Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Organizacji i Zarządzania Katowice, ul. Krasińskiego 13

Praca przejściowa Temat: Rozpoznanie sposobu i uwarunkowań minimalizacji hałasu na

stanowiskach pracy

Opiekun naukowy: dr inŜ. Marek Komoniewski Marcin Dąbrowski

Grupa: SIwZŚP Rok IV

Katowice 2005

2

Spis treści

1. Wprowadzenie__________________________________________________________ 3

2. Cel pracy______________________________________________________________ 3

3. Uwarunkowania minimalizacji hałasu na stanowiskach pracy_______________________ 4

Uwarunkowania prawne ____________________________________________________ 4

Uwarunkowania zdrowotne__________________________________________________ 6

Uwarunkowania ekonomiczne _______________________________________________ 7

4. Podstawowe pojęcia i wielkości związane z hałasem___________________________ 10

5. Sposoby minimalizacji hałasu_____________________________________________ 14

Sposoby redukcji emisji hałasu u źródła powstawania ____________________________ 15 Rozwiązania zmniejszające moc akustyczną źródeł hałasu ______________________ 15 Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne ______________________________________ 16 Tłumiki akustyczne _____________________________________________________ 19 Aktywne metody ograniczania hałasu_______________________________________ 20

Sposoby redukcji immisji hałasu w przestrzeni jego rozchodzenia się________________ 23 Rozwiązania zwiększające efektywną chłonność akustyczną pomieszczeń przemysłowych ________________________________________________________ 23 Rozwiązania osłaniające stanowisko pracy. __________________________________ 23 Indywidualne ochronniki słuchu ___________________________________________ 23 Rozwiązania organizacyjne_______________________________________________ 26

Rozwiązania złoŜone______________________________________________________ 27

6. Podsumowanie________________________________________________________ 28

7. Literatura_____________________________________________________________ 32

3

1. Wprowadzenie

Zagadnienie hałasu jest jednym z podstawowych problemów bezpieczeństwa pracy, z jakimi współcześnie borykają się pracodawcy. Występujące na stanowiskach pracy drgania oraz hałas stają się coraz bardziej uciąŜliwe dla pracowników. Jak wynika z publikacji GUS

dotyczącej warunków pracy w Polsce w 2002 r. na ogólną liczbę około 637,4 tysięcy zatrudnionych w warunkach zagroŜenia około 277,3 tysięcy, to jest 43,5 %, było naraŜonych na hałas1. Ten spory odsetek wskazuje na to z jak duŜym problemem mamy do czynienia.

Obecnie hałas jest zjawiskiem powszechnie występującym w otoczeniu człowieka. Jest obecny we wszystkich rodzajach środowiska ludzkiego – mamy z nim do czynienia w pracy, drodze do pracy i w drodze powrotnej oraz niejednokrotnie w domu czy miejscach rekreacji i wypoczynku. Ma niekorzystny wpływ na zdrowie ludzkie, utrudnia wypoczynek i regenerację sił. Zmniejsza efektywność pracy ludzkiej i zwiększa prawdopodobieństwo wypadków przy pracy. Skutkiem długotrwałego oddziaływania hałasu na organizm człowieka jest pogorszenie się słuchu lub w skrajnym przypadku całkowita głuchota.

Na co dzień wokół nas występuje niezliczona liczba źródeł hałasu. Maszyny i urządzenia są źródłami hałasu nie tylko na stanowiskach pracy, ale takŜe w budynkach mieszkalnych i obiektach uŜyteczności publicznej. Głównym zagroŜeniem środowiska naturalnego ze względu na hałas są trasy komunikacji samochodowej, komunikacji szynowej oraz lotniska.

Hałas i często występujące razem z nim wibracje są przyczyną powszechnej degradacji środowiska przyrodniczego, pogarszając jego jakość, nieraz do tego stopnia, Ŝe znaczne obszary biosfery nie mogą pełnić swej funkcji. Szkodliwy wpływ hałasu i wibracji na środowisko przyrodnicze, a tym samym na zdrowie i na wszelką działalność człowieka, jest często, wskutek niedostatecznej świadomości społeczeństwa, bagatelizowany, szczególnie przy ustalaniu priorytetów i przeznaczaniu środków na ochronę środowiska. Dzieje się tak dlatego, Ŝe skutki oddziaływania hałasu nie są równie gwałtowne i szybkie, jak np. powstałe w wyniku zanieczyszczenia wody, gleby czy powietrza, kumulują się one bowiem w czasie.

Występujące powszechnie zanieczyszczenie środowiska biosfery hałasem i wibracjami osiągnęło alarmujący poziom, wymagający radykalnych działań.2 Podobnie jak w przypadku innych zagroŜeń środowiska pracy, bardzo waŜna jest świadomość istnienia takiego problemu oraz wiedza na temat sposobów kontroli hałasu. Potrzeba podnoszenia tej świadomości, dane statystyczne oraz ludzki wymiar tych problemów sprawiły, Ŝe w 2005 r. tematem kampanii informacyjnej koordynowanej przez Europejską Agencję Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy, jest problem hałasu w środowisku pracy. Podjęciu tej tematyki sprzyja takŜe fakt, Ŝe nowa dyrektywa UE dotycząca hałasu (Dyrektywa 2003/10/EC), ma zostać wdroŜona we wszystkich państwach członkowskich do lutego 2006 r.3

2. Cel pracy

Celem tej pracy jest przedstawienie głównych uwarunkowań wymuszających na organizacjach konieczność minimalizacji hałasu. Ponadto w pracy chciałbym omówić kilka pojęć związanych z zagadnieniem hałasu niezbędnych do oceny zagroŜeń nim wywołanych. Wreszcie pragnąłbym zaprezentować wybrane sposoby minimalizacji hałasu na stanowiskach pracy.

1 http://www.stat.gov.pl/dane_spol-gosp/praca_ludnosc/warunki_pracy/2002/, pobrano 10.05.2005 r. 2 Engel Z., Sadowski J., Hałas i wibracje w środowisku, Liga Ochrony Przyrody, Warszawa 1992, s.5-6. 3 Materiały informacyjne dotyczące Europejskiego Tygodnia Bezpieczeństwa i Zdrowia Pracy 2005. Stop Hałasowi!, Krajowy Punkt Centralny Agencji Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy, Warszawa, kwiecień 2005.

4

3. Uwarunkowania minimalizacji hałasu na stanowiskach pracy

Istnieje wiele bodźców motywujących pracodawców do obniŜania poziomu hałasu występującego na terenie przedsiębiorstwa. W niniejszym rozdziale chciałbym przedstawić trzy podstawowe grupy uwarunkowań zidentyfikowanych przez mnie na podstawie lektury przytoczonych źródeł literaturowych.

Uwarunkowania prawne

Współcześnie występuje cały szereg regulacji prawnych, wymuszających na pracodawcy konieczność podejmowania działań zmierzających do zapewnienia zdrowych i bezpiecznych warunków pracy pracownikom zatrudnionym w ich przedsiębiorstwie. Z punktu widzenia podjętego w pracy problemu hałas jako czynnik szkodliwy w miejscu pracy powinien być ograniczany lub, jeśli to moŜliwe, całkowicie wyeliminowany.

O ochronie pracownika wspomina Art. 66. 1. Konstytucji RP. W artykule tym moŜemy przeczytać, Ŝe kaŜdy ma prawo do bezpiecznych i higienicznych warunków pracy. Sposób realizacji tego prawa oraz obowiązki pracodawcy określa ustawa.

Według Art. 112 Prawa ochrony środowiska – ochrona przed hałasem polega na zapewnieniu jak najlepszego stanu akustycznego środowiska, w szczególności poprzez utrzymanie poziomu hałasu poniŜej dopuszczalnego lub co najmniej na tym poziomie oraz zmniejszenie poziomu hałasu do dopuszczalnego, gdy nie jest on dotrzymany.

Według Kodeksu Pracy, pracodawca ponosi odpowiedzialność za stan bezpieczeństwa i higieny pracy w zakładzie pracy. Art. 207 Kodeksu Pracy nakłada na pracodawcę obowiązek ochrony zdrowia i Ŝycia pracowników poprzez zapewnienie bezpiecznych i higienicznych warunków pracy przy odpowiednim wykorzystaniu osiągnięć nauki i techniki.

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 26 września 1997r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, Dz. U. 1997, nr 119, poz.884, pracodawca ma obowiązek zapewnić ochronę pracowników przed zagroŜeniami związanymi z naraŜeniem na hałas. Pracodawca ma obowiązek w pierwszej kolejności zastosować odpowiednie środki techniczne (np. wyciszyć hałaśliwe maszyny, wykonać odpowiednią adaptację hali, zastosować ekrany) i organizacyjne (np. skrócić czas pracy na hałaśliwych stanowiskach pracy), a po ich wyczerpaniu, gdy w dalszym ciągu stwierdza się przekroczenie dopuszczalnych wielkości hałasu, ma obowiązek zaopatrzyć pracowników w indywidualne ochrony słuchu, dobrane do wielkości charakteryzujących hałas i do cech indywidualnych pracowników oraz zapewnić ich stosowanie.

Dopuszczalne wartości hałasu w środowisku pracy podane są w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002r. w sprawie najwyŜszych dopuszczalnych stęŜeń i natęŜeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, DZ. U. Nr 217, poz. 1833. Dopuszczalne wartości hałasu ze względu na ochronę słuchu wynoszą:

• Poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego lub 40-godzinnego

czasu pracy – 85 dB, • Maksymalny poziom dźwięku A – 115 dB, • Szczytowy poziom dźwięku C – 135 dB.

Zagadnieniu hałasu poświęcony jest szereg dyrektyw europejskich, w których zawarte są wymagania w zakresie ochrony przed hałasem. Do najwaŜniejszych dyrektyw naleŜą następujące:

5

• Dyrektywa 86/188/EWG dotycząca ochrony pracowników przed zagroŜeniami związanymi z naraŜaniem na hałas podczas pracy;

• Dyrektywa 98/37/WE w sprawie ujednolicenia przepisów prawnych państw członkowskich dotyczących maszyn;

• Dyrektywa 89/686/EWG w sprawie ujednolicenia przepisów prawnych państw członkowskich dotyczących ochrony indywidualnej;

• Dyrektywa 2000/14/WE w sprawie ujednolicenia przepisów prawnych państw członkowskich dotyczących emisji hałasu do środowiska przez urządzenia uŜywane na zewnątrz pomieszczeń;

• Dyrektywa 2003/10/WE w sprawie minimalnych wymagań ochrony zdrowia i bezpieczeństwa dotyczących naraŜania pracowników na czynniki fizyczne (hałas);

• Dyrektywa 2002/44/WE w sprawie minimalnych wymagań ochrony zdrowia i bezpieczeństwa dotyczących naraŜenia pracowników na czynniki fizyczne.

Zgodnie z przepisami europejskimi i krajowymi, pracodawca jest obowiązany zapewnić ochronę pracowników przed zagroŜeniami związanymi z naraŜeniem na hałas, a w szczególności zapewnić stosowanie:

• procesów technologicznych nie powodujących nadmiernego hałasu, • maszyn i innych urządzeń technicznych powodujących moŜliwie najmniejszy hałas,

nie przekraczający dopuszczalnych wartości, • rozwiązań obniŜających poziom hałasu w procesach pracy (z priorytetem środków

redukcji hałasu u źródła jego powstawania).

