Реферат: Действие на организм человека электрического тока и первая помощь пострадавшим от него

--PAGE_BREAK--Пороговые значения токов
Главным и определяющим фактором воздействия является величина электрического тока. Чем больше величина ток, тем опаснее его действие.

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока при его значениях:

Iощ= (0,6 — 1,5)mА — для переменного тока частотой f= 50 Гц;

Iощ= (5 — 7)mА — для постоянного тока.

Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами. Для переменного тока характер ощущения проявляется в виде пощипывания, дрожания пальцев, для постоянного тока – в виде зуда, ощущения нагрева.

При дальнейшем увеличении величины тока возникает второе пороговое значение – это неотпускающие или удерживающие токи. При этом происходит судорожное сокращение мышц рук и человек не в состоянии разжать пальцы и отпустить токопровод, за который он взялся.

Для переменного тока частотой f=50 Гц – Iнеотп=(10 — 15) mА, для постоянного тока Iнеотп=(50 — 80) mА. Причем у разных людей значения неотпускающих токов будут различны. Нижние значения неотпускающих токов приведены для женщин, верхние значения – для мужчин.

При значениях токов (20 – 25) mА (переменное напряжение f=50 Гц) действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что ведет к затруднению и даже прекращению дыхания, а при длительном воздействии таких величин токов возможен летальный исход.

При значениях переменного тока 100 mА его воздействие передается непосредственно на мышцу сердца. При длительности воздействия 0,5 сек может наступить остановка или фибрилляция сердца. В последнем случае, за счет беспорядочного (хаотичного) сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл) сердце перестает выполнять функцию насоса, что ведет к прекращению в организме кровообращения. Это третье пороговое значение токов – токов фибрилляции: для переменного напряжения, f= 50 Гц –
Iф= 100 mА, для постоянного напряжения — Iф= 300 mА .

<img width=«409» height=«281» src=«ref-2_279105631-2970.coolpic» v:shapes="_x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681"><img width=«406» height=«277» src=«ref-2_279108601-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">Рис. 1
Вероятность наступления фибрилляции сердца зависит от длительности протекания тока. Здоровое сердце сокращается (60 – 80) раз в минуту, то есть длительность одного кардиоцикла составляет одну секунду. Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: диастолы, когда желудочки сердца находятся в расслабленном состоянии и заполняются кровью, и систолы, когда сердце, сокращаясь, выталкивает кровь в артериальные сосуды. Экспериментально установлено, что чувствительность сердца к раздражителю в форме электрического тока неодинакова в разные фазы его деятельности. Наиболее уязвимым сердце оказывается в фазе Т, продолжительность которой равна 0,2 сек (рис. 1).

Если время действия тока не совпадает с фазой Т, большие величины токов не вызывают фибрилляцию, но могут привести к остановке сердца. При длительности протекания тока, соизмеримой с периодом кардиоцикла, ток через сердце проходит также и в течение фазы Т. При этом вероятность наступления фибрилляции наибольшая. И чем меньше длительность действия тока, тем меньше вероятность наступления фибрилляции сердца.
Электрическое сопротивление тела человека
При прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, человек включается в электрическую цепь и может рассматриваться как элемент цепи. Тело человека является проводником электрического тока. Однако в отличии от обычных проводников проводимость живой ткани обусловлена не только ее физическими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процессами, присущими лишь живой материи. В силу этого сопротивление тела человека является переменной величиной, имеющей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов, состояния окружающей среды.

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково. Кожа, кости, жировая ткань имеют относительно большое значение – ρкож ≈ ρкост = (3.103 – 3.104) Ом.м. Мышечная ткань, кровь, лимфа и, особенно, спинной и головной мозг – малое значение удельного сопротивления – ρмышц = (1,5 – 3)Ом.м;  ρкр = (1 – 2)Ом.м;  ρмозг = (0,5 – 0,6) Ом.м.

Таким образом, обладая большим удельным сопротивлением, кожа определяет сопротивление тела человека в целом. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермиса (верхний слой кожи толщиной 0,2 мм, состоящий из мертвых ороговевших клеток), обладающего большим сопротивлением и внутреннего – дерма, имеющего относительно малое сопротивление, близкое по значению к сопротивлению внутренних тканей.

<img width=«282» height=«455» src=«ref-2_279108674-5435.coolpic» v:shapes="_x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689 _x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697 _x0000_s1698 _x0000_s1699 _x0000_s1700 _x0000_s1701 _x0000_s1702 _x0000_s1703 _x0000_s1704 _x0000_s1705 _x0000_s1706 _x0000_s1707 _x0000_s1708 _x0000_s1709 _x0000_s1710 _x0000_s1711 _x0000_s1712 _x0000_s1713 _x0000_s1714 _x0000_s1715 _x0000_s1716 _x0000_s1717 _x0000_s1718 _x0000_s1719 _x0000_s1720 _x0000_s1721 _x0000_s1722 _x0000_s1723 _x0000_s1724 _x0000_s1725 _x0000_s1726 _x0000_s1727 _x0000_s1728 _x0000_s1729 _x0000_s1730 _x0000_s1731 _x0000_s1732 _x0000_s1733 _x0000_s1734 _x0000_s1735 _x0000_s1736 _x0000_s1737 _x0000_s1738 _x0000_s1739 _x0000_s1740 _x0000_s1741 _x0000_s1742 _x0000_s1743 _x0000_s1744 _x0000_s1745 _x0000_s1746 _x0000_s1747 _x0000_s1748 _x0000_s1749 _x0000_s1750 _x0000_s1751 _x0000_s1752 _x0000_s1753 _x0000_s1754 _x0000_s1755 _x0000_s1756 _x0000_s1757 _x0000_s1758 _x0000_s1759 _x0000_s1760 _x0000_s1761 _x0000_s1762 _x0000_s1763 _x0000_s1764 _x0000_s1765 _x0000_s1766 _x0000_s1767 _x0000_s1768 _x0000_s1769 _x0000_s1770 _x0000_s1771 _x0000_s1772 _x0000_s1773 _x0000_s1774 _x0000_s1775 _x0000_s1776 _x0000_s1777 _x0000_s1778 _x0000_s1779 _x0000_s1780 _x0000_s1781 _x0000_s1782 _x0000_s1783 _x0000_s1784 _x0000_s1785 _x0000_s1786 _x0000_s1787 _x0000_s1788 _x0000_s1789 _x0000_s1790 _x0000_s1791 _x0000_s1792">



    
<img width=«2» height=«2» src=«ref-2_279114109-73.coolpic» v:shapes="_x0000_s1683">Рис. 2. К определению сопротивления тела человека.

а) – схема измерения сопротивления; б, в) – эквивалентные схемы сопротивления тела человека;  г) – упрощенная эквивалентная схема.

1 – электроды; 2 – наружный слой кожи – эпидермис (роговой и ростковый слои); 3 – внутренние ткани тела (внутренний слой кожи и подкожные ткани).

Таким образом, в соответствии с приведенной на рис. 2 а схемой включения человека в электрическую цепь между двумя электродами, сопротивление тела человека состоит из трех последовательно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи – эпидермиса (роговой и ростковый слои) и одного сопротивления внутренних подкожных тканей, называемого внутренним сопротивлением. Оно включает два сопротивления внутреннего слоя кожи и сопротивления подкожных тканей тела и составляет величину – Rвн= (300 – 500) Ом. Сопротивление тела у различных людей, измеренное в разное время и в различных условиях неодинаково. Электрическое сопротивление сухой, чистой, неповрежденной кожи, измеренное при напряжении (15 – 20) В,  составляет (3 – 100)·103 Ом.

Если на участках, где прикладываются электроды, снять роговой слой, сопротивление тела упадет до (1 – 5)·103 Ом; при удалении всего наружного слоя эпидермиса – (500 – 700) Ом. Эквивалентные схемы сопротивления  тела человека представлены на рис. 2б, в. Сопротивление эпидермиса Zэсостоит из активного Rэи емкостного <img width=«69» height=«45» src=«ref-2_279114182-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> сопротивлений, включенных параллельно. Емкостное сопротивление обусловлено тем, что в месте прикосновения электрода к телу человека образуется конденсатор, обкладками которого являются электрод и хорошо проводящие внутренние ткани тела, а диэлектриком – наружный слой кожи, обладающий большим сопротивлением. Эквивалентная схема рис. 2 в позволяет написать полное сопротивление тела человека в комплексной форме: <img width=«255» height=«24» src=«ref-2_279114390-414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">, или в действительной форме:

<img width=«183» height=«51» src=«ref-2_279114804-573.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">.

Из приведенного выражения следует, что с уменьшением частоты сопротивление тела возрастает, а на постоянном токе имеет наибольшие значения:

<img width=«177» height=«24» src=«ref-2_279115377-303.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">,

где <img width=«21» height=«24» src=«ref-2_279115680-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">  — сопротивление тела человека постоянному току. С ростом частоты сопротивления Zhуменьшается за счет уменьшения емкостного сопротивления и при (5-10) кГц можно считать, что Zh= Rвн=(300-500) Ом.

Эквивалентную схему можно упростить, представив сопротивление тела как параллельное соединение сопротивления Rh=2Rэ+Rви емкости Сh=0,5Cэ(рис. 2 г). Для этого случая: <img width=«141» height=«51» src=«ref-2_279115786-416.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">.

При частота f= 50 Гц переменного напряжения учитывается лишь активная составляющая полного сопротивления и при раcчетах принимается Rh= 1000 Ом. Однако на самом деле Zhвеличина переменная и зависит от многих факторов. Так, в зависимости от места приложения электродов, с увеличением площади касания сопротивление уменьшается. Значение тока и длительность его прохождения через тело человека непосредственно влияют на электрическое сопротивление Zh
. С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление уменьшается, что связано с нарушением процессов терморегуляции в организме: за счет усиления местного нагрева кожи и внутренних органов сосуды расширяются, усиливается снабжение этих участков кровью, что увеличивает потовыделение. Сопротивление влажной кожи уменьшается, ток еще более возрастает, усиливая нагрев и т.д.

Аналогичным образом ведет себя зависимость сопротивления от величины приложенного напряжения. Повышение напряжения уменьшает сопротивление тела человека в десятки раз: во-первых, за счет нарушения процессов терморегуляции из-за увеличения тока, как это было рассмотрено выше; во-вторых, за счет развития процессов пробоя кожи при величине приложенного напряжения выше 50 вольт. При этом величина сопротивления Zh
 стремится к значению R
вн  = (300-500) Ом.

Установлено, что для отпускающих токов — Zh= (2-3). 103 Ом; при неотпускающих токах -  Zh= 1. 103 Ом; при смертельном токе — Zh= 500 Ом.

