultrazvuku odráženého od povrchů místnosti (stěny, strop, podlaha). K tomuto účelu se používají zvukově pohlcující obklady povrchů místnosti (obr. 12.6, a) a jednotlivé (objemové) absorbéry různých provedení (obr. 12.6, b), zavěšené na stropě místnosti.

K absorpci ultrazvuku dochází přeměnou energie vibrujících částic vzduchu na teplo v důsledku ztrát třením v porézním materiálu obložení nebo absorbéru. Pro větší účinnost pohlcování zvuku musí mít porézní materiál otevřené, neuzavřené póry na straně, kam dopadá ultrazvuk. Materiály pohlcující zvuk se vyznačují koeficientem zvukové pohltivosti.

, ^ se rovná poměru zvukové energie pohlcené materiálem a energie na něj dopadající. Materiály pohlcující zvuk musí mít koeficient zvukové pohltivosti alespoň 0,3. Čím vyšší je tato hodnota, tím lépe je materiál pohlcující zvuk. Zvukově pohlcující vlastnosti porézních materiálů jsou určeny tloušťkou vrstvy, frekvencí zvuku a přítomností vzduchové mezery mezi materiálem a povrchem místnosti. Účinek snížení ultrazvuku v důsledku použití pláště pohlcujícího zvuk lze odhadnout pomocí vzorce

kde 1 az jsou konstanty místnosti před a po akustické úpravě.

Pokojová konstanta se vypočítá pomocí vzorce

ve kterém je ekvivalentní plocha pohlcování zvuku

niya, m, — průměrný koeficient zvukové pohltivosti místnosti a — koeficient zvukové pohltivosti pláště,

odpovídající povrchovou plochu a celkovou plochu místnosti.

Instalace zvuk pohlcujících obložení snižuje hladinu ultrazvuku o 6 dB v zóně odraženého ultrazvuku (daleko od jeho zdroje) a o 8 dB v zóně výskytu přímého ultrazvuku (blízko zdroje). Navzdory tak relativně malému snížení úrovně ultrazvuku je použití obkladů vhodné z následujících důvodů: za prvé, ultrazvukové spektrum v místnosti se mění díky vyšší účinnosti (2 dB) obkladů při vysokých frekvencích: stává se matnějším a méně dráždivým; za druhé, ultrazvuk vyzařovaný zařízením se stává znatelnějším, a proto je možné sluchově ovládat jeho činnost, je snazší mluvit a zlepšuje se srozumitelnost řeči. Z těchto důvodů podléhají koncertní sály akustické úpravě.

Kusové tlumiče hluku se používají tam, kde není v místnosti dostatek volného prostoru pro zajištění protihlukových obkladů. Ze stropu jsou rovnoměrně po ploše zavěšeny tlumiče různého provedení, což jsou objemová tělesa vyplněná materiálem pohlcujícím zvuk (tenká vlákna). Účinnost redukce ultrazvuku jednotlivými absorbéry je

se vypočítají pomocí vzorce uvedeného výše, přičemž se vezme 1, kde

• -D fi
• 1 a — ekvivalentní plocha pohlcování zvuku jednoho absorbéru a jejich počet. U standardních obkladových materiálů a typů jednotlivých tlumičů zvuku hodnoty součinitelů

koeficienty zvukové absorpce a a ekvivalentní oblast zvukové pohltivosti 1 jsou známé a jsou obsaženy v referenčních údajích o ultrazvukovém řízení.

Ultrazvuk je zvuk v rozsahu nad hranicí lidského sluchu, tedy s frekvencí zvukové vlny nad 20 kHz.

Infrazvuk je zvuk v rozsahu pod hranicí lidského sluchu, tedy s frekvencí zvukové vlny menší než 20 Hz.

V poslední době se ve výrobě stále více rozšiřují technologické postupy založené na využití ultrazvukové energie. Ultrazvuk našel uplatnění i v medicíně. Vzhledem k růstu jednotlivých kapacit a rychlostí různých jednotek a strojů se zvyšuje hladina hluku, a to i v oblasti ultrazvukových frekvencí.

Ultrazvuk je mechanické kmitání elastického média s frekvencí přesahující horní hranici slyšitelnosti – 20 kHz. Jednotkou měření hladiny akustického tlaku je dB. Jednotkou měření intenzity ultrazvuku jsou watty na centimetr čtvereční (W/cm2).

Ultrazvuk má na tělo primárně lokální účinek, protože je přenášen přímým kontaktem s ultrazvukovým nástrojem, zpracovávanými částmi nebo prostředím, kde jsou ultrazvukové vibrace vybuzeny. Ultrazvukové vibrace generované nízkofrekvenčním průmyslovým ultrazvukovým zařízením mají nepříznivý vliv na lidský organismus. Dlouhodobé systematické vystavení vzdušnému ultrazvuku způsobuje změny v nervovém, kardiovaskulárním a endokrinním systému, sluchových a vestibulárních analyzátorech. Nejcharakterističtější je přítomnost vegetativně-vaskulární dystonie a astenického syndromu.

