книги / Справочник по судовой акустике

С особой силой влияние шумо-вибрационного раздражителя проявляется в тех случаях, когда по интенсивности и характеру он превышает физиологические границы приспособляемости организма и выходит за пределы его адаптации к окру­ жающей среде, зависящей от состояния центральной нервной сйстемы.

Натурные испытания, проведенные на экипажах трех водоизмещающих судов среднего тоннажа и одного быстроходного катера на подводных крыльях [4, 5], позволили выявить динамику функционального состояния анализаторных систем людей при воздействии шума и вибрации, а также установить характер жалоб, связанных с выходами в море. Мотористы и механики, как правило, жаловались на шум в ушах, заложенность ушей и ослабление слуха, которые сохранялись в течение 2— 3 ч, а в отдельных случаях еще и на следующий день после возвраще­ ния из рейса. При этом отмечались также болевые ощущения в ушах, а при ос­ мотре выявлялось покраснение барабанных перепонок как один из симптомов виброшумовой травмы. Осмотр барабанных перепонок у стажированных мотори­ стов и механиков в дорейсовый период позволил выявить стойкие необратимые их изменения в виде меловых отложений, втянутости, а нередко и «скелетироваиия», обусловленные систематическим действием шума и вибрации.

При изучении функций слухового анализатора установлено понижение слуха у всех 76 обследованных и на всех проверенных частотах. В большей мере оно вы­ ражено у мотористов, находившихся преимущественно в машинном отделении, во всем звуковом диапазоне частот, а особенно на частотах 2— 4 кГц. На следующий день после воздействия шума слуховая чувствительность полностью не восстано­ вилась. Не восстановилась также память на интенсивность и частоту звуковых сигналов, способность различать минимальные изменения тона по высоте и силе, распознавать полезный сигнал на фоне шумовой помехи.

Влияние шума и вибрации на вестибулярный анализатор судовых специали­ стов проявилось в нарушении равновесия тела и координации движений.

О функциональном состоянии двигательного анализатора у судовой команды можно судить по коэффициенту дин амографииЯ’д*, служащему показателем вынос­ ливости к статическому нервно-мышечному усилию, а также по тремору пальцев рук; оказалось, что исходный /Сд был понижен у всех испытуемых. Под влиянием условий плавания он снижался еще больше, особенно у мотористов: с 0,70 до 0,53, в то время как у радистов — только с 0,84 до 0,80 (при диапазоне колебаний в нор­ ме 0,85—0,97). На следующий день выносливость к статическому усилию восста­ навливалась у всех специалистов, кроме мотористов, у которых сохранились также нарушение координации и тремор пальцев рук.

Исследования вибрационной и болевой чувствительности у экипажей пока­ зали, что на шумо-вибрационную обстановку в судовых условиях реагирует также система кожного анализатора. При обследовании мотористов быстроходных ка­ теров сразу после рейса установлено выраженное изменение вибрационной чув­ ствительности, которое в 30% случаев шло по типу стойкого понижения и в 28% — по типу обострения. На следующий день понижение чувствительности к вибрации сохранялось в 14% случаев и обострение — в 8% . Прогрессирующее обострение вибрационной чувствительности при систематическом воздействии вибрации со временем может привести к функциональному расстройству нервной системы.

Изучение функций зрительного анализатора у судовых специалистов пока­ зало нарушение их при действии шума. В частности, установлено стойкое умень­ шение критической частоты световых мельканий (КЧСМ), служащей показателем подвижности основных нервных процессов в зрительном анализаторе, а также су­ жение полей зрения, установленное при периметрии. Под влиянием высокоча­ стотного шума интенсивностью 100 дБ отмечалось уменьшение в 5,5 раза устойчи­ вости ясного вйдения, определяемой методом глазной эргографии.

Приведенные данные указывают на значительную роль шумо-вибрационного фактора в ограничении физиологических возможностей полноценной работы лю­ дей в сенсорных и моторных полях, насыщенных многочисленными приборами, вентилями, индикаторными шкалами, рукоятками и т. д.

Воздушный шум оказывает Неблагоприятное действие на центральную нерв­ ную систему человека, в значительной мере определяющую его умственную и фи-

♦ Отношение конечной записи динамографическоЙ кривой к начальной.

зическую работоспособность. Отмечено закономерное и устойчивое понижение концентрации, распределения и переключения внимания по мере возрастания ин­ тенсивности среднечастотного стабильного шума от 60 до 100 дБ; при всех уровнях шума, за исключением 60 дБ, внимание не восстанавливалось спустя более 2 ч после выключения шума.

