Защита от энергетических воздействий
Защита от энергетических воздействий осуществляется тремя основными методами:
* ограничением времени пребывания человека в зоне действия физического поля;
* его удалением от источника поля;
* применением средств защиты, из которых наиболее распространены экраны.
Защита от вибрации
Для защиты от вибрации применяют следующие методы:
* снижение виброактивности машин;
* отстройка от резонансных частот;
* вибродемпфирование;
* виброизрляция;
* виброгашение;
* индивидуальные средства защиты.
Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается:
* изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п., были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой;
* хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей;
* применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колёс вместо прямозубых;
* заменой подшипников качения на подшипники скольжения;
* применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.
Отстройка от резонансных частот заключается в изменении:
* режимов работы машины и соответственно частот возмущающей вибросилы;
* собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы (например, установкой ребер жесткости) или изменения массы системы (например, путем скрепления на машине дополнительных масс).
Вибродемпфирование − это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция.
Вибродемпфирование осуществляется:
* нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, − мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ−9, мастика ВД17−59, мастика «Антивибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия);
* применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как рессор);
* установкой специальных демпферов.
Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент.
Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).
Повышение жесткости системы, например, путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.
Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту с помощью устройств, помещаемых между ними.
Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания.
Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации
Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.
В качестве СИЗ от вибрации используются:
* для рук − виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки;
* для ног − виброизолирующая обувь, стельки, подметки.
Защита от шума
Для защиты от шума применяют следующие методы:
* снижение звуковой мощности источника шума;
* размещение источника шума относительно рабочих мест и населенных зон с учетом направленности излучения звуковой энергии;
* акустическая обработка помещений;
* звукоизоляция;
* применение глушителей шума; применение средств индивидуальной защиты.
Снижение звуковой мощности источников шума
Для снижения шума механизмов и машин необходимо снижать вибрацию источников шума, так как последняя является источником шума. Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков газа и обтеканием ими элементов механизмов и машин, − наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно.
Для уменьшения шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа.
Изменение направленности излучения шума.
При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам.
Величина эффекта изменения направленности может достигать 10...15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места или жилого дома.
Акустическая обработка помещения − это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) звука.
Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения и штучные (объемные) поглотители различных конструкций, подвешиваемые к потолку помещения.
Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя.
Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и незамкнутые поры.
Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения α, равным отношению звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, падающей на него.
Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения более 0,2.
Чем это значение выше, тем лучше звукопоглощающий материал.
Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения.
Эффект снижения шума (дБ) за счет применения звукопоглощающей облицовки можно рассчитать по формуле
Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень шума на 6...8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от его источника) и на 2...3 дБ в зоне преобладания прямого шума (вблизи от источника).
Несмотря на такое относительно небольшое снижение уровня шума, применение облицовок целесообразно по следующими причинам:
* во − первых спектр шума в помещении меняется за счет большей (8...10 дБ) эффективности облицовок на высоких частотах. Шум делается более глухим и менее раздражающим;
* во − вторых, становится более заметным шум оборудования, а следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи.
По этим причинам помещения концертных залов подвергают акустической обработке.
Штучные звукопоглотители применяют при недостаточности свободных поверхностей помещения для закрепления звукопоглощающих облицовок.
Поглотители различных конструкций, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (тонкими волокнами), подвешивают к потолку равномерно по его площади.
Эффективность снижения шума штучными поглотителями рассчитывают по указанной выше формуле (10.4.4), принимая А = А1 п, где А1 и п − соответственно, эквивалентная площадь звукопоглощения одного поглотителя и их число.
Для стандартных материалов облицовок и типов штучных звукопоглотителей значения коэффициентов звукопоглощения α и эквивалентной площади звукопоглощения А1 известны и содержатся в справочниках.
Звукоизоляция. При недостаточности указанных выше мероприятий для снижения уровня шума до допустимых значений или невозможности их осуществления применяют звукоизоляцию.
Снижение шума достигается за счет уменьшения интенсивности прямого звука и путем установки ограждений, кабин, кожухов, экранов.
Сущность звукоизоляции состоит в том, что падающая на ограждение энергия звуковой волны отражается в значительно большей степени, |чем проходит через него.
