Materiały wykładowe z ergonomii
(prof. dr hab. Tadeusz Juliszewski)
II rok, Wydział Technologii Żywności i
Żywienia Człowieka
Wykład VI
Opracowanie: Anna Janik, Katarzyna Kwiecień
ŚRODOWISKO AKUSTYCZNE  HAA
AS
Hałasem przyjęto określać dz
więk oraz wszelkie niepożądane, nieprzyjemne,
dokuczliwe, uciążliwe lub szkodliwe drgania ośrodka sprężystego, oddziałujące za
pośrednictwem powietrza na narząd słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu
człowieka.
Podstawową jednostką do ilościowego wyrażenia dz
więku jest bel, jednak praktycznie
bardziej dogodne okazało się stosowanie jednostki 10 krotnie mniejszej, zwanej decybelem
[dB].
Poziom dz
więku (poziom ciśnienia akustycznego) w dB może być wyrażony za
pomocą następującego wzoru:
L = 20 log p/po [dB]
gdzie:
p- wartość ciśnienia akustycznego w określonym punkcie pola akustycznego [Pa]
po-- wartość ciśnienia odniesienia wynosząca 2 * 10-5 Pa [N/m2] , dolny próg słyszenia.
Ciśnieniem akustycznym nazywamy różnice między aktualnym ciśnieniem
barometrycznym, a ciśnieniem wywołanym zagęszczeniem lub rozrzedzeniem cząstek
powietrza.
Przykład :
Ciśnienie akustyczne wyrażone w decybelach jest podstawowym parametrem
pomiarowym określającym intensywność hałasu występującego w otoczeniu człowieka. Jak
łatwo przeliczyć, poziom odpowiadający progowi słyszalności wynosi 0 dB, ponieważ: p=po,
a zatem
L = 20log po/po = 20log 1 = 20*0 = 0dB.
Wartość ciśnienia akustycznego jest na ogół małą
częścią wartości ciśnienia atmosferycznego
(rys.11.2-1). Ze względu na szeroki zakres zmian ciśnienia
akustycznego  od 2*10-5 do 102 Pa (rys.11.2-2),
powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną i w
konsekwencji używa się pojęcia poziom ciśnienia
akustycznego L wyrażonego w dB, zgodnie z zależnością:
L =10lgp2/po2
gdzie:
p - wartość skuteczna ciśnienia akustycznego [Pa]
po  progowa wartość skuteczna ciśnienia
akustycznego, zwana ciśnieniem odniesienia i
równa 20źPa
Zdefiniowany wyżej poziom ciśnienia akustycznego jest
miarą głośności dz
więku.
Poziom mocy akustycznej jest podstawowa wielkością charakteryzującą emisję hałasu
z jego z
ródła. Stąd też, jest stosowany do oceny hałasu maszyn. W praktyce, najczęściej jest
stosowany pozom mocy akustycznej skorygowany według charakterystyki częstotliwościowej
A, zwany poziomem mocy akustycznej A.
Tabela 1. Moc akustyczna i odpowiadające jej poziomy dla przykładowych z
ródeł dz
więku.
Moc, W Poziom mocy, dB y
ródło dz
więku
100 000 000 200
rakieta
1 000 000 180
samolot odrzutowy
10 000 160
100 140
duża, bardzo głośna orkiestra,
1 120 wiertarka pneumatyczna
0,01 100
głośna mowa
0,0001 80
zwykła mowa
0,000001 60
0,00000001 40
szept
0,0000000001 20
0,000000000001 0 próg słyszenia
 Tabela 2 zestawia wyrażone w decybelach poziomy natężenia hałasu występującego w
wybranych typowych warunkach i sytuacjach. Interpretacja podanych w tabeli wartości
dokonywana być musi przy uwzględnieniu specyficznego charakteru jednostek określających
poziom hałasu  decybeli. Jak wynika z podanych uprzednio wzorów, w skali decybelowej
dziesięciokrotny wzrost ciśnienia akustycznego powoduje przyrost poziomu o 20 dB.
