Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych

Temat ćwiczenia: hałas.

Wprowadzenie.

Dźwięk to drgania cząstek powietrza (lub innego ośrodka sprężystego) względem położenia równowagi. Drgania te rozchodzą się w powietrzu w postaci fal akustycznych, czyli następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząstek powietrza. Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej w powietrzu wynosi ok. 340 m/s.

Ucho ludzkie jest w stanie odbierać dźwięki o częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz. Dźwięki o mniejszej niż 20 Hz częstotliwości nazywamy infradźwiękami natomiast
o częstotliwości większej od 20 kHz nazywamy ultradźwiękami.

Najcichszy dźwięk jaki jest w stanie usłyszeć człowiek to ciśnienie akustyczne ok. 20 µPa.
Z kolei dźwięki o ciśnieniu powyżej 20 Pa wywołują ból uszu. Ponieważ ciśnienia najcichszych
i najgłośniejszych dźwięków różnią się od siebie ponad milion razy, z tego powodu w praktyce stosuje się skalę logarytmiczną i operuje się pojęciem poziomu ciśnienia akustycznego, wyrażonego w decybelach [dB], jako wartości względnej odniesionej do 20 Pa.

gdzie: L - Poziom ciśnienia akustycznego dźwięku

p - ciśnienie fali dźwiękowej

p₀ - ciśnienie odniesienia = 20 µPa

Ucho ludzkie reaguje w różny sposób na dźwięki o różnych częstotliwościach. Przy niskich poziomach dźwięku najlepiej słyszymy te o częstotliwościach 2 ÷ 4 kHz. W związku z tym dźwięk o częstotliwości 2 kHz i poziomie ciśnienia akustycznego równym 30 dB wydaje się nam tak samo głośny jak dźwięk o częstotliwości 100 Hz i poziomie ok. 50 dB. Dlatego aby uwzględnić czułość ucha ludzkiego na dźwięki w zależności od częstotliwości i ciśnienia akustycznego wprowadzono krzywe korekcyjne (np. A, C) a poziom ciśnienia akustycznego skorygowany wg (tej) krzywej A nazywany jest poziomem dźwięku A.

Hałas to wszelkie: niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciążliwe bądź szkodliwe dźwięki.

Ze względu na zmienność natężenia hałasu wyróżnia się następujące rodzaje: hałas ustalony gdy podczas obserwacji poziom dźwięku A nie zmienia się o więcej niż o 5 dB, hałas nieustalony gdy podczas obserwacji poziom dźwięku A zmienia się o więcej niż o 5 dB oraz hałas impulsowy gdy zdarzenie dźwiękowe trwa krócej niż 1 sekunda.

Szczytowy poziom dźwięku C (maksymalna wartość chwilowa poziomu dźwięku w czasie obserwacji) nie może przekraczać 135 dB.

Maksymalny poziom dźwięku A (maksymalna wartość skuteczna poziomu dźwięku w czasie obserwacji ) nie może przekraczać 115 dB.

Dopuszczalny poziom dźwięku A ze względu na ochronę słuchu na wszystkich stanowiskach pracy przy 8 godzinnym narażeniu wynosi 85 dB.

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym obejmowały wykonanie:

• pomiaru parametrów dźwięku z uwzględnieniem czasu ekspozycji,

• pomiaru natężenia dźwięku z zastosowaniem filtra oktawowego (od 63 Hz do 8 kHz),

• pomiaru tłumienia hałasu.

Wyznaczenie poziomu ekspozycji na hałas.

L_Aeq - równoważny poziom dźwięku A

n - ilość okresów pomiarowych = 7

T_e - czas ekspozycji = 7h

T_i - czas trwania pojedynczego poziomu ekspozycji = 1h

L_Ai - wartość pojedynczego poziomu dźwięku

Maksymalny poziom dźwięku A wyniósł L_Amax=86 [dB] czyli mniej niż dopuszczalne 115 [dB]

Szczytowy poziom dźwięku C wyniósł L_Cmax=98 [dB] czyli mniej niż dopuszczalne 135 [dB]

Minimalny poziom dźwięku A wyniósł L_Amin=68 [dB] czyli różnica L_Amax - L_Amin > 5 [dB] stąd hałas badanego stanowiska jest nieustalony.

T₀ - czas trwania zmiany roboczej = 8h

L_EX8h - poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8 godzinnego dnia pracy.

Mając powyższe dane można określić ryzyko zawodowe związane z narażeniem na hałas:

Dla „normalnego” pracownika

L_EX8h < 85 dB i L_EX8h < 82 dB

L_Amax < 115 dB i L_Amax < 109 dB

L_Cmax < 135 dB i L_Cmax < 129 dB ryzyko zawodowe jest małe.

Dla młodocianego pracownika

L_EX8h < 80 dB i L_EX8h > 77 dB

L_Amax < 110 dB i L_Amax < 104 dB

L_Cmax < 130 dB i L_Cmax < 124 dB ryzyko zawodowe jest średnie.

Dla kobiety w ciąży

L_EX8h > 65 dB i L_EX8h > 62 dB

L_Amax < 115 dB i L_Amax < 109 dB

L_Cmax < 135 dB i L_Cmax < 129 dB ryzyko zawodowe jest duże czyli na tym stanowisku nie wolno zatrudniać kobiet w ciąży.

Charakterystyka oktawowa.

Wykonanie pomiarów natężenia dźwięku z zastosowaniem filtra oktawowego (od 63 Hz do
8 kHz), pozwoliło na sporządzenie wykresu widma hałasu oraz widma tłumienia dla płyty pilśniowej miękkiej (grubości 10 mm) i płyty ze sklejki drewnianej (grubości 6 mm). Stosowne wykresy i tabela w załączeniu.

Analizując sporządzone wykresy można jednoznacznie stwierdzić, że sklejka (pomimo iż cieńsza) jest lepszym materiałem izolacyjnym dla fal dźwiękowych. Właściwości te wynikają
z warstwowej budowy struktury sklejki oraz faktu, że fala przechodząc z jednego ośrodka do drugiego traci na energii.

Dobór środków ochrony pracownika przed hałasem.

Na badanym stanowisku poziom ekspozycji na hałas w odniesieniu do 8 godzinnego dnia pracy wyniósł 79,22 dB czyli jest niższy od dopuszczalnego (85 dB) w związku z tym nie jest konieczne stosowanie w tych warunkach środków ochrony przed hałasem (dopuszczalne wartości L_Amax i L_Cmax również nie zostały przekroczone).

Wnioski.

Hałas jest jednym z groźniejszych czynników szkodliwych dla zdrowia człowieka. Jego szkodliwe działanie może doprowadzić nawet do utraty słuchu. Stopień szkodliwości zależy od natężenia hałasu i czasu jego oddziaływania na człowieka.

Obowiązek monitorowania poziomu hałasu na stanowiskach pracy oraz zabezpieczenia pracownikom niezbędnych środków ochrony przed hałasem spoczywa na pracodawcy.

Coraz częściej spotyka się stosowanie aktywnych ochron (ochronników) przed hałasem. Wykorzystuje się w ich działaniu zjawisko interferencji fal dźwiękowych. Rozwiązania te są lepsze ponieważ w mniejszym stopniu izolują pracownika od otoczenia (np. jest lepszy odbiór sygnałów alarmowych) natomiast ciągle są rozwiązaniami znacznie droższymi od konwencjonalnych.

---