Защита от электромагнитных полей

Защита от шума

Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые уровни (ПДУ) звукового давления для различных зон в разное время суток. При этом для тонального шума постоянной интенсивности нормируемыми параметрами являются уровни звукового давления L (дБ) в октавных полосах или уровни звука L_A (дБА). Для шума переменной интенсивности нормируются максимальный и так называемый эквивалентный уровни звука.

Для измерения уровня шума, инфра- и ультразвука используют специальные приборы – шумомеры, состоящие из измерительного микрофона, преобразующего звуковые колебания в электрические, усилителя электрических колебаний с корректирующими фильтрами, квадратичного детектора и индикатора. В последнем, как правило, имеется две стандартные шкалы измерений: «линейная» и шкала А. Эта шкала имитирует частотную зависимость человеческого уха. Уровень шума, измеренный по шкале А шумомера, обозначается дБА. Непостоянные шумы характеризуют только в дБА.

Максимальный уровень шума L_max соответствует максимальному показанию шумомера за время измерений во всем частотном диапазоне в течение наиболее шумных 30 мин. Максимальным считается уровень выброса шума, если его длительность составляет не менее 1% времени от общей продолжительности измерений.

Эквивалентный уровень шума L_экв определяется из условия равенства энергии условного постоянного широкополосного шума и реального шума переменной интенсивности. Величину L_экв рассчитывают по результатам измерений через каждые 5 с.

В табл. 16.1. приведены допустимые уровни звукового давления согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Уровень шумового дискомфорта определяется как разность L_экв и L_экв^доп. Постоянный дискомфорт более 30-40 дБА может вызвать необратимые изменения в организме. Разница между измеренным и допустимым уровнями шума определяет величину требуемого снижения шума.

Поскольку причиной возникновения шумов являются различные механические, аэродинамические, гидродинамические и электромагнитные явления и процессы, защита окружающей среды от такого загрязнителя, как шум, может быть достигнута только в результате применения целого комплекса различных мероприятий.

Наиболее рациональный способ борьбы с шумом – уменьшение шума в источнике его возникновения.

Снижение шумов промышленного происхождения достигается улучшением конструкций машин и механизмов, заменой металлических деталей на пластмассовые, уменьшением дисбаланса роторов, заменой ударных технологических процессов на безударные, улучшением аэро- и гидродинамики тел, работающих в потоках газов и жидкостей, выбором оптимальных режимов работы насосов и т.п.

Таблица 16.1

Допустимые уровни звука, дБА

Снижение шумов городского транспорта достигается установкой глушителей, улучшением стыковки рельсов, установкой амортизирующих прокладок, заменой колодочных тормозов на дисковые, применением автомобильных двигателей с пониженным уровнем шума, переходом на электротранспорт.

Существенный вклад в шумовое загрязнение среды вносит авиационный транспорт. С целью уменьшения его неблагоприятного влияния на живые организмы в США и странах Европейского экономического сообщества приняты жесткие нормы уровня шума самолетных и вертолетных двигателей, ограничены полеты в ночное время. Для снижения вредного воздействия звуковых ударов сверхзвуковых самолетов введены ограничения на их полеты по времени, высоте и скорости, устанавливаются специальные приемы пилотирования.

Другим направлением является снижение шумовой нагрузки за счет рационального планирования размещения промышленных предприятий, транспортных магистралей и жилых районов. С этой целью создаются шумовые карты промышленных предприятий и населенных пунктов.

Важным способом борьбы с шумом является уменьшение звуковой мощности по пути распространения шума от источника (звукоизоляция). С этой целью используются звукоизолирующие ограждения, боксы и кожухи, звукоизолирующие кабины и пульты управления, акустические (шумозащитные) экраны.

При решении практических вопросов борьбы с шумом следует различать звукопоглощающие и звукоизолирующие конструкции, хотя эти понятия часто и отождествляют.

Акустический эффект звукоизолирующих конструкций в основном обусловлен отражением звука от их поверхностей, изготовленных из плотных твердых материалов (кирпича, бетона, стали). К звукоизолирующим ограждениям относятся стены, перекрытия, перегородки, окна, остекленные проемы и двери. Звукоизолирующими кожухами обычно полностью закрывают издающее шум устройство (агрегат, установку и т.п.).

Для звукопоглощающих конструкций в отличие от звукоизолирующих используют пористые и рыхлые волокнистые материалы. Процесс поглощения звука происходит в результате превращения звуковой энергии в тепловую.

Звукопоглощающие конструкции служат для поглощения звука как в помещении самого источника шума, так и в изолируемых от шума помещениях. В частности, для снижения уровня отраженного звука в производственных помещениях применяют облицовку звукопоглощающими материалами и специальные звукопоглотители. Эффективная защита от шума часто требует совместного использования методов звукоизоляции и звукопоглощения.

Акустические экраны представляют собой плоскую конструкцию, покрытую звукопоглощающим материалом, расположенную на пути распространения звука. В качестве шумозащитных экранов могут выступать здания, стоящие вдоль магистрали и создающие акустическую тень внутри микрорайонов.