Факторы, влияющие на исход поражения.

Путь тока в теле человека. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы, опасность поражения очень высока. Если же ток проходит по другим путям, минуя сердце, легкие, мозг, то воздействие может быть рефлекторным, через ЦНС. Ток в теле не всегда проходит по кратчайшему пути, так как различные участки тела имеют различное удельное сопротивление, как это было показано выше. Наибольшую опасность представляет продольный путь тока. Отмечено, что через сердце проходит:

·       по пути «рука – рука» — 3,3% Ih;

·       по пути «левая рука – нога» — 3,7% Ih;

·       по пути «правая рука – нога» — 6,7% Ih;

·       по пути «голова – нога» — 6,8% Ih;

·       по пути «голова – рука» — 7% Ih;

·       по пути «нога – нога» — 0,4% Ih..

Статистика показывает, что наибольшая потеря трудоспособности (87% случаев) наблюдается при поражениях «правая рука – ноги», наименьшая (15% случаев) при поражениях «нога – нога». Однако, если ток велик, судорожное сокращение ног приведет к падению с возможным летальным исходом.

Род и частота тока.Установлено, что переменный ток более опасен, чем постоянный ток. Как следует из сопоставления пороговых значений токов, одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако даже небольшой постоянный ток (ниже порога ощущения) при быстром разрыве цепи дает очень сильные удары, вплоть до судорог мышц рук. Так же установлено, что в электроустановках с уровнем напряжения выше 500 В опаснее постоянный ток. Увеличение частоты ведет к увеличению опасности поражения, так как уменьшается полное сопротивление Zh. Наибольшую опасность представляет переменный ток частотой от 20 до 1000 Гц. При частотах ниже 20 Гц и выше 1000 Гц опасность поражения уменьшается, так как величины предельно допустимых токов Iнеотпизменяются от значения 20 mА в большую сторону. Выпрямленные токи содержат постоянную и переменную составляющие, которые оказывают совместное действие на организм человека, в то время как приборы показывают только постоянную составляющую. При однополупериодном выпрямлении пороговые значения тока по постоянной составляющей в 1,5 раза ниже, чем для переменного тока. При двухполупериодном выпрямлении пороговые значения переменного и выпрямленного токов одинаковы.

Состояние окружающей среды.Изменение влажности, температуры от оптимальных условий, наличие токопроводящей пыли, паров кислот увеличивает опасность поражения, так как во всех помещениях, кроме сухих и чистых сопротивление тела человека уменьшается, а в пыльных помещениях с токопроводящей пылью, с химически и биологически активной средой происходит разрушение изоляции.

Согласно ПУЭ все производственные помещения по опасности поражения электрическим током подразделяются на три категории:

1.      Помещения без повышенной опасности – помещения сухие.

2.      Помещения с повышенной опасностью, характеризуются наличием одного из следующих признаков:

а) высокая температура (> 300С);

б) влажность выше 75%;

в) токопроводящий пол;

г) токопроводящая пыль;

д) наличие возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, механизмам – с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой стороны.

3.       Помещения особо опасные, характеризуются наличием одного из трех условий:

а) 100% влажность, особая сырость;

б) химически и биологически активная среда, разрушающе действующая на изоляцию и токоведущие части оборудования;

в) два и более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Предельно допустимые значения токов. Как показывает статистика электротравматизма, безопасного тока нет, так как любое значение тока оказывает определенное воздействие на организм человека. Ток, вызывающий слабые ощущения у одного человека может быть неотпускающим током для другого. Характер воздействия при одной и той же величине тока зависит от состояния центральной нервной системы и всего организма в целом, массы человека, его физического развития. Приводимые выше данные для пороговых значений тока получены на основе статистических данных. Поэтому речь может идти лишь о допустимом значении тока. Исходя из пороговых значений тока, допустимым можно считать ток, при котором возникает реальная опасность поражения. Это возможно лишь при неотпускающем токе, когда человек не в состоянии самостоятельно освободиться от токоведущих частей. Поэтому недопустимо, чтобы через человека длительно протекал ток выше отпускающего. То есть, при случайном прикосновении в нормальных условиях наибольший длительно допустимый ток через человека равен порогу неотпускающего тока – около 10 mА.

При кратковременном действии тока судорожное сокращение мышц рук не имеет значения, паралич дыхания развивается за (15-30) сек и тоже не успеет развиться при кратковременном действии. Большие токи (несколько десятков mА) вызывают фибрилляцию сердца за (1-2) сек. Поэтому в качестве кратковременно допустимых токов принимаются наименьшие значения токов, вызывающих фибрилляцию сердца.

Исходя из вышеизложенного, ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает допустимые значения токов, протекающих через тело по пути «рука – рука», «рука – ноги» при нормальном режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 Гц и 400 Гц. Нормируемые кривые приведены на рисунке.

<img width=«312» height=«228» src=«ref-2_279116202-3666.coolpic» v:shapes="_x0000_s1682">
Рис. 3
    продолжение
--PAGE_BREAK--Первая помощь пострадавшему
Первая помощь пострадавшему при действии электрического тока состоит из двух этапов:

I– освобождение пострадавшего от действия тока;

II– оказание первой доврачебной помощи.

<place w:st=«on»>I.Так как исход поражения током зависит от длительности протекания тока (паралич дыхания, фибрилляция сердца, остановка сердца, клиническая смерть), то очень важно как можно быстрее освободить пострадавшего от тока и приступить к оказанию первой доврачебной помощи.

Освобождение человека от действия тока, когда человек находится в контакте с токоведущей частью, сводится, если это возможно, к отключению электроустановки с помощью ближайшего рубильника, выключателя или иного отключающего аппарата. Если пострадавший находится на высоте, то отключение напряжения проводят только после принятия мер, обеспечивающих его безопасное падение.

В случае невозможности быстрого отключения установки (например, из-за удаленности или  недоступности выключателя) необходимо принять иные меры освобождения пострадавшего. При напряжении до 1000 В можно перерубить провода топором с деревянной ручкой, или перекусить их инструментом с изолированными рукоятками (кусачками и т.п.). Перерубать (перекусывать) следует каждый провод в отдельности, чтобы не вызвать короткого замыкания между проводами. Можно оттянуть пострадавшего за одежду, руки оказывающего помощь при этом должны быть защищены либо диэлектрическими перчатками, либо сухой тканью (шарфом, рукавами халата и т.п.) и оказывающий помощь не должен касаться  тела и обуви пострадавшего, а также окружающих заземленных металлических предметов.

Рекомендуется действовать одной рукой, держа вторую в кармане или за спиной. Можно отбросить провод, которого касается пострадавший, пользуясь сухой деревянной палкой, доской и пр.

Если пострадавший судорожно сжимает провод рукой, то можно разжать его руку, отгибая пальцы по отдельности. Для этого оказывающий помощь должен быть в диэлектрических перчатках и стоять на изолирующем основании (коврике, подставке).

В установках свыше 1000 В для отделения пострадавшего необходимо одеть диэлектрические перчатки и боты и действовать штангой или изолирующими клещами, рассчитанными на напряжение данной установки.

Можно преднамеренно замкнуть накоротко и заземлить фазы электроустановки, в результате чего произойдет автоматическое отключение установки. Замыкание и заземление проводов воздушной линии можно осуществить путем наброса на них заземленного одним концом голого проводника (например, медного). Сечение набрасываемого проводника должно быть достаточным, чтобы он не перегорел при прохождении по нему токов короткого замыкания. Наименьшее сечение его (по меди) во всех случаях должно быть 16 мм2 для линий до 1000 В и 25 мм2 для линий свыше 1000 В. Перед набрасыванием один конец проводника надежно заземляется путем присоединения его к имеющемуся поблизости заземляющему устройству подстанции, телу металлической опоры или специально  забитому в землю стержневому заземлителю.

II. Меры первой доврачебной помощи. Первая медицинская помощь пострадавшему от электрического тока должна оказываться немедленно после его освобождения от действия тока.

Меры первой доврачебной помощи пострадавшему от электрического тока зависят от его состояния и сводятся к проведению искусственного дыхания и наружного массажа сердца.

Для определения состояния пострадавшего необходимо уложить его на спину и проверить наличие дыхания и пульса.

Наличие дыхания определяется визуально по подъему и опусканию грудной клетки во время самостоятельного вдоха и выхода пострадавшего.

Нормальное дыхания характеризуется четкими ритмичными подъемами и опусканиями грудной клетки. В таком состоянии пострадавший не нуждается  в искусственном дыхании.

Нарушенное дыхание характеризуется нечеткими и неритмичными движениями грудной клетки при вдохах либо отсутствием видимых на глаз дыхательных движений грудной клетки. Пострадавшему в таких случаях необходимо искусственное дыхание.

Наличие пульса, свидетельствующего о работе сердца, следует проверять на сонной артерии на шее с правой и левой сторон выступа щитовидного хряща, адамова яблока). Отсутствие пульса свидетельствует о прекращении работы сердца (прекращении движения крови в организме). Об этом можно судить также по состоянию глазного зрачка, который в этом случае расширен. Пострадавшему необходимо проводить наружный массаж сердца.

Проверка состояния пострадавшего, включая придание его телу соответствующего положения, проверку дыхания, пульса и состояния зрачка, должна производиться в течение 15-20 с.

В зависимости от степени электрического удара пострадавшему должна быть оказана та или иная медицинская помощь:

1. Пострадавший в сознании с сохранившимися дыханием и работой сердца, но до этого долго находился под действием тока. В этом случае пострадавшего необходимо уложить на сухую подстилку, накрыть его сверху и дать покой до прихода врача. Ни в коем случае нельзя разрешать пострадавшему двигаться или работать, даже если он чувствует себя хорошо, так как отрицательное воздействие тока может сказываться не сразу, а спустя некоторое время.

2. Пострадавший находится в бессознательном состоянии, но с сохранившимися устойчивым дыханием и работой сердца. Его следует удобно уложить на подстилку, расстегнуть одежду и пояс, чтобы они не затрудняли дыхания, обеспечить приток свежего воздуха и принять меры к приведению его в сознание – поднести к носу ватный тампон, смоченный нашатырным спиртом, либо обрызгать лицо холодной водой, растереть и согреть тело. Пострадавшему необходимо обеспечить покой и наблюдение до прихода врача.

3. Пострадавший  находится в бессознательном состоянии и плохо дышит,  но с сохраненной работой сердца. В этом случае необходимо производить искусственное дыхание.