Na stanowiskach pracy, na których mimo zastosowania moŜliwych rozwiązań technicznych i organizacyjnych poziom hałasu przekracza dopuszczalne normy, pracodawca ma obowiązek zapewnić:

• ustalenie przyczyn przekroczenia dopuszczalnego poziomu hałasu oraz opracowanie i zastosowanie programu działań technicznych i organizacyjnych, mających na celu najskuteczniejsze zmniejszenie naraŜenia pracowników na hałas,

• zaopatrzenie pracowników w indywidualne ochrony słuchu, dobrane do wielkości charakteryzujących hałas i do cech indywidualnych pracowników oraz ich stosowanie,

• ograniczenie czasu ekspozycji na hałas, w tym stosowanie przerw w pracy, • oznakowanie stref zagroŜonych hałasem, a takŜe, gdy jest to uzasadnione ze względu

na stopień zagroŜenia oraz moŜliwe, ograniczenie dostępu do tych stref poprzez ich odgrodzenie.

Pracownikom zatrudnionym na naraŜonych na hałas stanowiskach pracy naleŜy zapewnić informacje na temat:

• wyników pomiarów hałasu i zagroŜenia dla zdrowia wynikającego z naraŜenia na hałas,

• działań podjętych w związku z przekroczeniem dopuszczalnych wartości hałasu na określonych stanowiskach,

• właściwego doboru i sposobu uŜywania indywidualnych ochron słuchu.

6

Gdy na stanowiskach pracy poziom hałasu przekracza dopuszczalne normy pracownicy podlegają okresowym badaniom lekarskim. W przypadku naraŜenia na hałas badania ogólne wykonuje się co 4 lata, a badania otolaryngologiczne i audiometryczne: przez pierwsze trzy lata pracy w hałasie - co rok, następnie co 3 lata. W razie ujawnienia w okresowym badaniu audiometrycznym ubytków słuchu charakteryzujących się znaczną dynamiką rozwoju, częstotliwość badań audiometrycznych naleŜy zwiększyć, skracając przerwę między kolejnymi testami do 1 roku lub 6 miesięcy. W razie naraŜenia na hałas impulsowy albo na hałas, którego równowaŜny poziom dźwięku A przekracza stale lub często 110 dB, badanie audiometryczne naleŜy przeprowadzać nie rzadziej niŜ raz na rok.

Uwarunkowania zdrowotne

Hałas jest jednym z głównych czynników szkodliwych związanych ze środowiskiem pracy. Zawodowe uszkodzenie słuchu jest od lat na czołowym miejscu na liście chorób zawodowych (przed chorobami zakaźnymi i inwazyjnymi, pylicami płuc, chorobami skóry i zatruciami). Wynosi ono wg krajowej statystyki chorób zawodowych około 3000 nowych przypadków rocznie co stanowi około 1/3 wszystkich rejestrowanych przypadków.

Ujemne oddziaływanie hałasu na organizm człowieka w warunkach naraŜenia zawodowego moŜna podzielić na dwa rodzaje:

• Wpływ hałasu na narząd słuchu, • Pozasłuchowe działanie hałasu na organizm (w tym pozasłuchowe układy i

narządy oraz zmysły człowieka). Wpływ hałasu na narząd słuchu

Szkodliwy wpływ hałasu na narząd słuchu powodują następujące jego cechy i okoliczności naraŜenia:

• RównowaŜny poziom dźwięku A lub poziom dźwięku A (dla hałasu ustalonego) przekraczający 80 dB. Bodźce słabsze nie uszkadzają narządu słuchu nawet przy długotrwałym i nieprzerwanym działaniu,

• Długi czas działania hałasu. Skutki działania hałasu kumulują się w czasie i zaleŜą one od dawki energii akustycznej, którą określa iloczyn natęŜenia dźwięku i czasu trwania ekspozycji,

• Ciągła ekspozycja na hałas jest bardziej szkodliwa niŜ przerywana, poniewaŜ nawet krótkotrwałe przerwy umoŜliwiają procesy regeneracyjne słuchu,

• Hałas impulsowy jest szczególnie szkodliwy. Charakteryzuje się on tak szybkim narastaniem ciśnienia akustycznego do duŜych wartości, Ŝe mechanizmy obronne narządu słuchu nie są w stanie zmniejszyć energii akustycznej wnikającej do ucha, wskutek czego moŜe dojść do znacznego przeciąŜenia słuchu,

• Widmo hałasu z przewagą składowych o częstotliwościach średnich i wysokich. Hałas o takim widmie jest dla słuchu bardziej niebezpieczny, niŜ hałas o widmie, w którym maksymalna energia zawarta jest w zakresie niskich częstotliwości. Wynika to bezpośrednio z charakterystyki czułości ucha ludzkiego, która jest największa w zakresie częstotliwości 345 kHz,

7

• Szczególna, indywidualna podatność na uszkadzający wpływ działania hałasu. ZaleŜy ona od cech dziedzicznych oraz nabytych na przykład w wyniku przebytych chorób.

Skutki wpływu hałasu dzieli się na:

• Uszkodzenia struktur anatomicznych narządu słuchu powodujące spadek sprawności słuchu aŜ do głuchoty całkowitej. Mogą to być perforacje i ubytki błony bębenkowej oraz inne mechaniczne uszkodzenia struktur narządu słuchu, czyli objawy tzw. ostrego urazu akustycznego, będącego zwykle wynikiem jednorazowych i krótkich ekspozycji na hałas o szczytowych poziomach ciśnienia akustycznego powyŜej 130 4 140 dB,

• Upośledzenie sprawności słuchu na ogół bez widocznych uszkodzeń elementów anatomicznych narządu, w wyniku długotrwałego naraŜenia na hałas, o równowaŜnym poziomie dźwięku A 80 dB, powodującego stan przeciąŜenia narządów słuchu. Jego objawem jest spadek ostrości słyszenia, jako wynik podwyŜszenia progu słyszenia. PodwyŜszenie progu moŜe być odwracalne (tzw. czasowe przesunięcie progu) lub trwałe i moŜe występować w róŜnych zakresach częstotliwości. W obu przypadkach stwierdzalnym objawem jest określony niedosłuch, przy czym odwracalne podwyŜszenie progu słyszalności ustępuje po dostatecznie długim pobycie w ciszy a podwyŜszenie trwałe nie ulega zmianie w Ŝadnym czasie i nie poddaje się Ŝadnej terapii.

Pozasłuchowe skutki działania hałasu

Pozasłuchowe skutki działania hałasu nie są jeszcze w pełni rozpoznane. Anatomiczne połączenie nerwowej drogi słuchowej z korą mózgową umoŜliwia bodźcom słuchowym oddziaływanie na inne ośrodki w mózgowiu (zwłaszcza ośrodkowy układ nerwowy i układ gruczołów wydzielania wewnętrznego), a w konsekwencji na stan i funkcje wielu narządów wewnętrznych.

Doświadczalnie wykazano, Ŝe wyraźne zaburzenia funkcji fizjologicznych organizmu mogą występować po przekroczeniu poziomu ciśnienia akustycznego 75 dB. Słabsze bodźce akustyczne (o poziomie 55 ÷ 75 dB) mogą powodować rozproszenie uwagi, utrudniać pracę i zmniejszać jej wydajność.

MoŜna stwierdzić, Ŝe pozasłuchowe skutki działania hałasu są uogólnioną odpowiedzią organizmu na działanie hałasu, jako stresora przyczyniającego się do rozwoju róŜnego typu chorób (np. choroba ciśnieniowa, choroba wrzodowa, nerwice i inne).

Wśród pozasłuchowych skutków działania hałasu, naleŜy jeszcze wymienić jego wpływ na zrozumiałość i maskowanie mowy czy dźwiękowych sygnałów bezpieczeństwa. Utrudnione porozumiewanie się ustne w hałasie (o poziomie 80 ÷ 90 dB) i maskowanie sygnałów ostrzegawczych nie tylko zwiększa uciąŜliwość warunków pracy i zmniejsza jej wydajność, lecz moŜe być równieŜ przyczyną wypadków przy pracy. Kryterium zrozumiałości mowy stanowi jedno z waŜniejszych kryteriów oceny hałasu w środowisku.4 Uwarunkowania ekonomiczne

Hałas w czasie pracy w sposób zasadniczy wpływa na wydajność pracy, a co z tym jest bezpośrednio powiązane – ma wpływ równieŜ na inne czynniki ekonomiczne. Zaburza on

4 Koradecka D.(red.) , Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Tom 1 Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1997, s.381-384.

8

moŜliwość skoncentrowania uwagi, obniŜając w ten sposób wydajność pracy. Na skutek hałasu następuje stopniowa utrata energii, a funkcjonalne zmiany zachodzące w ośrodkowym układzie nerwowym stają się przyczyną narastającego zmęczenia i spadku zdolności do pracy. Hałas utrudnia wykonywanie prac precyzyjnych i koncepcyjnych wymagających udziału procesów myślowych, przedłuŜa czas reakcji prostych i złoŜonych, zwłaszcza czas wyboru. Z tego powodu utrudnione są prace związane z obserwacją, percepcją i analizą informacji, prace sterownicze i sygnalizacyjne.5

Występowanie hałasu przyczynia się istotnie do utrzymywania się wysokiej liczby wypadków i urazów, absencji chorobowej (takŜe powypadkowej). Straty, ponoszone przez przedsiębiorstwa, zakłady ubezpieczeniowe i słuŜbę zdrowia na skutek stwierdzanych chorób zawodowych oraz wypadków i urazów, są stosunkowo istotne. Ale straty związane z faktem, Ŝe osoby pracujące w złych warunkach, np. w hałasie wykonają mniej pracy, ich praca będzie miała niŜszą jakość i wytworzą więcej braków, są co najmniej 10-krotnie większe. Jak widać występowanie hałasu, docierającego do pracowników, jest przyczyną znacznych strat. A rozsądne zmniejszenie hałasu na stanowiskach pracy czyni przedsiębiorstwo – sprawniejszym, a pracowników – wydajniejszymi. Zmniejszenie hałasu w przedsiębiorstwie to najczęściej, z ekonomicznego punktu widzenia, dobra inwestycja. Ponadto racje humanitarne ograniczenia ryzyka utraty słuchu, czy zmniejszenia prawdopodobieństwa zaistnienia wypadku, tylko ją wspierają.6

ObniŜenie poziomu hałasu o kaŜdy 1 dB(A) (czyli zmniejszenie jego energii o 20%) przy jego poziomie rzędu 75-105 dB(A) i przeciętnych warunkach przemysłowych, np. przy obróbce metali, drewna, tworzyw sztucznych itp. istotnie wpływa na pracowników i ich pracę. Obserwuje się:

a) Wzrost ilościowego efektu pracy na kaŜdy dB(A) obniŜenia poziomu hałasu

docierającego do pracowników:

• O około 2,8 %/dB(A) dla poziomów rzędu 105 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 30 mW(A)/m2),

• O około 2,2 %/dB(A) dla poziomów rzędu 100 db(A) (czyli dla wartości hałasu około 10 mW(A)/m2),

• O około 1,7 %/dB(A) dla poziomów rzędu 95 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 3 mW(A)/m2),

• O około 1,3 %/dB(A) dla poziomów rzędu 90 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 1 mW(A)/m2),

• O około 1%/dB(A) dla poziomów rzędu 85 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 0,3 mW(A)/m2),

• O około 0,8 %/dB(A) dla poziomów rzędu 80 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 0,1 mW(A)/m2),

• O około 0,6 %/dB(A) dla poziomów rzędu 75 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 0,032 mW(A)/m2),

• O około 0,5 %/dB(A) dla poziomów rzędu 70 dB(A) (czyli dla wartości hałasu około 0,001 mW(A)/m2).

b) Zmniejszenie ilości braków i ilości odpadów,

5 Engel Z., Ochrona środowiska pracy przed drganiami i hałasem. Wybrane zagadnienia. Część 1 Skrypt uczelniany nr 744, Wydawnictwo AGH, Kraków 1980, s.168. 6 Rybarczyk W., Hałas w przemyśle i jego ograniczanie. Ujęcie ekonomiczne – dla przedsiębiorców., Centrum Zastosowań Ergonomii, Zielona Góra 1999, s.5

9

c) Zmniejszenie liczby wypadków i urazów o około 10% na dB(A), d) Zmniejszenie absencji chorobowej pozawypadkowej o około 4% na dB(A), e) Zmniejszenie ryzyka wystąpienia głuchoty zawodowej.