Звукоизолирующая способность ограждения определяется по формуле (10.4.1) при По = Рпр и П = Рпрош, где Рпр и Рпрош − соответственно звуковая мощность прямого (падающего на ограждение) и прошедшего через ограждение звука.
Перегородки выполняют из бетона, кирпича, дерева и т. п.
Наиболее шумные механизмы и машины закрывают кожухами, изготовленными из конструкционных материалов − стали, сплавов алюминия, пластмасс и др., и облицовывают изнутри звукопоглощающим материалом.
Экранирование источников шума или рабочих мест
Защитные свойства экрана возникают из-за того, что при огибании прямой звуковой волной кромок экрана за ней образуется зона звуковой тени тем большей протяженности, чем меньше длина волны (больше частота звука).
Так как экран защищает только от прямой звуковой волны, его применение эффективно только в области превалирования прямого шума над отраженным.
Экраны надо устанавливать между источником шума и рабочим местом, если они расположены недалеко друг от друга.
Звуковые экраны широко применяют не только на производстве, но и для защиты от шума транспортных потоков зоны пешеходных дорожек, проходящих вдоль магистрали.
В населенной местности в качестве экранов, снижающих уровень шума, используются лесозащитные полосы, поглощающие звук. Их эффективность может достигать 2 … 7 дБ и зависит от толщины полосы, породы деревьев, времени года.
Глушители
Их применяют для снижения аэродинамического шума.
Глушители подразделяют на:
* абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом;
* реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна ¼ длины волны заглушаемого звука;
* комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом;
* экранные.
Реактивные глушители в отличие от абсорбционных заглушают шум в узких частотных диапазонах и применяются для снижения шума источников с выраженными дискретными частотными составляющими, для которых уровень шума максимален.
Их широко используют для снижения шума при выпуске выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
Экранные глушители устанавливают перед устьем канала для выхода воздуха в атмосферу или его забора.
К СИЗ от шума относят:
* ушные вкладыши;
* наушники;
* шлемы.
Вкладыши − мягкие тампоны из ультратонкого материала, вставляемые в слуховой канал уха. Их эффективность не очень высока и может составлять 5…15 дБ.
Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются на голове дугообразной пружиной. Их эффективность изменяется от 7 дБ на частоте 125 Гц до 38 дБ на частоте 8000 Гц.
Шлемы применяют при воздействии шумов очень высоких уровней (более 120 дБ). Они закрывают голову человека, так как при таких уровнях шум проникает в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку.
Защита от электромагнитных полей и излучений
При несоответствии требованиям норм в зависимости от рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, уровня облучения и необходимой эффективности защиты применяют следующие методы и средства защиты или их комбинации:
* уменьшение мощности излучения непосредственно в его источнике, в частности, за счет применения поглотителей электромагнитной энергии;
* увеличение расстояния от источника излучения;
* подъем излучателей и диаграмм направленности излучения;
* блокирование излучения или снижение его мощности для сканирующих излучателей (вращающихся антенн) в секторе, в котором находится защищаемый объект (населенная зона, рабочее место);
* экранирование излучения;
* применение средств индивидуальной защиты.
Экранируют либо источники излучения, либо зоны, где может находиться человек.
Экраны могут быть:
* замкнутыми (полностью изолирующими излучающее устройство или защищаемый объект);
* незамкнутыми
различной формы и размеров, выполненными из сплошных, перфорированных, сотовых или сетчатых материалов.
Сотовые решетки применяют для экранирования мощных высокочастотных излучений.
Для исключения электромагнитного загрязнения окружающей среды окна помещений, в которых проводятся работы с электромагнитными излучателями, экранируют сетчатыми и сотовыми экранами.
Экраны частично отражают и частично поглощают электромагнитную энергию.
По степени отражения и поглощения их условно разделяют на:
* отражающие;
* поглощающие.
Часто в технике защиты от электромагнитных полей применяют металлические сетки.
К СИЗ, применяемым для защиты от электромагнитных излучений, относят радиозащитные:
* костюмы;
* комбинезоны;
* фартуки;
* очки;
* маски и т.д.
Защита от ионизирующих излучений
Для защиты от ионизирующих излучений необходимо:
* увеличивать расстояние от источника излучения;
* экранировать излучения с помощью экранов и биологических защит;
* применять СИЗ.
