.
6-3. Hałas. Hałas infradźwiękowy i hałas ultradźwiękowy |
Danuta Augustyńska |
6-3.1. Hałas |
6-3.1.1. Wprowadzenie |
Hałas - każdy niepożądany dźwięk który może być uciążliwy lub szkodliwy dla zdrowia lub zwiększyć ryzyko wypadku przy pracy.
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).
Ta zmiana ciśnienia (czyli zaburzenie równowagi ośrodka) przenosi się w postaci następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząstek ośrodka w przestrzeń otaczającą źródło drgań, tworząc falę akustyczną.
Różnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku przy przejściu fali akustycznej a wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego) jest zwana ciśnieniem akustycznym p, wyrażanym w Pa ( 6-3. slajd 2).
Podobnie jak w przypadku ciśnienia akustycznego, ze względu na szeroki przedział zmienności wartości mocy akustycznej i natężenia dźwięku, stosuje się skalę logarytmiczną oraz pojęcia: poziom mocy akustycznej i poziom natężenia dźwięku, wyrażane w dB (patrz 6-3.4. Załącznik).
Poziom mocy akustycznej jest podstawową wielkością charakteryzującą emisję hałasu 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 (6-3. slajd 7, 6-3. slajd 8):
Ze względu na charakter oddziaływania hałasu na organizm człowieka, wyróżnia się hałas uciążliwy nie wywołujący trwałych skutków w organizmie oraz hałas szkodliwy wywołujący trwałe skutki lub powodujący określone ryzyko ich wystąpienia.
Istnieją również inne podziały hałasu, np. podział uwzględniający przyczynę jego powstania i klasyfikację jego źródeł. Wyróżnia się, np.: hałas aerodynamiczny, powstający w wyniku przepływu powietrza lub innego gazu oraz hałas mechaniczny, powstający wskutek tarcia i zderzeń ciał stałych, w tym głównie części maszyn. Stosowany jest także podział ze względu na środowisko, w którym hałas występuje. Hałas w przemyśle, zwany jest hałasem przemysłowym, hałas w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach użyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych - hałasem komunalnym, a w środkach komunikacji - hałasem komunikacyjnym.
6-3.1.2. Wpływ hałasu na organizm człowieka i jego skutki |
Ujemne oddziaływanie hałasu na organizm człowieka w warunkach narażenia zawodowego można podzielić na dwa rodzaje (6-3. slajd 9):
Wpływ hałasu na narząd słuchu Szkodliwy wpływ hałasu na narząd słuchu powodują następujące jego cechy i okoliczności narażenia:
Tabela 1. Ryzyko utraty słuchu w zależności od równoważnego poziomu dźwięku A i czasu narażenia (ISO 1999: 1975).
Równoważny poziom dźwięku A, dB |
Ryzyko utraty słuchu, %
|
|||||||
czas narażenia, lata
|
||||||||
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
|
< 80 85 90 95 100 105 110 115 |
0 1 4 7 12 18 26 36 |
0 3 10 17 29 42 55 71 |
0 5 14 24 37 53 71 83 |
0 6 16 28 42 58 78 87 |
0 7 16 29 43 60 78 84 |
0 8 18 31 44 62 77 81 |
0 9 20 32 44 61 72 75 |
0 10 21 29 41 54 62 64 |
Ilustracją problemu zróżnicowanej osobniczej podatności na hałas jest tabela 1, z której wynika, że przy równoważnym poziomie dźwięku A równym 90 dB w ciągu 40 lat pracy w tym środowisku ryzyko utraty słuchu wynosi 21%, co oznacza, że 21% narażonych może doznać uszkodzeń słuchu. Zmniejszenie poziomu do 85 dB zmniejsza grupę poszkodowanych do 10% całej populacji. W grupie tej znajdują się głównie osoby o szczególnej podatności na szkodliwy wpływ hałasu.Skutki wpływu hałasu na organ słuchu dzieli się na:
Podwyższenie progu
słyszenia może być odwracalne (tzw. czasowe przesunięcie progu) lub
trwałe (trwały ubytek słuchu). Badania audiometryczne
ujawniają rozwój trwałego ubytku słuchu. Obustronny ubytek słuchu 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, stanowi kryterium rozpoznania
i orzeczenia zawodowego uszkodzenia słuchu jako choroby zawodowej.Zawodowe uszkodzenie
słuchu (głuchota zawodowa) - trwałe, nie dające się rehabilitować inwalidztwo
- znajduje się od lat na czołowym miejscu na liście chorób zawodowych.
Wnosi ono do krajowej statystyki chorób zawodowych ok. 3000 nowych przypadków
rocznie, co stanowi ok. 1/3 wszystkich rejestrowanych przypadków.
Pozasłuchowe
skutki działania hałasu Pozasłuchowe skutki
działania hałasu nie są jeszcze w pełni rozpoznane (6-3. slajd 11).
Zrozumiałość mowy określa się wielkością wskaźnik transmisji mowy STI. dla wartości tego wskaźnika z zakresu 0-0,3 zrozumiałość mowy określa się jako „złą”, z zakresu 0,3-0,45 jako „niską”, dla 0,45-0,6 jako „dobrą” dla 0,75-1 jako „doskonałą”
Kryterium zrozumiałości mowy stanowi jedno z ważniejszych kryteriów oceny hałasu w środowisku.
6-3.1.3. Pomiar i ocena wielkości charakteryzujących hałas w środowisku |
Ze względu na cel (określenie emisji hałasu maszyn lub ocena narażenia ludzi) metody pomiarów hałasu dzieli się na:
Metody pomiarów hałasu maszyn
Metody takie stosuje się w celu określania wielkości charakteryzujących emisję hałasu maszyn, rozpatrywanych jako oddzielne źródła hałasu w ustalonych warunkach doświadczalnych i eksploatacyjnych. Zgodnie z przepisami europejskimi i krajowymi wielkościami tymi są: poziom mocy akustycznej i/lub poziom ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy maszyny lub w innych określonych miejscach (patrz 6-3.4 Załącznik).
