Hałas
Podstawowe pojęcia i wielkości:
Hałasem przyjęto określać wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciążliwe lub szkodliwe dźwięki oddziałujące na narząd słuchu i inne zmysły oraz części organizmu człowieka.
Z fizycznego punktu widzenia dźwięki są to drgania mechaniczne ośrodka sprężystego (gazu lub cieczy).Drgania te mogą być rozpatrywane jako oscylacyjny ruch cząsteczek ośrodka względem położenia równowagi, wywołujący zmianę ciśnienia ośrodka w stosunku do wartości ciśnienia statycznego (atmosferycznego).
Ta zmiana ciśnienia (czyli zaburzenie równowagi ośrodka) przenosi się w postaci następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząsteczek ośrodka w przestrzeń otaczającą źródło drgań, tworząc falę akustyczną.
Ciśnienie akustyczne
Z uwagi na różnicę między chwilową wartością ciśnienia w środku podczas przejścia fali akustycznej w wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego) jest nazywana ciśnieniem akustycznym wyrażanym symbolem Pa.
Ze względu na szeroki zakres zmian wartości ciśnienia akustycznego powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną używa się pojęcia poziomu ciśnienia akustycznego.
Techniczne środki zwalczania hałasu
Do skutecznego stosowania technicznych środków zwalczania hałasu są:
a) Prędkość rozchodzenia się fali akustycznej (prędkość dźwięku), czyli prędkość rozprzestrzeniania się zaburzeń równowagi ośrodka; jest definiowana jako stosunek drogi przebytej przez zaburzenie w elementarnym przedziale czasu do wartości tego przedziału np. w powietrzu o temperaturze 20OC i pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym prędkość ta wynosi 340m/s.
b) Prędkość akustyczna v- prędkość, z jaką drga cząstka ośrodka podczas przejścia fali akustycznej (jest ona wielka -nie przekracza części metra na sekundę),
c) Okres drgań akustycznych, T , to najmniejszy przedział czasowy, po którym powtarza się ten sam stan obserwowanego zjawiska (drgania lub zaburzenia),
d) Częstotliwość drgań akustycznych (częstotliwość dźwięku) f - jest to liczba okresów drgań w jednostce czasu
e) Długość fali akustycznej, λ , to odległość między dwoma kolejnymi punktami, mierzona w
kierunku rozprzestrzeniania się zaburzenia, w których drgania mają tę samą fazę.
Energię fali akustycznej charakteryzują następujące wielkości:
a) moc akustyczna źródła- miara ilości energii wypromieniowanej przez źródło w jednostce czasu.
b) natężenie dźwięku- wielkość wektorowa, definiowania jako wartość strumienia energii przepływającej przez jednostkową powierzchnię w kierunku zgodnym z kierunkiem prędkości akustycznej w tym miejscu.
Poziom mocy akustycznej jest podstawową wielkością charakteryzującą emisję hałasu z jego źródła. Stąd też jest stosowany do oceny hałasu jak i hałasu maszyn.
Ze względu na charakter oddziaływania wyróżnia się hałas:
uciążliwy wywołujący trwałe skutki,
uciążliwy powodujący określone ryzyko ich wystąpienia,
Ze względu na przebieg czasowy hałas określa się jako ustalony lub nieustalony (zmienny w czasie , przerywany).
Rodzajem hałasu nieustalonego jest tzw. hałas impulsowy, składający się z jednego lub więcej zdarzeń dźwiękowych.
Ze względu na zakres częstotliwości rozróżnia się:
hałas infradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwości infradźwiękowych od 1 Hz do 20 Hz
hałas słyszalny, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach słyszalnych od ok. 16 Hz do ok.16 000 Hz
hałas ultradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych, tj.od 10 Hz do 40 Hz.
