Ocena hałasu akustycznego na stanowiskach pracy w technicznych środkach transportu.

1. 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, cieczy lub ośrodka stałego). Drgania te mogą być rozpatrywane jako oscylacyjny ruch cząstek ośrodka względem położenia równowagi, wywołujący zmianę ciśnienia ośrodka w stosunku do wartości ciśnienia statycznego (atmosferycznego).

Wszystkie wielkości charakteryzujące ekspozycję (narażenie) na hałas w środowisku pracy, tj.: maksymalny poziom dźwięku A, szczytowy poziom dźwięku C, równoważny poziom dźwięku A, poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy, są wielkościami pochodnymi poziomu ciśnienia akustycznego.

Poziom mocy akustycznej jest podstawową wielkością charakteryzującą emisję hałasu z jego źródła. Stąd też, jest stosowany do oceny hałasu maszyn. Wyznacza się go na podstawie pomiarów ciśnienia akustycznego lub natężenia dźwięku. 

W uproszczeniu można powiedzieć, że hałas stanowi zbiór dźwięków o różnych częstotliwościach i różnych wartościach ciśnienia akustycznego. Rozkład dźwięków złożonych na sumę dźwięków prostych (tonów) nazywamy wyznaczaniem widma lub analizą widmową (częstotliwościową) hałasu. 

Ze względu na zakres częstotliwości rozróżnia się: 

- hałas infradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 1 do 20 Hz i o niskich częstotliwościach słyszalnych 

- hałas słyszalny, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach słyszalnych od 20 do 20 kHz 

- hałas ultradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych od 10 do 40 kHz 

Hałas oddziałuje ujemnie na organ słuchu człowieka i ośrodkowy układ nerwowy. Może nawet spowodować ostry lub przewlekły uraz akustyczny, któremu towarzyszy szereg reakcji obronnych o charakterze odruchowym.

Z punktu widzenia szkodliwości dla zdrowia hałasy można podzielić na następujące grupy:

• Hałasy o poziomie poniżej 35 dB są dla zdrowia nieszkodliwe, ale mogą być denerwujące.

• Hałasy o poziomie 35-70 dB wywierają ujemny wpływ na organizm człowieka, poprzez oddziaływanie na jego układ nerwowy. Pociąga to za sobą zmęczenie i spadek wydajności pracy. Ponadto ten zakres hałasu obniża zrozumiałość mowy i poważnie utrudnia wypoczynek i sen.

• Hałas o poziomie 70-85 dB trwający stale w miejscu pracy powoduje trwałe osłabienie słuchu.

• Hałas o poziomie 85-120 dB powoduje liczne uszkodzenia słuchu oraz różne schorzenia organizmu ludzkiego, takie jak zaburzenia układu krążenia, układu nerwowego, równowagi oraz uniemożliwiają zrozumienie mowy nawet z odległości 0,5m.

• Hałasy o poziomie powyżej 150 dB już po pięciu minutach całkowicie paraliżują działanie organizmu, powodują mdłości, zaburzenia równowagi, uniemożliwiają wykonywanie skoordynowanych ruchów kończyn, zmieniają proporcje zawartości różnych składników.

Długotrwałe przebywanie w hałasie o dużym poziomie powoduje powstanie trwałego upośledzenia (ubytku) słuchu. Trwałą wartość podwyższenia progu słyszalności nazywa się trwałym ubytkiem słuchu, a krzywą przedstawiającą takie ubytki - autodiagramem.

2. Pomiar i ocena hałasu akustycznego ważonego częstotliwościowo filtrem korekcyjnym A.

Aby ocenić wpływ hałasu akustycznego na organizm człowieka stosuje się sonometr, czyli miernik poziomu dźwięku służący do obiektywnego pomiaru poziomu głośności dźwięku na podstawie pomiaru poziomu ciśnienia akustycznego w zakresie częstotliwości od 20Hz do 20kHz. Sonometr wyposażony jest również w filtr korekcyjny, który waży częstotliwościowo sygnał mikrofonu filtrem o charakterystyce A.