Установлено влияние шумовой обстановки на условно-рефлекторную дея­ тельность и произвольно-двигательные функции, которое проявлялось в замедле­ нии темпа работы и в других показателях гиподинамии. Под влиянием шума ин­ тенсивностью до 100 дБ у операторов автоматизированного производства снижа­ лась умственная работоспособность, а также значительно уменьшалась устойчи­ вость ясного видения. При малых (60 дБ) уровнях устойчивость ясного видения также снижалась, хотя значительно меньше.

Воздействием шума, в том числе его ультразвуковых компонент, на нервную систему в значительной мере определяются жалобы рабочих, подвергающихся действию интенсивного шума, на эмоциональную неустойчивость и раздражитель­ ность, повышенную утомляемость и потливость, головную боль, ухудшение па­ мяти, сонливость или, наоборот, бессонницу, боли в области сердца, понижение аппетита [1, 5, 15].

Изучение действия средне- и высокочастотного шума интенсивностью 103, 110, 115 дБ на мотористов речных судов методом плетизмографии и измерения кро­ вяного давления показали выраженные изменения со стороны сердечно-сосуди­ стой системы. Установлено, что низкочастотный звук (128 Гц) при тех же условиях оказывает более слабое действие на ритм и амплитуду мозговой пульсации, чем высокочастотный (2048 Гц), и что чистый тон вызывает меньшую сосудистую реак­ цию, чем широкополосный шум тон же интенсивности (87— 89 дБ). Кроме того, время восстановления сосудистого тонуса при действии шума оказалось более продолжительным (100 с), чем при действии чистого тона (53 с). Экспериментально доказано более выраженное действие прерывистого шума с короткими интерва­ лами, чем непрерывного. У рабочих шумовых производств обнаружено изменение ритма работы сердца, а также бледность кожных покр'овов и слизистых оболочек, обусловленная нарушением периферического кровообращения. Критическим уровнем шума, после которого наступает указанное нарушение, считается 76 дБ [18] и даже 65 дБ [19].

Чрезмерный шум не только нарушает ритм сердечной деятельности; он влияет также на частоту и наполнение пульса, на состояние капиллярного кровообраще­ ния, способствует повышению внутричерепного и кровяного давления. Среди бывших под наблюдением в течение 10 лет работающих, подвергавшихся действию интенсивного шума, гипертоническая болезнь, а тйкже кардиосклероз, стенокар­ дия, инфаркт миокарда отмечались в 2 раза чаще, чем у лиц, находившихся в более благоприятной шумовой обстановке [10].

Шум действует также на желудочно-кишечный тракт, что проявляется в уменьшении числа и амплитуд сокращений желудка, нарушении его секреторной функции. Установлено, что двух-трехчасовое воздействие шума высокой часто интенсивностью 80 дБ приводит к уменьшению количества желудочного сока и снижению его кислотности. Под влиянием шума изменяются объем селезенки и почек, а также функции желез внутренней секреции. В частности, четырехчасо­ вое воздействие шума интенсивностью 110 дБ вызывает гиперфункцию щитовидной железы и падение количества эозинофилов в крови. Шум' вызывает изменение белкового обмена, содержания сахара, холестерина и хлоридов в крови. В усло­ виях шума повышается газообмен, изменяется частота и глубина дыхания, усили­ вается вентиляция легких, повышается на 20— 25% расход энергии.

Большое значение в последнее время придается изучению инфразвуковых ко­ лебаний, также неблагоприятно влияющих на организм человека. Эксперимен­ тально установлено [6, 8], что инфразвук частотой 10 Гц, интенсивностью 135 дБ

и продолжительностью-15 мин вызывает понижение слуховой чувствительности

улюдей, особенно в области средних и низких частот, а также существенные изме­ нения в периферическом кровообращении.

Влияние вибрации на организм человека в значительной мере обусловлено

непосредственностью его контакта с вибрирующими поверхностями и хорошей проводимостью вибрации тканями организма, особенно костной. Поэтому

кажущаяся локальной вибрация в действительности распространяется на самые от­ даленные участки тела и может достигать там больших значений. Виброграммы, снятые на голове и голени мотористов, стоящих на палубе быстроходного катера во время его движения, показывают, что механические колебания сохраняют при­ мерно тот же характер, что и у вибрирующей палубы, хотя амплитуды их значи­ тельно меньше. Следует учитывать, что частоты колебаний палубы, определяемые работой винтомоторной группы того или иного судна, нередко бывают близки к ча­ стотам собственных колебаний органов и систем человека или совпадают с ними. Это обусловливает явления резонанса, которые проявляются в жалобах на не­ приятное ощущение зуда и онемения в области ног и поясницы и ведут к стойкйм патологическим изменениям в организме.