4. При отсутствии признаков жизни, т.е. когда отсутствуют пульс и дыхание, а зрачки глаз расширены и не реагируют на свет, пострадавший находится в состоянии клинической смерти и нужно немедленно приступить к его оживлению.

Достоверными признаками необратимой смерти являются трупные пятна, окоченение, охлаждение тела до температуры окружающей среды.

Искусственное дыхание необходимо для обеспечения газообмена в организме: насыщения крови кислородом и удаления из крови углекислого газа, и восстановления самостоятельного дыхания пострадавшего.

Искусственное дыхание может проводиться различными способами. Все они делятся на две группы: аппаратные и ручные.

Аппаратные – требуют применения специальных аппаратов, которые обеспечивают вдувание и удаление воздуха из легких.

Ручные (наиболее часто применяемые) способы, хотя и менее эффективны и более трудоемки, чем аппаратные, обладают тем преимуществом, что могут проводиться немедленно при обнаружении нарушения дыхания.

Из многочисленных ручных способов наиболее эффективными являются способы искусственного дыхания «изо рта в рот» или «изо рта в нос». Детям делают искусственное дыхание одновременно двумя этими способами. Эти способы заключаются в том, что оказывающий помощь вдувает воздух из своих легких пострадавшему через рот или нос. Этот способ позволяет вдувать в легкие пострадавшего объем воздуха до 1500 мл, что в несколько раз больше, чем дают другие способы; при этом способе исключена опасность повреждения организма пострадавшего и имеется возможность просто контролировать поступление воздуха в легкие пострадавшего – по расширению (подъему) грудной клетки. Во избежание взаимного инфицирования искусственное дыхание необходимо производить через марлю, носовой платок или другие неплотные ткани, или через специальную трубку.

Подготовка к искусственному дыханию. Прежде чем приступить к искусственному дыханию, необходимо выполнить следующие операции:

а) уложить пострадавшего на спину на горизонтальную поверхность;

б) освободить пострадавшего от стесняющей одежды (расстегнуть ворот и пояс, развязать галстук и т.п.);

в) максимально запрокинуть голову пострадавшего назад, положив под затылок ладонь одной руки, а второй рукой надавливать на лоб до тех пор, пока подбородок не окажется на одной линии с шеей.

При таком положении головы обеспечивается свободный проход для воздуха в легкие. Если оказывается невозможным открыть рот пострадавшего, искусственное дыхание следует производить «изо рта в нос».

г) Освободить рот (нос) от слизи, если во рту имеются зубные протезы, то убрать их. Для удаления слизи и крови необходимо голову и плечи пострадавшего повернуть в сторону, а затем с помощью носового платка или края рубашки, намотанного на указательный палец, очистить полость рта и глотки. После чего придать голове первоначальное положение.

По окончании подготовительных операций оказывающий помощь делает глубокий вдох и затем с силой выдыхает воздух в рот (нос) пострадавшего. При этом он должен охватить своим ртом весь рот пострадавшего, а щекой  или пальцами зажать нос. Затем делает новый вдох, а в этот период грудная клетка пострадавшего опускается и происходит пассивный выдох (рис. 4).

<img width=«380» height=«177» src=«ref-2_279119868-14349.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. 4. Искусственное дыхание методом «изо рта в рот»:

а — подготовка пострадавшего;

б — проведение искусственного дыхания

Если после вдувания воздуха грудная клетка пострадавшего не расправляется (поднимается), это свидетельствует о непроходимости дыхательных путей. В этом случае необходимо запрокинуть голову пострадавшего еще ниже.

При проведении искусственного дыхания в одну минуту следует делать 10-12 вдуваний взрослому человеку (т.е. через 5-6 с) и 15-18 вдуваний ребенку (т.е. через 3-4 с), причем ребенку вдувание делается менее резко.

При появлении у пострадавшего первых слабых вдохов следует приурочивать искусственный вдох к началу самостоятельного вдоха. Искусственное дыхание следует производить до восстановления глубокого ритмичного дыхания.

Наружный массаж сердца (ритмичное надавливание на грудь) проводят для искусственного поддержания кровообращения в организме пострадавшего и восстановления нормальных естественных сокращений сердца.

Подготовка к массажу сердца является одновременно и подготовкой к искусственному дыханию, поскольку массаж сердца должен производиться совместно с искусственным дыханием.

Для выполнения массажа необходимо уложить пострадавшего на спину на жесткую поверхность и обнажить его грудь.

При выполнении массажа сердца оказывающий помощь встает с какой-либо стороны пострадавшего и занимает такое положение, при котором возможен более или менее значительный наклон над ним.

Определив прощупыванием место надавливания (на два пальца выше мягкого конца грудины, рис. 5, место указано стрелкой), оказывающий помощь должен положить на него



<img width=«410» height=«209» src=«ref-2_279134217-16287.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

Рис. 5.Искусственная вентиляция легких и непрямой массаж сердца (выдох)

нижнюю часть ладони одной руки, а затем поверх первой руки положить ладонь другой руки, так, чтобы они образовали прямой угол и надавливать на грудную клетки, слегка помогая наклоном всего корпуса. Пальцы обеих рук должны быть сведены вместе и подняты вверх, чтобы не касаться грудной клетки пострадавшего. Надавливать следует быстрым толчком так, чтобы сместить нижнюю часть грудины вниз на 3-4 см, а у полных людей на 5-6 см. Усилие при надавливании следует концентрировать на нижней части грудины, которая является более подвижной. Нельзя надавливать на верхнюю часть грудины, область окончания нижних ребер и ниже края грудной клетки (на мягкие ткани), т.к. в первых двух случаях это может привести к перелому ребер, а в последнем – к повреждению внутренних органов и в первую очередь печени.

Надавливание (толчок) на грудину следует повторять примерно 1 раз в секунду для взрослого человека и 2 раза – для ребенка.

Для обогащения крови пострадавшего кислородом одновременно с массажем сердца необходимо проводить искусственное дыхание.

Если оказывающих помощь двое, то один из них проводит массаж сердца, а другой – искусственное дыхание, при этом надавливание на грудину надо приурочивать к выдоху: после одного глубокого вдувания производится 5 надавливаний на грудную клетку или после двух вдуваний – 15 надавливаний.

Если же оказывающий помощь один, то следует чередовать искусственное дыхание с массажем сердца: после двух глубоких вдуваний в рот (в нос) 15 надавливаний на грудину.

Искусственное дыхание и массаж сердца необходимо производить до появления самостоятельного дыхания и пульса у пострадавшего. Для проверки пульса через каждые 2 минуты прерывают массаж на 2-3 с. Сохранение пульса во время перерыва свидетельствует о восстановлении работы сердца.

Длительное отсутствие пульса при появлении других признаков оживление организма (самостоятельного дыхания, сужение зрачков, попытки пострадавшего двигать руками и ногами и др.) служит признаком фибрилляции сердца. В этом случае необходимо продолжать оказывать помощь до прибытия врача.

    продолжение
--PAGE_BREAK--Рабочее задание
Первая помощь пострадавшему от электрического тока.

Работа на манекене предусматривает 2 этапа: 1 – этап обучения и 2 – этап проверки навыков.

Перед началом работы на манекене преподаватель информирует студентов о целях и задачах обучения, проводит опрос студентов с целью выяснения основных моментов по оказанию пострадавшему первой помощи.

1. Этап обучения.

<place w:st=«on»>I
.Искусственное дыхание «изо рта в рот» («изо рта в нос»).

1. На груди манекена, лежащего на спине, расстегнуть одежду и установить необходимость проведения дыхания по неподвижному состоянию грудной клетки.

2. Осмотреть полость рта с целью выявления инородных предметов, препятствующих проведению дыхания.

3. Голову манекена повернуть набок, при необходимости удалить инородные предметы, затем привести в первоначальное положение.

4. Голову максимально запрокинуть назад путем подкладывания одной руки под шею и надавливания другой на лоб (этим обеспечивается проходимость дыхательных путей).

5. Положить марлевую салфетку на рот манекена. Сделать глубокий вдох, двумя пальцами сжать ноздри носа и затем,  плотно прижав свой рот ко рту манекена, произвести в него выдох (при этом грудная клетка манекена должна подняться, а на пульте управления должна загореться сигнальная лампа «Давление нормально»). Ритм искусственного дыхания задается на пульте лампой «Искусственное дыхание», «Ритм». Вдувание воздуха производится каждые 5-6 с, что соответствует частоте дыхания 10-12 раз в минуту. Каждым студентом делается по 5-6 вдуваний.


II
. Наружный массаж сердца.

1.      По состоянию пульса (на руках и шее) и зрачка установить необходимость проведения массажа.

2. Занять место слева или справа у груди манекена и определить место надавливания посредством прощупывания участка грудной клетки, имитирующей конец грудины.

3. Отступить на два пальца от края грудины, наложить на нее нижнюю часть ладони одной руки, а затем поверх правой руки положить под прямым углом вторую руку (пальцы рук должны быть плотно соединены и несколько откинуты назад).

4. Надавливание следует производить быстрым толчком, слегка помогая наклоном всего корпуса так, чтобы сместить нижнюю часть грудины вниз на 4 см. При этом на пульте загорается зеленая лампа «Усилие нормально». После толчка руки остаются в нижнем положении в течение около 0,5 с, после чего следует слегка выпрямиться и расслабить руки, не отнимая их от груди манекена. При приложении усилия больше нормального на пульте загорается красная лампа «Усилие больше нормы». Надавливание производится в такт с лампой «Ритм сердца» (один раз в секунду). Каждый студент делает 8-10 надавливаний.

5. В случае оказания помощи пострадавшему двумя лицами – один проводит искусственное дыхание (1 вдох), второй на выдохе пострадавшего делает массаж сердца (5 надавливаний).

6. При оказании помощи пострадавшему одним лицом, оказывающий помощь делает 2 вдоха и 12-15 надавливаний на грудную клетку.
2. Этап проверки навыков.

Преподаватель задает различные ситуации: а) отсутствие дыхания; б) отсутствие сердечной деятельности; в) клиническая смерть и контролирует правильность соответствующих действий обучаемого.




Лабораторная работа №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Цель работы: ознакомиться с приборами и методами измерения освещенности на рабочих местах, порядком нормирования и расчета искусственного освещения.
Общие положения

Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.

Прием и анализ информации зрительным анализатором (глазом) человека происходит в световом диапазоне λ = 0,38…0,76 мкм оптической области спектра электромагнитных волн. Наибольшее значение чувствительности достигается при длине волны λm= 0,554 мкм (желто-зеленая часть спектра).