Efekty c), d), i e) są mniej istotnie ekonomiczne, a efekt b) trudny do ustalenia przed

wdroŜeniem. MoŜna je traktować łącznie jako rekompensatę za odsetki od kwot wydanych na wyciszenie. Główne efekty ekonomiczne wynikają z punktu a), czyli ze wzrostu ilościowego efektu pracy.

Wzrost liczby wypadków i chorób zawodowych oraz wzrost liczby pracowników, dla których stwierdzono przekroczenia dopuszczalnych wartości czynników materialnego środowiska pracy (np. stęŜenia par związków toksycznych, zapylenia, hałasu, mikroklimatu itd.), moŜe pociągnąć za sobą dodatkowe niekorzystne, dla pracodawców, skutki ekonomiczne. Inspektorzy Państwowej Inspekcji Pracy oraz Państwowej Inspekcji Sanitarnej mogą wystosować wniosek do ZUS o podwyŜszenie składki ubezpieczeniowej dla przedsiębiorstwa, w którym doszło do wzrostu powyŜszych wskaźników. Zmniejszając poziom hałasu dobrze jest mieć ten aspekt na uwadze. Tym bardziej, Ŝe podwyŜszenie składki ZUS dotyczy w takim samym przypadku wszystkich pracowników przedsiębiorstwa a nie tylko pracowników naraŜonych na hałas przekraczający NDN. 7

W sytuacji występowania przekroczenia dopuszczalnego poziomu hałasu na stanowiskach pracy, pracodawca (zgodnie z Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 29 września 2001 r. w sprawie wysokości jednostkowych stawek kar za przekroczenie dopuszczalnego poziomu hałasu.(Dz. U. Nr 120, poz. 1285) zobligowany jest do płacenia kar. W tym wypadku redukcja hałasu prowadzi do bezpośrednich oszczędności.

7 Rybarczyk W., Hałas w przemyśle i jego ograniczanie. Ujęcie ekonomiczne – dla przedsiębiorców., Centrum Zastosowań Ergonomii, Zielona Góra 1999, s.38-41.

10

4. Podstawowe pojęcia i wielkości związane z hałasem W niniejszym rozdziale chciałbym przedstawić kilka podstawowych pojęć związanych

z zagadnieniem hałasu, które są niezbędne do oceny zagroŜeń nim wywołanych na stanowiskach pracy.

Hałasem przyjęto określać wszelkie niepoŜądane, nieprzyjemne, dokuczliwe lub

szkodliwe drgania ośrodka spręŜystego, oddziałujące za pośrednictwem powietrza na narząd słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka.

Z fizycznego punktu widzenia, dźwięki są to drgania mechaniczne ośrodka spręŜystego (gazu, cieczy lub ośrodka stałego). Drgania te mogą być rozpatrywane jako oscylacyjny ruch cząstek ośrodka względem połoŜenia równowagi, wywołujący zmianę ciśnienia ośrodka w stosunku do wartości ciśnienia statycznego (atmosferycznego).

Ta zmiana ciśnienia, (czyli zaburzenie równowagi ośrodka) przenosi się w postaci następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząstek ośrodka w przestrzeń otaczającą źródło drgań, tworząc falę akustyczną. RóŜnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku przy przejściu fali akustycznej a wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego) jest zwana ciśnieniem akustycznym p wyraŜanym w Pa.

Propagację (rozchodzenie się) fali akustycznej w przestrzeni opisują następujące

podstawowe pojęcia i wielkości: Prędkość akustyczna v – prędkość, z jaką drga cząsteczka ośrodka przy przejściu fali

akustycznej (jest ona niewielka i nie przekraczająca części m/s), wyraŜona w m/s; Ciśnienie akustyczne p – róŜnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku

przy przejściu fali akustycznej a wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego), wyraŜane w Pa;

Ze względu na szeroki zakres zmian ciśnienia akustycznego - od 2 · 10-5 do 102 Pa powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną i w konsekwencji uŜywa się pojęcia poziom ciśnienia akustycznego L, wyraŜany w dB, zgodnie z zaleŜnością:

2

2

lg10op

pL =

gdzie: p – wartość skuteczna ciśnienia akustycznego, w Pa, po – progowa wartość

skuteczna ciśnienia akustycznego, zwana ciśnieniem odniesienia i równa 20 µPa. Zdefiniowany powyŜej poziom ciśnienia akustycznego jest miarą głośności dźwięku.

Poziom ciśnienia akustycznego skorygowanego wg charakterystyki częstotliwościowej A miernika poziomu dźwięku, przyjęto nazywać poziomem dźwięku A, zaś skorygowanego wg charakterystyki częstotliwościowej C – poziomem dźwięku C. Charakterystyki częstotliwościowe A, B,C są umowne i stosowane niezaleŜnie od wielkości poziomu ciśnienia akustycznego.

Maksymalny poziom dźwięku A czyli maksymalna wartość skuteczna poziomu dźwięku A, występująca w czasie obserwacji i szczytowy poziom dźwięku C czyli maksymalna wartość chwilowa dźwięku C występująca w czasie obserwacji, są obok tzw. równowaŜnego poziomu dźwięku A, podstawowymi wielkościami słuŜącymi sformowaniu kryteriów ochrony słuchu w środowisku pracy.

11

RównowaŜny poziom dźwięku A L Aeq (wielkość stosowana do scharakteryzowania hałasu zmieniającego się w czasie lub zmiennej ekspozycji na hałas) jest definiowany jako średnia wartość poziomu dźwięku A zmiennego w czasie, odpowiadająca reakcji narządu słuchu naraŜonego na działanie hałasu o stałym poziomie w równowaŜnym przedziale czasu. Jest on wraŜany w dB i określany wzorem:

= ∫

T

o

tA

TAeq dtp

p

TL

0

2)(

,

1lg10

gdzie: T – czas obserwacji w s, pA – wartość chwilowa ciśnienia akustycznego

skorygowana według charakterystyki częstotliwościowej A w Pa. RównowaŜny poziom dźwięku A, w dB, wyznaczony dla czasu ekspozycji na hałas

równego znormalizowanemu czasowi pracy (tj. dla 8 godzinnego dnia lub tygodnia pracy) jest zwany poziomem ekspozycji na hałas odniesionym do 8-godzinnego dnia pracy LEX,8h lub tygodnia pracy LEX,w i jest określany wzorem:

o

eTeAeqhEX T

TLL lg10,8, += ( )

= ∑=

n

i

iLwEX

hEXL1

1,0,

8,105

1lg10

gdzie: LAeq,Te – równowaŜny poziom dźwięku A wyznaczony dla czasu ekspozycji Te

dB, To – czas odniesienia = 8h = 28800 s, i – kolejny dzień roboczy w rozwaŜanym tygodniu, n – liczba dni roboczych w rozwaŜanym tygodniu (moŜe być róŜna od 5).

Poziom mocy akustycznej LN w dB 1210

lg10 −= aN

NL jest podstawową wielkością

charakteryzującą emisję hałasu z jego źródła. Stąd teŜ, jest stosowany do oceny hałasu. W praktyce, najczęściej jest stosowany poziom mocy akustycznej skorygowany według charakterystyki częstotliwościowej A, zwany poziomem mocy akustycznej A.8

Widmo hałasu. W projektowaniu rozwiązań redukujących hałas przydatna jest

znajomość rozkładu energii hałasu na kolejne, istotne akustycznie, pasma oktawowe o częstotliwościach środkowych od 63 do 8000 Hz. Dla jej określenia stosuje się analizę widmową. Analizy tej dokonuje się najczęściej w pasmach oktawowych, rzadziej tercjowych. Częstotliwości środkowe w pasmach oktawowych mają wartości w przybliŜeniu równe podwojonej wartości częstotliwości środkowej w paśmie poprzednim.

W praktyce pomiarowej – przy zastosowaniu typowych mierników poziomu dźwięku – mierzy się poziom ciśnienia akustycznego w kolejnych pasmach oktawowych, a takŜe całkowity poziom ciśnienia akustycznego.9

Poza wyŜej omówionymi pojęciami i wielkościami niezbędne jest równieŜ poznanie

pewnych dalszych pojęć dotyczących hałasu, wynikających z róŜnych sposobów jego klasyfikacji.

8 Koradecka D. (red.), Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Tom 1 Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1997, s.375-379. 9 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.32.

12

Ze względu na charakter oddziaływania, wyróŜnia się hałas uciąŜliwy nie wywołujący trwałych skutków w organizmie oraz hałas szkodliwy wywołujący trwałe skutki lub powodujący określone ryzyko ich wystąpienia.

Ze względu na przebieg w czasie, hałas określa się jako ustalony, gdy poziom dźwięku A w określonym miejscu zmienia się w czasie nie więcej niŜ o 5 dB oraz nieustalony (zmienny w czasie, przerywany), gdy poziom dźwięku A w określonym miejscu zmienia się w czasie o więcej niŜ 5 dB. Rodzajem hałasu nieustalonego jest tzw. hałas impulsowy, składający się z jednego lub wielu zdarzeń dźwiękowych, kaŜde o czasie trwania mniejszym niŜ 1 s.

Ze względu na zakres częstotliwości rozróŜnia się:

• hałas infradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 2 do 16 Hz i o częstotliwościach słyszalnych do 50 Hz,

• hałas słyszalny, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach

słyszalnych od 16 do 16 000 Hz ,

• Hałas ultradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach słyszalnych i ultradźwiękowych – od 10 do 100 kHz.

Istnieją równieŜ inne podziały hałasu, np. podział uwzględniający przyczynę jego

powstania i klasyfikację jego źródeł. WyróŜnia się, np.: hałas aerodynamiczny, powstający w wyniku przepływu powietrza lub innego gazu oraz hałas mechaniczny, powstający wskutek tarcia i zderzeń ciał stałych, w tym głównie części maszyn. Stosowany jest takŜe podział ze względu na środowisko, w którym hałas występuje.

Hałas w przemyśle, zwany jest hałasem przemysłowym, hałas w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach uŜyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych - hałasem komunalnym, a w środkach komunikacji - hałasem komunikacyjnym.10 Pomiar i ocena wielkości charakteryzujących hałas w środowisku pracy

Ze względu na cel (określenie emisji hałasu maszyn lub ocena naraŜenia ludzi) metody

pomiarów hałasu dzieli się na:

• metody pomiarów hałasu w miejscach przebywania ludzi (na stanowiskach pracy), • metody pomiarów hałasu maszyn (źródeł hałasu).

Metody pomiarów i oceny hałasu w miejscach przebywania ludzi stosuje się w celu ustalenia wielkości naraŜenia ludzi na działanie hałasu na stanowiskach pracy i w określonych miejscach przebywania ludzi względem źródeł hałasu, niezaleŜnie od ich rodzaju i liczby. Wyniki pomiarów hałasu słuŜą przede wszystkim do porównania istniejących warunków akustycznych z warunkami określonymi przez normy i przepisy higieniczne, a takŜe do oceny i wyboru planowanych lub realizowanych przedsięwzięć ograniczających hałas. Metody pomiarów i oceny hałasu na stanowiskach pracy określają odpowiednie przepisy i polskie normy (Obwieszczenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dn. 17.05.1995r., PN-N-01307:1994, PN-N-01321:1985, PN-N-01338:1986).