Metody wyznaczania poziomu mocy akustycznej na podstawie pomiarów poziomów ciśnienia akustycznego lub natężenia dźwięku, określają odpowiednie polskie normy (polskie wersje norm europejskich) serii PN-EN ISO 3740, PN-EN ISO 9295 i PN-EN ISO 9614 (w więkoszości przypadków), natomiast metody wyznaczania poziomu ciśnienia akustycznego emisji określają normy serii PN-EN ISO 11200 (w większości przypadków PN-EN ISO 11201.
Metody te różnią
się przede wszystkim klasą dokładności, możliwą do uzyskania w różnych
dostępnych środowiskach badawczych (specjalnie skonstruowane komory
pogłosowe i bezechowe lub zwykłe pomieszczenia eksploatacyjne). Mogą
być stosowane do akustycznych badań maszyn w ramach procesu zgodności
z dyrektywami UE, do wyznaczania i deklarowania emisji hałasu przez
konstruktora /producenta oraz do sprawdzania przez użytkownika maszyn
danych o emisji hałasu maszyn. Ponieważ metody pomiarów źródeł hałasu
interesują ograniczoną liczbę użytkowników, nie będą one tu omawiane
szerzej.
Metody pomiarów i oceny hałasu w miejscach przebywania ludzi
Metody te stosuje się w celu ustalenia wielkości narażenia ludzi na działanie hałasu na stanowiskach pracy i w określonych miejscach przebywania ludzi. Wyniki pomiarów hałasu służą przede wszystkim do porównania istniejących warunków akustycznych z warunkami dopuszczalnymi określonymi przez normy i przepisy higieniczne, a także do oceny i wyboru planowanych lub realizowanych przedsięwzięć ograniczających hałas.
Metody pomiarów wielkości charakteryzujących hałas w środowisku pracy są określone w polskich normach: PN ISO 9612, PN-N-01307 oraz PN ISO 1999.
Do pomiaru wielkości wszystkich rodzajów hałasu (ustalonego, nieustalonego i impulsowego) powinny być stosowane dozymetry hałasu lub całkujące mierniki poziomu dźwięku klasy dokładności 1 lub 2 i kalibratory klasy dokładności 1 (spełniające wymagania PN-EN IEC 61252 i PN-EN 61672-1 i PN-EN 60942).
Tryb i częstotliwość wykonywania pomiarów, sposób rejestrowania i przechowywania wyników oraz sposób ich udostępnienia pracownikom określa rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej.
Ocena narażenia
zawodowego na hałas polega przede wszystkim na porównaniu zmierzonych
lub wyznaczonych wartości hałasu z wartościami dopuszczalnymi (poziomu
ekspozycji na hałas, maksymalnego poziomu dźwięku A i szczytowego poziomu
dźwięku C), obowiązującymi jednocześnie. Wystarczy przekroczenie jednej
z tych wartości, aby uznać przekroczenie wartości dopuszczalnej.
Wartości dopuszczalne hałasu w środowisku pracy
Wartości te są określone w Obwieszczeniu Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dn. 12 czerwca 2018 r. (Dz.U. 2018 poz. 1286 z 3 lipca 2018 ze zmianami ostatnia Dz.U. 2021 poz. 325) zawierającego jednolity tekst rozporządzenia w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy oraz w PN-N-01307.
Wartości hałasu dopuszczalne ze względu na ochronę słuchu, obowiązują jednocześnie i wynoszą wartośći NDN (6-3. slajd 12):
Podane wyżej wartości normatywne obowiązują, jeżeli inne szczegółowe przepisy nie określają wartości niższych (np. na stanowisku pracy młodocianego - LEX,8h = 80 dB, na stanowisku pracy kobiety w ciąży - LEX,8h = 65 dB).
Wartości hałasu dopuszczalne ze względu na możliwość realizacji przez pracownika jego podstawowych zadań (a więc uwzględniające pozasłuchowe skutki działania hałasu - kryterium uciążliwości), zgodnie z normą PN-N-01307 nie powinny być większe niż podane w tabeli 2.
Tabela 2. Równoważny poziom dźwięku LAeq, Te czasie pobytu pracownika na stanowisku pracy (zgodnie z PN-N-01307:1994).
Lp. |
Stanowisko pracy |
Równoważny poziom dźwięku LAeq, Te, dB |
1 |
W kabinach bezpośredniego sterowania bez łączności telefonicznej, w laboratoriach ze źródłami hałasu, w pomieszczeniach z maszynami i urządzeniami liczącymi, maszynami do pisania, dalekopisami i w innych pomieszczeniach o podobnym przeznaczeniu |
75 |
2 |
W kabinach dyspozytorskich, obserwacyjnych i zdalnego sterowania z łącznością telefoniczną używaną w procesie sterowania, w pomieszczeniach do wykonywania prac precyzyjnych i w innych pomieszczeniach o podobnym przeznaczeniu |
65 |
3 |
W pomieszczeniach: administracyjnych, biur projektowych, do prac teoretycznych, opracowywania danych i innych, o podobnym przeznaczeniu |
55 |
Uwaga: Wartości
w tabeli 2 nie należy odnosić do 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy. Dotyczą
dowolnego czasu Te, w jakim pracownik przebywa na danym stanowisku
pracy.