Dopuszczalny czas pracy w czasie zmiany 8h obliczamy ze wzoru:

Wyniki pomiarów umieszczone są w tabeli poniżej.

Charakterystyka dynamiczna sonometru Slow lub Fast	Równoważny poziom dźwięku LA			LA Średnie	LA Dopuszczalne	Dopuszczalny czas pracy tdop
Jednostka	dBA			dBA	dBA	Min/8h
SLOW	97,8	96,0	105,7	99,83	85	15,8
FAST	90,8	95,9	98,7	93,13	85	46,6
IMPLUS	101,2	99,3	105,7	102,07	85	9,4
IMPULS-hold	105,5	109,9	108,7	108,03	85	2,4
IMPULS-peak	113,0	118,2	116,3	115,83	85	0,4

Wykres porównawczy dla wartości pomierzonych i dopuszczalnych poziomu ciśnienia akustycznego:

3. Pomiar i ocena widma hałasu.

Widmo hałasu pozwala uzyskać dokładne informacje o częstotliwościach i amplitudach badanego hałasu. Wyznacza się je dla oktawowych pasm częstotliwości. Do pomiarów stosuje się sonometr, który współpracuje z mikrofonem mierzącym poziom hałasu akustycznego w zakresie od 20Hz do 20kHz.

Wartości hałasu dla oktawowych pasm częstotliwości określa się z zależnowści:

Lf_dop wyznaczamy przyjmując wartości dopuszczalne wg wskaźnika N:

N = L_A - 5 dB

Dopuszczalny czas pracy w czasie zmiany 8h:

Częstotliwość [Hz]			31,5	63	125	250	500	1kHz	2kHz	4kHz	8kHz	16kHz
Pomiary	Nr pomiaru	1	60,5	77,2	93,2	91,9	89,9	79,9	58,7	52,3	52,7	38,9
				2	66,5	81,1	97,6	97,3	94,2	83,7	62,6	55,5	56,0	41,6
				3	66,8	78,2	98,0	95,7	94,9	84,0	61,1	71,2	68,4	58,4
		Średnia		64,43	78,83	96,27	94,97	93,00	82,53	60,80	59,67	59,03	46,30
			110	99	92	86	83	80	78	76	74	72
-			45,57	19,17	-4,27	-8,97	-10,0	-2,53	17,20	16,33	14,97	25,70
			0,01	5,81	1283,04	3786,53	4800,00	859,49	9,15	11,17	15,28	1,29

Wykres porównawczy dla wartości pomierzonych i dopuszczalnych poziomu ciśnienia akustycznego dla pasm oktawowych:

4. Ocena narażenia na hałas na zadanym stanowisku pracy w transporcie.

Ćwiczenie laboratoryjne nr. 1 z przedmiotu Ergonomia i Bezpieczeństwo Pracy polegało na zbadaniu poziomu i ocenę hałasu akustycznego, na podstawie zadanego środka transportu. Wybór padł na samochód wyścigowy.

Po dokładnym przeanalizowaniu danych oraz wyników możemy stwierdzić, że wszystkie średnie parametry hałasu przekroczyły dopuszczalne normy. Biorąc jednak pod uwagę fakt, iż doświadczenie nie było wykonywane z użyciem prawdziwego samochodu, może wystąpić pewna granica błędu, np. zbyt bliskie lub zbyt dalekie ułożenie mikrofonu w stosunku głośnika, z którego wydobywał się dźwięk pędzącego samochodu, może powodować niedokładność pomiaru.

Ostatecznie, po przedyskutowaniu problemu w grupie, uznaliśmy, że narażenie człowieka na hałas w samochodzie wyścigowym jest za duże, by mógł poruszać się nim na codzień.

Ocena drgań na stanowiskach pracy w technicznych środkach transportu.

1. Drgania mechaniczne (wibracje)  to niskoczęstotliwościowe drgania akustyczne rozprzestrzeniające się w ośrodkach stałych i przekazywane do organizmu pracownika przez określoną część jego ciała będącą w bezpośrednim kontakcie z drgającym ośrodkiem ( źródłem drgań).