При освещении производственных помещений используется как естественное освещение, создаваемое светом небесного купола (прямым и рассеянным), так и искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света. Имея более благоприятный для зрительного восприятия спектральный состав естественное освещение, меняется в зависимости от географической широты, времени года и суток. Поэтому для освещения в те часы суток, когда естественное освещение недостаточно для проведения технологических операций используют искусственное освещение.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным светотехническим характеристикам относятся:

световой поток
Ф– часть лучистого потока, воспринимаемая зрением человека как свет; характеризует мощность светового излучения; измеряется в люменах (лм);

освещенность
Е– это отношение светового потока Ф, равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади S(м2), т.е. Е = Ф/S; за единицу освещенности принят люкс (лк); 

сила света
J– это отношение светового потока Ф к телесному углу ω, в пределах которого световой поток равномерно распределяется; рассчитывается по формуле J= Ф/ω; измеряется в канделах (кд);

яркость Вповерхности под углом α к нормали – это отношение силы света Jα, излучаемой поверхностью в этом направлении, к площади S
проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению; измеряется кд/м2  и определяется по формуле:

<img width=«89» height=«39» src=«ref-2_279150504-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

К качественным характеристикам освещения относятся фон, контраст объекта с фоном К, коэффициент пульсации освещенности kп, показатель ослепленности Р0, видимость V.

Коэффициент пульсации освещенности
k
п– это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока; рассчитывается по формуле:

<img width=«143» height=«47» src=«ref-2_279150742-481.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

где Еmax, Еmin, Еср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний.

Критерием слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, является показатель ослепленности Р, значение которого определяется по формуле:

<img width=«119» height=«47» src=«ref-2_279151223-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

где V1и V2– видимость объекта различения соответственно при экранировании иналичии ярких источников света в поле зрения.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух видов – общее и комбинированное, когда к общему освещению помещения добавляется местное, установленное непосредственно на рабочих местах, где выполняются точные зрительные работы. При комбинированном освещении освещенность рабочих поверхностей от общего освещения должна быть равной или больше 10% нормируемой.  

Общее освещение подразделяется на рабочее, аварийное и специальное.

Рабочееосвещение предназначено для нормального выполнения производственного процесса, прохода людей и движения транспорта и является обязательным для всех помещений.

Аварийноеосвещение обеспечивает минимальную освещенность на рабочем месте и предусматривается для продолжения работы при внезапном отключении рабочего освещения. Оно необходимо для обслуживания оборудования, способного вызвать пожар, взрыв, отравление людей и т. п.

Минимальная освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания в аварийном режиме, должна быть равна 5% нормируемой освещенности в системе общего освещения. В то же время она не должна быть ниже 2 лк внутри зданий и 1 лк на открытых территориях. Наименьшая освещенность на полу, земле или ступенях при аварийном освещении для эвакуации людей должна быть в помещениях 0,5 лк, а на открытых территориях 0,2 лк.

Специальные виды освещения и облучения:

охранное  освещение устраивают вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Его следует по возможности выполнять, используя частично рабочее и аварийное освещение;

эритемноеосвещение (искусственное ультрафиолетовое облучение) предусматривается на промышленных предприятиях, расположенных в районах с дефицитом естественного ультрафиолетового облучения;   

бактерицидноеосвещение применяется для обеззараживания воздуха в производственном помещении.

Для искусственного освещения (общего и комбинированного) применяют электрические лампы накаливания и газоразрядные лампы: люминесцентные типа ЛД, ЛБ и др., дуговые ртутные лампы (ДРЛ), дуговые ксеноновые трубчатые лампы (ДКсТ), натриевые лампы (ДНаТ) и др. Все типы ламп ДРЛ, ДКсТ и ДНаТ имеют резьбовые цоколи, аналогичные цоколям ламп накаливания. Световая отдача ламп накаливания общего назначения 7-20 лм/Вт, люминесцентных – 40-75 лм/Вт, ртутных высокого давления – 60 лм/Вт, натриевых – до 100 лм/Вт.

Осветительные установки состоят из источника света и арматуры (светильника), которая предназначена для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранении глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света. Различают светильники общего и местного освещения.

Для ламп накаливания применяют светильники типа «Глубокоизлучатель», «Универсаль», «Люцетта», «Молочный шар» (у вышеперечисленных светильников количество ламп в светильнике n=1), а для газоразрядных ламп – типа ЛПО («Циклон Де Люкс», «Леванто») и ЛВО («Муссон»). Светильники типа ЛПО предназначены для n=2 люминесцентных ламп мощностью 36, 40 Вт каждая и крепятся к любому типу потолков. Светильники типа ЛВО предназначены для n=4 люминесцентных ламп мощностью 18 Вт и устанавливаются в подвесной потолок.

Искусственное освещение должно обеспечить освещенность на рабочих местах в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95.

Освещенность принято нормировать раздельно в зависимости от применяемых ламп и систем освещения. Наименьшую освещенность в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 устанавливают согласно условиям зрительной работы, которые определяются следующими параметрами:

1. Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работы (размер самой маленькой детали, самой тонкой линии на чертеже и пр.).

2. Фон – поверхность, на которой рассматривается объект различения. Характеризует фон коэффициент отражения ρ, который зависит от цвета и фактуры поверхности; в зависимости от коэффициента отражения фон может быть светлым при ρ>0,4; средним при ρ=0,2…0,4 и темным при ρ<0,2.

3. Контраст объекта с фоном К – характеризуется соотношением яркости Воб объекта различения и яркости Вф фона; определяется по формуле

<img width=«92» height=«48» src=«ref-2_279151583-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">

·     контраст считается большим, если К>0,5 (объект резко выделяется на фоне),

·     средним при К=0,2…0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости)

·     малым при К < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
К другим нормируемым параметрам искусственного освещения относятся показатель ослепленности Р0 и коэффициент пульсации освещенности k
п.Диапазон изменения допустимых значений этих нормируемых параметров определяется разрядом зрительной работы: Р0= 20…80 единиц; kп= 10…20 %.

              

Расчет искусственного освещения  
Основной задачей светотехнических расчетов является определение мощности осветительной установки для создания заданной по нормам освещенности. При этом используются три метода расчета: метод коэффициента  использования светового потока, точечный метод и метод удельной мощности.

Для расчета общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности основным является метод коэффициента  использования светового потока, при этом учитывается отражение светового потока от потолка и стен.

Световой поток Фл (лм) одной лампы или группы люминесцентных ламп одного светильника
<img width=«123» height=«43» src=«ref-2_279151880-323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">,                           (2.1)
где Енорм – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95, лк; S– площадь освещаемого помещения, м2; z– коэффициент неравномерности освещения, это отношение средней освещенности к минимальной, обычно z= 1,1…1,2; N– число светильников в помещении; η— коэффициент  использования светового потока (в долях единицы), то есть отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп; находится по справочным данным в зависимости от типа светильника, коэффициента отражения стен ρс, потолка ρп, индекса помещения

<img width=«91» height=«44» src=«ref-2_279152203-361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">                                    (2.2)

где А и В – длина и ширина помещения на плане, м;

h– высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (расстояние между светильниками и освещаемой поверхностью), м.
Коэффициент запаса kз, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света приводится в Приложении 1.

Обычно для расчета задаются числом светильников N, по нормам определяют значение минимальной освещенности Енорм (Приложение 2), по справочным данным находят значения η(Приложение 3), kз(Приложение 1) и z, по формуле (2.1) рассчитывается световой поток. По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 17677-82 и ГОСТ 6825-91 выбирается ближайшая стандартная лампа и определяется необходимая электрическая мощность (Приложение 4). При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10…20 %.    

Для проверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки на горизонтальной и наклонной поверхности при общем локализованном (с учетом расположения рабочих мест) освещении применяют точечный метод.

В основу точечного метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света:

<img width=«92» height=«39» src=«ref-2_279152564-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">                                    (2.3)

где ЕА – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк;

Jα– сила света в направлении от источника к расчетной точке А (значение силы света определяется выбранным источником света и типом светильника);

α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы света в точку А;

r– расстояние от светильника до точки А, м.

Учитывая, что r
=Н/cosα и вводя коэффициент запаса kз, можно записать

<img width=«141» height=«44» src=«ref-2_279152813-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">                                   (2.4)

При ориентировочных расчетах применяют наиболее простой, но менее точный метод – метод удельной мощности:

<img width=«193» height=«39» src=«ref-2_279153191-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">           (2.5)

где Руд – удельная мощность источника света, Вт;

Рл– мощность одной лампы, Вт;

N– число светильников;

S– площадь освещаемой поверхности, м2.
Применяемые приборы и оборудование
Фотоэлектрический люксметр типа Ю-17, предназначенный для измерения освещенности в люксах. Принцип действия прибора основан на явлении фотоэлектрического эффекта. Прибор имеет три основных предела измерения. Измеряя освещенность от источника света с иным, чем у ламп накаливания, спектральным составом, необходимо учитывать поправочные коэффициенты. Для люминесцентных ламп поправочный коэффициент равен 1,5, для ЛД – 0,98, для ДРЛ – 1,2 и естественного света – 0,8.

Полученная фактическая освещенность должна быть больше или равна нормируемой минимальной освещенности, умноженной на коэффициент запаса. При несоблюдении этого соотношения осветительная установка непригодна для эксплуатации.   
Порядок проведения эксперимента

    

Задание 1.

Определить параметры, характеризующие условия работы с точки зрения освещения. При замере освещенности исключить влияние естественного освещения.

1. Включить все верхние светильники, определить тип ламп и систему освещения.

2. Пользуясь люксметром, определить освещенность на рабочем месте. Для этого положить фотоэлемент на поверхность чертежа чувствительным слоем вверх, снять показания прибора. Во время измерений учесть поправочный коэффициент для применяемой лампы.

3. Определить размер объектов в миллиметрах (объекты – линии на чертеже, размер объекта – толщина линии на чертеже).

4. Определить контраст объекта  с фоном с помощью нижеприведенной таблицы.



Цвет

Фон

Контраст

Желтый

Светлый

Малый

Голубой

Светлый

Малый

Зеленый

Светлый

Малый

Красный

Светлый

Средний

Синий

Светлый

Средний

Черный

Светлый

Большой



5. По СНиП 23-05-95 (Приложение 2) определить нормируемую минимальную освещенность для всех возможных случаев (рассмотреть 3-4 линии разного цвета и толщины, имеющиеся на чертеже), принимая во внимание параметры, определенные выше. Полученные данные занести в таблицу 1. Сделать вывод в отчете о возможности проведения работ.  

Таблица 1.

сточника

Система

освещения

Измеренная

освещенность, лк

Фон

Объект

Контраст

объекта с

фоном

Размер

объекта, мм

Разряд зрительной работы

Нормируемая минимальная освещенность, лк










































































    продолжение
--PAGE_BREAK--
Задание 2.