Inny podział hałasu (uwzględniający przyczynę jego powstania)
hałas aerodynamiczny- powstający w wyniku przepływu powietrza lub innego gazu,
hałas mechaniczny- powstający wskutek tarcia i zderzeń ciał stałych, w tym głównie części maszyn,
hałas w przemyśle zwany hałasem przemysłowym,
hałas w pomieszczeniach mieszkalnych,
hałas komunikacyjny występuje w środkach komunikacji,
hałas komunalny występuje w miejscach użyteczności publicznej.
Skutki oddziaływania hałasu na słuch i organizm człowieka
Niekorzystne oddziaływanie hałasu na organizm człowieka odnosi się przede wszystkim do narządu słuchu.
Pod wpływem działania hałasu następuje podwyższenie progu słyszenia- odwracalne (tzw. czasowe przesunięcie progu) lub trwałe i mogące występować w różnych zakresach częstotliwości. W obu przypadkach stwierdzonym objawem jest niedosłuch, przy czym odwracalne podwyższenie progu ustępuje po dostatecznie długim pobycie w ciszy, podwyższenie trwałe zaś nie ulega zmianie w żadnym czasie i nie poddaje się żadnej terapii.
Badanie audiometryczne
Powyższe badanie umożliwia wykrycie zmian progu rzędu kilku decybeli, nie docierających do świadomości badanego i nie upośledzających wydolności jego słuchu-rozumianych jako sprawność odbioru mowy.
Są to zmiany charakterystyczne dla wczesnego okresu rozwoju pohałasowych uszkodzeń słuchu, mające tendencję do dalszego, powolnego pogłębiania się. Należy pamiętać, że zmiany progu słyszenia mogą mieć wiele innych przyczyn, takich jak proces biologicznego starzenia się lub schorzenia narządu słuchu.
WAŻNE
Obustronny trwały ubytek słuchy ślimakowego spowodowany hałasem, wyrażony podwyższeniem progu słyszenia o co najmniej 45 dB w uchu lepiej słyszącym, obliczony jako średnia arytmetyczna dla częstotliwości audiometrycznych 1,2 i 3 kHz (kiloherc),stanowi kryterium rozpoznania i orzeczenia zawodowego uszkodzenia słuchu jako choroby zawodowej.
Uszkodzenie słuchu może nastąpić także na skutek nagłego uszkodzenia struktur anatomicznych narządu słuchu w wyniku urazu akustycznego oraz tzw. ostrego urazu akustycznego. Uraz akustyczny może być wywołany przez nagle pojawiający się hałas, a ostry uraz akustyczny, gdy poziom hałasu nagle przekracza poziom 130-140 dB.
Pomiar i ocena wielkości charakteryzujących hałas w środowisku pracy
Ze względu na cel, jakim jest określenie emisji hałasu maszyn lub ocena zagrożenia hałasem, metody pomiaru hałasu dzieli się na:
- metody pomiaru hałasu maszyn,
metody pomiaru hałasu w miejscach przebywania ludzi (na stanowiskach pracy).
Metody pomiaru hałasu maszyn
Metody takie stosuje się w celu określenia wielkości charakteryzujących emisję hałasu maszyn, rozpatrywanych jako oddzielne źródła hałasu w ustalonych warunkach doświadczalnych i eksploatacyjnych. Zgodnie z dyrektywami europejskimi i odpowiadającymi im przepisami krajowymi, wielkościami tymi są:
poziom ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy maszyny lub w innych określonych miejscach i mocy akustycznej. Wybór wielkości zależy od wartości emisji hałasu.
Metody wyznaczania poziomu mocy akustycznej
Powyższe metody odbywają się na podstawie pomiarów poziomów ciśnienia akustycznego lub natężenia dźwięku określono w odpowiednich normach polskich serii PN-EN ISO 3740 i PN-EN ISO 9614, a metody wyznaczania poziomu ciśnienia akustycznego emisji w normach serii PN-EN ISO 11200.