Wartości progu działania, czyli wartości obligujące do podjęcia
określonych działań wynikających z postanowień dyrektywy 2003/10/WE
i przepisów krajowych
Wartości te wynoszą:
- poziom ekspozycji na hałas, LEx,8h lub LEx,w=80dB
- szczytowy poziom dźwięku C, LCpeak=135dB
Do działań, które należy podejmować, zalicza się przede wszystkim: informowanie pracowników o zagrożeniach hałasem i sposobach ich eliminowania lub ograniczania oraz dostarczenie pracownikom środków ochrony indywidualnej słuchu.
Stan narażenia
i źródła hałasu w środowisku pracy
Według danych GUS ponad 30% pracowników zatrudnionych w warunkach narażenia na szkodliwe i uciążliwe czynniki środowiska pracy, pracuje w hałasie ponadnormatywnym (o poziomie ekspozycji powyżej 85 dB).
Najbardziej narażeni są pracownicy zatrudnieni w zakładach zajmujących się następującymi rodzajami działalności (określonymi według Europejskiej Klasyfikacji Działalności); działalnością produkcyjną (zwłaszcza produkcją tkanin, metali i drewna), górnictwem i kopalnictwem, budownictwem oraz transportem.
Przyjmując, że głównymi źródłami hałasu, które występują na stanowiskach pracy są maszyny, urządzenia lub procesy technologiczne, można wyróżnić następujące podstawowe grupy źródeł hałasu:
.
6-3.1.4. Metody i środki ochrony przed hałasem |
Zgodnie z przepisami europejskimi i krajowymi, pracodawca jest obowiązany zapewnić ochronę pracowników przed zagrożeniami związanymi z narażeniem na hałas, a w szczególności (rozporządzenie ministra właściwego do spraw pracy) w sprawie ogólnych przepisów bhp oraz rozporządzenie ministra gospodarki i pracy z dnia 5 sierpnia 2005r w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z narażeniem na hałas lub drgania mechaniczne, zapewnić stosowanie:
Na stanowiskach pracy, na których mimo zastosowania możliwych rozwiązań technicznych i organizacyjnych poziom hałasu przekracza dopuszczalne poziomy, pracodawca ma obowiązek zapewnić:
Pracownikom zatrudnionym na wymienionych stanowiskach należy zapewnić informacje na temat:
Gdy na stanowiskach pracy poziom hałasu przekracza dopuszczalne Gdy na stanowiskach pracy poziom hałasu przekracza dopuszczalne normy pracownicy podlegają okresowym badaniom lekarskim. Tryb i zakres oraz częstotliwość badań określa rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej w sprawie przeprowadzania badań lekarskich pracowników, zakresu profilaktycznej opieki zdrowotnej nad pracownikami oraz orzeczeń lekarskich wydawanych do celów przewidzianych w Kodeksie pracy [35]. W przypadku narażenia na hałas (w zakresie słyszalnym) o poziomie LEX,8h ? 80 dB przez pierwsze 3 lata badania wykonuje się co rok, a następnie co 3 lata. Zakres obejmuje: badanie lekarskie, badanie otoskopowe i akumetryczne; audiometria tonalna (badanie przewodnictwa powietrznego dla częstotliwości 0,5–8 kHz). W przypadku narażenia na hałas ultradźwiękowy badania wykonuje się co 3 lata. Zakres badań: badanie lekarskie, badanie otoskopowe, audiometria tonalna (badanie przewodnictwa powietrznego dla częstotliwości 0,5–8 kHz).
Techniczne środki
ograniczania hałasu
Zmiana hałaśliwego procesu technologicznego na mniej hałaśliwy
Najgłośniejsze procesy
produkcyjne można 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 (6-3. slajd 15) jest jednym z najbardziej nowoczesnych, przyszłościowych, a zarazem
najbardziej skutecznych sposobów eliminacji zagrożenia hałasem, wibracją
i innymi czynnikami szkodliwymi i uciążliwymi (np. zapyleniem, wysoką temperaturą,
urazami). Większość stosowanych w przemyśle kabin zapewnia redukcję
hałasu rzędu 20÷30 dB [5, 40].
Konstruowanie
i stosowanie cichobieżnych maszyn, urządzeń i narzędzi
Zmiany procesów technologicznych oraz wprowadzenie mechanizacji i automatyzacji wymagają dłuższych okresów realizacji i nie dają się stosować przy produkcji małoseryjnej lub nietypowej. Bardzo skuteczne wyciszanie źródeł hałasu można osiągnąć przez zmniejszenie hałaśliwości urządzeń i narzędzi.
Wyciszenie źródeł hałasu w maszynie (ograniczenie emisji dźwięku), [3, 8, 11, 13] można osiągnąć przez (6-3. slajd 17):
Przy projektowaniu budynków zakładów przemysłowych należy kierować się następującymi zasadami [11, 14 , 26]:
Hałas w danym pomieszczeniu
może być potęgowany przez niewłaściwe zagospodarowanie pomieszczeń,
w tym zbyt gęste rozmieszczenie maszyn. Najmniejsza zalecana odległość
między maszynami powinna wynosić 2 ÷ 3 m.
Tłumiki akustyczne
Zmniejszenie hałasu w przewodach, w których odbywa się przepływ powietrza lub gazu (instalacje wentylacyjne, układy wlotowe i wylotowe maszyn przepływowych, np. sprężarek, dmuchaw, turbin, silników spalinowych), można uzyskać przez zastosowanie tłumików akustycznych. Nowoczesne konstrukcje tłumików akustycznych nie powodują strat mocy maszyny. Polegają one na stworzeniu dużego oporu przepływom nieustalonym, powodującym dużą hałaśliwość, przy równoczesnym przepuszczaniu bez dławienia strumieni ustalonych, dzięki którym odbywa się transport powietrza lub gazu. Do znanych tłumików tego typu należą tłumiki refleksyjne - czyli akustyczne filtry falowe oraz tłumiki absorpcyjne zawierające materiał dźwiękochłonny ( 6-3. slajd 18), [3, 11 , 14].