Исследование комбинированного освещения.

1. Включить 4 светильника, которые расположены на потолке.

2. Замерить освещенность на рабочем месте.

3. Включить светильник местного освещения.

4. Замерить освещенность в одной и той же точке при высоте подвеса hлампы местного освещения 35, 70, 100 см. Полученные данные занести в таблицу 2.

5. Определить в каждом случае долю общего освещения в процентах, сделав заключение, достаточно ли оно. Выводы занести в отчет.

Таблица 2

Высота подвеса светильника местного освещения
h
, см

Освещенность, создаваемая общим освещением, лк

Освещенность комбинированного освещения, лк

Доля общего освещения, %

Нормируемая минимальная освещенность комбинированного освещения, лк

35









70









100











Задание 3.

Провести расчет искусственного освещения в помещении конструкторского бюро методом коэффициента  использования светового потока по данным, приведенным в нижеследующей таблице (номер варианта указывается преподавателем).
Данные для расчета искусственного освещения

Параметры


Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

«Глубоко

излучатель»,
n= 1

«Универсаль»,
n= 1

«Люцетта»,
n= 1

«Молочный шар», n= 1

«Циклон ДеЛюкс» (ЛПО),  n= 2

«Леванто» (ЛПО),

n= 2

«Муссон» (ЛВО),

n= 4

Длина помещения А, м

10

12

30

6

14

10

12

Ширина помещения В, м

8

10

20

4

8

6

5

Высота подвеса светильника h, м

2,5

1,7

3

3

2,5

3

2,8

Общее количество светильников N, штук

15

30

10

12

22

21

12

Коэффициент отражения потолка ρп, %

70

50

70

30

50

30

70

Коэффициент отражения стен ρс, %

50

30

30

10

30

10

50

Коэффициент неравномерности z

1,2

1,1

1,2

1,1

1,15

1,15

1,1

Напряжение сети U, В

220

220

220

220

220

220

220



Условные обозначения:

Л – люминесцентные,      П – потолочные,

В – встраиваемые,           О – для общественных зданий.
1. Вычислить площадь помещения S= А*В.

2. Определить индекс помещения iпо формуле (2.2).

3. Найти значение коэффициента использования осветительной установки ηс помощью Приложения 3.

4. Найти значение коэффициента запаса kз(Приложение 1). 

5. По Приложению 2 выбрать нормируемую минимальную освещенность Енорм, соответствующую разряду зрительной работы выполнения чертежа. 

6. Полученные и заданные значения подставить в формулу (2.1) и произвести расчет светового потока.

7. По рассчитанному значению светового потока Фл подобрать тип и мощность лампы светильника (Приложение 4).

Условные обозначения:

Б – биспиральная с аргоновым наполнением,

ЛБ – лампа белого света,

ЛД – лампа дневного света.
8. Определить суммарную электрическую мощность осветительной установки по формуле Р = Рл·N·n.
Приложение 1. Значения коэффициента запаса
k
з



Характеристика объекта

Коэффициент запаса
k
з


Ламп накаливания

Люминесцентных ламп

Помещения с большими выделениями пыли, дыма, копоти

1,7

2,0

Помещения со средними выделениями пыли, дыма, копоти

1,5

1,8

Помещения с малыми выделениями пыли

1,3

1,5

Наружное освещение светильниками

1,3

1,5

Прожекторное освещение

1,5

-




Приложение 2. Нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95

Зрительная работа

Нормируемая минимальная освещенность Енорм, лк

Точность работ

Размер объекта различе-ния, мм

Разряд

работы

Подразряд

Контраст объекта с фоном

Фон

Газоразряд-ные лампы

Лампы накаливания

Комбини-рованное

Общее

Комбини-

рованное

Общее

Очень высокая

От 0,15 до 0,3

2

а

Малый

Темный

4000

1250

3000

300

б

-

Средний

3000

750

2500

300

б

Средний

Темный

3000

750

2500

300

в

Малый

Светлый

2000

500

1500

300

в

Средний

Средний

2000

500

1500

300

в

Большой

Темный

2000

500

1500

300

г

Средний

Светлый

1000

300

750

200

г

Большой

Средний

1000

300

750

200

Высокая

От 0,3

до 0,5

3

а

Малый

Темный

2000

5000

1500

300

б

-

Средний

1000

300

750

200

б

Средний

Темный

1000

300

750

200

в

Малый

Светлый

750

300

600

200

в

Средний

Средний

750

300

600

200

в

Большой

Темный

750

300

600

200

г

Средний

Светлый

400

200

400

150

г

Большой

Средний

400

200

400

150

Средняя

От 0,5

до 1,0

4

а

Малый

Темный

750

300

600

200

б

-

Средний

500

200

500

150

б

Средний

Темный

500

200

500

150

в

Малый

Светлый

400

150

400

100

в

Средний

Средний

400

150

400

100

в

Большой

Темный

400

150

400

100

г

Средний

Светлый

300

150

300

100

г

Большой

Средний

300

150

300

100

Малая

От 1,0

до 5,0

5

а

Малый

Темный

300

200

300

150

б

-

Средний

200

150

200

100

б

Средний

Темный

200

150

200

100

в

Малый

Светлый

-

100

-

50

в

Средний

Средний

-

100

-

50

г

-

Светлый

-

100

-

50

г

Большой

Средний

-

100

-

50



    продолжение
--PAGE_BREAK--
Приложение 3. Таблица коэффициентов использования светильников

Светильник

«Глубоко излуча-тель»

«Универ-саль»

«Люцетта»

«Молоч-ный шар»

«Циклон ДеЛюкс»

(ЛПО)

«Леванто»

(ЛПО)

«Муссон»

(ЛВО)

Коэффициент отражения

потолка ρп, %

30

50

70

30

50

70

30

50

70

30

50

70

70

50

30

70

50

30

70

50

30

Коэффициент отражения

стен ρс, %

10

30

50

10

30

50

10

30

50

10

30

50

50

30

10

50

30

10

50

30

10

Индекс

помещения i

Коэффициент использования η, %

0,6

24

27

31

27

30

34

19

25

33

19

22

26

30

24

20

22

17

15

41

34

31

0,8

32

34

37

35

38

41

25

33

41

28

28

32

37

29

26

27

22

19

48

41

38

1,25

39

41

43

44

46

48

31

38

48

33

35

37

47

38

35

33

28

26

58

50

47

2

44

46

49

50

52

55

38

45

55

39

40

43

57

47

43

41

34

31

68

58

55

3

49

51

53

55

57

60

44

51

60

43

45

47

64

51

50

45

37

36

73

61

60

5

52

54

57

58

60

63

48

56

65

46

48

51

70

58

56

49

41

39

78

66

64


Приложение 4. Лампы накаливания и газоразрядные лампы



Тип лампы

Напряжение на лампе, В

Мощность РЛ, Вт

Световой поток Фл, лм

Б 220-230-40-1

225

40

430

Б 220-230-60-1

225

60

730

Б 220-230-75-1

225

75

960

Б 220-230-100-1

225

100

1380

Б 235-245-150-1

240

150

2180

РН 220-230-200-1

225

200

2950

РН 220-230-300

225

300

3350

РН 230-240-300

235

300

4800

РН 215-225-500

220

500

8400

ЛБ-36

103

36

2800

ЛБ-40

103

40

2800

ЛБ-40-2

110

40

2800

ЛД-40

103

40

2300

ЛД-40-2

110

40

2300

ЛД-18

57

18

880

ЛБ-18

57

18

1060



Литература
1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник / Под ред. С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 2001г. – 485с.

2. Справочник для проектирования электрического освещения. – М.: Госэнергоиздат, 1960г.

3. Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.




Лабораторная работа №3

Исследование шума  и методов борьбы с ним



Цель работы:

— ознакомиться с особенностями воздействия звуковых волн и шума на организм человека;

— ознакомиться с нормативными требованиями к производственным шумам и шумам от других источников;

— определить эффективность средств поглощения звука и звукоизоляции;

— изучить характеристики и особенности использования шумомеров.
Общие положения.



1. Шумом называется совокупность звуков, издаваемых производственным оборудованием, природной средой, окружающей человека и т. п.

Общей особенностью шума, вибрации и зрения является принадлежность их к физическим явлениям, связанных с органами чувств. Все эти явления жизненно важны для человека и изменяются в очень широком диапазоне энергий и интенсивностей.

По интенсивности эти звуки отличаются в 109 — 1014 раз. Для «объективной линейной оценки» интенсивности в этом случае наши звуковой анализатор и мозг «логарифмируют» энергию сигнала.

Поэтому при оценке уровня интенсивности LJ(или энергии) звуковой волны используется десятичный логарифм энергии, умноженный на 10:
<img width=«103» height=«39» src=«ref-2_279153615-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">;         <img width=«63» height=«36» src=«ref-2_279153921-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">;       <img width=«111» height=«43» src=«ref-2_279154122-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">,       (1)
где J– интенсивность звуковой волны, J

–пороговое  (минимальное) значение интенсивности при частоте 1 кГц, ощущаемое человеком; p– звуковое давление, ρ— плотность среды, в которой распространяется звуковая волна, c
– скорость звука;  для порогового значения давления имеем p
0
= 2 × 10 -5Па.

Уровень LJ
измеряется в децибелах (d
Б); эта единица измерения расшифровывается следующим образом:

— деци – «величина, умноженная на 10» (как «дециметр»);

— 1 бел ≡  lg
10;это обозначение введено одним из первых связистов Беллом.

В логарифмическом масштабе зависимость LJ

(
J
/
J

)линейна, что и позволяет нам «объективно» сравнивать звуки разной интенсивности.

Эта особенность наших органов чувств определяется как «закон Вебера – Фехнера».

Развитие физики позволило создать приборы, способные объективно измерять давление и интенсивность звуковых волн. При этом установлено, что наша субъективная «операция логарифмирования» немного некорректна; на частоте 1 кГц необходимо вводить  поправку:
[дБА] = [дБ] + 5 дБ.                           (2)
где дБА – акустическая оценка уровня звука по физиологическому ощущению.



Задача 1. Нормируемый средний уровень шума в производственных помещениях равен 80 дБ. Чему равен уровень этого шума в дБА?

Ответ:
80 дБ + 5 дБ = 85 дБА.




Задача 2. Измеренный в цехе уровень шума равен 100 дБ.

1) Во сколько раз он превышает нормированный уровень по «физиологическому ощущению» персонала цеха?