10 Koradecka D. (red.), Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Tom 1 Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1997, s.380-381.

13

Zgodnie z wymienionymi przepisami i polską normą (PN-N-1307:1994) oraz równowaŜnymi dokumentami europejskimi i międzynarodowymi, hałas w środowisku pracy jest charakteryzowany przez:

• poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy LEX,8h i

odpowiadającą mu ekspozycję dzienną EA,Te lub poziom ekspozycji na hałas odniesiony do tygodnia pracy LEX,w i odpowiadającą mu ekspozycję tygodniową EA,w (wyjątkowo w przypadku hałasu oddziałującego na organizm człowieka w sposób nierównomierny w poszczególnych dniach w tygodniu),

• maksymalny poziom dźwięku A, • szczytowy poziom dźwięku C.

Do pomiaru wielkości wszystkich rodzajów hałasu (ustalonego, nieustalonego i

impulsowego) powinny być stosowane dozymetry hałasu lub całkujące mierniki poziomu dźwięku klasy dokładności 2 lub lepszej, o zakresie impulsowym wynoszącym co najmniej 53 dB. RozróŜnia się następujące metody pomiaru hałasu:

Metoda bezpośrednia polega na ciągłym pomiarze przez cały czas naraŜenia pracownika na hałas i odczycie wielkości określanych bezpośrednio z mierników, np. dozymetru hałasu lub całkującego miernika poziomu dźwięku. UmoŜliwia ona otrzymanie wyników, które dokładnie oddają naraŜenie pracownika na hałas.

Metoda pośrednia polega na pomiarze hałasu w czasie krótszym niŜ podlegający ocenie oraz zastosowaniu odpowiednich zaleŜności matematycznych do wyznaczenia wymienionych wielkości.

Umieszczenie mikrofonu. Mikrofon w czasie wykonywania pomiarów powinien być umieszczony w miejscach, gdzie zwykle znajduje się głowa pracownika. Pomiary powinny być dokonywane podczas jego nieobecności. Zaleca się umieszczenie mikrofonu w odległości nie mniejszej niŜ 1 m od ściany lub powierzchni silnie odbijającej, 1,2 m nad podłogą i 1,5 m od okien.

Tryb i częstotliwość wykonywania pomiarów, sposób rejestrowania i przechowywania wyników oraz sposób ich udostępnienia pracownikom określa rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej.

Ocena naraŜenia zawodowego na hałas polega przede wszystkim na porównaniu zmierzonych lub wyznaczonych wartości hałasu z wartościami dopuszczalnymi (poziomu ekspozycji na hałas, maksymalnego poziomu dźwięku A i szczytowego poziomu dźwięku C), obowiązującymi jednocześnie. Wystarczy przekroczenie jednej z tych wartości, aby uznać przekroczenie wartości dopuszczalnej.

Metody pomiarów hałasu maszyn stosuje się w celu określania wielkości

charakteryzujących emisję hałasu maszyn, rozpatrywanych jako oddzielne źródła hałasu w ustalonych warunkach doświadczalnych i eksploatacyjnych. Zgodnie z przepisami europejskimi (Dyrektywa 98/37/EC) wielkościami tymi są: poziom mocy akustycznej A lub poziom ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy maszyny lub w innych określonych miejscach. 11

11 Koradecka D. (red.), Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Tom 1 Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1997, s.385-389.

14

5. Sposoby minimalizacji hałasu Istnieją róŜne metody i sposoby obniŜania poziomu hałasu w środowisku pracy i Ŝycia

człowieka. Na poniŜszym rysunku przedstawiono podział metod i sposobów zwalczania hałasu.

Rys.1. Podział metod zwalczania hałasu12 W niniejszym rozdziale chciałbym dokonać nieco innej analizy metod i sposobów

redukcji hałasu. Przedstawię rodzaje metod z punktu widzenia rozchodzenia się hałasu, czyli:

• zwalczanie emisji hałasu u źródeł powstawania, • redukcja immisji hałasu w przestrzeni jego rozchodzenia.

12 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.2.

15

Sposoby redukcji emisji hałasu u źródła powstawania Rozwiązania zmniejszające moc akustyczną źródeł hałasu

Rozwiązania wyciszające źródła hałasu stanowią najszerszą grupę rozwiązań przeciwhałasowych. Są one zazwyczaj najbardziej efektywne. Z punktu widzenia akustyki najbardziej efektywne wyciszenie przemysłowych źródeł hałasu nie stanowi obecnie większego problemu. Hałas jest badany od dziesięcioleci, rozpoznane są powodowane przez niego skutki – wiadomo o nim praktycznie wszystko.

Główne problemy pojawiające się przy wdraŜaniu rozwiązań zmniejszających hałas - to funkcjonalność tych rozwiązań i związane z nią reakcje pracowników obsługi, łatwość wykonywania montaŜu i utrzymania, a takŜe trwałość tych rozwiązań.

Przemysłowe źródło hałasu jest najczęściej zbiorem n źródeł o charakterze bardziej elementarnym, róŜnie rozmieszczonych na powierzchni lub wewnątrz maszyny czy urządzenia. KaŜdemu ze źródeł elementarnych moŜna przypisać określoną moc akustyczną, których suma stanowi całkowitą moc akustyczną źródła.

WyróŜnione w przemysłowym hałasie źródła elementarne mogą mieć dwojaki charakter:

a) Mogą być źródłami hałasu pochodzenia mechanicznego (materiałowego), czyli hałasu pochodzącego od drgań konkretnych płaszczyzn elementów maszyny,

b) Mogą być źródłami hałasu pochodzenia aerodynamicznego (przepływowego), generowanego bezpośrednio w powietrzu w wyniku burzliwego przepływu.

Ad.1) Zmniejszenie mocy akustycznej źródeł hałasu pochodzenia mechanicznego moŜna uzyskać poprzez:

• Zmniejszenie lub wyeliminowanie drgań elementów maszyny lub urządzenia, • Przesunięcie najistotniejszych energetycznie częstotliwości drgań elementów do

obszaru częstotliwości słabiej słyszalnych przez człowieka. MoŜliwe jest to na przykład przez zwiększenie masy lub zmniejszenie sztywności drgającego elementu. Takie posuniecie pozwala zmniejszyć częstotliwość drgań z kilkuset Hz do kilkudziesięciu Hz, a co za tym idzie zyskując kilka dB (A) w związku z róŜnymi dla tych częstotliwości wartościami korekcji ∆LA(i).

Ad2.) Zmniejszenie mocy akustycznej źródeł hałasu pochodzenia aerodynamicznego moŜna uzyskać w wyniku:

• Zmniejszenia prędkości przepływu powietrza lub prędkości poruszającego się w powietrzu ciała,

• Zmniejszenia zaburzeń przepływu powietrza poprzez wyeliminowanie sytuacji sprzyjających ich powstawaniu (np. poprzez oddalenie elementów maszyny od wirującego narzędzia).13

WyŜej wymienione rozwiązania są najłatwiejsze do wprowadzenia na etapie

konstruowania maszyny lub urządzenia. Dlatego teŜ Dyrektywa Europejska 98/37/WE, dotycząca maszyn, ustanawia wymaganie mówiące, Ŝe maszyna musi być tak zaprojektowana

13 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.93-95.

16

i wykonana, aby zagroŜenia emitowanym hałasem były zredukowane do najniŜszego poziomu. Zastosowane rozwiązania wprowadzane powinny być zgodnie z najnowszymi osiągnięciami postępu technicznego oraz z uwzględnieniem dostępnych środków ograniczania hałasu, w szczególności u źródła jego powstawania.

W przypadku dokonywania wyciszeń juŜ istniejących maszyn, zastosowanie środków zmniejszających moc akustyczną jest trudniejsze do zrealizowania, jakkolwiek przynoszą one zazwyczaj znaczną poprawę warunków akustycznych a ich efektywność jest najwyŜsza.14 Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne

Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne mają bardzo szerokie zastosowanie w ograniczaniu hałasu przemysłowego. Spośród zestawu biernych środków ochrony przeciwhałasowej, naleŜą do najskuteczniejszych zabezpieczeń, stosowanych zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz hal przemysłowych. Stanowią środki techniczne, umoŜliwiające poprawę klimatu akustycznego na stanowiskach pracy oraz w środowisku zewnętrznym – na terenach sąsiadujących z zakładami przemysłowymi.

Obudowy naleŜą do grupy środków ochrony przeciwhałasowej, ograniczających transmisję energii wibroakustycznej. Mają równieŜ zastosowanie w ograniczaniu imisji hałasu na określone obszary środowiska oraz ograniczaniu lub zmniejszaniu źródeł hałasu. 15

W ograniczaniu nadmiernej hałaśliwości maszyn i urządzeń stasuje się cztery rodzaje obudów dźwiękochłonno-izolacyjnych:

Obudowy fragmentaryczne – osłaniają nie całą maszynę, a jedynie jej elementy

konstrukcyjne lub funkcjonalne, które powodują wzmoŜoną aktywność akustyczną maszyny (np. silnik, wentylator, przekładnia). Rozwiązanie to jest korzystne zarówno z ekonomicznego, jak i technicznego punktu widzenia. Ten rodzaj obudowy ma szczególnie duŜe zastosowanie przy ograniczaniu hałasu technologicznego (np. ograniczanie hałasu od procesu cięcia, skrawania, tłoczenia).

Obudowy częściowo zamknięte – stosowane gdy ze względu na konstrukcję maszyny

lub ze względu na technologię procesu niezbędne jest pozostawienie co najmniej jednej ze ścian bocznych otwartej lub zastosowanie większej liczby otworów. Obudowa taka w zasadzie nie spełnia funkcji ochrony przeciwdźwiękowej w stosunku do pracownika, którego stanowisko znajduje się na wprost otworu. MoŜe natomiast wpływać na polepszenie klimatu akustycznego na innych, sąsiednich stanowiskach pracy.

Obudowy całkowicie zamknięte – stosowane wówczas, gdy maszyna (lub

urządzenie) moŜe być całkowicie zamknięta w obudowie, a dostęp pracownika do maszyny lub jej części zaleŜnie od częstości występowania takiej potrzeby, moŜe następować przez drzwi, specjalne klapy, rozsunięcie części obudowy, rozebranie jej fragmentów lub uniesienie specjalnymi urządzeniami podnośnymi.

Obudowy całkowicie zamknięte znajdują zastosowanie przede wszystkim przy osłanianiu źródeł dźwięku zamkniętych w korpusach (np. silniki elektryczne, prądnice, generatory, wentylatory, maszyny do spręŜania i przetłaczania cieczy i gazów) lub przy

14 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.95. 15 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998, s.9.

17

osłanianiu maszyn produkcyjnych, w których najgłośniejsze są źródła zlokalizowane na zewnątrz korpusu.16

Obudowy zintegrowane. Tańszymi w wytwarzaniu, bardziej funkcjonalnymi

(równieŜ pod względem ergonomicznym), a przez to lepiej przystosowanymi do wymagań zakładowych, są często obudowy zintegrowane z konstrukcją maszyny. Na ogół rolę obudowy zintegrowanej spełnia wykonana z uwzględnieniem wymagań przeciwhałasowych zamknięta konstrukcja, stanowiąca element korpusu maszyny, osłaniająca albo newralgiczny węzeł funkcjonalny (np. narzędzie, zespół narzędzi skrawających lub wykonujących inne czynności technologiczne) przed wpływem warunków zewnętrznych, albo samego operatora pod kątem bezpieczeństwa pracy. Ten element korpusu maszyny jest zazwyczaj otwierany, podnoszony lub rozsuwany (ręcznie albo automatycznie), co umoŜliwia szybki i prosty dostęp. Obudowę zintegrowaną moŜe stanowić równieŜ cały oryginalny korpus maszyny zaadaptowany akustycznie, co poprawia jego dotychczasowe własności akustyczne. Zasada rozwiązania zintegrowanej obudowy dźwiękochłonno-izolacyjnej stwarza moŜliwość dokonywania modyfikacji w rozwiązaniach konstrukcyjnych korpusów maszyn w celu zwiększenia ich izolacyjności akustycznej.