Metody te różnią się przede wszystkim klasą dokładności, możliwą do uzyskania w różnych dostępnych środowiskach badawczych (specjalne skonstruowane komory pogłosowe i bezechowe lub zwykłe pomieszczenia eksploatacyjne).
Metody pomiaru i oceny hałasu w miejscach przybywania ludzi
Metody te stosuje się w celu ustalenia stanu zagrożenia hałasem na stanowiskach pracy i w określonych miejscach przebywania ludzi wzglądem źródeł hałasu, niezależnie od ich rodzaju i liczby.
Wyniki pomiarów hałasu służą przede wszystkim do porównania istniejących warunków akustycznych z warunkami określonymi przez normy i przepisy higieniczne, a także do oceny i wyboru planowanych lub realizowanych przedsięwzięć ograniczających hałas.
Metody pomiaru i oceny hałasu na stanowiskach pracy określono w odpowiednich przepisach i normach: rozporządzeniu ministra pracy i polityki społecznej w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, rozporządzeniu ministra pracy w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z narażeniem na hałas lub drgania mechaniczne (wdrażających dyrektywy 2003/10/WE i 2002/44/WE), rozporządzeniu ministra zdrowia w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia, polskich normach PN ISO 9612, PN ISO 1999 oraz PN-N-01307.
Pomiary wielkości charakteryzujących hałas mogą byle wykonywane w ciągu pełnego dnia roboczego, w wybranych okresach typowej ekspozycji (metodą próbkowania) lub podczas wykonywania określonych zadań i czynności.
Podczas pomiarów wszystkich rodzajów hałasu (ustalonego, nieustalonego i impulsowego) powinny być stosowane dozymetry hałasu lub całkujące mierniki poziomu dźwięku o klasie dokładności 1 lub 2, spełniające wymagania norm PN-EN IEC 61252 i PN-EN IEC 61672-1.
Ocena zagrożenia hałasem polega na porównywaniu zmierzonych lub wyznaczonych wartości wielkości charakteryzujących hałas z wartościami dopuszczalnymi.
Metody zapobiegania zagrożeniom hałasem, ich eliminowania i ograniczenia
Metody zapobiegania zagrożeniom hałasem, ich eliminowania i ograniczania z uwzględnieniem dostępnych najnowszych rozwiązań, polegają na jednoczesnym stosowaniu zespołu rozwiązań technicznych i administracyjno-organizacyjnych właściwie dobranych w wyniku szczegółowej analizy warunków akustycznych na stanowiskach pracy, na których występuje nadmierny hałas.
Wśród najważniejszych rozwiązań technicznych ograniczających hałas należy przede wszystkim:
a) stosowanie mało hałaśliwych procesów technologicznych,
b) mechanizację i automatyzację procesów technologicznych ( w tym wyposażenie hałaśliwych maszyn w urządzenia zdalnego sterowania i kontroli automatycznej),
c) stosowanie mało hałaśliwych lub cichobieżnych maszyn, urządzeń i narzędzi,
d) właściwe pod względem akustycznym rozplanowanie zakładu i zagospodarowanie pomieszczeń.
TECHNICZNE ŚRODKI OGRANICZENIA HAŁASU
Zmiana hałaśliwego procesu technologicznego na mniej hałaśliwy
Najgłośniejsze procesy produkcyjne można często zastąpić cichszymi, np. kucie młotem można zastąpić walcowaniem i tłoczeniem, natomiast obróbkę za pomocą ręcznych narzędzi-obróbką elektryczną i chemiczną oraz narzędziami zmechanizowanymi.
Mechanizacja i automatyzacja procesów technologicznych
Mechanizacja i automatyzacja procesów technologicznych w powiązaniu z kabinami sterowniczymi (dźwiękoizolacyjnymi) dla obsługi jest jednym z najbardziej nowoczesnych, a zarazem najbardziej skutecznych sposobów eliminacji zagrożenia hałasem, wibracją i innymi czynnikami szkodliwymi ( np. zapyleniem, działaniem wysokiej temperatury, urazami).
