СОДЕРЖАНИЕ
3. ОПАСНОСТЬ ВИБРАЦИИ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА
Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией. Воздействие вибрации на человека классифицируют: по способу передачи колебаний; по направлению действия вибрации; по временной характеристике вибрации.
В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют: на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.
По направлению действия вибрацию подразделяют: на вертикальную, распространяющуюся по оси х, перпендикулярной к опорной поверхности; горизонтальную, распространяющуюся по оси у, от спины к груди; горизонтальную, распространяющуюся по оси г, от правого плеча к левому плечу.
По временной характеристике различают: постоянную вибрацию, для которой контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ); непостоянную вибрацию, изменяющуюся по контролируемым параметрам более чем в 2 раза Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] / О.Н.Русак, К.Р.Малаян, Н.Г.Занько, - Спб: Изд-во «Лань», 2007. - С.55. .
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.
Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20...30 Гц, при горизонтальных -1,5...2 Гц.
Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятии проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3...3.5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4...6 Гц Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С.59. .
Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.
При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения - для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха.
У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно - потемнением в глазах.
Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.
Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника.
Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибрации выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.
Бич современного производства, особенно машиностроения - локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.
Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот - спазм сосудов. Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8...10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30...125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12... 15 лет Груничев Н.С. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С. 69. .
При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чувствительность.
К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышают риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования.
Усугубляющее влияние сопутствующих факторов учитывается при расчете показателей вероятности вибрационной болезни.
Изменение коэффициентов Ктяж шума и температуры находятся в линейной зависимости от значения изменяемого фактора, и поэтому промежуточные значения подсчитывают по экспериментальным формулам:
Кш = (Lш - 80)0,025+1,
Кто= (20 - То)0,08+1,
где Кш - коэффициент влияния шума; Кто - коэффициент влияния температуры.
Пример. Работа с перфоратором ПТ-29 (Lэкв = 128 дБ) производится при температуре 4oС и сопровождается шумом уровнем 1-жв = 116 дБ. Необходимо определить срок и вероятность риска вибрационной болезни в этих условиях. Известно, что на пятом году работы без усугубляющих факторов вероятность вибрационной болезни составляет 1,4%.Коэффициенты влияния сопутствующих факторов (шума и охлаждения) соответственно равны:
Кш = (116-80)0,025 + 1 = 1,9,
Кто = (20-4)0,08 + 1 = 2,28.
Категория тяжести труда - III, Ктяж = 1,5. Отсюда, вероятность вибрационной болезни составляет 1,4·1,9·2,28·1,5 = 9,1% при стаже 5 лет. Сопутствующие факторы увеличили риск вибрационной болезни в 6,5 раз.
Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни (ВБ), которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве; в условиях населенных мест ВБ не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица, подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеют сердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалоб общесоматического характера.
Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.
При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или треть октавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, а также по дозе вибрации Dс учетом времени воздействия. Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости V1 (м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин, определяется по формуле, где V480 - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин, м/с. Максимальное значение Vт для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для T = 30 мин, а для общей вибрации при Т = 10 мин Груничев Н.С. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С.72. .
Таким образом, вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы.
4. ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА
Обычно рассматривают два вида воздействия электрического тока на человека: с непосредственным прикосновением и косвенным. При непосредственном прикосновении к токоведущим проводникам или частям оборудования тело человека включается между двумя фазами электрической сети или между одной фазой и землей.
На рис. 1.2а изображен контакт, возникающий при одновременном прикосновении к фазному проводнику и нейтральному или двум фазным проводникам. В этом случае тело человека включается параллельно нагрузке электросети. Автоматические выключатели не смогут выявить факт такого прикосновения и осуществить защиту человека. Вывод: токоведущие части должны быть недоступны даже для случайного прикосновения. На рис. 1.2б показан ток утечки через тело человека на землю при прикосновении к фазному проводнику. В этом случае для безопасности людей следует использовать специальные устройства защиты. Другой способ защиты заключается в понижении питающего напряжения до безопасного уровня.
В аварийном режиме работы (рис. 1.2в) контакт возникает при прикосновении человека к корпусу оборудования, оказавшемуся под напряжением, например в случае повреждения изоляции. Этот вид контакта аналогичен изображенному на рис. 1.2б, но более опасен тем, что момент возникновения нельзя предугадать.
в |
Рис. 1. Воздействие электрического тока на человека при контакте с двумя (а) и одним (б) проводником. (в) Воздействие электрического тока на человека в аварийном режиме работы оборудования
Для предотвращения таких контактов используется двойная изоляция металлических частей оборудования, надежное заземление и устройства защитного отключения. Применение последних подразумевает также надежное заземление корпусов оборудования. Если для повышения защищенности людей используются понижающие трансформаторы, то их выходное напряжение должно выбираться с учетом помещения, в котором расположены потребители и цепи электропитания.
В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ) в отношении опасности поражения людей электрическим током все помещения делятся на три группы: 1) Помещения с повышенной опасностью. Обладают хотя бы одним из следующих признаков: сырость (относительная влажность воздуха превышает 75%), токопроводящая пыль, токопроводящие полы, высокая температура воздуха (более 35°С), возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электроприборов и к заземленным конструкциям здания. 2) Особо опасные помещения. Имеют один из следующих признаков: особая сырость (потолок, стены, пол покрыты влагой); химически активная среда; одновременно имеются два признака для помещений с повышенной опасностью. 3) Помещения без повышенной опасности. Не обладают признаками помещений с повышенной опасностью и особо опасных помещений Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С. 146. .