Elementy obudów zintegrowanych mogą mieć więc zastosowanie w projektowaniu korpusów nowych maszyn, charakteryzujących się obniŜoną, do obowiązujących norm, aktywnością akustyczną.

Prawidłowo wykonane obudowy mogą zmniejszać poziom dźwięku A o 10 ÷ 25 dB. W przypadku obudowy częściowej, jej skuteczność jest znacznie mniejsza i wynosi około 5 dB.

Zastosowanie otworów wentylacyjnych i innych otworów, koniecznych ze względów technologicznych, zmniejsza skuteczność obudowy. Konieczne jest wtedy zastosowanie w otworze wentylacyjnym odpowiedniego tłumika akustycznego, np. w postaci kanału wyłoŜonego materiałem dźwiękochłonnym.

Zasadniczym celem stosowania w halach produkcyjnych zakładów przemysłowych obudów dźwiękochłonno-izolacyjnych na hałaśliwe maszyny jest osiągnięcie na stanowisku pracy (w miejscu obsługiwania maszyny) lub na kilku stanowiskach pracy (sąsiadujących z hałaśliwą maszyną) efektu obniŜenia poziomu dźwięku A do wartości dopuszczalnej, określonej przez obowiązujące przepisy. ObniŜenie aktywności akustycznej maszyny do wartości dopuszczalnych nie zawsze gwarantuje stworzenie bezpiecznego klimatu akustycznego dla danego miejsca pracy. Sytuacja taka moŜe mieć miejsce wtedy, gdy oprócz juŜ wyciszonej maszyny w jej sąsiedztwie znajdują się inne maszyny i urządzenia emitujące hałas o duŜym poziomie. Przy projektowaniu obudów naleŜy uwzględnić fakt, Ŝe dopuszczalny poziom dźwięku na stanowisku pracy odnosi się do hałasu sumarycznego (emisja i imisja), który moŜe pochodzić równieŜ z sąsiednich źródeł dźwięku i zaleŜny jest od warunków otoczenia oraz od charakterystyki akustycznej pomieszczenia (np. konstrukcja lub sposób ustawienia maszyn w hali moŜe sprzyjać odbiciom i wzmocnieniu fali dźwiękowej). Hałas z otoczenia moŜe takŜe pochodzić od nieosłoniętych części maszyny tego samego źródła dźwięku (np. agregaty pomocnicze przy turbinach lub generatorach, napęd maszyny).17

Zastosowanie obudów. Przedstawione powyŜej cztery rodzaje obudów

dźwiękochłonno-izolacyjnych mogą być zastosowane dla wielu hałaśliwych maszyn i

16 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998, s.23-25. 17 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998, s.47.

18

urządzeń występujących w róŜnych gałęziach przemysłu. Dobór odpowiedniego rodzaju obudowy uzaleŜniony jest od typu, zasady działania i przeznaczenia hałaśliwej maszyny, a takŜe od miejsca zlokalizowanych w niej najgłośniejszych źródeł dźwięku.

W celu wytypowania grup hałaśliwych maszyn, dla których istnieją moŜliwości zastosowania jednego z czterech rodzajów obudów dźwiękochłonno-izolacyjnych, niezbędne jest przeprowadzenie szczegółowego rozpoznania, stanowiącego podstawę do opracowania systematyki maszyn i urządzeń pod kątem zapotrzebowania i moŜliwości zastosowania tego rodzaju zabezpieczenia przeciwhałasowego.

Zastosowanie obudów w przemyśle cięŜkim . Największe zastosowanie w ograniczaniu hałasu maszyn w przemyśle cięŜkim mogą mieć obudowy całkowicie zamknięte. MoŜna jednak w poszczególnych, indywidualnych przypadkach zastosować takŜe pozostałe rodzaje obudów. Decyzję o zastosowaniu którejkolwiek z obudów naleŜy podejmować po przeprowadzeniu szczegółowej, wszechstronnej analizy pod kątem celowości zastosowania, moŜliwości technicznych, funkcjonalności, realizowanego procesu produkcyjnego czy technologicznego, skuteczności oraz kosztów. PoniŜej przedstawiono moŜliwości zastosowania wszystkich czterech rodzajów obudów.

Obudowy całkowicie zamknięte:

• Przemysł górniczy – pompy, wentylatory, młyny, spręŜarki, turbiny. • Przemysł hutniczy i odlewniczy – spręŜarki powietrza, spręŜarki tlenu,

wentylatory, pompy, ścinarki, oczyszczarki. • Przemysł maszynowy i elektrotechniczny – skręcarki, oplatarki, spreŜarki,

pompy, wentylatory.

Obudowy częściowo zamknięte:

• Przemysł górniczy i energetyczny – prasy, przenośniki. • Przemysł hutniczy i odlewniczy – prasy, ścinarki noŜyce, kruszarki, kosze

zbiorcze. • Przemysł maszynowy i elektrotechniczny – prasy, przenośniki, podajniki.

Obudowy fragmentaryczne:

• Przemysł górniczy i energetyczny – napędy, przenośniki. • Przemysł hutniczy i odlewniczy – napędy walcownicze, piły tarczowe. • Przemysł maszynowy i elektrotechniczny – podajniki automatów tokarskich,

automaty tokarskie (ograniczenie hałasu technologicznego), silniki elektryczne napędzające maszyny i urządzenia.

Obudowy zintegrowane:

• Przemysł górniczy i energetyczny – młyny, przenośniki, wentylatory. • Przemysł hutniczy i odlewniczy – oczyszczarki, wentylatory. • Przemysł maszynowy i elektrotechniczny – skręcarki, oplatarki, wentylatory.18

18 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne, Wydawnictwo AGH, Kraków 1989, s.29,33.

19

Tłumiki akustyczne Zastosowanie w obudowie maszyny lub urządzenia otworów wentylacyjnych

pozbawionych zabezpieczenia akustycznego spowoduje obniŜenie jej załoŜonej w obliczeniach skuteczności akustycznej. Skuteczna akustycznie obudowa musi posiadać zabezpieczone otwory wentylacyjne przez zastosowanie tłumików hałasu utrzymujących załoŜoną izolacyjność akustyczną.

W przypadku obudów dźwiękochłonno-izolacyjnych całkowicie zamkniętych z otworami wentylacyjnymi, dobór tłumików wlotu i wylotu powietrza naleŜy poprzedzić obliczeniem poziomu ciśnienia akustycznego w otworze. Obliczenie takie moŜna przeprowadzić dwoma sposobami. W pierwszym zakłada się, Ŝe obudowa nie ma ścianek wyłoŜonych od wewnątrz materiałem dźwiękochłonnym, a więc, Ŝe poziom hałasu wewnątrz obudowy nie ulega obniŜaniu w wyniku pochłaniania części energii akustycznej przez materiał pochłaniający dźwięk.

Drugi sposób obliczenia poziomu ciśnienia akustycznego uwzględnia wyłoŜenie ścianek wewnętrznych obudowy materiałem pochłaniającym dźwięk, co ma wpływ na obniŜenie hałasu wewnątrz obudowy, względnie na uniknięcie jego wzmocnienia.

Podstawowym zadaniem tłumików akustycznych jest zmniejszenie energii fal akustycznych przenoszących się wzdłuŜ osi przewodów lub otworów, przez które następuje przepływ powietrza lub gazu (instalacje wentylacyjne, układy wlotowe i wylotowe maszyn przepływowych, np. spręŜarek, dmuchaw, turbin, silników spalinowych). Tłumiki z jednej strony powinny utrudniać rozchodzenie się hałasu, a z drugiej nie ograniczać przepływu roboczego medium wzdłuŜ przewodów. Do znanych tłumików tego typu naleŜą tłumiki refleksyjne - czyli akustyczne filtry falowe oraz tłumiki absorpcyjne zawierające materiał dźwiękochłonny.19

Tłumiki refleksyjne – do tego rodzaju tłumików naleŜą wszelkie fragmenty kanału ze

zmianami jego przekroju, a zatem pojedynczy lub podwójny skok przekroju – tłumiki komorowe oraz tłumiki rezonatorowe, w których odbicie fal akustycznych zachodzi dla częstotliwości rezonansowej rezonatora w przypadku umieszczenia go w ścianie kanału.

Tłumiki refleksyjne działają na zasadzie odbicia i interferencji fal akustycznych i odznaczają się dobrymi właściwościami tłumiącymi w zakresie małych i średnich częstotliwości. Stosowane są tam, gdzie występują duŜe prędkości przepływu i wysokie temperatury, a więc w silnikach spalinowych, dmuchawach, spręŜarkach, niekiedy w wentylatorach.

Tłumiki absorpcyjne przeciwdziałają przenoszeniu energii akustycznej wzdłuŜ

przewodu, przez pochłanianie znacznej jej części głównie przez materiał dźwiękochłonny (wskutek procesów tarcia w porach materiału dźwiękochłonnego następuje zamiana energii akustycznej na energię cieplną). Tłumiki te tłumią przede wszystkim średnie i wysokie częstotliwości i znajdują szerokie zastosowanie w przewodach wentylacyjnych. W praktyce zachodzi często potrzeba stosowania tych dwóch typów tłumików łącznie, gdyŜ wiele przemysłowych źródeł hałasu emituje energię w szerokim paśmie częstotliwości obejmującym zakres infradźwiękowy i słyszalny.

Odrębną grupę tłumików, w stosunku do tłumików refleksyjnych i absorpcyjnych, zwanych często tłumikami reaktywnymi, stanowią tzw. tłumiki aktywne.

19 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998, s.66.

20

Wybór przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego tłumika hałasu zaleŜy od jego przeznaczenia. W praktyce wdroŜeniowej tłumiki stosowane są w trzech zasadniczych przypadkach:

• Dla urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, • Dla urządzeń i instalacji z wypływem spręŜonego gazu do atmosfery, • Dla obudów dźwiękochłonno-izolacyjnych maszyn i urządzeń.20

Aktywne metody ograniczania hałasu

Hałasem szczególnie trudnym do ograniczania jest hałas niskoczęstotliwościowy. Znane i od lat stosowane tradycyjne (pasywne) metody redukcji hałasu w zakresie częstotliwości poniŜej 500 Hz, są mało skuteczne i bardzo kosztowne. W ostatnich latach coraz częściej stosuje się tzw. metody aktywne (czynne), które odgrywają coraz większą rolę wśród technicznych sposobów ograniczania hałasu. Cechą charakterystyczną tych metod jest kompensowanie hałasu dźwiękami z dodatkowych, zewnętrznych układów zawierających źródła energii wibroakustycznej. Układy te odpowiednio sterowane mogą w określony sposób dostarczyć lub absorbować energię wibroakustyczną.

Ogólna zasada aktywnej kompensacji parametrów pola akustycznego jest następująca:

• źródło pierwotne, zwane źródłem kompensowanym, wytwarza falę akustyczną nazywaną falą pierwotną lub kompensowaną,

• źródło wtórne, zwane źródłem kompensującym, wytwarza falę wtórną - kompensującą.