Większość stosowanych w przemyśle kabin zapewnia redukcję hałasu rzędu 20-50 dB.
Tłumiki
Hałas w przewodach, w których przepływa powietrze lub gaz (instalacje wentylacyjne, układy wlotowe i wylotowe maszyn przepływowych, np. sprężarek, dmuchaw, turbin, silników spalinowych), można zmniejszyć przez zastosowanie tłumików akustycznych.
Do znanych tłumików tego typu należą tłumiki refleksyjne, czyli akustyczne filtry falowe, oraz tłumiki zawierające materiał dźwiękochłonny.
Stosowane są tam, gdzie występują duże prędkości przepływu i wysoka temperatura, a więc w silnikach spalinowych, dmuchawach, sprężarkach, niekiedy w wentylatorach.
Obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne
Obudowa dźwiękochłonno - izolacyjna maszyny powinna możliwie najskuteczniej tłumić dźwięki emitowane przez źródło hałasu, przy czym nie powinna przeszkadzać w normalnej pracy i obsłudze zamkniętej w niej maszyny.
Typowe, najczęściej stosowane obudowy mają ścianki dźwiękochłonno-izolacyjne wykonane z blachy stalowej wyłożonej od wewnątrz masą tłumiącą lub materiałem dźwiękochłonnym.
np. prawidłowo wykonana obudowa maszyny może zmniejszyć poziom dźwięku od 10 do 25 dB.
Techniczne rozwiązania eliminujące lub ograniczające hałas :
- stosowanie przerw w pracy i ograniczenie czasu pracy na hałaśliwych stanowiskach,
- tworzenie tzw. oaz ciszy (dźwiękoszczelnych pomieszczeń odpoczynku dla pracowników obsługujących hałaśliwe urządzenia),
- przenoszenie prac o dużym hałasie na drugą i trzecią zmianę, czyli ograniczenie w ten sposób liczby osób narażonych na hałas,
- stosowanie profilaktyki lekarskiej, w tym prowadzenie badań lekarskich obejmujące kontrolę słuchu wszystkich nowo przyjmowanych pracowników oraz okresowe badania kontrolne wszystkich pracowników narażonych na działanie hałasu,
Ważne: badania ogólne wykonuje się co 4 lata, otolaryngologiczne i audiometryczne przez pierwsze 3 lata pracy w hałasie - co rok, następnie co 3 lata.
Przesuwanie do pracy w warunkach mniej uciążliwych osób szczególnie wrażliwych na działanie hałasu oraz osób , u których stwierdzono schorzenia, zwłaszcza upośledzenie narządu słuchu.
Podstawowym rozwiązaniem organizacyjnym i technicznym jest automatyzacja procesów produkcyjnych. Umożliwia ona odsunięcie pracownika ze strefy zagrożenia nie tylko hałasem, ale również innymi czynnikami szkodliwymi.
Ochronniki słuchu
Najprostszym i najszybszym sposobem ochrony narządu słuchu przed skutkami oddziaływania hałasu jest stosowanie ochronników słuchu.
Powinno się je stosować dopiero wówczas, gdy zostały wyczerpane wszystkie możliwości techniczne i organizacyjne ograniczenia hałasu na stanowisku pracy i w dalszym ciągu występują przekroczenia jego wartości dopuszczalnych.
Ochronniki słuchu dzielą się na:
nauszniki przeciwhałasowe,
wkładki przecihałasowe,
Przy doborze ochronnika słuchu należy zwrócić uwagę na to, czy będzie on właściwie chronił organ słuchu (poziom dźwięku pod ochronnikiem nie powinien przekraczać 80 dB).
Dobór ochronników słuchu dla określonych stanowisk pracy przeprowadza się na podstawie poziomów ciśnienia akustycznego w oktawowych pasmach częstotliwości lub poziomów dźwięku zmierzonych na tych stanowiskach oraz parametrów akustycznych ochronników słuchu.
7