Drgania mechaniczne w wielu przypadkach są czynnikiem roboczym, celowo wprowadzanym przez konstruktorów do maszyn czy urządzeń jako niezbędny element do realizacji zadanych procesów technologicznych np. w maszynach i urządzeniach do wibro-rozdrabniania, wibro-separacji, wibracyjnego zagęszczania materiałów, oczyszczania i mielenia wibracyjnego, a także do kruszenia materiałów, wiercenia, drążenia i szlifowania. Jednakże w procesie pracy, w sposób niezamierzony, są przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu pracowników i mogą wywierać ujemny wpływ na ich zdrowie, doprowadzając niejednokrotnie do trwałych zmian chorobowych. Zatem z punktu widzenia ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, drgania mechaniczne są szkodliwym czynnikiem fizycznym, który należy eliminować lub przynajmniej ograniczać.
Rodzaj niekorzystnych zmian w organizmie będących następstwem zawodowej ekspozycji na drgania oraz szybkość powstawania tych zmian zależą w istotnym stopniu od miejsca ich wnikania do organizmu.

Podział drgań mechanicznych ze względu na miejsce wnikania drgań do organizmu:

• Drgania o oddziaływaniu ogólnym( przenikające do organizmu człowieka przez jego nogi, miednicę, plecy lub boki ) - drgania ogólne;

Źródła:

- podłogi, podesty, pomosty w halach produkcyjnych i innych pomieszczeniach, na których zlokalizowane są miejsca pracy;

- platformy drgające;

- siedziska i podłogi środków transportu;

- siedziska i podłogi maszyn budowlanych;

• Drgania oddziałujące na człowieka poprzez kończyny górne - drgania miejscowe:

Źródła:

- ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym;

- ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym;

- dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami;

- źródła technologiczne.

2. Pomiar i ocena przyspieszeń drgań - korygowanych częstotliwościowo.

W metodzie tej porównujemy dla każdej badanej prędkości jazdy lub badanego stacjonarnego odcinka czasowego równoważną wartość skorygowaną przyśpieszenia drgań a_v z dopuszczalnymi wartościami skorygowanymi przyśpieszeń drgań dla granicy uciążliwości. W przypadku, gdy wyznaczona wartość a_v przekracza wartości dopuszczalne, należy obliczyć dopuszczalny czas oddziaływania drgań min, w ciągu całej zmiany roboczej.

Wyniki pomiarów:

Nr pomiaru	ax [m/s^2]	Zakres	ay [m/s^2]	Zakres	az [m/s^2]	Zakres
1	285	317	473	317	161	317
2	519	317	530	317	697	317
3	352	317	138	317	1660	317

Obliczenia:

Dla każdego kierunku wyliczamy a_śr ze wzoru:

Obliczamy chwilową wartość przyspieszenia ważonego częstotliwościowo:

Porównujemy wartości dopuszczalne granicy komfortu a₄₈₀ z pomierzonymi dla poszczególnych kierunków drgań.

Czasy dopuszczalne obliczamy ze wzoru:

Wyniki:

	ax[m/s^2]	ay[m/s^2]	az[m/s^2]
aśr	385,33	380,33	839,33
aw(v) [m/s^2]	397,70	417,80	1043,60
				adop [m/s^2]	0,13	0,13	0,17
				tvdw [min/8h]	0,000051	0,000046	0,000013

Wykresy porównawcze:

3. Metoda analizy widmowej.

W tej metodzie dla badanego stacjonarnego odcinka czasowego porównujemy widmo wartości skutecznych przyspieszenia drgań dla poszczególnych tercjowych pasm częstotliwości, z odpowiednimi wartościami dopuszczalnymi przyspieszenia drgań dla granic: komfortu, uciążliwości i szkodliwości oraz wyliczamy krotność przekroczenia tych granic. Jeżeli jego wartość jest nie większa niż 1 to badane stanowisko można uznać za zgodne z wymaganiami ergonomii, w przeciwnym wypadku obliczamy dopuszczalny czas pracy w warunkach badanego stacjonarnego odcinka czasowego w czasie jednej zmiany roboczej.