W określonym punkcie przestrzeni, w którym obserwujemy efekt aktywnej

kompensacji dźwięku, następuje destrukcyjna interferencja obu fal. W idealnym przypadku pełna redukcja fali kompensowanej w punkcie obserwacji wystąpi wówczas, gdy fala kompensująca będzie stanowiła idealne odwrócenie fali kompensowanej.

Rys. 2. Zasada działania aktywnej redukcji hałasu.

Najczęściej stosowane w praktyce układy aktywnej redukcji hałasu, to aktywne

tłumiki hałasu maszyn przepływowych i silników spalinowych (osiągane tłumienie wynosi 15 ÷ 30 dB dla częstotliwości do 600 Hz). Liczną grupę zastosowań stanowią równieŜ

20 Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998, s.67-68.

21

aktywne ochronniki słuchu. Układ aktywny umoŜliwia poprawę skuteczności tłumienia hałasu przez ochronniki o 10 ÷ 15 dB w zakresie częstotliwości 50 do 300 Hz. Klasyfikacja układów aktywnych moŜe być przeprowadzona z róŜnych punktów widzenia. Jednoznaczny podział tych układów z uwagi na ich złoŜoność nie jest moŜliwy. Najczęściej stosowany jest następujący podział: Rys.3. Podział układów aktywnej redukcji hałasu.21 Jednym z podstawowych problemów związanych z aktywnymi metodami redukcji poziomu drgań i hałasu jest zagadnienie automatycznego sterowania wykorzystanymi w układzie procesami wibroakustycznymi. Jak juŜ wspomniano układy aktywne posiadają dodatkowe zewnętrzne źródło energii wibroakustycznej i odpowiednio sterowane mogą dostarczyć lub absorbować energię wibroakustyczną w określony sposób z dowolnych miejsc układu. Wśród układów sterowania automatycznego wyróŜnia się układy regulacji automatycznej oraz układy kompensacji automatycznej. Ich zadaniem jest stabilizacja pewnych zmiennych procesowych w warunkach oddziaływania na te zmienne róŜnorodnych zakłóceń. RóŜnica pomiędzy układami polega na sposobie realizacji tego zadania. W układach regulacji odchylanie stabilizowanej zmiennej procesowej od jej wartości zadanej oddziałuje zwrotnie na zmienną sterującą w taki sposób, aby zmniejszyć to odchylenie.

21 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.36.

Podział układów aktywnej redukcji hałasu

Ze względu na realizowane zadania (cel)

Ze względu na sposób realizacji układu sterującego

Ze względu na sposób reprezentacji sygnałów w układzie sterującym

Ze względu na zdolność układu do automatycznej zmiany parametrów

Kompensacja energii akustycznej

Kompensacja u źródła

Regulacja poziomu ciśnienia w polu akustycznym

Sterowanie parametrami pola akustycznego w pomieszczeniu

Układy regulacji automatycznej

Układy kompensacji automatycznej

Układy hybrydowe

Analogowe

Cyfrowe

Adaptacyjne

Nieadaptacyjne

22

W układach kompensacji automatycznej wyniki pomiarów zmiennych zakłócających wykorzystuje się do takiego oddziaływania na zmienne sterujące, aby zmniejszyć wpływ wymienionych zakłóceń na zmienną stabilizowaną.22 W związku z tym, Ŝe aktywna redukcja hałasu jest procesem, na który ma wpływ duŜa liczba szybko działających czynników zakłócających – układ sterowania musi zareagować w bardzo krótkim czasie na pojawiające się zakłócenia. Od czasu reakcji układu sterującego zaleŜy jego skuteczność. Z tego właśnie powodu w układach aktywnej redukcji hałasu szczególnie waŜną rolę mają adaptacyjne układy regulacji. Układ taki działa na zasadzie sprzęŜenia zwrotnego. Wykorzystywany jest w nim tylko jeden mikrofon umieszczony w punkcie obserwacji, który pełni jednocześnie funkcje detektora sygnału błędu i sygnału odniesienia.23 Podstawowym zadaniem kaŜdego układu aktywnej kompensacji jest ukierunkowana zmiana wybranych parametrów pola akustycznego. O skuteczności działania układu świadczy zgodność osiągniętych efektów jego pracy z przyjętymi załoŜeniami. Podstawową cechą układu aktywnej kompensacji decydującą o jego skuteczności – jest stabilność. Oznacza to, Ŝe układy aktywnej kompensacji powinny być odporne na róŜne warunki, w których moŜe być zainstalowany system aktywnej redukcji hałasu – powinny spełniać funkcje uŜytkowe, polegające na zmniejszeniu poziomu hałasu w określonym obszarze, niezaleŜnie od wpływu parametrów i warunków otoczenia.24 W skład kaŜdego systemu aktywnej redukcji hałasu wchodzą, oprócz układu sterownika, równieŜ elementy pomiarowe i wykonawcze. Rolą elementów pomiarowych w systemie aktywnej redukcji hałasu jest przetwarzanie wielkości nieelektrycznych na sygnały elektryczne (zwykle napięcia), które są następnie wykorzystywane w procesie sterowania. W systemach aktywnej redukcji hałasu jako przetworniki wykorzystuje się:

• Mikrofony, • Obrotomierze (tachografy), • Akcelerometry, • Przetworniki prędkości przetworniki przemieszczenia, • Czujniki odkształcenia.25

Rolą elementów wykonawczych (źródeł wtórnych) w systemach aktywnej redukcji hałasu

jest przetworzenie elektrycznego sygnału wyjściowego ze sterownika na odpowiednią wielkość nieelektryczną. Najczęściej jako źródło wtórne stosuje się następujące elementy:

• Głośniki, • Siłowniki piezoelektryczne, • Siłowniki hydrauliczne, • Siłowniki pneumatyczne, • Siłowniki elektrodynamiczne i elektromagnetyczne, • Siłowniki magnetostrykcyjne, • Siłowniki oparte na stopach z pamięcią.26

22 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.37. 23 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.39-40. 24 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.51. 25 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.67.

23

Sposoby redukcji immisji hałasu w przestrzeni jego rozchodzenia się Rozwiązania zwiększające efektywną chłonność akustyczną pomieszczeń przemysłowych

Zwiększenie efektywnej chłonności akustycznej pomieszczeń pociąga za sobą

zmniejszenie składowej hałasu pochodzącej od wszystkich źródeł zlokalizowanych w hali, które oddziałują na stanowisko pracy poprzez odbicia od płaszczyzn ograniczających halę. Oznacza to znaczne zmniejszenie hałasu docierającego do pracowników na stanowiskach pracy zlokalizowanych w pomieszczeniach. Głównymi rodzajami rozwiązań zwiększających efektywną chłonność akustyczną hal przemysłowych są:

• Podwieszanie pod sufitem lub nad stanowiskami pracy tzw. akustycznych pochłaniaczy przestrzennych,

• Wykładanie ścian elementami dźwiękochłonnymi, • Ustawianie w pomieszczeniach ekranów akustycznych, wykonanych z elementów

dźwiękochłonnych, • Wprowadzenie do hali większej ilości materiałów przed i po obróbce, szczególnie jeśli

są nimi materiały drzewne, wyroby papierowe i makulatura, materiały włókiennicze itp.,

• Stosowanie właściwego – z akustycznego punktu widzenia – składowania wyŜej wymienionych materiałów.27

Rozwiązania osłaniające stanowisko pracy

Pojęcie ekranu akustycznego w ochronie przeciwhałasowej jest wieloznaczne. Najczęściej oznacza ono płaski ustrój przestrzenny, wykonany fabrycznie i ustawiony w hali. Ustawienie to moŜe być takie, Ŝe ustrój ten osłania stanowisko pracy przed hałasem docierającym od pobliskiego źródła. MoŜe teŜ być takie, w którym ustrój ten odbija część energii hałasu w stronę tego stanowiska pracy. Ustrój wreszcie moŜe być ustalony neutralnie. Jeśli ekran wykonany jest z materiałów dźwiękochłonnych, to bez względu na sposób jego ustawienia stanowi przede wszystkim rozwiązanie techniczne zwiększające efektywną chłonność akustyczną hali. Ekran bez względu na to czy jest wykonany z materiałów dźwiękochłonnych czy teŜ nie – uwaŜany będzie za rozwiązanie osłaniające stanowisko pracy, jeśli osłania je od hałasu docierającego od obsługiwanego źródła lub od źródeł sąsiednich. Ekranem w tym rozumieniu mogą być tez składowane celowo materiały.28 Indywidualne ochronniki słuchu

Indywidualne ochronniki słuchu są najprostszym i najszybszym sposobem ochrony narządu słuchu przed skutkami oddziaływania hałasu. Dzieli się je na nauszniki przeciwhałasowe i wkładki przeciwhałasowe.

26 Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.72. 27 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.102-103. 28 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.104.

24

Wkładka przeciwhałasowa to ochronnik słuchu noszony w zewnętrznym kanale usznym albo w małŜowinie usznej, zamykający wejście do zewnętrznego kanału usznego. Wkładki przeciwhałasowe mogą być jednorazowego uŜytku lub wielokrotnego uŜytku.

Nauszniki przeciwhałasowe to ochronnik słuchu składający się z dwóch czasz tłumiących dociskanych do małŜowin usznych albo do głowy i całkowicie zakrywający małŜowiny uszne. Czasze mogą być dociskane do głowy za pomocą specjalnej spręŜyny dociskowej przeznaczonej do noszenia na szczycie głowy, albo z tyłu głowy, albo pod brodą. Nauszniki uniwersalne mają spręŜynę przystosowaną do noszenia we wszystkich wymienionych pozycjach. Nauszniki przeciwhałasowe mogą być stosowane niezaleŜnie od innych ochron indywidualnych lub mogą być mocowane do hełmów ochronnych.29

Współcześnie często stosowane są równieŜ nauszniki z układami elektronicznymi, które dzielimy na trzy grupy: z aktywną redukcją hałasu, z regulowanym tłumieniem oraz łącznością przewodową i bezprzewodową.

Na rys. 4 przedstawiono schemat ideowy nauszników przeciwhałasowych z aktywną redukcją hałasu. Układ elektroniczny do aktywnej redukcji hałasu umoŜliwia podwyŜszenie skuteczności ochronnika w zakresie niskich i średnich częstotliwości do około 400 Hz, o średnio kilkanaście dB, w stosunku do skuteczności przeciętnych klasycznych nauszników przeciwhałasowych.

Rys. 4 Schemat ideowy nauszników przeciwhałasowych z aktywną redukcją hałasu Na rys. 5 przedstawiono schemat ideowy nausznika przeciwhałasowego z

regulowanym tłumieniem. Zadaniem układu elektronicznego jest wzmacnianie dźwięków o niskich poziomach i odtwarzanie ich pod czaszą nausznika, co w efekcie prowadzi do uzyskania charakterystyki tłumienia dźwięku rosnącej wraz ze wzrostem poziomu dźwięku A w otoczeniu. Tak ukształtowana charakterystyka tłumienia dźwięku nausznika poprawia zrozumiałość mowy i percepcję dźwiękowych sygnałów ostrzegawczych. Optymalnymi warunkami akustycznymi stosowania nauszników z regulowanym tłumieniem są hałasy o duŜej dynamice poziomów dźwięku A. W takich warunkach uŜytkownik ochronnika słuchu będzie dobrze odbierał wszelkie informacje akustyczne w okresach „cichych” i jednocześnie jego narząd słuchu będzie dobrze zabezpieczony przed skutkami oddziaływania hałasu o wysokich poziomach.30

29 Kotarbińska E., Ogłaza R., Bezpieczeństwo i ochrona człowieka w środowisku pracy. Część 8 Hałas,Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1998, s.127. 30 Kotarbińska E., Materiały konferencji naukowej Hałas w środowisku, Wydawnictwo WyŜszej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach, Katowice 21 kwietnia 2005 r., s.58-59.