Tłumiki refleksyjne działają na zasadzie odbicia i interferencji fal akustycznych i odznaczają się dobrymi właściwościami tłumiącymi w zakresie małych i średnich częstotliwości. Stosowane są tam, gdzie występują duże prędkości przepływu i wysokie temperatury, a więc w silnikach spalinowych, dmuchawach, sprężarkach, niekiedy w wentylatorach.
Tłumiki absorpcyjne przeciwdziałają przenoszeniu energii akustycznej wzdłuż przewodu, przez pochłanianie znacznej jej części głównie przez materiał dźwiękochłonny. Tłumią przede wszystkim średnie i wysokie częstotliwości i znajdują szerokie zastosowanie w przewodach wentylacyjnych. W praktyce zachodzi często potrzeba stosowania tych dwóch typów tłumików łącznie, gdyż wiele przemysłowych źródeł hałasu emituje energię w szerokim pasmie częstotliwości obejmującym zakres hałasu infradźwiękowego i słyszalnego.
Odrębną grupę tłumików,
w stosunku do tłumików refleksyjnych i absorpcyjnych, zwanych często
tłumikami reaktywnymi, stanowią tzw. tłumiki aktywne (omówione dalej).
Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne
Wyciszenie źródła hałasu można emitowanego ze źródła do środowiska można osiągnąć przez obudowanie całości lub części hałaśliwej maszyny. Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne maszyn powinny możliwie najskuteczniej tłumić fale dźwiękowe emitowane przez źródło hałasu, przy czym nie powinny one stanowić przeszkody w normalnej pracy i obsłudze zamkniętych w niej maszyn.
Typowe, najczęściej stosowane obudowy mają ścianki dźwiękochłonno-izolacyjne wykonane z blachy stalowej wyłożonej od wewnątrz masami tłumiącymi lub materiałami dźwiękochłonnymi. Stosowane bywają również obudowy o ściankach wielowarstwowych.
Prawidłowo wykonane obudowy mogą zmniejszać poziom dźwięku A o 10 ÷ 25 dB. W przypadku obudowy częściowej, jej skuteczność jest znacznie mniejsza i wynosi ok. 5 dB.
Zastosowanie otworów
wentylacyjnych i innych otworów, koniecznych ze względów technologicznych,
zmniejsza skuteczność obudowy. Konieczne jest wtedy zastosowanie w otworze
wentylacyjnym odpowiedniego tłumika akustycznego, np. w postaci kanału
wyłożonego materiałem dźwiękochłonnym [38].
Ekrany dźwiękochłonno-izolacyjne
Ekrany dźwiękochłonno-izolacyjne stosuje się jako osłony danego stanowiska pracy, w celu tłumienia hałasu docierającego na to stanowisko od innych maszyn i emitowanego z danego stanowiska na zewnątrz. W celu uzyskania maksymalnej skuteczności, ekran należy umieszczać jak najbliżej źródła hałasu lub co jest mniej skuteczne w sąsiedztwie miejsca pracy.
Zasadniczymi elementami ekranu są: warstwa izolacyjna w środku (najczęściej blacha o odpowiedniej grubości) oraz zewnętrzne warstwy dźwiękochłonne (płyty z wełny mineralnej lub szklanej osłonięte blachą perforowaną).
Stosując ekran w pomieszczeniu zamkniętym, należy wkomponować go w cały układ akustyczny, aby współdziałał z innymi elementami wytłumiania energii fal odbitych (materiałami i ustrojami dźwiękochłonnymi). Skuteczność poprawnie zastosowanych ekranów dźwiękochłonno-izolacyjnych ocenia się na 5 ÷ 15 dB w odległości ok. 1,5 m za ekranem na osi prostopadłej do jego powierzchni ( 6-3. slajd 19, 6-3. slajd 20).
Materiały (wyroby) i ustroje dźwiękochłonne
Materiały i ustroje dźwiękochłonne stosowane na ścianach i stropie pomieszczenia zwiększają jego chłonność akustyczną, a w konsekwencji zwiększają chłonność akustyczną pomieszczenia (zmniejszają czas pogłosu) [14, 20, 21, 22, 26, 42]. W ten sposób uzyskuje się zmniejszenie poziomu dźwięku fal odbitych (tzw. hałas pogłosowy), co prowadzi do zmniejszenia wypadkowemu poziomu hałasu panującego w danym pomieszczeniu.
Najczęściej stosowanymi materiałami dźwiękochłonnymi są materiały porowate, do których zalicza się: materiały tekstylne, wełny i maty z wełny mineralnej i szklanej, płyty i wyprawy porowate ścian, płyty i maty porowate z tworzyw sztucznych, tworzywa natryskiwane pod ciśnieniem.
Wyboru materiału lub ustroju dźwiękochłonnego należy dokonać tak, aby maksymalne współczynniki pochłaniania dźwięku wypadały w takich zakresach częstotliwości, w których występują maksymalne składowe widma hałasu.
Jak wykazuje praktyka, dobre efekty wytłumienia (zmniejszenie poziomu hałasu o 3 ÷ 7 dB), (6-3. slajd 21) można uzyskać jedynie w pomieszczeniach, w których pierwotne pochłanianie jest niewielkie.
Na rynku dostępne są gotowe układy dźwiękochłonne, takie jak: sufity oraz ścianki działowe, panelowe i osłonowe.Ochronniki słuchu
Stosowanie ochronników słuchu jest koniecznym, uzupełniającym środkiem redukcji hałasu tam, gdzie narażenia na hałas nie można wyeliminować innymi środkami technicznymi (z priorytetem środków redukcji hałasu u źródła).
