Текст книги "Полный справочник санитарного врача"

Понятие вибрации

Вибрация – механические колебания материальных точек или тел. Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при которой происходят поочередные возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Самый простой вид вибрации – это колебание, или повторяющееся движение объекта около положения равновесия. Этот тип вибрации называется общей вибрацией, потому что тело перемещается как единое целое, все его части имеют одинаковую по величине и направлению скорость. Положением равновесия называют такое положение, в котором тело находится в состоянии покоя, или положение, которое оно займет, если сумма действующих на него сил равна нулю. Колебательное движение твердого тела может быть полностью описано в виде комбинации шести простейших типов движения: поступательного в трех взаимно перпендикулярных направлениях (x, у, z в декартовых координатах) и вращательного относительно трех взаимно перпендикулярных осей (OX, OY, OZ). Любое сложное перемещение тела можно разложить на эти шесть составляющих.

Простейшее гармоническое перемещение описывается следующими параметрами:

1) T – периодом колебаний;

2) F – частотой колебаний, равной 1/Т.

Период – это интервал времени, который необходим для завершения одного цикла колебания, т. е. это время между двумя последовательными моментами пересечения нулевой точки в одном направлении. В зависимости от быстроты колебаний период измеряют в секундах или миллисекундах.

Частота колебаний – величина, обратная периоду, определяет количество циклов колебания за период, она измеряется в герцах (1 Гц = 1/с).

Вибросмещение равно расстоянию от точки отсчета, или от положения равновесия. Помимо колебаний по координате (смещения), вибрирующий объект испытывает также колебания скорости и ускорения. Скорость представляет собой быстроту изменения координаты и обычно измеряется в м/с. Ускорение есть скорость изменения скорости и обычно измеряется в м/с² или в единицах g (ускорение свободного падения).

Смещение тела, испытывающего гармонические колебания, – синусоида. Виброскорость в этом случае подчиняется синусоидальному закону. Когда смещение максимально, скорость равна нулю, так как в этом положении происходит изменение направления движения тела. Отсюда следует, что временная реализация скорости будет сдвинута по фазе на 90° влево относительно временной реализации смещения. Другими словами, скорость опережает по фазе смещение на 90°.

Вспомнив, что ускорение – это скорость изменения скорости, легко (по аналогии с предыдущим) понять, что ускорение объекта, испытывающего гармонического колебания, также синусоидально и равно нулю, когда скорость максимальна. И наоборот, когда скорость равна нулю, ускорение максимально (скорость изменяется наиболее быстро в этот момент). Таким образом, ускорение опережает по фазе скорость на 90°.

Среднеквадратичное значение амплитуды (СКЗ) равно квадратному корню из среднего квадрата амплитуды колебания. Для синусоидальной волны СКЗ в 1,41 раза меньше пикового значение, однако такое соотношение справедливо только для данного случая.

СКЗ является важной характеристикой амплитуды вибрации. Для ее расчета необходимо возвести в квадрат мгновенные значения амплитуды колебаний и усреднить получившиеся величины по времени. Для получения правильного значения интервал усреднения должен быть не меньше одного периода колебания. После этого извлекается квадратный корень и получается СКЗ. СКЗ должно применяться во всех расчетах, относящихся к мощности и энергии колебания.

В англоязычных странах вибросмещение обычно измеряют в миллидюймах (1/1000 дюйма; 1 дюйм – 2,54 см) и по традиции применяют значение «peak-to-peak» (размах). В европейских странах принята международная система единиц и вибросмещение измеряют в микрометрах (мкм).

Виброскорость обычно измеряют в м/с или в мм/с, в англоязычных странах – дюйм/с (ips). При измерения виброскорости используются как СКЗ, так и пиковое значения. В некоторых странах (например, в США) в силу давней традиции пиковое значение является более употребительным.