Ответ: сравнение необходимо произвести в дБА; имеем: 100 дБ ≡ 105 дБА; норма 80 дБ ≡ 85 дБА;             105/85 = 1,24.
2) Во сколько раз измеренный уровень шума превышает норму по интенсивности (энергии)?

Ответ: сравнение энергий необходимо произвести на основе формулы (1); при этом после операции «потенцирования», имеем:

80 дБ= 10 lg(Jнорм./J);      8 = lg(Jнорм./J);

Jнорм./J= 108;                    100 дБ= 10 lg(Jизм./J0 );

Jизм./J0 = 1010 ;                   Jизм./Jнорм.= 100.

Таким образом, неадекватно: по ощущению звук кажется всего на 24% больше нормы, в то время как по величине энергии он превышает ее в 100 раз.

Возможен и другой вариант решения этой задачи:
Δ LJ= 100 -80 = 20 = 10 lg[(Jизм./J)× (J/ Jнорм. )];

20 = 10 lg(Jизм/ Jнорм);       Jизм./ Jнорм. = 100.
    продолжение
--PAGE_BREAK--


2. Уровни звукового давления
Таблица 1.

Источник шума

Уровень

звукового

давления, дБ

Отношение

J
/
J



Порог ощущения

Карманные часы

Шепот на расстоянии 0,5 -1 м

Речь средней громкости на расстоянии 1м

Средний шум в цехе; норма
Метро

Работа на металлорежущих станках (на рабочем месте)

Работа пневмоинструмента (на расстоянии 1м)
Шум на дискотеке; признаки «шумового опьянения»

Работа реактивного двигателя

Порог болевого ощущения

Смертельно опасный шум



20

30 – 40

60

80
90 – 100
90 – 110
110 — 120
110 – 135

более 140

140

160

1

100

1000 – 104

1 000 000

108
109 – 1010
109-1011
1011 – 1012
1011 — 3×1013

1014

1014

1016



Большой диапазон уровней интенсивности звуков и шумов иногда ставит неожиданные задачи, например, перед проектировщиками поточных линий в цехах машиностроительных предприятий.



Задача. На поточной линии рядомстоят два станка; один издает шум с уровнем интенсивности 110 дБ; второй – 60 дБ. Каков суммарный уровень интенсивности шума?

Решение. Очевидно, в пространстве между станками суммируются энергии звуковых волн. При этом на основе формулы (1) первый станок создаст интенсивность шума J
1 , равную:

                             110 = 10lg(J1/
J0 );      J1= 1011 J;



второй:            60 = 10lg(J2/
J);       J2= 10 6J;



для суммы имеем:      <img width=«157» height=«24» src=«ref-2_279154482-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">;


<img width=«257» height=«28» src=«ref-2_279154888-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">.




В случае, если уровень интенсивности шума двух станков одинаков (<img width=«115» height=«23» src=«ref-2_279155475-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">), суммарный уровень интенсивности может быть определен по выражению:

<img width=«329» height=«23» src=«ref-2_279155697-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">
Уровень интенсивности шума практически не увеличился. При борьбе с шумом эту особенность приходится учитывать в следующих формах.

1)     Станки, которые шумят особенно сильно, группируют и звукоизолируют; персонал, работающий на них, использует средства индивидуальной защиты от шума. Зато персонал, который работает на малошумящих станках, находится в комфортных по шуму условиях.

2)     При борьбе с шумом основное внимание обращают на оборудование (станки, их узлы и т.п.), с работой которых связан наибольший уровень шума.

3) Особые трудности борьба с шумом вызывает в случае, при котором все элементы (станки, их узлы, узлы сложных изделий и т.п.) «шумят» почти одинаково. В этом случае приходится искать принципиально новые решения (вплоть до замены технологии или принципа работы оборудования). Типичным примером является замена технологии клепки на технологию сварки.

Эта же особенность учтена при разработке шумомеров. Дело в том, что Человек способен «логарифмировать» интенсивность шума лучше, чем электронные устройства; поэтому, например, в шумомере ШУМ – 1м пришлось ввести 3 диапазона измерений уровня интенсивности шума (таблица 2).
Таблица 2



Разбиение на диапазоны позволило получить погрешность измерений меньше 1 дБ. Отметим, что прибор «измеряет дБ»; для перехода на уровни «акустического восприятия человеком» (дБА) необходимо использовать формулу (2).
Классификация шумов(ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ)

1. По частоте различают:

·       низкочастотные шумы (менее 300 Гц),

·       среднечастотные шумы (300 ¼1000 Гц),

·       высокочастотные шумы (более 1000 Гц).

2. По времени воздействия различают:

·       постоянные шумы,

·       непостоянные шумы.

Постоянный шум – это шум, уровень звукового давления которого за рабочую смену изменится не более, чем на 5 дБ.

3. По частотному спектру различают:

·       широкополосный шум,

·       тональный шум.

Широкополосный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления в пределах одной октавы непрерывен.

Тональный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления в пределах одной октавной полосы (<img width=«56» height=«36» src=«ref-2_279156181-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">) имеет ярко выраженные тона (пульсации).

4. По происхождению различают:

·        механические шумы, возникающие в подшипниках качения, зубчатых передачах, механизмах с возвратно-поступательным движением элементов кинематики и т.д.;

·        аэродинамические шумы, возникающие при выхлопах, пульсациях и виброобразованиях газов;

·        гидродинамические, возникающих при работе насосов (процесс кавитации, турбулентности, гидроудар);

·        электромагнитные, возникающие при работе электромагнитных устройств переменного тока (трансформаторы, двигатели).
3. Спектры шума и звуковых волн
Спектром называется зависимость уровня интенсивности звука или шума от частоты LJ

(
f
). Отметим следующие особенности спектров звука, рассматриваемых в нашей работе (см. рис. 1).

1) Многие тысячелетия человек использует музыкальные инструменты; при этом он добивается «идеального благозвучия». Оказалось, что правильная настройка музыкальных инструментов (например, струн рояля или арфы) соответствует отношению частот звука, издаваемых соседними струнами, равному двум.

Известно, что lg 2 = 0,3010 = const; поэтому при использовании по оси частоты логарифмической шкалы расстояние между последовательными частотами постоянно.

Такой же масштаб используется и при построении спектра шума.
<img width=«409» height=«420» src=«ref-2_279156376-9046.coolpic» v:shapes="_x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210 _x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225"><img width=«406» height=«416» src=«ref-2_279165422-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
2) По определению шум есть набор беспорядочных звуковых колебаний. В математике такие физические явления определяют как случайные функции; при этом уровень шума на заданной частоте есть случайная величина.
Вопрос: Почему при измерениях уровня шума на заданной частоте стрелка прибора шумомера колеблется?

Ответ: Уровень шума как случайная величина определяется двумя параметрами:математическим ожиданием и дисперсией.При измерениях мы визуально видим математическое ожидание (среднее значение за 3 – 6 сек.) и дисперсию (разброс уровня шума во времени). Это – второй классический пример случайной величины (первым является серия измерений какой – либо величины).





3) При измерениях спектра уровня шума на шумомерах высокого класса фильтры «вырезают» на каждой частоте f
интервал интенсивности в диапазоне частот:         

0,75
f

≤
f
≤ 1,5
f
.

Это октавная полоса частот <img width=«56» height=«36» src=«ref-2_279156181-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">.

Поскольку на этом сравнительно узком интервале уровень интенсивности шума изменяется мало, точность измерений оказывается достаточно высокой. Как отмечалось выше, проблемы с точностью измерений возникают, если мы пытаемся определить суммарную энергию (интенсивность) шума во всем диапазоне частот.

4) Для спектров производственных шумов характерно наличие экстремума (максимума) в средней части спектра. Поэтому при измерениях уровня шума с целью получить максимальную точность измерений необходимо вначале найти частоту, на которой уровень интенсивность максимален; для этой частоты устанавливается уровень, чуть меньший 120 дБ (применительно к оборудованию, используемому в лабораторной работе).



4. Область слухового восприятия



Диаграмма области слухового восприятия приведена на рис. 2.

Напомним, что диапазон слуха по частоте здорового человека лежит от 20 Гц до 20 000 Гц; с возрастом в области высоких частот наша чувствительность падает.

Частоты, меньшие 20 Гц, определяют как инфразвук; большие, чем 20 000 Гц, как ультразвук.

Особую роль в теории звуковых волн имеет частота 1000 Гц. При этой частоте:

·     наш природный механизм «логарифмирования» энергии звуковых волн наиболее совершенен – условие (1) выполняется с наибольшей точностью;
<img width=«410» height=«440» src=«ref-2_279165690-11845.coolpic» v:shapes="_x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435 _x0000_s1436 _x0000_s1437 _x0000_s1438 _x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448"><img width=«407» height=«437» src=«ref-2_279177535-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">
·     диапазон энергий звуковых волн, воспринимаемый нами, близок к максимальному значению;

·     близка к максимальной величине энергия как производственных, так и природных шумов (см. рис. 1);

·     «центр» частот речи (<img width=«76» height=«25» src=«ref-2_279177608-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">) близок к «центру» производственных и природных шумов;

·     имеет место совпадение с  «центром» диапазона звуков, воспринимаемых нами.

Возможно, перечисленные особенности взаимосвязаны.

Поэтому:

·     порог ощущения звука выбран при частоте 1 кГц;

·     в случае, если в публикации не указана частота, предполагается, что речь идет о частоте 1 кГц (см., например, таблицу 1);

·     в нормах уровней интенсивностей шумов, которые нельзя превышать («предельных спектрах»), указывается уровень при частоте 1 кГц (используется обозначение ПС — 80).

Отметим также, что наше ухо более чувствительно при высоких частотах; при этом «порог ощущения» по энергии оказывается в 10 – 100 раз меньше, чем при частоте 1 кГц.

Наконец, нормы на предельно – допустимые уровни шума учитывают нашу повышенную чувствительность к высоким частотам.
5. Особенности поведения звуковых волн и работы средств шумоподавления.



Из курса физики известно, что в зависимости от объектов, с которыми он взаимодействует, звук может вести себя и как волны, и как частицы (фононы).

В первом случае длина волны много больше, чем размер препятствия; при этом характерны интерференция звуковых волн, огибание ими препятствий и распространение на большие расстояния (много больше длины волны).

Во втором случае размер объекта много меньше длины волны; при этом звуковая волна ведет себя как частица.

Для диапазона слышимости человеческого уха имеем длины волн, приведенные в таблице 3:

Таблица 3

Принято, что <img width=«65» height=«47» src=«ref-2_279177807-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064"> где 300 м/сек – скорость звука в воздухе.