Ochronniki słuchu stosuje się również wówczas, kiedy dany hałas występuje rzadko lub też pracownik obsługujący hałaśliwe urządzenie musi jedynie okresowo wchodzić do pomieszczenia, w którym się ono znajduje.
Ochronniki słuchu spełniają swoje zadanie ochrony narządu słuchu przed nadmiernym hałasem, jeżeli równoważny poziom dźwięku A pod ochronnikiem nie będzie przekraczał 80 dB (zaleca się aby zawierał się w zakresie 75-80 dB).
Ze względu na konstrukcję, ochronniki słuchu dzieli się na: wkładki przeciwhałasowe (jednorazowego lub wielokrotnego użytku), nauszniki przeciwhałasowe (z nagłowną sprężyną dociskową lub nahełmowe), (6-3. slajd 22) oraz hełmy przeciwhałasowe. Co raz częściej stosuje się ochronniki słuchu z radiem, z łącznością i aktywnym tłumieniem.
Przy doborze ochronników
słuchu do konkretnych warunków akustycznych, trzeba ocenić czy rozpatrywany
ochronnik będzie w tym przypadku właściwie chronić narząd słuchu. Dobór
ochronników słuchu dla określonych stanowisk pracy, przeprowadza się
na podstawie pomiarów poziomów ciśnienia akustycznego w oktawowych pasmach
częstotliwości lub poziomu dźwięku A i poziomu dźwięku C (inna wielkość niż szczytowy poziom dźwięku C) oraz parametrów ochronnych
ochronników słuchu, mających certyfikat upoważniający do oznaczania
znakiem bezpieczeństwa B.
Poziomy
dźwięku maszyn (E-BOOK)
Aktywne metody ograniczania hałasu
Hałasem szczególnie trudnym do ograniczania jest hałas niskoczęstotliwościowy. Znane i od lat stosowane tradycyjne (pasywne) metody redukcji hałasu w zakresie częstotliwości poniżej 500 Hz, są mało skuteczne i bardzo kosztowne. W ostatnich latach coraz częściej stosuje się tzw. metody aktywne (czynne), które odgrywają coraz większą rolę wśród technicznych sposobów ograniczania hałasu. Cechą charakterystyczną tych metod jest redukcja hałasu przy zastosowaniu dodatkowych, zewnętrznych źródeł dźwięku.
Ogólna zasada aktywnej redukcji jest następująca:
W określonym punkcie przestrzeni, obserwujemy efekt aktywnej redukcji hałasu, na skutek wzajemnego oddziaływania obu fal akustycznych.
W idealnym przypadku pełna redukcja fali od źródła pierwotnego w punkcie obserwacji wystąpi wówczas, gdy fala od źródła wtórnego będzie stanowiła idealne odwrócenie fali kompensowanej.
Gdy fala od źródła wtórnego będzie stanowiła idealne odwrócenie fali kompensowanej.Stosowane
w praktyce układy aktywnej redukcji hałasu w postaci indywidualnych
rozwiązań, to aktywne tłumiki hałasu maszyn przepływowych i silników
spalinowych (osiągane tłumienie wynosi 15 ÷ 30 dB dla częstotliwości
do 600 Hz). Odrębną grupę zastosowań stanowią również aktywne ochronniki
słuchu. Układ aktywny umożliwia poprawę skuteczności tłumienia hałasu
przez ochronniki o 10 ÷ 15 dB w zakresie częstotliwości 50 do 300 Hz
[1].
6-3.2. Hałas infradźwiękowy |
6-3.2.1. Charakterystyka czynnika |
Hałasem infradźwiękowym przyjęto nazywać hałas, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 1 do 20Hz (6-3. slajd 23).
W literaturze (PN ISO 7196, PN-N-1338) używa także się pojęcia hałas niskoczęstotliwościowy, które obejmuje zakres częstotliwości od około 10 Hz do 250 Hz.Hałas infradźwiękowy, wbrew powszechnemu mniemaniu o jego niesłyszalności, jest odbierany w organizmie specyficzną drogą słuchową (głównie przez narząd słuchu). Słyszalność jego zależy od poziomu ciśnienia akustycznego. Stwierdzono jednak dużą zmienność osobniczą w zakresie percepcji słuchowej, szczególnie dla najniższych częstotliwości. Progi słyszenia infradźwięków (dźwięki w zakresie częstotliwości hałasu infradźwiękowego) są tym wyższe, im niższa jest ich częstotliwość i wynoszą na przykład: dla częstotliwości 6 ÷ 8 Hz około 100 dB, a dla częstotliwości 12 ÷ 16 Hz około 90 dB. Średnia wartość progu słyszenia skorygowana charakterystyką częstotliwościową G (PN ISO 7196) prowadzi do poziomu percepcji słuchowej rzędu 102 dB.
Poza specyficzną drogą słuchową infradźwięki są odbierane przez receptory czucia wibracji (6-3. slajd 23). Progi tej percepcji znajdują się o 20 ÷ 30 dB wyżej niż progi słyszenia.
Gdy poziom ciśnienia akustycznego przekracza wartość 140 dB, infradźwięki mogą powodować trwałe, szkodliwe zmiany w organizmie. Możliwe jest występowanie zjawiska rezonansu struktur i narządów wewnętrznych organizmu, subiektywnie odczuwane już od 100 dB jako nieprzyjemne uczucie wewnętrznego wibrowania. Jest to obok ucisku w uszach jeden z najbardziej typowych objawów stwierdzonych przez osoby narażone na infradźwięki. Jednak dominującym efektem wpływu infradźwięków na organizm w ekspozycji zawodowej, jest ich działanie uciążliwe, występujące już przy niewielkich przekroczeniach progu słyszenia. Działanie to charakteryzuje się subiektywnie określonymi stanami nadmiernego zmęczenia, dyskomfortu, senności, zaburzeniami równowagi, sprawności psychomotorycznej oraz zaburzeniami funkcji fizjologicznych.