Wyniki pomiarów:

Częstotl. f0 [Hz]	Kierunek x			Kierunek y			Kierunek z
		POMIAR 1 [m/s^2]	POMIAR 2 [m/s^2]	POMIAR 3 [m/s^2]	POMIAR 1 [m/s^2]	POMIAR 2 [m/s^2]	POMIAR 3 [m/s^2]	POMIAR 1 [m/s^2]	POMIAR 2 [m/s^2]	POMIAR 3 [m/s^2]
0,8	52,8	8,06	25,3	4,03	1,05	59,9	3,87	1,54	6,80
1	54,4	5,08	15,3	3,56	1,29	50,5	5,85	1,44	8,39
1,25	89,2	2,39	4,86	1,19	1,57	44,1	8,08	1,53	5,59
1,6	50,3	1,79	2,35	1,91	1,91	29,4	4,85	1,94	3,99
2	48,0	1,93	1,61	1,37	2,43	27,4	3,79	1,79	4,38
2,5	40,6	2,35	243,00	1,72	2,17	22,0	5,30	1,52	6,49
3,15	38,8	1,94	93,9	1,17	1,68	21,0	4,15	1,89	4,70
4	34,5	2,67	72,4	0,93	2,51	14,9	4,23	2,00	4,99
5	33,3	2,50	4,63	0,64	2,52	12,5	3,53	2,37	4,73
6,3	33,3	2,22	4,88	0,95	2,28	9,1	5,77	2,26	4,91
8	27,4	2,00	4,22	0,95	2,15	5,77	3,23	2,23	4,12
10	20,2	2,49	5,01	0,56	2,45	4,96	3,85	2,25	5,13
12,5	20,5	2,47	4,61	0,61	2,58	9,08	4,21	2,62	4,78
16	18,5	2,98	4,06	0,56	3,04	13,5	3,80	2,90	4,01
20	15,3	3,25	4,14	0,56	3,40	16,2	4,04	3,18	4,20
25	12,9	2,95	4,09	0,84	3,04	14,4	3,91	2,86	3,97
31,5	11,6	2,86	4,66	0,72	2,89	7,34	3,33	2,83	4,54
40	10,1	3,07	4,60	0,62	3,12	8,55	3,75	2,95	4,19
50	8,57	2,80	4,21	0,63	2,84	10,9	3,27	2,85	3,90
63	7,68	2,70	3,87	0,53	2,76	5,23	2,92	2,67	3,60
80	7,49	2,69	4,72	0,43	2,64	5,35	2,82	2,55	4,01

Obliczenia:

Dla każdego kierunku i dla każdej częstotliwości wyliczamy a_v ze wzoru:

[m/s²]

Porównujemy je do a_f480 - wartości skutecznych przyspieszenia drgań dla granicy komfortu, dla poszczególnych kierunków drgań w pasmach tercjowych.

Granice uciążliwości wyliczamy ze wzoru:

KGK =

Jeżeli KGK przekracza 1, to obliczamy czas pracy w warunkach badanego stacjonarnego odcinka czasowego w czasie jednej zmiany roboczej ze wzoru:

t_vdop=
[min/8h]

Wyniki:

kierunek x
Częstotliwość f0 [Hz]	av(f) [m/s^2]	af,480 [m/s^2]	KGK	tdop [min/8h]
0,8	34,12	0,07	487,43	0,002
1	32,76	0,07	468,00	0,003
1,25	51,59	0,07	737,00	0,001
1,6	29,09	0,07	415,57	0,003
2	27,75	0,07	396,43	0,003
2,5	142,25	0,088	1616,48	0,0002
3,15	101,43	0,112	905,63	0,0006
4	46,33	0,142	326,27	0,005
5	19,46	0,177	109,94	0,040
6,3	19,47	0,224	86,92	0,064
8	16,05	0,284	56,51	0,15
10	12,10	0,354	34,18	0,41
12,5	12,21	0,44	27,75	0,62
16	11,07	0,569	19,46	1,27
20	9,34	0,708	13,19	2,77
25	7,99	0,884	9,04	5,88
31,5	7,40	1,122	6,59	11,03
40	6,65	1,422	4,68	21,95
50	5,74	1,769	3,24	45,59
63	5,20	2,243	2,32	89,31
80	12,05	2,884	4,18	27,49