Таким образом, были выработаны группы помещений и рекомендуемые значения переменного напряжения для питания бытовых приборов и светильников, которые приведены в табл. 1.
Таблица 1
Группа помещений |
Рекомендуемое напряжение [В] |
Примеры помещений |
|
Без повышенной опасности |
220 |
Большинство жилых и общественных помещений |
|
С повышенной опасностью |
50 |
Лестничные клетки, подвальные помещения, складские помещения, кухня |
|
Особо опасные |
12 |
Ванная комната, бассейн, баня, мастерская, гараж, открытые площадки |
ЗАДАЧИ
Задание 1. Произвести расчет искусственного освещения производственного помещения, оснащенного светильниками с люминесцентными лампами. Начертить схему расположения светильников (вид «сверху», с указанием необходимых размеров, на листе формата А4). Тип ламп в светильниках: ЛБ-20-4; Длина - 8м, ширина - 4 м, Высота - 3 м; внутренняя отделка: помещение сырое, потолок и стены побелены; характер зрительной работы - малой точности; контрастность объекта и характеристика фона; независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном.
Решение
1. Расчет искусственного освещения производственных помещений сводится к определению количества ламп и типа светильников, устанавливаемых в помещениях, исходя из минимальных значений освещенности их рабочих мест.
2. Потребное количество ламп в помещении находим из выражения:
лампы
где Енорм - нормативное значение освещенности, лк. Освещенность Енорм принимается по СНиП 23-05-95 в зависимости от характера выполняемой работы, контрастности объекта и характеристики фона помещения. Кз - коэффициент запаса. При искусственном освещении с использованием люминесцентных ламп, устанавливаемых в производственных помещениях, К3 -1,5; z - коэффициент равномерности. Для люминесцентных ламп z=l,l; F - площадь помещения, м2; Фл - световой поток одной лампы, лм. Значение Фл определяется по техническим характеристикам ламп, используемых на производстве. Значения Фл принимаем 1120 лм (приложение 2); - коэффициент использования светового потока ламп. Величина определяется в зависимости от индекса помещения (i) и коэффициента отражения света от стен (рс) и потолка (рп):
где А, В и Н - длина, ширина и высота помещения соответственно, м. Значения , рс и рп приводятся в технических справочниках по освещению (29,70,70).
3. Выбираем светильники ЛВО-13 (4х20) размером 665х665х92 мм. Длина ламп в светильниках - 604 мм, диаметр 40 мм. Определим количество светильников:
шт
Таким образом, для искусственного освещения производственного помещения, оснащенного светильниками с люминесцентными лампами типа ЛБ-20-4 потребуется 8 светильников по 4 лампы в каждом.
Задание 2. Определить потребный воздухообмен в производственном помещении с выделением вредных веществ. Вредное вещество - сернистый ангидрид, объём помещения - 60 м3, концентрация вредного вещества в приточном воздухе- 1 мг/м3, концентрация вредного вещества в помещении - 25 мг/ м3, время протягивания воздуха через индикаторную трубку - 120 сек.
Решение
Потребный воздухообмен в производственных помещениях (VB, м3/ч) находим из выражения:
м3/ч
где Gп - интенсивность газо- или паровыделения в помещениях, мг/с; Цф - концентрация исследуемого вещества в приточном воздухе, мг/м3; qпдк - предельно допустимая концентрация газа или пара жидкости, мг/м3. Величина qnaк принимается по ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ [4] или ГН 2.2.5.1313-03 [3].
Определим величину Gп :
мг/с
где q - концентрация газа или пара жидкости в исследуемом помещении, мг/м3; Vп - объем производственного помещения, м3; т - время протягивания воздуха через индикаторную трубку, с.
Тогда:
м3/ч
Таким образом, потребный воздухообмен в данном производственном помещении составляет 5000 куб. м. в час.
ЛИТЕРАТУРА
вибрация электрический ток чрезвычайная ситуация
1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности: учебник [Текст] / Э.А. Арустамов.- М.: Изд. дом «Дашков и К». - 2004. - 678 с.
2. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов [Текст] / С.В. Белов и др.; под общ. ред. СВ. Белова. - 5-е изд., испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2005. - 438 с.
3. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны [Текст]. - М.: Производство и санитария, 2008. - 48 с.
4. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны [Текст]. - М.: Производство и санитария, 2008. - 48 с.
5. Груничев Н.С. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] / Н.С. Груничев . - Иркутск, 1998. - 230 с.
6. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] / О.Н. Русак, К.Р. Малаян, Н.Г. Занько. - Спб: Изд-во «Лань», 2007. - 418 с.
7. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение [Текст]. - М.: Производство и санитария, 2008. - 48 с.
8. Трудовое право России [Текст] / Под ред. проф. С.П. Маврина и проф. Е.Б. Хохлова. - М.: Юристъ, 2007. - 442 с.
9. Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] / Т.А. Хван, П.А. Хван. - Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 352 с.