Badania wykazują, że omówienie symptomy mają charakter przejściowy i ustępują po usunięciu źródła infradźwiękowego.
Głównym źródłem hałasu infradźwiękowego w środowisku pracy są: maszyny przepływowe niskoobrotowe (sprężarki tłokowe, wentylatory, silniki) , urządzenia energetyczne (młyny, kotły, kominy), piece hutnicze (zwłaszcza piece elektryczne łukowe) oraz urządzenia odlewnicze (formierki, kraty wstrząsowe), ( 6-3. slajd 25, 6-3. slajd 26).
Osoby skarżące się na hałas infradźwiękowy i niskoczęstotliwościowy w pomieszczeniach biurowych często wskazują, że źródłem tego hałasu są urządzenia tzw. wyposażenia technicznego budynku oraz inne urządzenia w budynku lub poza nim np. urządzenia systemu klimatyzacji i wentylacji , urządzenia związane z siecią informatyczną, transformatory i pompy zlokalizowane w budynku, maszynownie i praca zespołu napędowego dźwigów (wind) oraz hałas zewnętrzny , głównie pochodzący od ruchu komunikacyjnego szczególnie w przypadku ciężkiego ruchu drogowego oraz pojazdów szynowych, a także od zlokalizowanych w pobliżu placów budowy.
Źródła hałasu infradźwiękowego występują również w środowisku pracy biurowej Mogą to być urządzenia tzw. wyposażenia technicznego budynku oraz inne urządzenia w budynku lub poza nim, np. urządzenia systemu klimatyzacji i wentylacji, urządzenia związane z siecią informatyczną transformatory i pompy zlokalizowane w budynku, maszynownie i pracujący zespół napędowy dźwigów (wind). Ponadto taki hałas dociera także z zewnątrz -pochodzi głównie od ruchu komunikacyjnego, szczególnie w przypadku ciężkiego ruchu drogowego oraz pojazdów szynowych, a także od zlokalizowanego w pobliżu placu budowy.
.
6-3.2.2. Wartości dopuszczalne i metody pomiaru |
Według PN-Z-01338:2010: Akustyka. pomiar i ocena hałasu infradźwiękowego na stanowiskach pracy hałas infradźwiękowy na stanowiskach pracy jest charakteryzowany przez :
- równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy lub tygodnia pracy (wyjątkowo w przypadku oddziaływania hałasu infradźwiękowego na organizm człowieka w sposób nierównomierny w poszczególnych dniach w tygodniu),
- równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G w czasie pobytu pracownika na stanowisku pracy.
Dopuszczalne wartości hałasu infradźwiękowego na stanowiskach pracy ze względu na uciążliwość są podane w PN-Z-01338:2010. (6-3. slajd 27).
Równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy,LGeq,8h, nie powinien przekraczać wartości 102 dB. ( W przypadku hałasu infradźwiękowego oddziaływującego na organizm człowieka w sposób nierównomierny w poszczególnych dniach tygodnia równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do tygodnia pracy, LGeq,w, nie powinien przekraczać wartości 102 dB.
Na stanowiskach do wykonywania prac koncepcyjnych wymagających szczególnej koncentracji uwagi równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G w czasie pobytu pracownika na stanowisku pracy, LGeq,Te, nie powinien przekraczać wartości 86 dB.
W przypadku stanowisk pracy młodocianych i kobiet w ciąży obowiązują niższe wartości dopuszczalne podane w tabeli 4 (6-3. slajd 27b). Według obwieszczenia Prezesa Rady Ministrów z dnia 29 sierpnia 2016 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych młodocianym i ich warunków zatrudnienia przy niektórych z tych prac [28] oraz rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 3 kwietnia 2017 r. w sprawie prac uciążliwych, niebezpiecznych lub szkodliwych dla zdrowia kobiet w ciąży i kobiet karmiących piersią , w przypadku stanowisk pracy młodocianych i kobiet w ciąży obowiązują wartości dopuszczalne podane w tabeli 3 ( slajd nr 28). Metody pomiaru wielkości charakteryzujących hałas infradźwiękowy są określone w normie PN-N-01338.
6-3.2.3. Metody ograniczania narażenia |
W profilaktyce zagrożeń hałasem infradźwiękowym obowiązują takie same wymagania i zasady, jak w przypadku hałasu. Jednakże ochrona przed infradźwiękami jest bardziej skomplikowana ze względu na znaczne długości fal infradźwiękowych (17 ÷ 340 m), dla których tradycyjne ściany, przegrody, ekrany i pochłaniacze akustyczne są mało skuteczne. W niektórych przypadkach fale infradźwiękowe są wzmacniane na skutek rezonansu pomieszczeń, elementów konstrukcyjnych budynków lub całych obiektów.
Najlepszą ochronę przed szkodliwym działaniem infradźwięków stanowi ich zwalczanie u źródła powstawania, a więc w maszynach i urządzeniach.
Do innych rozwiązań zaliczyć można (6-3. slajd 29):
- stosowanie tłumików hałasu na wlotach i wylotach powietrza (lub gazu) maszyn przepływowych,
- właściwe fundamentowanie (z wibroizolacją) maszyn i urządzeń,
- usztywnianie konstrukcji ścian i budynków w przypadku ich rezonansów,
- zmiana geometrii pomieszczeń w przypadku wystąpienia fal stojących i rezonansów,
- stosowanie dźwiękoszczelnych kabin o ciężkiej konstrukcji (murowanych) dla operatorów maszyn i urządzeń,
- stosowanie aktywnych metod redukcji hałasu (związanych z aktywnym pochłanianiem i kompensacją dźwięku).