kierunek y
Częstotliwość f0 [Hz]	av(f) [m/s^2]	af,480 [m/s^2]	KGK	tdop [min/8h]
0,8	34,67	0,07	495,29	0,002
1	29,24	0,07	417,71	0,003
1,25	25,49	0,07	364,14	0,004
1,6	17,05	0,07	243,57	0,008
2	15,90	0,07	227,14	0,009
2,5	12,80	0,088	145,45	0,023
3,15	12,18	0,112	108,75	0,041
4	8,74	0,142	61,55	0,13
5	7,37	0,177	41,64	0,28
6,3	5,44	0,224	24,29	0,81
8	3,60	0,284	12,68	2,99
10	3,21	0,354	9,07	5,84
12,5	5,46	0,44	12,41	3,12
16	7,99	0,569	14,04	2,43
20	9,56	0,708	13,50	2,63
25	8,51	0,884	9,63	5,18
31,5	4,57	1,122	4,07	28,93
40	5,27	1,422	3,71	34,95
50	6,51	1,769	3,68	35,44
63	3,43	2,243	1,53	205,26
80	3,45	2,884	1,19	335,42

kierunek z
Częstotliwość f0 [Hz]	av(f) [m/s^2]	af,480 [m/s^2]	KGK	tdop [min/8h]
0,8	7,96	0,224	1,78	0,03
1	10,32	0,199	2,05	0,02
1,25	5,74	0,177	1,02	0,03
1,6	3,80	0,158	0,60	0,04
2	3,50	0,142	0,50	0,04
2,5	4,91	0,126	0,62	0,03
3,15	3,77	0,112	0,42	0,03
4	3,94	0,095	0,38	0,02
5	3,67	0,099	0,36	0,03
6,3	4,56	0,099	0,45	0,02
8	3,28	0,099	0,33	0,03
10	3,82	0,126	0,48	0,03
12,5	4,01	0,158	0,63	0,04
16	3,6	0,199	0,72	0,06
20	3,83	0,253	0,97	0,07
25	3,63	0,316	1,15	0,09
31,5	3,63	0,395	1,44	0,11
40	3,66	0,505	1,84	0,14
50	3,36	0,632	2,13	0,19
63	3,09	0,79	2,44	0,26
80	3,65	0,995	3,64	0,27

Ocena oświetlenia na stanowiskach pracy w technicznych środkach transportu.

1. Podstawowe paramerty użytkowe światła i oświetlenia.

Natężenie oświetlenia E - jest to stosunek strumienia świetlnego do powierzchni

pola, na które pada światło. Wyraża się je w luksach [lx].

E = F [lm] / A [m²] [ lx ]

Jest to gęstość powierzchniowa padającego strumienia świetlnego.

Lux - to jednostka natężenia oświetlenia - jest to natężenie oświetlenia, wywołane przez strumień świetlny 1lm (lumen), równomiernie padający na powierzchnię 1m² .

lx = 1 lm / 1 m²

Natężenie oświetlenia zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości od źródła światła.

E = I [cd] / r² [m²] [ lx ]

gdzie: I - natężenie światła (światłość), w [cd];

r - odległość źródła światła [m].

Natężenie źródła światła (światłość) - I - określa ilość światła u jego źródła i wyraża się w kandelach [ cd ].

Kandela - jednostka światłości (natężenia światła) - to natężenie światła wysyłanego w kierunku prostopadłym, przez powierzchnię ciała doskonale czarnego, promieniującego w temperaturze krzepnięcia platyny tzn. 2042^oK = 1769^oC, pod ciśnieniem 101 325 Pa (dawniej 1 atmosfery).