Tabela 2. Natężenia hałasu występujące w wybranych warunkach środowiskowych
( przykłady)
y
ródło hałasu ( warunki występowania) Poziom natężenia dz
więku
[dB]
Tykanie zegarka ręcznego 10
Cichy szept 20
Hałasy mieszkaniowe i biurowe 40-50
Rozmowa dwóch osób 60
Hałasy uliczne 70-80
Przejazd pociągu pospiesznego 100
W tabeli 3 zestawiono dopuszczalne wartości poziomu hałasu ( w tzw. decybelach A) dla
różnego rodzaju prac wykonywanych przez człowieka.
dB(A)  poziom ciśnienia akustycznego w dB(A) to średnia ważona dz
więku;
jednostka natężenia dz
więku, przy pomiarze wykorzystuje się częstotliwościową
charakterystykę korekcyjną A, która optymalizuje pomiar ze względu na
charakterystykę słuchu człowieka.
Tabela 3. Dopuszczalne wartości poziomu hałasu przy wykonywaniu prac o
różnym charakterze.
Pozom Rodzaj pracy, pomieszczenie Reakcje Możliwość
natężenia organizmu rozmowy
dz
więku
[dB(A)]
40 Prace wymagające specjalnie psychiczne prowadzonej
dużego skupienia głosem
50 Prace koncepcyjne o normalnym
charakterze specjalnym
60 Prace koncepcyjne; laboratoria
Prace montażowe i inne o dużej wegetatywne prowadzonej
70 dokładności głosem
Prace montażowe o mniejszej podniesionym
80 dokładności; narzędziownie
Proste czynności mechaniczne;
90 warsztaty naprawcze ,
magazyny
Obsługa szczególnie uszkodzenia bardzo
hałaśliwych urządzeń i słuchu utrudniona
>90
instalacji różnego
przeznaczenia
Poziom dz
więku, który nie powoduje wady słuchu wynosi 80 dB(A). Na stanowisku pracy
dopuszczalny poziom to 85 dB(A), jednak po 20 30 latach pracowania w takich warunkach
zakładamy, że kilka % ludzi będzie miało ubytek słuchu.
100dB(A) - po 20 latach ubytek słuch będzie przejawiał się u 42% pracowników.
60 dB(A)  działa na układ wegetatywny, pracujący bez naszej woli ( praca serca, układ krążenia,
oddechowy).
Izolacyjność akustyczna  jest to różnica poziom dz
więku przed przeszkodą (L1) i za
przeszkodą (L2). Przeszkoda może być np. okna, drzwi.
I = L1  L2 [dB(A)]
L1 L2
Odbiór wrażeń słuchowych
Hałas oddziałuje na człowieka przede wszystkim poprzez narząd słuchu (rys.1), za
pomocą którego następuje przetwarzanie bodz
ców akustycznych na odpowiadające im wrażenia
dz
więkowe. Fale akustyczne i o określonych parametrach fizycznych dochodzące do ucha
zewnętrznego pobudzają do drgań błonę bębenkową, której drgania  za pośrednictwem układu
trzech elementów kostnych: młoteczka, kowadełka i strzemiączka zlokalizowanych w uchu
środkowym  przenoszone są do ucha wewnętrznego. Wywołane falą akustyczną drgania błony
podstawowej drażnią odpowiednie zakończenia nerwowe wytwarzając impulsy przenoszone
następnie, za pośrednictwem nerwu słuchowego, do kory mózgowej i powodujące powstawanie
wrażeń słuchowych odczuwanych jako dz
więki
Rys 1. Schemat ucha ludzkiego.