25

Rys. 5 Schemat ideowy nauszników przeciwhałasowych z regulowanym tłumieniem Oprócz szeregu parametrów akustycznych ochronników słuchu, które uwzględniają

róŜne tłumienia dźwięku, występują równieŜ parametry mechaniczne. Efektywność działania ochronnego ochronników słuchu w duŜym stopniu zaleŜy właśnie od ich parametrów mechanicznych, warunkujących komfort lub dyskomfort ich stosowania.

W przypadku wkładek przeciwhałasowych będą to wielkość i kształt wkładek. W przypadku nauszników przeciwhałasowych: masa, wielkość czasz tłumiących, prawidłowa konstrukcja nauszników, siła docisku i ciśnienie poduszek uszczelniających wywierane przez spręŜynę dociskową na około uszne okolice głowy.

Poza tym istnieją pewne właściwości ochronników słuchu, które wpływają na stabilność ich właściwości ochronnych, np. odporność materiału, z którego wykonana jest spręŜyna dociskowa nauszników, na zmęczenie materiałowe, działanie wilgoci, działanie podwyŜszonej lub obniŜonej temperatury, urazy mechaniczne. Bezpieczeństwo stosowania ochronników słuchu zaleŜy od odporności materiałów na palność. W przypadku nauszników przeciwhałasowych dodatkowo odporność materiałów na uderzenia mechaniczne i działanie niskiej temperatury.

Podstawowym załoŜeniem prawidłowego doboru ochronników słuchu jest zagwarantowanie pod ochronnikiem słuchu wartości poziomu dźwięku A niŜszej niŜ wartość dopuszczalna Lact dla danych warunków hałasowych.

Wartość Lact jest zaleŜna od uwarunkowań prawnych danego kraju. W Polsce Lact

oznacza maksymalną dopuszczalną wartość równowaŜnego poziomu dźwięku A. Dla ośmiogodzinnego dnia pracy Lact = 85 dB.

Kryterium prawidłowego doboru ochronnika słuchu – oprócz ograniczenia „od góry” wartości poziomu dźwięku A pod ochronnikiem słuchu związanym z prawnym ograniczeniem maksymalnych wartości dopuszczalnych, istnieje takŜe ograniczenie „od dołu” związane z komfortem pracy w ochronnikach. Zbyt duŜe stłumienie dźwięku powodować moŜe u pracownika uczucie bycia izolowanym od otoczenia. Tworzy to dyskomfort pracy i w efekcie moŜliwość odrzucenia (choćby chwilowego) ochronnika jego ochrony słuchu. NaleŜy pamiętać, Ŝe podstawowym warunkiem skutecznej ochrony narządu słuchu człowieka jest nieprzerwane ich stosowanie przez cały czas naraŜenia na hałas. Nawet krótkie przerwy w uŜywaniu ochronnika słuchu podczas przebywania w hałasie niweczą cały trud zabezpieczenia organu słuchu.

26

Z tych względów zaleca się, aby dobór ochronnika słuchu zapewniał poziom dźwięku A pod ochronnikiem słuchu nie mniejszy niŜ wartość dopuszczalna pomniejszona o 15 dB (Lact – 15 dB).31 Rozwiązania organizacyjne

Rozwiązania organizacyjne naleŜy traktować jako uzupełnienie rozwiązań technicznych redukcji hałasu. Pozwalają one zmniejszyć hałas docierający do pracownika o kilkanaście, rzadziej o kilkadziesiąt procent. Część z tych rozwiązań nie wymaga istotnych nakładów, natomiast dla większości z nich nakłady takie są niezbędne – częściowo równieŜ ze względu na konieczność zastosowania urządzeń technicznych niezbędnych do zrealizowania tych rozwiązań.

Rozwiązaniem organizacyjnym, pozwalającym na uzyskanie największych efektów zmniejszenia hałasu docierającego do pracowników, jest odsunięcie stanowiska pracy od źródeł hałasu. Wymaga ono zazwyczaj zastosowania nowych urządzeń podających obrabiany materiał lub transportujących go po obróbce. Zwiększenie odległości między pracownikiem a obsługiwanym źródłem o 50% - daje zmniejszenie składowej hałasu pochodzącej od obsługiwanego źródła o 55%. Podwojenie tej odległości daje czterokrotne zmniejszenie tej składowej. Łączny efekt obniŜenia poziomu hałasu docierającego do pracownika w czasie zmiany produkcyjnej ∆L jest rzędu 1-2 dB(A), a praktycznie nie przekracza 3 dB(A) bez względu na to na jaką odległość odsuniemy pracownika od źródła.

Wprowadzenie do przedsiębiorstwa większej liczby zmian produkcyjnych, zamiast jednej – dwóch lub trzech – równieŜ moŜe posłuŜyć jako działanie przeciwhałasowe. Powoduje ono odpowiednio zmniejszenie o ½ lub 1/3:

• Liczbę pracujących źródeł hałasu, • Sumę średnich dla zmiany produkcyjnej wartości mocy akustycznej źródeł, • Sumę składowych hałasu docierających bezpośrednio od wszystkich źródeł

poza obsługiwanym oraz składową docierającą od wszystkich źródeł pośrednio poprzez odbicia od płaszczyzn ograniczających pomieszczenie.

Ostateczny efekt obniŜenia poziomu hałasu docierającego do pracownika w tym

wypadku jest rzędu 1,5 dB(A) dla dwóch zmian oraz 2 dB(A) dla trzech zmian produkcyjnych zamiast jednej. Kolejnym rozwiązaniem jest taka rotacja pracowników, aby pracowali oni przez róŜne części zmiany lub dni tygodnia na przemian na cichszych lub głośniejszych stanowiskach pracy. Rotacja taka nie zmienia wartości hasłu występującego na stanowisku pracy. Powoduje ona jednak obniŜenie średniej wartości hałasu docierającego do pracownika w czasie typowej ośmiogodzinnej zmiany produkcyjnej. Rozwiązanie to powinno być stosowane, gdy na części stanowisk pracy w przedsiębiorstwie parametry hałasu są znacznie niŜsze od dopuszczalnych, a na części stanowisk występuje zagroŜenie słuchu. Odmianą rotacji jest usuwanie pracowników poza nadmiernie hałaśliwe stanowisko pracy na część zmiany lub teŜ wybrane dni tygodnia. Kolejne rozwiązania dotyczą zagospodarowania pomieszczeń. Często źródła hałasu wraz ze zdecydowaną większością stanowisk pracy zajmują tylko cześć obszaru np. hali

31 Kotarbińska E., Ogłaza R., Bezpieczeństwo i ochrona człowieka w środowisku pracy. Część 8 Hałas, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1998, s.134-136.

27

produkcyjnej. Dzięki zwiększeniu rozproszenia źródeł i stanowisk pracy dochodzi do zwiększenia pola prostokąta roboczego w hali. Dwukrotne zwiększenie pola tego prostokąta powoduje zmniejszenie poziomu hałasu w hali przemysłowej rzędu 0,1 – 0,5 db(A). Wyprowadzenie poza halę części źródeł hałasu daje takie same efekty jak wprowadzenie większej niŜ jedna liczby zmian produkcyjnych. Efekty wynikłe ze zmniejszenia liczby źródeł o 50% odpowiadają wprowadzeniu dwóch zmian produkcyjnych, o 67% - trzech zmian. Rozwiązania dotyczące zagospodarowania pomieszczeń mogą teŜ polegać na zmianie ilości i sposobu składowania materiałów. Ponadto mogą one polegać na zmianie miejsca i wysokości składowania materiałów. Miejsce składowania moŜna wymusić poprzez zmianę urządzeń słuŜących do składowania i transportowania tych materiałów. Efektem tego moŜe być uzyskanie nowych ekranów akustycznych, powstających ze składowanych materiałów, o zmiennej w czasie wysokości.32 Rozwiązania złoŜone

Do rozwiązań złoŜonych zaliczyć naleŜy takie rozwiązania przeciwhałasowe, których wdroŜenie zmienia więcej niŜ jedną grupę wielkości występujących w modelach zagroŜenia słuchu na stanowisku pracy.

MoŜna przyjąć, Ŝe grupami takich wielkości są dane informujące o:

• Mocy akustycznej źródeł hałasu, • Parametrach akustycznych pomieszczenia, • Osłonięciu stanowisk pracy, • Elementach organizacji stanowisk pracy – rozmieszczenie źródeł i stanowisk

pracy, informuje o procesie pracy itp.

W pracach projektowanych jako rozwiązania złoŜone rozwaŜa się zazwyczaj następujące rozwiązania przeciwhałasowe:

A. DuŜych rozmiarów ścienne elementy pochłaniające, usytuowane za źródłami zlokalizowanymi w bezpośredniej bliskości ścian. Rozwiązania takie wnoszą dodatkową efektywną chłonność akustyczną, ∆A, wynikającą z ich powierzchni i parametrów akustycznych zastosowanej konstrukcji. Ponadto pozornie zmniejszają one moc akustyczną źródeł. Wartość współczynnika wyciszenia tą metodą źródła hałasu waha się w granicach 0,6 do 0,9 co odpowiada obniŜeniu poziomu mocy akustycznej źródła o 0,5 do 2 dB (A).

B. Większe dźwiękochłonne ekrany, a zwłaszcza większa ich liczba, wnoszą – poza osłonięciem stanowisk pracy – takŜe dodatkową efektywną chłonność akustyczną, ∆A. Poza tym jeśli umieszczone są blisko źródeł hałasu, mogą w efekcie pozornie zmniejszyć moc akustyczną tych źródeł, emitowaną przez nie do stanowiska pracy.

C. Przy stosowaniu częściowych obudów moŜe wystąpić konieczność uwzględnienia w opisie ich wpływu na zagroŜenie hałasem – dwu czynników: zmniejszenia mocy akustycznej źródła oraz pozornego odsunięcia źródła od stanowiska pracy, dzięki fizycznej obecności obudowy.33

32 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.111-114. 33 Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988, s.107-108.

28

6. Podsumowanie

Zagadnienia wibroakustyczne mogą być analizowane z róŜnych punktów widzenia. Z jednej strony stanowią one procesy szkodliwe, niekorzystnie oddziałujące na człowieka, stanowią zagroŜenie na stanowisku pracy, powodują ponadto zakłócenia w prawidłowym działaniu maszyn i urządzeń prowadząc do zmniejszenia ich trwałości i niezawodności, ujemnie wpływają na konstrukcje i budowle. Z tego punktu widzenia hałas musi być ograniczany lub, jeśli to moŜliwe, całkowicie wyeliminowany ze stanowiska pracy.

Jakkolwiek zjawiska wibroakustyczne nie są całkowicie bezuŜyteczne. Sygnały wibroakustyczne generowane przez maszyny i urządzenia są doskonałym nośnikiem informacji diagnostycznej o stanie urządzeń lub maszyn. Ponadto energie wibroakustyczne – drganiowe są celowo wykorzystywane przez człowieka w wielu procesach technologicznych – np. w wibratorach, ubijakach czy wibroseparatorach.34 Aktualny poziom wiedzy w zakresie ochrony człowieka przed hałasem jak równieŜ będące do dyspozycji środki ochrony oraz procedury działań profilaktycznych pozwalają w pełni na zabezpieczenie pracowników przed szkodliwym dla zdrowia działaniem hałasu pod warunkiem pełnego i konsekwentnego wykorzystania tych moŜliwości.