Несложный анализ показывает, что в своей жизнедеятельности человек имеет дело с объектами, при взаимодействии с которыми звук может вести себя и как волны, и как частицы. Поэтому точный расчет распространения звука в реальных условиях чрезвычайно сложен; в расчетах приходится использовать эмпирические формулы. Кроме того, несложно отметить следующие общие закономерности:

— низкочастотные звуковые колебания (и тем более инфразвук) обладают ярко выраженными волновыми свойствами; они плохо поглощаются преградами и распространяются на большие расстояния. Эта особенность оказалась особенно неприятной в современном индустриальном обществе: обитатели мегаполисов живут и работают в едином инфразвуковом пространстве, причем уровни излучения уже представляют заметную опасность для здоровья и жизни;

— высокочастотные звуковые колебания чаще ведут себя как частицы; эта особенность важна как при распространении звука, так и при разработке мер по его ослаблению.  

При изучении особенностей распространения фононов полезно вспомнить некоторые закономерности, связанные с соударением частиц (рис. 3.3; рассмотрено упругое центральное соударение шаров).

При взаимодействии звуковой волны с войлоком, пенополиэтиленом и т.п. средние удельные массы воздуха, в котором распространяется звук, и преграды примерно равны. При этом по закону сохранения количества движения фонон потеряет свою энергию, передав ее ворсинкам и т.п. Упругая деформация ворсинок превратится в тепло; войлок, пенополиэтилен и т. п. «хорошо поглощают звук».

При падении звуковой волны или фононов на массивную преграду закон сохранения импульса запрещает заметную передачу энергии преграде; звук отражается, почти полностью сохраняя свою энергию. Это обстоятельство:

— помогает созданию концертных залов и больших учебных аудиторий; в них звуковая волна суммируется 10 – 30 раз;
<img width=«409» height=«360» src=«ref-2_279178024-6876.coolpic» v:shapes="_x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1371 _x0000_s1372"><img width=«406» height=«357» src=«ref-2_279184900-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
— создает повышенное шумовое загрязнение в современных мегаполисах:  например, проспекты, состоящие из высоких зданий, многократно усиливают шум транспорта;

— служит основой проектирования кожухов и т. п., «герметизирующих» шумы в источнике.
6. Особенности расчета отражения и поглощения шума в лабораторной работе.



В лабораторной работе в качестве преграды используется пластина из алюминия; для расчета ослабления шума можно использовать полуэмпирическую формулу:

            <img width=«228» height=«24» src=«ref-2_279184973-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">                         (3)

 

здесь γ –плотность; (γ = 2,7×103 кг/м3);

—
h
– толщина преграды, м;

— S— единичная площадь;S
= 1 м2

—
f
– частота, Гц.

Формула учитывает передачу энергии преграде фононами; она называется «формулой масс» — эффективность отражения энергии пропорциональна «погонной массе»

γ×
h
, кг/м2и частоте звука.

Для расчета звукопоглощения можно использовать формулы:
<img width=«378» height=«49» src=«ref-2_279185353-805.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">   (4)

где:    α1– коэффициент звукопоглощения необлицованных стен;

S1– площадь необлицованных стен; S
1
= 0,3 м2;

α2— коэффициент звукопоглощения стен с облицовкой;

S2— площадь стен с облицовкой; S
2
= 0,6 м2.

Расчет произвести для одной частоты; значения коэффициентов взять в соответствии с таблицей 4:

 Таблица 4

Номер бригады

1

2

3

4

5

Номер варианта

1

2

3

4

5

α1

0,05

0,10

0,15

0,075

0,12

α2

0,50

0,65

0,7

0,75

5



Предполагается, что расчет ведется для частоты 1000 Гц.
7. Особенности воздействия звуковых волн и шумов на организм человека. Нормирование шума.



Шум, в первую очередь, приводит к дискомфорту и снижению производительности труда; он не является причиной несчастных случаев, но может привести к профессиональным заболеваниям.

Исследования показали, что увеличение уровня шума на 1 – 2 дБ (или его энергии на 30 – 60%) сверх нормативных значений приводит к снижению производительности труда на 1%.

Шум с уровнем до 30 – 35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40 — 70 дБ в условиях среды обитания создает излишние нагрузки на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия. Воздействие шума с уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха. При действии шума с уровнем более 140 дБ возможен разрыв барабанных перепонок; при уровне более 160 дБ – смерть.

Нормируемы параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ. При нормировании используются два метода:

— по предельному спектру (ПС ),

— по шкале А шумомера (дБА).

Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. При этом нормативные документы устанавливают предельно-допустимые уровни шума на рабочих местах в зависимости от вида производственной деятельности. Нормирование ведется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами fсг= 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Совокупность девяти допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром (ПС). Каждый предельный спектр имеет свой индекс. Например, ПС-60 означает, что допустимый уровень звукового давления Lдоп=60 дБ на частоте 1000 Гц. С увеличением частоты допустимые уровни шума уменьшаются.

Если частотный спектр отсутствует, то для ориентировочной оценки постоянного шума, а также непостоянного шума используют уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шкмомера. Приэтом выполняется следующее соотношение в соответствии выражением (2):
L(дБА) = L(ПС) + 5 дБ.                                 (2)
Для разных видов  производственной деятельности приняты значения предельных спектров, приведенные в таблице 5.

Таблица 5

Рабочие места

Норма, ПС (указаны дБ при частоте 1000Гц)

Больницы, санатории; ночь

ПС — 30

Больницы, санатории; день

ПС — 40

Жилые помещения; день; внутри здания

ПС — 45

Жилые помещения; день; снаружи здания

ПС — 50

Помещения конструкторских бюро, расчетчиков, программистов и т. п.

ПС — 45

Помещения управления, рабочие комнаты

ПС — 55

Помещения и участки точной сборки; машинописные бюро

ПС — 60

Помещения лабораторий, для размещения агрегатов, вычислительных машин

ПС — 75

Постоянные рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятий

ПС — 80



Повышенный шум действует как на органы слуха (специфические изменения), так и на весь организм человека (неспецифические изменения).

У человека, находящегося в условиях повышенного шума, через 5 лет слух ухудшается, а через 10 лет может возникнуть глухота.

Неспецифическое воздействие шума проявляется, в первую очередь, в нарушениях нервной и нервно — сосудистой деятельности. При длительном воздействии шума возрастает артериальное давление, появляется раздражительность, апатия, подавленное настроение. Возможно также ослабление памяти, замедление психических реакций и ухудшение качества переработки информации.

В последнее время наряду с шумом начинает уделяться внимание воздействию па людей инфразвука и ультразвука.

Инфразвук, как следует из формулы (3), почти не задерживается преградами. Поэтому он распространяется на очень большие расстояния. В крупных городах происходит наложение всех видов низкочастотного шума, уровень его становится опасным для здоровья жителей.

Инфразвук вызывает чувство страха, потерю ориентировки в пространстве, вредно воздействует на сердечно – сосудистую систему; отмечают возникновение сонливости и нарушение чувства равновесия.

Особенно неприятным является то обстоятельство, что инфразвук, как и ультразвук и проникающая радиация, не воздействует непосредственно на наши органы чувств.

Ультразвукпроявляется нарушением рефлекторных функций мозга: чувства страха в темноте, в ограниченном пространстве; приступы учащения пульса, потливости, спазм в желудке, головных болей и чувства давления в голове.

Ультразвук, как следует из формулы (3), может эффективно экранироваться преградами и поглощаться пенополиэтиленовыми покрытиями и т. п. Он может представить опасность для персонала, работающего с ультразвуковыми установками, или при пренебрежении средствами борьбы с шумом.

Напомним, что из данных рис. 1 следует, что уровень загрязнения низкочастотными и высокочастотными составляющими промышленного шума ниже, чем шумом с частотами, близкими к 1 кГц. Поэтому как с точки зрения обеспечения жизнедеятельности человека, так и его производственной деятельности, пока основную опасность представляет «обычное» шумовое загрязнение. Однако с развитием мегаполисов и ростом мощностей производственного оборудования и транспортных средств все большую опасность начинает представлять низкочастотное и инфразвуковое загрязнение.

Достаточно неожиданными могут оказаться воздействия ультразвука. Как отмечалось выше, он имеет малую длину волны и потому способен вести себя как частица при малых размерах отражающей поверхности (порядка 10 – 400 см2).

Экспериментально установлено, что с повышением частоты ультразвуковых колебаний, допустимый уровень ультразвука возрастает.
8. Уровень акустического загрязнения среды, окружающей человека, и меры борьбы с шумом.
Население большинства крупных городов (не менее 60% горожан) живет в условиях акустического загрязнения, параметры которого существенно превышают допустимые нормы. Общее представление об уровне акустического загрязнения дает таблица 6:
Таблица 6

Город

Уровень интенсивности звука, дБ; 1000 Гц

Пекин

60

Мехико, Мадрид, Париж

65

Гонконг, Нью-Йорк, Москва

70

Рим, Берлин

75



Сравнение с нормами таблицы 3.5 показывает, что эти уровни шума превосходят комфортные для человека значения 30 – 35 дБ в 1000 – 30 000 раз (по энергии звука); при этом шум в Риме и Берлине приближается к нормам для постоянного шума в производственных помещениях.

Вклад в акустическое загрязнение часто вносят источники, обеспечивающие «комфортное жизнеобеспечение человека». Так, в Риме автомобильный транспорт дает 75% акустического загрязнения; железнодорожный – около 8%; авиатранспорт и строительство – 12%; промышленные объекты – 5%.

Особенно велик вклад в шумовое загрязнение автомобильного, авиационного и железнодорожного транспорта. Поэтому последние десятилетия нормы на шумность транспортных средств непрерывно ужесточаются; представление об этом дают таблицы 7 – 8.
    


Таблица 7

Нормы внешнего шума автотранспорта в Европе, дБ.



Годы

Легковой

автотранспорт


Грузовой

автотранспорт


1976 — 1982

82

91

1982 — 1988

80

88

1988 -1995

77

84

После 1995

74

80



Таблица 8

Снижение шума самолетов «Боинг»



Марка самолета

Год выпуска


L,
дБ


Отношение энергий,
J/J0


В 707-300

1960

118

1011
,8

В 747-200

1970

100

1010

В 767-200
R

1985

86

108,6

В 777

1995

82

108,2

  

Таким образом, шум самолетов за 35 лет уменьшился примерно в 5 000 раз (по энергии).

Затраты на снижение шума существенны. Так, снижение шума на каждые 3 дБ увеличивает эксплуатационные затраты на 3 – 5%; стоимость модернизации по шуму авиационного лайнера увеличивает его стоимость  на 3 млн. долларов. В современных автомобилях стоимость средств защиты от шума может достигать 10% стоимости автомобиля; для пассажирских лайнеров эта величина близка к 25%.