I = E [lx] * r² [m²] [ cd ]

gdzie:

E - zmierzone natężenie oświetlenia, w [ lx ]

r - odległość źródła światła od badanego stanowiska [m].

Równomierność oświetlenia - to stosunek natężenia oświetlenia najmniejszego (minimalnego) do natężenia średniego na tej powierzchni. Wyznaczana jest z zależności:

RW = Emin / Eśr [ - ]

gdzie:

Emin - natężenie oświetlenia minimalne zmierzone na badanej powierzchni, [ lux ];

Eśr - natężenie oświetlenia średnie zmierzone na badanej powierzchni, [ lux ].

Dopuszczalne wartości równomierności oświetlenia na stanowisku pracy.

Równomierność oświetlenia na płaszczyźnie roboczej powinna wynosić co najmniej:

- przy pracy ciągłej RW ≥ 0,65;

- przy pracy krótkotrwałej oraz w strefach komunikacyjnych - co najmniej RW ≥ 0,4.

2. Zestawienie wyników pomierzonego natęrzenia światła.

	Stopień oświetlenia	Nr. pomiaru	E [lx]	Eśr [lx]	Emin [lx]	Edop [lx]	r [m]	I [cd]	RW policzone	RWdop
Punkt pomiarowy nr.1	Pełne	1	556	574,6	556	750	2,4	3309,7	0,97	≥ 0,65
											2	579
											3	588,7
			2/3								1	423,8	425,3	423,8	750	2,4	2449,7	0,99	≥ 0,65
											2	425,6
											3	426,4
			1/3								1	133,4	136,3	133,4	750	2,4	785,1	0,98
											2	139
											3	136,6
		Punkt pomiarowy nr.2	Pełne								1	611,3	612,4	611,3	750	1,49	1359,6	0,99	≥ 0,65
											2	611,6
											3	614,2
			2/3								1	157,1	159,1	157,1	750	1,49	353,2	0,99
											2	159,5
											3	160,5
			1/3								1	460,6	460,3	459,7	750	1,49	1021,9	0,99	≥ 0,65
											2	459,7
											3	460,7

3. Obliczenia natężenia źródła światła dla badanego miejsca pracy (sali laboratoryjnej):

I = E_śr × r²

PUNKT POMIAROWY NR 1.

stopień oświetlenia:

• pełne

E_śr = (556,0 + 579,0 + 588,7) / 3 = 574,6

I = 574,6 × (2,4)² = 3309,7

• 2/3

I = 425,3 × (2,4)² = 2449,7

• 1/3

I = 136,3 × (2,4)² = 785,1

PUNKT POMIAROWY NR 2.

stopień oświetlenia:

• pełne

E_śr = (611,3 + 611,6 + 614,2) / 3 = 612,4

I = 612,4 × (1,49)² = 1359,6

• 2/3

I = 159,1 × (1,49)² = 353,2

• 1/3

I = 460,3 × (1,49)² = 1021,9

4. Wyznaczenie równomierności oświetlenia:

RW = E_min / E_śr

PUNKT POMIAROWY NR 1.

stopień oświetlenia:

• pełne

RW = 556 / 574,6 = 0,97

• 2/3

RW = 423,8 / 425,3 = 0,99

• 1/3

RW = 133,4 / 136,3 = 0,98

PUNKT POMIAROWY NR 2.

stopień oświetlenia:

• pełne

RW = 611,3 / 612,4 = 0,99

• 2/3

RW = 157,1 / 159,1 = 0,99

• 1/3

RW = 459,7 / 460,3 = 0,99

5. Ergonomiczna ocena oświetlenia badanych miejsc. Wnioski.

W badanych pomieszczeniach równomierność oświetlenia jest bliska 1, co spełnia założenie, iż równomierność dopuszczalna ma być ≥ 0,65. Na podstawie tych wartości możemy stwierdzić, że równomierność natężenia oświetlenia jest bardzo dobra.

Zatem nie ma potrzeby podawania zaleceń naprawczych - sala laboratoryjna jest oświetlona prawidłowo.

---