- Установлено также, что частота собственных колебаний всего тела при гори­ зонтальной вибрации составляет 1— 2 Гц, при вертикальной— 4— 6 и 20— 25 Гц, внутренних органов — 5— 8 Гц, элементов центральной нервной системы — 250 Гц, черепа — 300— 400 Гц.

Большое значение имеет удобная рабочая поза судовых специалистов при не­ сении вахты, в известной мере нивелирующая колебания, передающиеся на тело человека, или, наоборот, способствующая их усилению.

При действии на организм вибрации очень скоро наступает сонливость и апатия. Возрастает количество ошибок при выполнении тестов, характеризующих быстроту сенсомоторной реакции, распределение и концентрацию внимания; может наступить снижение остроты зрения, контрастной чувствительности глаза, а также искажение цветоощущения и сужение полей зрения. Более выражены эти изменения при действии двухкомпоиентной вибрации, чем при действии одноком­ понентной. Незначительная вибрация обычно вызывает понижение слуха на низ­ ких частотах, а интенсивная вибрация может привести к поражению слухового органа по типу контузионных расстройств, с резким понижением слуха и вести­ булярных функций. Поэтому у лиц, работающих в условиях вибрации, нередко отмечается головокружение и расстройство равновесия; а также координации дви­ жений вестибулярного характера. Систематическое действие вибрации и шума может привести к вибрационной [2] и вибрационно-шумовой [7] болезни.

В отличие от слуховой чувствительности человека, имеющей максимум в диа­ пазоне частот 2— 4 кГц, наибольшая чувствительность к вибрации находится в диапазоне частот 100— 300 Гц.

При совместном действии вибрации и воздушного шума, обычном в условиях плавающего судна, наблюдается взаимное усиление эффектов в результате их сум­ мирования, а нередко и потенцирования, т. е. возведения в степень. Так, покрас­ нение барабанных перепонок при действии только шума отмечалось в двух слу­ чаях из 18, а при действии шума в сочетании с вибрацией — в Т1 случаях. Более выраженными и стойкими при совместном действии шума и вибрации были также нарушение равновесия тела и координации движений, увеличение тремора верх­ них конечностей, повышение порога ощущения и уменьшение предела переноси-- мости электрокожного раздражителя, понижение выносливости к статическому и динамическому нервно-мышечному напряжению, понижение слуховой, болевой и вибрационной чувствительности и др.

Как уже говорилось, эффективная защита от шума и вибрации должна быть предусмотрена не только на рабочих местах судовых специалистов, но и в местах отдыха и сна. Сон, являясь охранительным торможением, в значительной мере вос­ станавливает нарушенные за время вахты функции организма. Дробный, а также неполноценный сон, обусловленный шумо-вибрационной обстановкой, не защи­ щает организм от ее разрушающего действия, способствуя, таким образом, за­ креплению неблагоприятных сдвигов, ведущих к прогрессирующему развитию шумо-вибрационной патологии.

§ 4 .2 . Н О Р М И Р О В А Н И Е Ш У М А И В И Б Р А Ц И И Н А С У Д А Х *

Общие положения. По советскому законодательству о труде, охране окружающей среды и здоровья граждан на всех сооружениях, к которым отно-

* В написании параграфа принимал участие И. И. Боголепов.

сятся и суда, должны быть обеспечены здоровые и безопасные условия для людей, обслуживающих их во время работы, а также для населения и природы окружаю­

(ГОСТ 12.0.003— 74). Ни одно судно не может быть введено в эксплуатацию и при­ нято в серийное производство, если на нем не соблюдены требования по orpàHHneнию уровней шума. Соблюдение мероприятий по предотвращению вредного воз­ действия шума обязательно для всех рабочих и служащих, занятых разработкой, строительством и эксплуатацией судов. Эти мероприятия должны быть отражены в проектах, инструкциях и правилах на их проектирование, строительство и экс­ плуатацию.

Первые нормы по ограничению шумности на судах были разработаны и вве­ дены в 1962 г. [9]. В качестве дополнения к ним утверждены Санитарные нормы шума в помещениях речных судов [11] и Санитарные нормы вибрации [12].

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров

СССР с 1 января 1977 г. введен в действие основополагающий стандарт по борьбе с шумом в системе стандартов безопасности труда— ГОСТ 12.1.003— 76 «Шум. Общие требования безопасности». Он распространяется на все отрасли народного хозяйства, а также на морские, озерные и речные суда. В соответствии с этим стан­ дартом устанавливаются классификация шумов, характеристики и нормы шума на рабочих местах, меры защиты от шума, требования к шумовым характеристи­ кам машин и методы измерения шума.