Исключительной способностью задерживать и поглощать значительную часть звуковой энергии, особенно звуки высокой частоты, обладают растения. Густая живая изгородь способна уменьшать шум, производимый машинами, в 10 раз. Древесные породы, особенно лиственные, в этом отношении более эффективны, чем кирпичная или бетонная стена. Так, два ряда деревьев средней высоты, высаженных на расстоянии 50 м от здания, уменьшают шум примерно на 20 дБ.

Для снижения шумов аэродинамического происхождения, создаваемых при работе вентиляционных, компрессорных, газотурбинных установок, используют устройства, называемые глушителями шума, которые устанавливаются в каналах, трубопроводах и воздуховодах.

Защит от вибрации.

Основными параметрами вибраций являются уровни виброскорости, виброускорения и вибросмещения. Санитарными нормами для жилых помещений и рабочих мест устанавливаются допустимые значения уровней вибраций в октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот: 2; 4; 8; 16; 31,5 и 63 Гц.

С целью защиты от вибраций необходимо в первую очередь принимать меры по их снижению в источнике возникновения. Это достигается тщательным выбором режимов работы оборудования, применением технологических схем, предельно снижающих динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т. п. Большой эффект дает устранение неуравновешенных динамических сил: тщательная балансировка роторов, валов двигателей, устранение излишних люфтов и зазоров.

Когда не удается понизить вибрации в источнике возникновения до допустимого уровня, применяют методы снижения вибраций на путях распространения: виброгашение, виброизоляцию и вибродемпфирование

Виброгашение колебаний реализуется увеличением эффективной жесткости и массы вибрирующих машин и механизмов. С этой целью корпуса машин и станков объединяются в единую замкнутую систему с прочными массивными фундаментами с помощью анкерных болтов или цементной подливки либо устанавливают на массивные опорные плиты и виброгасящие основания. Снижение вибраций, создаваемых рельсовым транспортом, достигается креплением рельсов к массивным железобетонным шпалам.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от вибрирующего устройства к защищаемому объекту за счет помещения между ними упругих устройств – виброизоляторов. В качестве виброизоляторов используются пружинные опоры, листовые рессоры, резиновые или пластмассовые прокладки, воздушные подушки (пневматические виброизоляторы) или их комбинации. Для ограничения распространения колебаний вдоль инженерных коммуникаций (воздухопроводов, трубопроводов) применяют их разделение на отдельные участки с помощью специальных гибких вставок.

В основе метода вибродемпфирования лежит увеличение активных потерь в колебательных системах. Его реализуют в машинах с интенсивными динамическими нагрузками за счет применения материалов с большим внутренним трением: низкоуглеродистых чугунов, сплавов цветных металлов. В последнее время для снижения колебаний, распространяющихся по трубопроводам и газопроводам от компрессорных станций, по воздуховодам систем вентиляции применяют специальные вибродемпфирующие покрытия: пенопласт, губчатую резину, пластикат «Агат», мастику «Адем –НШ» и др.

Защита от электромагнитных полей

Основным источником собственного электромагнитного излучения (ЭМИ) у человека является сердце, генерирующее колебание с длиной волны, равной росту человека (т. е. при росте 150 – 200 см частота излучения составляет 22,2 – 16,6 МГц).

Вся совокупность ЭМИ природного происхождения в первую очередь зависит от солнечной активности, т.е. определяется явлениями, происходящими на видимой поверхности Солнца.

Порожденные человеческой деятельностью электромагнитные поля только за последние десять лет возросли более чем в тысячу раз по сравнению с естественным фоном Земли, причем резко расширился диапазон этих полей. Можно считать, что электромагнитное поле радиочастот стало новым фактором окружающей среды. В результате организм человека работает не в тех природных условиях, к которым он приспосабливался миллионы лет, а в новых, более жестких.

Основной метод защиты биологических объектов от электромагнитных полей состоит в снижении уровня воздействий до пороговых значений, установленных с учетом норм предельно допустимых уровней (ПДУ) облучения.

Защита от электромагнитных полей и излучений, и в частности, соблюдение ПДУ облучения, в Российской Федерации регламентируются государственными стандартами, санитарными нормами и правилами и другими нормативными документами. Величины ПДУ определяют по величине опасного уровня плотности наведенных в теле человека электрических токов – 10 мА/м². Исходя из этого, в качестве ПДУ для электромагнитного поля воздушных линий электропередачи переменного тока промышленной частоты приняты следующие уровни напряженности электрического поля Е, кВ/м:

- внутри жилых зданий - 0,5;

- на территории зоны жилой застройки - 1;

- в населенной местности, вне зоны жилой застройки – 5;

- в ненаселенной местности, часто посещаемой людьми, - 15;

- в труднодоступной местности - 20.

Во всех случаях при напряженности электрического поля выше 1 кВ/м должны приниматься меры по исключению воздействия на человека ощутимых электрических разрядов и токов стекания.

Напряженность магнитного поля Н, опасная для здоровья, определена в 4 кА/м.

Предельно допустимые уровни воздействия ЭМИ радиочастотного диапазона на человека, установленные «Санитарными правилами и нормами» СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, приведены в табл. 16.2.

Предельно допустимая напряженность магнитного поля в диапазоне частот 0,06 – 3 МГц должна составлять 50 А/м.

Таблица 16.2