Для снижения уровня излучения до допустимых величин между источником излучения и защищаемым объектом (человеком) устанавливают экраны.
Для выбора типа и материала экрана, его толщины используют данные по кратности ослабления излучений различных радионуклидов и энергий, представленные в виде таблиц или графических зависимостей.
Кратность ослабления К − это отношение мощности дозы перед экраном к мощности дозы за экраном.
Зная допустимую мощность дозы для защищаемого объекта и мощность источника излучения при отсутствии экрана, можно определить требуемую кратность ослабления К и, выбрав материал, по графикам определить его необходимую толщину.
Выбор материала защитного экрана определяется видом и энергией излучения.
Альфа − частицы, хотя и обладают высокой ионизирующей способностью, быстро теряют свою энергию. Поэтому для защиты от альфа - излучения достаточно 10 см слоя воздуха.
При близком расположении от альфа - источника обычно применяют экраны из органического стекла.
Для защиты от бета - излучения рекомендуется использовать материалы с малой атомной массой (алюминий, плексиглас, карболит), которые дают наименьшее тормозное гамма-излучение, которым обычно сопровождается поглощение бета - частиц.
Для комплексной защиты от бета - и тормозного гамма - излучения применяют комбинированные дву - и многослойные экраны, у которых со стороны источника излучения устанавливают экран из материала с малой атомной массой, а за ним - с большой массой (свинец, сталь и т. д.).
Для защиты от гамма - и рентгеновского излучения, обладающих очень высокой проникающей способностью, применяют материалы с большой атомной массой и плотностью (свинец, вольфрам и т. д.).
Применяют другие материалы − сталь, железо, бетон, чугун, кирпич.
Однако, чем меньше атомная масса вещества экрана и чем меньше плотность защитного материала, тем большая требуется толщина экрана.
Лучшими для защиты от нейтронного излучения являются водородосодержащие материалы, т. е. имеющие в своей химической формуле атомы водорода.
Обычно применяют воду, парафин, полиэтилен. Кроме того, нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом.
Поскольку нейтронные излучения сопровождаются гамма - излучениями, необходимо применять многослойные экраны из различных материалов:
* свинец - полиэтилен,
* сталь − вода и т. д.
В ряде случаев для одновременного поглощения нейтронного и гамма -излучений применяют водные растворы гидроксидов тяжелых металлов, например гидроксид железа Fе(ОН)з.
Конструкции защитных устройств разнообразны. Они могут выполняться в виде защитных боксов, сейфов для хранения радиоактивных препаратов, передвижных и стационарных экранов.
При выделении радиоактивной пыли и газов боксы снабжаются вытяжной вентиляцией.
Защита при эксплуатации ПЭВМ
Длительная работа на ПЭВМ может отрицательно воздействовать на здоровье человека.
ПЭВМ и, прежде всего, монитор ПК (персонального компьютера) является источником:
* электростатического поля;
* слабых электромагнитных излучений в низкочастотном и высокочастотном диапазонах (2 Гц...400 кГц);
* рентгеновского излучения;
* ультрафиолетового излучения;
* инфракрасного излучения;
* излучения видимого диапазона.
Неподвижная напряженная поза оператора ПЭВМ в течение длительного времени приводит к усталости и появлению болей в позвоночнике, плечевых суставах, шее.
Работа на клавиатуре вызывает болевые ощущения в локтевых суставах, запястьях, кистях и пальцах рук.
Наиболее сильной нагрузке подвергается зрительный аппарат оператора.
Безопасность эксплуатации ПЭВМ регламентируется санитарно -эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.2.2/2.4.1340 -03.
В настоящее время большинство мониторов имеют маркировку Low Radiation (низкое излучение).
Наиболее безопасны мониторы, в которых создан дополнительный металлический внутренний контур, замкнутый на встроенный защитный экран. Однако в настоящее время в употреблении находится еще большое количество мониторов старого образца, не удовлетворяющих современным требованиям безопасности.