Granice zakresu słyszalności dz
więków
Zakres słyszalnych częstotliwości przez młodego (18-25 lat), normalnie słyszącego
człowieka wynosi około 16 Hz  20 Hz do około 19 Hz  21 kHz i jest ograniczony budową
anatomiczna ucha. Z wiekiem górna granica słyszenia ( 200 Pa) obniża się powoli do zakresu
10 kHz  16 kHz, podczas gdy dolna granica słyszenia nie ulega większym zmianom. Zakres
natężeń słyszalnych jest ograniczony z jednej strony progiem słyszenia, a z drugiej progiem
czucia. Próg czucia leży tutaj poniżej progu bólu.
Rys 2. Obszar słyszalności dz
więków oraz zakresy
częstotliwości i poziomów ciśnienia akustycznego
dz
więków mowy i muzyki.
Głośność i poziom głośności dz
więku
Głośność dz
więku jest wrażeniem słuchowym związanym z odczuciem natężenia
dz
więku. Skala głośności dz
więku rozciąga się od dz
więków cichych do głośnych. Im
większe natężenie dz
więku o danej częstotliwości i widmie, tym głośniejszy dz
więk.
Dz
więki o jednakowym poziomie ciśnienia akustycznego, lecz o różnych
częstotliwościach oraz strukturach widmowych nie są jednak odczuwane jako jednakowo
głośne. Na rys.3 przedstawiono krzywe jednakowego poziomu głośności , tzw. izofony,
które łączą wartości poziomów natężenia tonów o różnych częstotliwościach są
odczuwane jako równogłośne przez człowieka o normalnym słuchu. Jednostką poziomu
głośności jest fon.
Wpływ hałasu na narząd słuchu
Ilustracja problemu zróżnicowanej osobniczej podatności na hałas jest tabela 2, z której
wynika, że przy równoważnym poziomie dz
więku A równym 90 dB w ciągu 40 lat pracy w
tym środowisku ryzyko utraty słuchu wynosi 21%. Zmniejszenie poziomu do 85 db zmniejsza
grupę poszkodowanych do 10 % całej populacji. W grupie tej znajdują się głownie osoby o
szczególnej podatności na szkodliwy wpływ hałasu.
Tabela 2. Ryzyko utraty słuchu w zależności od równoważnego poziomu dz
więku A i
czasu narażenia.
Równoważny poziom Ryzyko utraty słuchu, %
dz
więku A, dB
czas narażenia, lata
5 10 15 20 25 30 35 40
<80 0 0 0 0 0 0 0 0
85 1 3 5 6 7 8 9 10
90 4 10 14 16 16 18 20 21
95 7 17 24 28 29 31 32 29
100 12 29 37 42 43 44 44 41
105 18 42 53 58 60 62 61 54
110 26 55 71 78 78 77 71 62
115 36 71 83 87 84 81 75 64
Pozasłuchowe skutki działania hałasu.
W tabeli 3 podano zależność między poziomem interferencji mowy, a maksymalną
odległością (między mówiącym, a słuchaczem), przy której jest możliwa normalna
konwersacja o zadawalającej zrozumiałości oraz konwersacja głosem podniesionym. Poziom
interferencji mowy jest wielkością charakteryzującą poziom hałasu maskującego mowę.
Tabela 3. Zależność miedzy poziomem interferencji mowy a maksymalną odległością, w której jest
możliwa normalna konwersacja o zadawalającej zrozumiałości oraz konwersacja głosem
podniesionym.
Poziom Maksymalna odległość, w której Maksymalna odległość, w której
interferencji jest możliwa normalna jest możliwa konwersacja głosem
mowy, dB konwersacja o zadawalającej podniesionym o zadawalającej
zrozumiałości, m zrozumiałości, m
35 7,5 15
40 4,2 8,4
45 2,3 4,6
50 1,3 2,6
55 0,75 1,5
60 0,42 0,85
65 0,25 0,5
70 0,13 0,26
Pomiar i ocena wielkości charakteryzujących hałas w środowisku
Ze względu na cel metody podziału hałasu dzieli się na:
- metody pomiarów z
ródeł hałasu
- metody pomiarów hałasu w miejscach przebywania ludzi ( na stanowiskach pracy)
Dopuszczalne wartości hałasu ze względu na możliwość realizacji przez
pracownika jego podstawowych zadań
Równoważny poziom dz
więku A LAeq,Te w czasie pobytu pracownika na stanowisku pracy nie
powinien przekraczać wartości podanych w tabeli 4.