Stupeň závažnosti změn závisí na intenzitě a délce expozice ultrazvuku a zvyšuje se v přítomnosti vysokofrekvenčního šumu ve spektru, přičemž se přidává výrazná ztráta sluchu. Pokud kontakt s ultrazvukem pokračuje, tyto poruchy se stávají trvalejšími.

Při vystavení místnímu ultrazvuku se objevují příznaky vegetativní polyneuritidy rukou (méně často nohou) různého stupně závažnosti, až po rozvoj parézy rukou a předloktí, vegetativně-vaskulární dysfunkce.

Povaha změn, ke kterým dochází v těle pod vlivem ultrazvuku, závisí na dávce expozice.

Malé dávky – hladina zvuku 80-90 dB – působí stimulačně – mikromasáž, urychlení metabolických procesů. Velké dávky – hladiny zvuku 120 dB nebo více – mají škodlivý účinek.

Základem prevence nepříznivých účinků ultrazvuku na osoby obsluhující ultrazvuková zařízení je hygienická standardizace.

V souladu s GOST 12.1.01-89 „Ultrazvuk. Obecné bezpečnostní požadavky“, „Sanitární normy a pravidla pro práci na průmyslových ultrazvukových instalacích“ (č. 1733-77) omezují hladiny zvukového tlaku ve vysokofrekvenčním rozsahu zvukových zvuků a ultrazvuku na pracovišti (od 80 až 110 db při geometrických průměrných pásmech) od 12,5. až 100 km).

Ultrazvuk přenášený kontaktem se řídí „Sanitárními normami a pravidly pro práci se zařízeními, která vytvářejí ultrazvuk přenášený kontaktem do rukou pracovníků“ č. 2282-80.

Opatření k zamezení nepříznivých účinků ultrazvuku na organismus provozovatelů technologických zařízení a personálu lékařských a diagnostických místností spočívají především v technických opatřeních. Patří mezi ně vytvoření automatizovaného ultrazvukového zařízení s dálkovým ovládáním; používání zařízení s nízkou spotřebou energie, kdykoli je to možné, což pomáhá snížit intenzitu hluku a ultrazvuku na pracovišti o 20-40 dB; umístění zařízení do zvukotěsných místností nebo dálkově ovládaných kanceláří; vybavení zvukotěsných zařízení, pláště, zástěny z ocelového plechu nebo duralu, potažené pryží, protihlukovým tmelem a dalšími materiály.

Při navrhování ultrazvukových instalací je vhodné používat pracovní frekvence, které jsou nejdále od slyšitelného rozsahu – ne nižší než 22 kHz.

Pro eliminaci dopadu ultrazvuku při kontaktu s kapalnými a pevnými médii je nutné instalovat systém automatického vypínání ultrazvukových měničů při operacích, při kterých je možný kontakt (například nakládání a vykládání materiálů). Pro ochranu rukou před kontaktními účinky ultrazvuku se doporučuje používat speciální pracovní nástroj s rukojetí izolující vibrace.

Pokud z výrobních důvodů není možné snížit hladinu hluku a intenzity ultrazvuku na přijatelné hodnoty, je nutné používat osobní ochranné pracovní prostředky – tlumiče hluku, gumové rukavice s bavlněnou podšívkou apod.

Rozvoj techniky a dopravních prostředků, zdokonalování technologických postupů a zařízení je doprovázeno zvyšováním výkonu a rozměrů strojů, což způsobuje tendenci ke zvyšování nízkofrekvenčních složek ve spektrech a vznik infrazvuku, což je relativně nový, ne zcela prozkoumaný faktor ve výrobním prostředí.

Infrazvuk je název pro akustické vibrace s frekvencí pod 20 Hz. Tento frekvenční rozsah leží pod prahem slyšení a lidské ucho není schopno vnímat vibrace těchto frekvencí.

Průmyslový infrazvuk vzniká v důsledku stejných procesů jako slyšitelný frekvenční šum. Největší intenzitu infrazvukových vibrací vytvářejí stroje a mechanismy s velkými plochami, které provádějí nízkofrekvenční mechanické vibrace (infrazvuk mechanického původu) nebo turbulentní proudění plynů a kapalin (infrazvuk aerodynamického nebo hydrodynamického původu).

Maximální hladiny nízkofrekvenčních akustických vibrací z průmyslových a dopravních zdrojů dosahují 100-110 dB.

Studie biologických účinků infrazvuku na tělo prokázaly, že při hladinách od 110 do 150 dB a vyšších může u lidí vyvolat nepříjemné subjektivní pocity a četné reaktivní změny, včetně změn v centrálním nervovém, kardiovaskulárním a dýchacím systému a vestibulárním analyzátoru. Existují důkazy, že infrazvuk způsobuje ztrátu sluchu především na nízkých a středních frekvencích. Závažnost těchto změn závisí na úrovni intenzity infrazvuku a délce působení faktoru.