Классификация шумов. По характеру спектра шумы разделяются на широ­ кополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. Тональный шум по выше­ указанному стандарту характеризуется тем, что при измерении в третьоктавнЫх полосах частот уровень в одной полосе превышает уровень в соседних полосах не менее чем на 10 дБ. По временн&м характеристикам шумы делятся на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА (при измерениях на временнбй характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187— 71), и непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБА (при тех же условиях измерения).

Непостоянные шумы разделяются на следующие: колеблющиеся, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с (при этом уровни звука, из­ меренные при включении характеристик «медленно» и «импульс» шумомера по ГОСТ 17187— 71, различаются не менее чем на 10 дБ.)

Характеристики и нормы шума на рабочих местах. Характеристикой по­ стоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октав­ ных полосах (в децибелах) со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по формуле

где р — среднеквадратическое значение звукового давления, Па; р0— 2* 10"$ — пороговое значение среднего квадратического звукового давления, Па.

При нормировании шумовых характеристик допускается расширение частот­ ного диапазона.

Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимых мер по шумоглушению и др.) допускается за характери­ стику постоянного шума на рабочем месте принимать уровень звука 1а, дБА, измеряемый по шкале А шумомера (ГОСТ 17187— 71) и определяемый по формуле

U = 2 0 1 g - ÿ - ,

Ро

где Ра — среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции А шумомера, Па.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в децибелах на рабочих местах следует при­ нимать: для широкополосного шума — по табл. 4.1 ; для тонального и импульсного

Таблица 4Л

Допустимые уровни шума в машинном отделении по ГОСТ 12.1.003— 76

шума, измеренного шумомером на характеристике «медленно» — на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 4.1; для шума, создаваемого в помещениях установ­ ками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления — на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 4.1, или фактических уровней значений в этих помещениях, если последние не превышают табличных значений (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует). Для рабочих мест, не предусмотренных в таблице, допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в деци­ белах установлены санитарными нормами [И ] (табл. 4.2).

Меры защиты от шума. При проектировании, изготовлении и эксплуатации морских, озерных и речных судов следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, до значений, не превышающих допустимые. Это осуществляется техническими средствами (уменьшением шума ма­ шин в источнике и др.), строительно-акустическими мероприятиями, применением дистанционного управления шумными машинами, использованием средств инди­ видуальной защиты (ГОСТ 15762— 70) и организационными мероприятиями (выбо­ ром рационального режима труда и отдыха, сокращением времени нахождения

вусловиях повышенной шумности, лечебно-профилактическими и другими меро­ приятиями). Зоны с уровнем звука выше 85 дБА должны быть обозначены знаками опасности. Администрация обязана снабжать работающих в этих зонах средст­ вами индивидуальной защиты. Запрещается даже кратковременное пребывание

взонах с уровнями давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

Требования к шумовым характеристикам машин. В стандартах и техниче­ ских условиях на машины должны быть установлены значения их шумовых харак­ теристик. Шумовой характеристикой машины является октавный уровень звуко­ вой мощности (ГОСТ 8.055— 73) или показатели, установленные стандартами для конкретных видов машин. Значения шумовых характеристик машин должны обес­ печивать допустимые уровни шума на рабочих местах (с учетом основного назначе­ ния машины). Если эти характеристики не отвечают наиболее прогрессивным ми­ ровым стандартам, необходимо добиться оптимальных и технически достижимых шумовых характеристик машин. Обоснованием для получения таких характери­ стик служат: результаты измерений шума машин; данные об уровнях звуковой мощности наиболее прогрессивных аналогичных видов машин, выпускаемых

с шумом. Рациональность применяемых средств определяется минимальными эко­ номическими затратами, необходимыми для осуществления комплекса акустических мероприятий. Эти затраты производит данное конкретное предприятие; назовем их затратами первого рода. Затраты второго рода несет государство. Они возни­ кают в том случае, если необходимое снижение шума не достигнуто и уровни шума

на рабочем месте превышают норму. Повышенный уровень шума, снижая произ­ водительность труда и отражаясь на здоровье людей, приводит к утрате-ими в той или иной степени профессиональной и общей трудоспособности, влечет за собой более ранний выход на пенсию и т. д. Затраты второго рода характеризуют раз­ меры такого ущерба и потерь. Целью технического нормирования, в частности, является обеспечение такого комплекса мероприятий по борьбе с шумом, чтобы в результате затраты первого рода оказались меньше затрат второго рода [3].

Гигиеническое нормирование шума. Техническим комитетом № 43 Между­ народной организации по стандартизации (ИСО ТК 43) рекомендовано нормиро­ вать шум исходя из условия полного сохранения слуха. В публикации ИСО ТК 43