6-3.3. Hałas ultradźwiękowy |
6-3.3.1. Charakterystyka czynnika |
Hałasem ultradźwiękowym przyjęto nazywać hałas, w którego widmie występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych - od ok. 10 kHz do ok. 40 kHz ( 6-3. slajd 30, 6-3. slajd 31).
Ultradźwięki (zakres częstotliwości powyżej 20 kHZ) wchodzące w skład hałasu ultradźwiękowego mogą wnikać do organizmu przez narząd słuchu oraz przez całą powierzchnię ciała (6-3. slajd 32).
Badania wpływu hałasu ultradźwiękowego na stan narządu słuchu są utrudnione, ponieważ w warunkach przemysłowych ultradźwiękom towarzyszy zazwyczaj hałas słyszalny i trudno jest określić, czy zmiany słuchu osób badanych występują na skutek oddziaływania tylko składowych słyszalnych lub tylko ultradźwiękowych, czy też na skutek jednoczesnego działania obu tych składników. Niemniej jednak, coraz szerzej rozpowszechniony jest pogląd, że na skutek zjawisk nieliniowych zachodzących w samym uchu, pod wpływem działania ultradźwięków powstają składowe subharmoniczne o poziomach ciśnienia akustycznego często tego samego rzędu, co podstawowa składowa ultradźwiękowa. W następstwie tego zjawiska dochodzi do ubytków słuchu właśnie dla częstotliwości subharmonicznych ultradźwięków.Poza szkodliwym oddziaływaniem na słuch, stwierdzono też ujemny wpływ ultradźwięków na narząd przedsionkowy w uchu wewnętrznym, objawiający się bólami i zawrotami głowy, zaburzeniami równowagi, nudnościami, sennością w ciągu dnia, nadmiernym zmęczeniem itp.
Badania oddziaływań pozasłuchowych wykazały, że ekspozycja zawodowa na hałas ultradźwiękowy o poziomach ciśnienia akustycznego ponad 80 dB w zakresie wysokich częstotliwości słyszalnych (10 kHz -20 Khz) i ponad 100 dB w zakresie niskich częstotliwości ultradźwiękowych (powyżej 20 kHz), wywołuje zmiany o charakterze wegetatywno-naczyniowym.
Głównymi źródłami hałasu ultradźwiękowego w środowisku pracy są tzw. technologiczne urządzenia ultradźwiękowe niskich częstotliwości ultradźwiękowych, w których ultradźwięki są wytwarzane celowo, jako czynnik niezbędny do realizacji określonych procesów technologicznych (6-3. slajd 33). Do urządzeń tych zalicza się myjki ultradźwiękowe (6-3. slajd 34), zgrzewarki ultradźwiękowe, a także drążarki i lutownice ultradźwiękowe. Spośród wymienionych urządzeń najpowszechniej stosuje się myjki i zgrzewarki. Hałas ultradźwiękowy mogą również emitować do otoczenia maszyny wysokoobrotowe, takie jak: obrabiarki do metalu, niektóre maszyny włókiennicze, a także urządzenia pneumatyczne, w których główną przyczyną generacji hałasu ultradźwiękowego jest wypływ sprężonych gazów.
6-3.3.2. Wartości dopuszczalne i metody pomiaru |
Według rozporządzenia Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie NDS i NDN czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy [33] hałas ultradźwiękowy na stanowiskach pracy jest charakteryzowany przez poziomy ciśnienia akustycznego w pasmach tercjowych o częstotliwościach środkowych od 10 kHz do 40 kHz.
Wartości dopuszczalne ustalone ze względu na ochronę zdrowia (ogółu) pracowników nie mogą przekraczać wartości podanych w tabeli 2
Tabela 2. Wartości poziomu ciśnienia akustycznego hałasu ultradźwiękowego
dopuszczalne ze względu na ochronę zdrowia.
Częstotliwość środkowa pasm tercjowych
kHzPoziom ciśnienia akustycznego dla 8-godzinnej ekspozycji na hałas
dBMaksymalny poziom ciśnienia akustycznego
dB
10; 12,5; 16
20
25
31,5; 40;
80
90
105
110
100
110
125
130Na stanowiskach pracy młodocianych i kobiet w ciąży obowiązują niższe wartości dopuszczalne, podane w tab. 3 (6-3. slajd 37).
Tabela 3 (6-3.fol.35b) Dopuszczalne wartości poziomu ciśnienia akustycznego hałasu ultradźwiękowego
na stanowiskach pracy młodocianych i kobiet w ciąży.
Częstotliwość środkowa pasm tercjowych
kHz Poziom ciśnienia akustycznego dla 8-godzinnej ekspozycji na hałas
dB Maksymalny poziom ciśnienia akustycznego
dB
10; 12,5; 16
20
25
31,5; 40;
75
85
100
105
77
87
102
107
Metody pomiaru wielkości charakteryzujących hałas ultradźwiękowy są określone w normie PN-Z-01339:2020 Hałas ultradźwiękowy. Wymagania dotyczące wykonywania pomiarów w środowisku pracy.
6-3.3.3. Metody ograniczania narażenia |
W profilaktyce szkodliwego działania hałasu ultradźwiękowego obowiązują takie same wymagania i zasady, jak w przypadku hałasu. Przy narażeniu na hałas ultradźwiękowy należy jednakzwiększyć częstotliwość badań lekarskich patrz rozdział 6-3.1.4
Ze względu na krótkofalowość ultradźwięków rozchodzących się w powietrzu (długości fal rzędu 1-2 cm)), stosunkowo łatwo jest ograniczyć ich szkodliwe oddziaływanie na człowieka, np. przez hermetyzację i obudowanie źródeł oraz stosowanie środków ochrony indywidualnej skutecznych dla hałasu wysokoczęstotliwościowego.