V souladu s Hygienickými standardy pro infrazvuk na pracovištích (č. 2274-80) se infrazvuk podle povahy spektra dělí na širokopásmový a harmonický. Harmonický charakter spektra je v oktávových frekvenčních pásmech ustaven převýšením úrovně v jednom pásmu nad sousedními nejméně o 10 dB.

Podle časových charakteristik se infrazvuk dělí na konstantní a nekonstantní.

Standardizovanou charakteristikou infrazvuku na pracovištích jsou hladiny akustického tlaku v decibelech v oktávových frekvenčních pásmech s geometrickými středními frekvencemi 2, 4, 8, 16 Hz.

Přípustné hladiny akustického tlaku jsou 105 dB v oktávových pásmech 2, 4, 8, 16 Hz a 102 dB v oktávovém pásmu 31,5 Hz. V tomto případě by celková hladina akustického tlaku neměla překročit 110 dB Lin.

Pro nekonstantní infrazvuk je standardizovanou charakteristikou celková hladina akustického tlaku.

Nejúčinnějším a prakticky jediným prostředkem boje proti infrazvuku je jeho omezení u zdroje. Při výběru konstrukcí je třeba dát přednost malým strojům s vysokou tuhostí, protože konstrukce s plochými povrchy velké plochy a nízkou tuhostí vytvářejí podmínky pro generování infrazvuku. Boj s infrazvukem u jeho zdroje musí být veden ve směru změny provozního režimu technologického zařízení – zvýšení jeho rychlosti (například zvýšení počtu pracovních zdvihů kovacích a lisovacích strojů tak, aby hlavní frekvence výkonových impulzů ležela mimo oblast infrazvuku).

Musí být přijata opatření ke snížení intenzity aerodynamických procesů – omezení rychlosti dopravy, snížení průtoků kapalin (letecké a raketové motory, spalovací motory, parní odvodní systémy tepelných elektráren atd.).

V boji proti infrazvuku na cestách šíření mají určitý účinek tlumiče rušivého typu, obvykle za přítomnosti diskrétních složek v infrazvukovém spektru.

Nedávné teoretické zdůvodnění toku nelineárních procesů v rezonančních absorbérech otevírá reálné způsoby navrhování zvuk pohlcujících panelů a plášťů, které jsou účinné v oblasti nízkých frekvencí.

Jako osobní ochranné prostředky se doporučuje používat sluchátka a špunty, které ucho chrání před nepříznivými vlivy doprovodného hluku.

Preventivní opatření organizační povahy by měla zahrnovat dodržování režimu práce a odpočinku a zákaz práce přesčas. Pokud expozice ultrazvuku přesahuje 50 % pracovní doby, doporučují se 15minutové přestávky každých 1,5 hodiny práce. Významného účinku je dosaženo komplexem fyzioterapeutických procedur – masáže, ultrafialové záření, vodní procedury, vitaminizace atd.

Větrání

Větrání (od lat. větrání – větrání) – odvod použitého vzduchu z místnosti a jeho nahrazení venkovním vzduchem. V případě potřeby se provádí klimatizace: čištění od prachu a kouře, vytápění nebo chlazení, zvlhčování nebo odvlhčování, ionizace atd. Větrání vytváří podmínky prostředí ovzduší příznivé pro lidské zdraví a pohodu, splňující požadavky hygienických norem, technologických postupů, stavebních konstrukcí, technologií skladování atd.

Hlavním účelem větrání je boj proti škodlivým emisím v místnosti. Mezi škodlivé emise patří:

§ různé plyny a páry škodlivých látek;

Ventilační systém — soubor zařízení pro zpracování, dopravu, přívod a odvod vzduchu. Ventilační systémy jsou klasifikovány podle následujících kritérií:

§ Způsobem vytváření tlaku a pohybujícího se vzduchu: přirozenou a umělou (mechanickou) stimulací

§ Podle účelu: přívod a odvod

§ Způsobem organizace výměny vzduchu: všeobecná výměna, místní, nouzová, kouřová

§ Podle konstrukce: kanálové a bezpotrubní

Podle množství vzduchu na osobu za hodinu. Například v protileteckém krytu – ne méně než 2,5 m³/h, v kancelářské budově – ne méně než 20 m³ za hodinu pro návštěvníky, kteří zůstávají v místnosti ne déle než 2 hodiny, pro lidi, kteří jsou neustále přítomni – ne méně než 60 m³ za hodinu. Výpočet větrání se provádí pomocí následujících parametrů: kapacita vzduchu (m³/h), pracovní tlak (Pa) a průtok vzduchu ve vzduchovodech (m/s), přípustná hladina hluku (dB), výkon ohřívače (kW). Standard výměny vzduchu je regulován stavebními předpisy a předpisy (SNiP) a hygienickými předpisy a předpisy (SanPin)