Istniejące w otoczeniu przedsiębiorstwa uwarunkowania natury prawnej, ekonomicznej i zdrowotnej wymuszają konieczność zastosowania rozwiązań zmniejszających hałas poprzez wskazanie negatywnych konsekwencji zaniechania takich przedsięwzięć. Z drugiej strony, te same uwarunkowania, motywują do podjęcia działań mających na celu zapobieganie lub ograniczanie ryzyka hałasu, ukazując korzyści wynikające z wdroŜenia rozwiązań redukujących hałas.

Eliminowanie lub ograniczanie nadmiernego hałasu w miejscu pracy to nie tylko prawny obowiązek pracodawców. Zadanie to leŜy równieŜ w interesie organizacji. Im bardziej bezpieczne i zdrowe środowisko pracy, tym mniejsze prawdopodobieństwo kosztownych absencji, wypadków i zmniejszonej wydajności pracy.

Hałas moŜe stanowić problem w wielu miejscach pracy, a nie tylko na placach budowy czy w fabrykach. Jest on obecny wszędzie, począwszy od gospodarstw rolnych po bary, szkoły i sale koncertowe. NiezaleŜnie od miejsca pracy naleŜy wyróŜnić trzy podstawowe działania, dzięki którym moŜna uniknąć szkód wyrządzonych pracownikom przez hałas:

• Ocena ryzyka hałasu, • Na jej podstawie podjęcie działań mających na celu zapobieganie lub

ograniczanie ryzyka, • Regularne monitorowanie i weryfikowanie skuteczności zastosowanych

działań.

Ocena ryzyka. Stopień i rodzaj oceny zaleŜy od zakresu i stopnia nasilenia problemu w miejscu

pracy, naleŜy jednak uwzględnić wszystkie rodzaje ryzyka spowodowane hałasem. Na przykład, sposoby zwiększania ryzyka wypadków w fabryce powinny być rozpatrywane w powiązaniu z ryzykiem uszkodzenia słuchu wywołanego hałasem. Kluczowymi działaniami przy dokonywaniu oceny ryzyka są:

• Identyfikacja róŜnych rodzajów ryzyka związanych z hałasem w organizacji, na przykład:

34 Engel Z., Pleban D., Hałas maszyn i urządzeń – źródła, ocena, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001, s.9-11.

29

o Czy niektórzy pracownicy są naraŜeni na hałas, który potencjalnie moŜe

doprowadzić do uszkodzenia słuchu? o Czy w środowisku pracy występują niebezpieczne substancje, które mogą

zwiększyć ryzyko uszkodzenia słuchu? o Czy w przypadku niektórych zadań hałas utrudnia komunikację, zwiększając

tym samym ryzyko wypadków? o Czy rodzaj hałasu ma wpływ na pogłębienie stresu związanego z pracą

wewnątrz organizacji?

• Określenie, kto moŜe zostać poszkodowany i w jaki sposób, łącznie z personelem zatrudnionym w pełnym i niepełnym wymiarze godzin, jak równieŜ pracownikami z grup szczególnego ryzyka (np. kobiety cięŜarne),

• Ocena zastosowanych juŜ środków mających na celu ograniczenie poziomów hałasu i podjęcie decyzji co do dalszych niezbędnych działań,

• Archiwizacja wszystkich zebranych danych i udostępnienie pracownikom oraz ich przedstawicielom.

Działania mające na celu zapobieganie lub ograniczanie ryzyka hałasu. Istnieje szereg działań, mających na celu zapobieganie lub ograniczanie ryzyka na

stanowisku pracy. Opracowano hierarchię środków, które moŜna zastosować w celu ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracowników:

1. Eliminacja źródeł hałasu, 2. Ograniczanie hałasu u źródła, 3. Środki ochrony zbiorowej, organizacja pracy i rozmieszczenie poszczególnych

stanowisk pracy, 4. Środki ochrony indywidualnej.

Ad. 1) Eliminacja źródła hałasu to najskuteczniejszy sposób zapobiegania ryzyku w

odniesieniu do pracowników, który naleŜy zawsze brać pod uwagę w przypadku planowania nowego sprzętu lub miejsc pracy. Przyjęcie polityki „zero hałasu lub niski poziom hałasu” to zwykle najbardziej ekonomiczny sposób zapobiegania i ograniczania hałasu.

Ad. 2) Ograniczanie hałas u źródła, czy na drodze jego propagacji powinno być głównym celem programów zarządzania hałasem, w których naleŜy uwzględnić zarówno uŜywany sprzęt, jak i projektowanie stanowisk pracy oraz ich konserwację. Cel ten moŜna osiągnąć, stosując zestaw środków technicznych, które obejmują:

• Odizolowanie źródła hałasu przez właściwą lokalizację, obudowy lub tłumienie drgań mechanicznych z wykorzystaniem amortyzatorów spręŜynowych lub podkładek elastomerowych,

• Ograniczenie hałasu u źródła lub na drodze jego propagacji – stosowanie obudów, ekranów i tłumików akustycznych lub ograniczanie prędkości maszyn,

• Wymianę lub modernizację maszyn – zastosowanie napędów pasowych w miejsce bardziej hałaśliwych przekładni lub narzędzi elektrycznych zamiast pneumatycznych,

• Stosowanie takich materiałów tłumiących, jak: gumowe wykładziny koszy, przenośników lub wibratorów,

• Aktywna redukcja hałasu w pewnych warunkach, • Przeprowadzanie zapobiegawczych czynności konserwacyjnych – kiedy części się

zuŜywają wzrasta poziom hałasu.

30

Ad. 3) Środki ochrony zbiorowej. Wszędzie tam, gdzie hałasu nie udaje się ograniczyć

u źródła, naleŜy podejmować działania słuŜące ograniczeniu ekspozycji pracowników na hałas. Mogą one obejmować zmianę:

• Miejsca wykonywania pracy – pochłanianie dźwięków w pomieszczeniu (np.

dźwiękochłonny sufit) moŜe istotnie wpłynąć na ograniczanie ekspozycji pracowników na hałas,

• Organizacji pracy (np. stosowania metod pracy, które wymagają mniejszego naraŜenia na hałas),

• Sprzętu słuŜącego do pracy – sposób instalacji sprzętu i jego lokalizacja mogą znacznie zmniejszyć ekspozycję pracowników na hałas.

Przy wyborze działań zapobiegawczych uwzględnić naleŜy zasady ergonomii. W

przypadku gdy działania zapobiegawcze utrudniają pracownikom wykonywanie ich obowiązków, mogą one zostać przez nich zmodyfikowane lub usunięte, co obniŜy skuteczność ochrony lub ją zlikwiduje.

Ad. 4) Środki ochrony indywidualnej – (np. wkładki lub nauszniki przeciwhałasowe)

powinny być stosowane jako środek ostateczny po wyczerpaniu wszystkich innych sposobów eliminacji i redukcji źródeł hałasu. W przypadku stosowania środków ochrony indywidualnej, naleŜy uwzględnić następujące zagadnienia:

• NaleŜy upewnić się, Ŝe wybrane środki są odpowiednie do rodzaju i czasu trwania

hałasu, a takŜe zgodne z innymi środkami ochrony indywidualnej, • Pracownicy powinni mieć moŜliwość wyboru odpowiednich dla siebie środków

ochrony słuchu, • Wielu pracowników (np.: kierowcy, policjanci, piloci czy operatorzy kamer)

potrzebuje słuchawek lub hełmofonów słuŜących do komunikacji, które często są wyposaŜone w układ aktywnej redukcji hałasu w celu zapewnienia dobrej komunikacji i minimalizacji ryzyka wypadków,

• Środki ochrony indywidualnej powinny być właściwie przechowywane i konserwowane,

• NaleŜy przeprowadzać szkolenia dotyczące powodów, dla których stosowanie środków ochrony indywidualnej jest niezbędne, sposobów ich stosowania i konserwacji.

Regularne monitorowanie ryzyka i środków ochrony. Pracodawcy powinni przeprowadzać kontrole, aby sprawdzić czy zastosowane

działania słuŜące zapobieganiu i ograniczeniu hałasu nadal działają skutecznie. W zaleŜności od stopnia naraŜenia na hałas, pracownicy mają prawo do odpowiedniej opieki zdrowotnej. W takich przypadkach naleŜy prowadzić indywidualną ewidencję ich stanu zdrowia oraz przekazywać informacje na ten temat pracownikom. Wiedza uzyskana na podstawie obserwacji powinna być uwzględniona w trakcie dokonywania przeglądów poszczególnych rodzajów ryzyka i środków ochrony.35

35 Materiał informacyjny Europejskiego Tygodnia Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy 2005.

31

Pracodawcy powinni dokonać konsultacji z pracownikami przed wprowadzeniem nowych rozwiązań wyciszających. Dzięki temu ustalone mogą zostać własności ergonomiczne i funkcjonalne wprowadzanych środków redukcji hałasu. Pracodawcy powinni ponad to pozyskiwać informacje z bieŜącej eksploatacji wyciszonych maszyn aby dowiedzieć się jakie są wraŜenia, odczucia, czy komfort pracy towarzyszący uŜytkowaniu zastosowanych wyciszeń. Korzystanie z takiej wiedzy daje pewność, Ŝe zagroŜenia zostały poprawnie zidentyfikowane i zastosowano odpowiednie rozwiązania.

Wszelkie zastosowane środki zmniejszające poziom hałasu na stanowisku pracy będą skuteczne tylko wówczas, gdy wykorzystujący je pracownicy będą je stosowali zgodnie z przeznaczeniem. Na pracodawcę spada obowiązek poinformowania pracowników o znaczeniu i przeznaczeniu środków ochrony słuchu. Zastosowane do wyciszenia maszyn obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne na pewno początkowo mogą przeszkadzać pracownikom w wykonywaniu wyuczonych czynności, dlatego teŜ naleŜy utrwalać nowe nawyki – odpowiednie dla nowego układu tej samej maszyny. Podobnie sprawa wygląda w przypadku indywidualnych ochron słuchu. Stosowanie takich ochronników musi być bezwzględnie egzekwowane na stanowiskach pracy.

32

7. Literatura

1. Engel Z., Sadowski J., Hałas i wibracje w środowisku, Liga Ochrony Przyrody, Warszawa 1992. 2. Koradecka D. (red.), Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Tom 1 Centralny Instytut Ochrony

Pracy, Warszawa 1997. 3. Engel Z., Ochrona środowiska pracy przed drganiami i hałasem. Wybrane zagadnienia. Część 1

Skrypt uczelniany nr 744 AGH, Kraków 1980. 4. Rybarczyk W., Hałas w przemyśle i jego ograniczanie. Ujęcie ekonomiczne – dla

przedsiębiorców., Centrum Zastosowań Ergonomii, Zielona Góra 1999. 5. Rybarczyk W., Walerian E., Kowal E., Projektowanie i wdraŜanie rozwiązań zmniejszających

hałas, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1988. 6. Engel Z., Makarewicz G., Morzyński L., Zawieska W. M., Metody aktywne redukcji hałasu,

Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2001. 7. Kotarbińska E., Ogłaza R., Bezpieczeństwo i ochrona człowieka w środowisku pracy. Część 8

Hałas, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1998. 8. Materiały z konferencji naukowej Hałas w środowisku, Wydawnictwo WyŜszej Szkoły

Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach, Katowice 21 kwietnia 2005 r. 9. Engel Z., Pleban D., Hałas maszyn i urządzeń – źródła, ocena, Centralny Instytut Ochrony

Pracy, Warszawa 2001. 10. Materiały informacyjne dotyczące Europejskiego Tygodnia Bezpieczeństwa i Zdrowia Pracy

2005. Stop Hałasowi!, Krajowy Punkt Centralny Agencji Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy, Warszawa, kwiecień 2005.

11. Engel Z., Sikora J., Obudowy dźwiękochłonno-izolacyjne. Podstawy projektowania i stosowania, Wydawnictwa AGH, Kraków 1998.