Борьба с шумом ведется по трем основным направлениям:

     — борьба с шумом в его источнике;

     — борьба с шумом на путях его распространения (звукоизоляция, звукопоглощение);

     — использование индивидуальных средств борьбы с шумом (беруши, наушники, шлемофоны).

Главным направлением является борьба с шумом в источнике. Как ясно из данных таблиц 7 и 8, это направление достаточно эффективно, но необходимо внимательно следить за тем, чтобы производители нового оборудования не «экономили» на средствах борьбы с шумом.

По мнению специалистов по борьбе с шумом, наибольшие успехи достигнуты разработчиками авиалайнеров и автомобилей.

Примеры малошумящих элементов ограждений транспортных машин приведены на рис. 4. Отметим, что в них комбинируются элементы конструкций, обеспечивающие отражение и поглощение звука. Кроме того, задачи снижения шума и вибрации тесно связаны; их обычно решают совместно.
<img width=«409» height=«290» src=«ref-2_279186158-7230.coolpic» v:shapes="_x0000_s1489 _x0000_s1488 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1510 _x0000_s1513 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519"><img width=«406» height=«287» src=«ref-2_279193388-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">
К средствам борьбы с шумом на путях его распространения относятся звукоизоляция и звукопоглощение. Принцип действия звукоизоляции основан на наиболее полном отражении звуковой волны от массивных преград, выполненных из плотного материала (металл, кирпич, бетон, мраморные плиты и т.д.). К таким средствам защиты относятся звукоизолирующие перегородки, звукоизолирующие кожуха и кабины, акустические экраны. Следует отметить, что акустические экраны эффективны для защиты от высокочастотных шумов. В области частот, близких инфразвуковым, эффективность использования акустических экранов чрезвычайно мала, так как за счет явления дифракции звуковой волны (огибания препятствий) акустическая тень за экраном существенно уменьшается и оператор может оказаться под воздействием звуковой волны большой интенсивности.

На промышленных предприятиях для укрытия источников шума (двигатели, компрессоры и т.д.) используют звукоизолирующие кожухи, внутренняя поверхность которых облицована звукопоглощающим материалом с коэффициентом поглощения a. Тогда степень ослабления звуковой волны с помощью такого устройства защиты может быть оценена по выражению:
<img width=«129» height=«21» src=«ref-2_279193461-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">,

где DLиз– эффективность защиты кожуха без средств звукопоглощения рассчитанная по формуле (3).

Принцип действия звукопоглощения основан на уменьшении энергии отраженной волны от преград с пористой структурой (поролон, капроновое волокно, минеральная вата). Это достигается за счет преобразования части энергии звуковой волны в тепловую за счет трения частиц воздуха в порах звукопоглощающего материала. С этой целью проводят акустическую обработку помещений – стены и потолок облицовывают звукопоглощающим материалом. Если такой возможности нет, то применяют поглотители, установленные в месте расположения источников шума на потолке здания.
Применяемые приборы и оборудование.
Установка состоит (рис. 5) из:

— камеры 1 с откидной крышкой размером 0,76×0,37 ×0,29 м3, имитирующей лабораторное помещение;

— источника шума 2 (динамика), подключенного к генератору промышленных шумов 3;

— измерителя октавного шума 4, соединенного с микрофоном 5;

— переносного измерителя 6 шума ШУМ – 1м;

— звукоизолирующей преграды 7, выполненной их алюминиевого листа толщиной 3 мм;

— звукопоглощающей облицовки 8, выполненной из листов поролона толщиной 10 мм; их располагают так, чтобы не перекрыть путь «динамик – микрофон».
<img width=«3» height=«154» src=«ref-2_279193776-94.coolpic» v:shapes="_x0000_s1530"><img width=«406» height=«365» src=«ref-2_279193870-6650.coolpic» v:shapes="_x0000_s1521 _x0000_s1520 _x0000_s1522 _x0000_s1523 _x0000_s1524 _x0000_s1525 _x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1549 _x0000_s1550 _x0000_s1551 _x0000_s1552 _x0000_s1553 _x0000_s1554 _x0000_s1555 _x0000_s1556 _x0000_s1529 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1569 _x0000_s1534 _x0000_s1570 _x0000_s1536 _x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1542 _x0000_s1543 _x0000_s1576 _x0000_s1544 _x0000_s1545 _x0000_s1546 _x0000_s1557 _x0000_s1558 _x0000_s1591 _x0000_s1559 _x0000_s1562 _x0000_s1564 _x0000_s1565 _x0000_s1566 _x0000_s1567 _x0000_s1568 _x0000_s1571 _x0000_s1572 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1577 _x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589 _x0000_s1590 _x0000_s1592 _x0000_s1593 _x0000_s1603 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598 _x0000_s1600 _x0000_s1605 _x0000_s1606 _x0000_s1607 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622"><img width=«403» height=«362» src=«ref-2_279200520-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">



Особенности работы с оборудованием стенда.



1. Генератор промышленных шумов имеет возможность генерировать три типа шума. По умолчанию стоит один из этих режимов; преподаватель может предложить Вам провести эксперимент для другого типа шума.

1.2. Как следует из анализа спектра промышленных шумов (рис. 1), максимальный уровень шума имеет место при частоте, близкой к 1000Гц. С целью полного использования возможностей стенда по точности измерений желательно, чтобы максимальный уровень шума был близок к пределу измерений прибора 4 шумомера (например, математическое ожидание уровня шума составляло 115 дБ при максимально возможном значении 120 дБ.)

Поэтому при первоначальной установке уровня шума необходимо экспериментально найти этот уровень (и во время экспериментов по подавлению исходного шума не менять его).

1.3. Прибор 4 шумомера переделан из микроамперметра, на шкалу которого по данным образцового прибора нанесены уровни шума. Для повышения точности измерений рекомендуется использовать график зависимости дБ (μА), размещенный на крышке камеры 1.

2. Прибор 3
(Шум – 1м),как отмечалось ранее (см. табл. 2), измеряет интенсивность уровня суммарного шума при всех частотах. В соответствии с таблицей 2 по умолчанию измерения проводятся по шкале Б (уровень шума 35 – 130дБ).

Эти измерения проводятся в конце каждого эксперимента (пустая камера 1; камера с преградой 7; камера с облицовкой 8). При этом данные измерений на всех частотах необходимо использовать для предварительной установки уровня измерений шума.

2.1. Особенностью прибора Шум – 1м является выбор уровня шума через каждые 10 дБ (переключатель «диапазон»).

2.2. Предполагается, что студенты будут использовать этот прибор при выполнении раздела «безопасность жизнедеятельности» в дипломном проекте. Поэтому при выполнении лабораторной работы необходимо приобрести навык работы с прибором; он может быть проверен преподавателем.

2.3. По умолчанию прибор не требует никаких действий студента, кроме работы с переключателем «диапазон».

2.4. В производственных условиях при наличии добавочного устройства этот прибор способен снимать полный спектр шума. В этом случае необходимо ознакомиться с заводской инструкцией и паспортом прибора.
Подготовка к работе.

1.      Ознакомиться с настоящим описанием работы.

2.      Подготовить заготовку для записи и обработки результатов эксперимента.

3.      Получить допуск у преподавателя, продемонстрировав готовность п.п. 1 и2.

    

Порядок проведения эксперимента.



Задание 1. Измерить спектр шума в камере без средств шумопоглощения и звукоизоляции.

Как отмечалось выше, измерения проводить при максимальном уровне шума порядка 115 дБ; использовать градуировочную кривую.

Прибором Шум – 1м измерить общий уровень шума.

Результаты эксперимента нанести на график приложения и сделать выводы.

Задание 2. Вставить преграду 7 в камеру 1 и повторить эксперимент.





Задание 3. Вынуть преграду 7; уложить поглощающие шум прокладки; повторить эксперимент.

Задание 4. Сравнить графики рисунка приложения 3.1 и сделать выводы.

Задание 5. Найти экспериментальные значения коэффициентов ослабления шума (вычесть из исходного уровня шума по заданию 1 уровни, полученные при выполнении заданий 2 и 3).

 Задание 6. Найти расчетные значения коэффициентов ослабления шума (по формулам (3 – 4)).
Результаты измерений спектра шума в камере
без средств шумопоглощения



Частота, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Шум 1 м

Уровень
L
, дБ






















Результаты измерений спектра шума в камере
со звукоизолирующей преградой



Частота,
Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Шум
1 м

Lпр, дБ



















L-Lпр, дБ



















∆
Lрасч, дБ





















Примечание.

1.       Lпр, дБ – шум с преградой.

2.       L-Lпр, дБ – экспериментальное ослабление шума.

3.       ∆
Lрасч, дБ – расчетное ослабление шума.
Выводы: …
Результаты измерений спектра шума в камере с облицовкой



Частота,
Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Шум
1 м

Lобл, дБ




















L-Lобл, дБ



















∆
Lобл, дБ



















ПС-80

99

92

86

83

80

78

76

74





S1=… м2;   S2=… м2;   A1=…;   A2=…;   α1=…;  α2=…
Выводы: …


Приложение

Графическая обработка результатов эксперимента.

<img width=«376» height=«242» src=«ref-2_279200593-13532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">

Примечание. Построить L, Lпр, Lобл; сделать выводы.





Рекомендуемая литература.



1.     <img width=«325» height=«2» src=«ref-2_279214125-86.coolpic» v:shapes="_x0000_s1648"><img width=«325» height=«2» src=«ref-2_279214125-86.coolpic» v:shapes="_x0000_s1647"><img width=«325» height=«2» src=«ref-2_279214125-86.coolpic» v:shapes="_x0000_s1646">Безопасность жизнедеятельности (под ред. С.В.Белова). 3-е изд. – М.: Высш. шк., 2001. – 485 с.
Дополнительная литература.



1.     Инженерная экология и экологический менеджмент (под ред. Н.И. Иванова и И.М. Фадина.) – М.: Логос, 2002. – 528 с.

2.     Техническая акустика транспортных машин: Справочник / Под ред. Н.И. Иванова. СПб.: Политехника, 1985, 400с.

3.     Борьба с шумом на производстве: Справочник / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

4.     Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики: Учебник. СПб.: Политехника, 2000. 482 с.

5.     Охрана труда в машиностроении. / Под ред. Е.Я. Юдина. – М.: Машиностроение, 1976, с. 120 – 157.


Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА

Цель работы– исследовать параметры напряжения прикосновения и напряжения шага в зоне растекания тока замыкания на землю и определить опасные зоны.
    продолжение
--PAGE_BREAK--