Для таких мониторов рекомендуется следующее дооснащение:
* защитный фильтр для экрана, ослабляющий переменное электрическое и электростатическое поля;
* для одиночных ПЭВМ или их однорядном расположении − специальное защитное покрытие на переднюю панель и боковые стенки;
* при многорядном расположении ПВЭМ, если соседние рабочие места располагаются близко друг к другу (на расстоянии 1,2...2,5 м) − защитное покрытие задней и боковых стенок, монтирование специальных экранирующих панелей с задней и боковых сторон монитора, установка перегородок, между различными пользователями.
Разработана технология защиты от электростатических, переменных электрической и магнитной составляющих ЭМИ путем нанесения электропроводных покрытий на внутреннюю поверхность корпуса монитора и его заземления, встраивания в дисплей оптического защитного фильтра, защищающего от излучений со стороны экрана.
Для мониторов устаревших конструкций, которые не соответствуют по уровню излучений современным требованиям безопасности и еще не сняты с эксплуатации, рекомендуется применять защитные фильтры (ЗФ), предназначенные для установки на экран.
ЗФ представляют собой оптически прозрачную панель, которая жестко закрепляется на корпусе монитора с помощью кронштейна поверх экрана. На панель нанесен тонкий проводящий слой, который заземляется.
Это позволяет подавить ЭМИ, исходящие от экрана в осевом направлении.
Кроме того, ЗФ устраняют блики, появляющиеся на стеклянных элементах видеомонитора от осветительных приборов или солнечных лучей, которые отрицательно воздействуют на зрение оператора; уменьшают общую яркость экрана дисплея, в то же время детали изображения с малой яркостью становятся лучше видимы, так как общая контрастность увеличивается, при этом краски изображения становятся более сочными.
ЗФ можно разделить на следующие группы:
* сетчатые;
* пленочные;
* поляризационные;
* стеклянные;
* смешанного типа.
Из фильтров российского производства можно рекомендовать ЗФ фирмы «Русский щит».
Наряду с мониторами на основе электронно − лучевой трубки применяют жидкокристаллические дисплеи (ЖК − мониторы). На всех переносных портативных компьютерах применяют ЖК − мониторы. В последнее время они находят применение и для настольных ПК.
ЖК − мониторы потребляют значительно меньше энергии и практически полностью безопасны.
Без опасения для здоровья ими могут пользоваться и женщины, и дети.
При работе на ПК весьма важна организация работы.
Помещение, в котором находятся ПК, должно быть просторным и хорошо проветриваемым. Минимальная площадь на один компьютер − 6 м2, минимальный объем − 20 м2 .
Очень важна правильная организация освещения в помещении.
Следует избегать большого контраста между яркостью экрана и окружающего пространства.
Запрещается работа на компьютере в темном и полутемном помещении.
Освещение должно быть смешанным: естественным и искусственным.
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть не менее 300...500 лк.
В дополнение к общему освещению для подсветки документов могут применяться местные светильники. Однако, они не должны создавать блики на поверхности экрана. Избавиться от бликов солнечного света можно с помощью оконных штор, занавесок, жалюзи.
Рабочее место с ПК должно располагаться по отношению к оконным проемам так, чтобы свет падал сбоку, предпочтительнее слева.
Нужно избегать расположения рабочего места в углах комнаты или лицом к стене (расстояние от ПК до стены должно быть не менее 1 м), экраном и лицом к окну.
ПК желательно устанавливать так, чтобы, подняв глаза от экрана, можно было увидеть самый удаленный предмет в комнате, так как перевод взгляда на дальнее расстояние − один из самых эффективных способов разгрузки зрительной системы при работе на ПК.
При наличии нескольких компьютеров расстояние между экраном одного монитора и задней стенкой другого должно быть не менее 2 м, а расстояние между боковыми стенками соседних мониторов − 1,2 м.
Правильная поза и положение рук оператора являются весьма важными для исключения нарушений в опорно-двигательном аппарате и возникновения синдрома постоянных нагрузок.
Не рекомендуется работать за ПК больше 2 ч подряд без перерыва.
В процессе работы желательно менять тип и содержание деятельности, например, чередовать редактирование и ввод данных или их считывание и осмысление. Санитарными нормами, указанными выше, предусматриваются обязательные перерывы во время работы на ПК, во время которых рекомендуется делать простейшие упражнения для глаз, рук и опорно − двигательного аппарата.