Tabela 4. Równoważny poziom dz
więku A LAeq,Te w czasie pobytu pracownika na stanowisku pracy.
Lp. Stanowisko pracy Równoważny poziom dz
więku A LAeq,Te,,
dB
1. w kabinach bezpośredniego sterowania bez
łączności telefonicznej, w laboratoriach ze z
ródłami
hałasu, w pomieszczeniach pomieszczeniach
75
maszynami i urządzeniami liczącymi, maszynami
do pisania, dalekopisami i w innych
pomieszczeniach o podobnym przeznaczeniu
2. w kabinach dyspozytorskich, obserwacyjnych
obserwacyjnych i zdalnego sterowania z łącznością
telefoniczna używana w procesie sterowani, w
pomieszczeniach do wykonywania prac
precyzyjnych innych pomieszczeniach podobnym 65
przeznaczeniu
3. w pomieszczeniach: administracyjnych, biur
projektowych, do prac teoretycznych,
opracowywania danych i innych o podobnym
przeznaczeniu 55
Sprzęt ochrony słuchu.
Stosowanie indywidualnych ochron słuchu jest koniecznym, uzupełniającym środkiem
redukcji hałasu, tam gdzie narażenie na hałas nie można wyeliminować w inny sposób.
Zakład pracy jest zobowiązany do podejmowania działań zmierzających do ograniczenia
narażenia pracowników na hałas przez stosowanie odpowiednich środków ochrony
indywidualnej oraz zapewnienie wzmożonej opieki lekarskiej osobom narażonym na hałas.
Pracownicy są zobowiązani do stosowania ochronników słuch, odpowiednio dobranych do
wielkości charakteryzujących hałas, jeśli ze względów technicznych nie ma możliwości
zmniejszenia hałasu poniżej wartości dopuszczalnych.
Ochronniki słuch są produkowane w postaci nauszników, wkładek i hełmów
przeciwhałasowych.
Dobór ochronników słuchu.
Podstawowym założeniem prawidłowego doboru ochronników słuch jest
zagwarantowanie, by wartość poziomu dz
więku A pod ochronnikiem słuchu ( L ) była
A
mniejsza od wartości dopuszczalnej (Latc).
Z tych względów zaleca się taki dobór ochronnika słuchu, by poziom dz
więku A pod
nim był nie mniejszy niż dopuszczalny poziom Latc zmniejszony o 15 dB ( tzw. kryterium
prawidłowego doboru ochronnika słuchu). Na rysunku powyżej przedstawiono zalecane
zakresy wartości L z uwzględnieniem optymalnego obszaru.
A
Tabela 5. Rodzaje ochron z uwzględnieniem odpowiednich parametrów.
Rodzaje ochron
okulary gogle osłony siatkowe gogle, przyłbice szybki filtry
Parametry
twarzy okulary i osłony i tarcze
twarzy
Odporność na + + + + + + +
dezynfekcje
Ochrona przed
+
kroplami cieczy
Ochrona przed
rozbryzgami +
cieczy
Ochrona przed
+
grubym pyłem
Ochrona przed
gazami i
+
drobnymi
cząstkami
Ochrona przed
łukiem
powstającym
+ +
podczas zwarcia
elektrycznego
Czas przełączania
+
Izolacyjność
+
elektryczna
Światłoszczelność
+
 +  oznacza, że dla danego środka ochrony indywidualnej oczu i twarzy należy
oceniać wymieniony parametr.
y
ródło:
 Bezpieczeństwo pracy i ergonomia 1 pod red.
Danuty Koreckiej, wyd. CIOP
 Bezpieczeństwo pracy i ergonomia 2 pod red.
Danuty Koreckiej, wyd. CIOP