6-3.4. Załącznik |
Podstawowe pojęcia i wielkości opisujące hałas - definicje ( 6-3. slajd 4),
Poziom ciśnienia akustycznego powinien być mierzony za pomocą znormalizowanego miernika poziomu dźwięku. Powinna być podana charakterystyka częstotliwościowa (A lub C) lub szerokość zastosowanego pasma częstotliwości oraz charakterystyka dynamiczna (czasowa) miernika (S, F, I lub peak).Poziom dźwięku A LA, w dB - poziom ciśnienia akustycznego, skorygowany według charakterystyki częstotliwościowej A.
Poziom dźwięku C LC, w dB - poziom ciśnienia akustycznego skorygowany według charakterystyki częstotliwościowej C.
Maksymalny poziom dźwięku A LAmax, w dB - maksymalna wartość skuteczna poziomu dźwięku A, występująca w czasie obserwacji.
Szczytowy poziom dźwięku C LCpeak, w dB - maksymalna wartość chwilowa poziomu dźwięku C, występująca w czasie obserwacji.
Równoważny (uśredniony w czasie) poziom dźwięku A (wielkość stosowana do scharakteryzowania hałasu zmieniającego się w czasie lub zmiennej ekspozycji na hałas), LAeq,Te, w dB - średnia wartość poziomu dźwięku A zmiennego w czasie, przy której reakcja narządu słuchu jest taka sama jak reakcja na działanie hałasu o stałym poziomie, w równoważnym przedziale czasu.
.
Poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy LEx,8h, w dB - równoważny poziom dźwięku A wyznaczony dla czasu ekspozycji na hałas równego znormalizowanemu czasowi pracy, 8h.
Jest on określany wzorem:
gdzie:
LAeq,Te - równoważny poziom dźwięku A wyznaczony dla czasu ekspozycji Te, w dB
Te - czas ekspozycji, w s,
To - czas odniesienia = 8h = 28800 s..
Poziom ekspozycji na hałas odniesiony do tygodnia pracy, (wielkość wyznaczana w przypadku hałasu oddziałującego na organizm człowieka w sposób nierównomierny, w poszczególnych dniach w tygodniu) LEx,w, w dB i określany wzorem:
gdzie:
i - kolejny dzień roboczy w rozważanym tygodniu,
n - liczba dni roboczych w rozważanym tygodniu (może być różna od 5).
Ekspozycja na hałas (wielkość charakteryzująca całkowity hałas dochodzący do ucha pracownika w określonym czasie), EA,Te, w Pa2 · s, jest określana wzorem:
gdzie:
pA - wartość chwilowa ciśnienia akustycznego, skorygowana wg charakterystyki częstotliwościowej A, w Pa,
Te - czas ekspozycji, w s, w ciągu dnia roboczego lub określonego dłuższego okresu, np. tygodnia pracy.
Jeśli czas ekspozycji Te jest równy 8h, EA,Te = EA,8h
Zależność między ekspozycją na hałas EA,Te, a poziomem ekspozycji LEX,8h (odniesionym do 8-godzinnego dnia pracy), jest określana wzorem :
Tygodniowa ekspozycja na hałas EA,w, w Pa2·s, jest określana wzorem:
gdzie:
i - kolejny dzień roboczy w rozważanym tygodniu,
n - liczba dni roboczych w rozważanym tygodniu (może być różna od 5).
Hałas ustalony - hałas, którego poziom dźwięku A w określonym miejscu, mierzony przy włączonej charakterystyce dynamicznej (czasowej) S miernika poziomu dźwięku, zmienia się podczas obserwacji nie więcej niż o 5 dB.
Hałas nieustalony - hałas , którego poziom dźwięku A w określonym miejscu, mierzony przy włączonej charakterystyce dynamicznej (czasowej) S miernika poziomu dźwięku, zmienia się podczas obserwacji więcej niż o 5 dB.
Hałas impulsowy - hałas składający się z jednego lub wielu zdarzeń dźwiękowych każde o czasie trwania mniejszym niż 1 s.
Poziom mocy akustycznej Lw, w dB jest określany wzorem:
gdzie:
W - moc akustyczna promieniowana przez źródło hałasu, w watach
Wo - moc akustyczna odniesienia = 1pW (10-12W)
Poziom mocy akustycznej wyznacza się na podstawie pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego lub natężenia dźwięku. Powinna być podana charakterystyka częstotliwościowa (A) lub szerokość, zastosowanego pasma częstotliwości.
UWAGA: Na przykład poziom mocy akustycznej skorygowany wg charakterystyki częstotliwościowej A oznacza się LWA.
Poziom natężenia dźwięku LI, w dB, jest określany wzorem:
gdzie:
I - natężenie dźwięku, w W/m2
Io - natężenie dźwięku odniesienia = 10-12 W/m2
Poziom ciśnienia akustycznego emisji Lp, w dB - poziom ciśnienia akustycznego na stanowisku pracy lub w innych określonych miejscach pochodzącego z badanego źródła dźwięku. Stanowi on dodatkową wielkość opisującą emisję dźwięku ze źródła (patrz normy serii PN EN ISO 11200) [47-51]. Powinna być podana charakterystyka częstotliwościowa i/lub charakterystyka czasowa lub szerokość zastosowanego pasma częstotliwości.
UWAGI: Na przykład szczytowy poziom ciśnienia akustycznego emisji, skorygowany wg charakterystyki częstotliwościowej C oznacza się LpC, peak.
Poziom ciśnienia akustycznego emisji, skorygowany wg charakterystyki częstotliwościowej A, często jest uśredniony w czasie pracy źródła; oznacza się go LpA.
6-3.5. Literatura |