Виброускорение обычно измеряют в единицах g СКЗ (g – ускорение свободного падения). В действительности g не является системной единицей, это то ускорение, которое мы испытываем, находясь на Земле. Стандартными единицами измерения ускорения являются м/с², а в англоязычных странах – дюйм/с². lg = 9,81 м/с².

Процесс преобразования смещения в скорость или скорости в ускорение эквивалентен математической операции дифференцирования. Обратное преобразование ускорения в скорость и скорости в смещение называется интегрированием. Сегодня можно проводить эти операции внутри самих измерительных приборов и легко переходить от параметров измерения к другим.

На практике, однако, дифференцирование приводит к росту шумовой составляющей сигнала, и поэтому оно редко применяется. Интегрирование, напротив, может быть осуществлено с высокой точностью с помощью простых электрических цепей. Это является одной из причин, почему акселерометры сегодня стали основными датчиками вибрации: их выходной сигнал можно легко подвергнуть однократному или двукратному интегрированию и получить либо скорость, либо смещение.

Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров.

Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.

Основной относительный параметр вибрации – уровень виброскорости, который определяется по формуле:

LV = 10 lg V₂ / V02 = 20 lg V / V₀,

где V – амплитуда виброскорости, м/с;

V₀ = 5 x 10^-8 м/с – пороговое значение виброскорости.

Принято различать общую и локальную вибрацию. Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности – сиденье, пол; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела (ноги или руки).

Причина появления вибрации – неуравновешенное силовое воздействие.

Источниками вибраций является разное производственное оборудование. По источнику возникновения различают транспортную, технологическую, транспортно-технологическую вибрацию.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа:

1) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др.;

2) на рабочих местах в служебных помещениях на судах;

3) на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;

4) на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и других помещениях для умственного труда.

Основные характеристики:

1) колебательная скорость: V, м/с;

2) частота колебаний: f, Гц;

3) среднеквадратичное значение колебательной скорости в соответствующей полосе частот: VC, м/с;

4) логарифм, уровень виброскорости при расчетах и нормировании: LV = 20 lg VC/V0 [дБ], где V0 – пороговое значение колебательной скорости (V0 = 5 x 10^-8 м/с).

Чтобы обойти ограничения анализа во временной области, обычно на практике применяют частотный, или спектральный, анализ вибрационного сигнала. Спектральный анализ эквивалентен преобразованию сигнала из временной области в частотную. Частота и время связаны друг с другом. Это очень показательно: события, занимающие большой интервал времени, сжимаются в частотной области до отдельных полос. Временная реализация вибрации несет в себе большое количество информации, которая для невооруженного глаза незаметна.

Все сигналы делятся на стационарные и нестационарные. Стационарный сигнал имеет постоянные по времени статистические параметры. Если вы посмотрите несколько мгновений на стационарный сигнал и затем через какое-то время опять вернетесь к нему, то он будет выглядеть по существу тем же самым, т. е. его общий уровень, распределение амплитуды и стандартное отклонение будут почти неизменными. Роторные машины производят, как правило, стационарные вибрационные сигналы.

Стационарные сигналы подразделяются далее на детерминированные и случайные. Случайные (нестационарные) сигналы непредсказуемы по своему частотному составу и уровням амплитуды, однако их статистические характеристики все-таки почти постоянны. Примеры случайных сигналов – дождь, падающий на крышу, шум реактивной струи, турбулентность в потоке газа или жидкости и кавитация.

Удобной разновидностью логарифмического представления является децибел, или дБ. По существу, он представляет собой относительную единицу измерения, в которой используется отношение амплитуды к некоторому опорному уровню. Децибел (дБ) определяется по следующей формуле:

Lv = 20 lg (U / Uо),

где L – уровень сигнала в дБ;

U – уровень вибрации в обычных единицах ускорения, скорости или смещения;

Uо – опорный уровень, соответствующий 0 дБ.

В российском стандарте используется опорный уровень виброскорости 5 x 10^-8 м/с, поэтому российские показания Lv еще на 14 дБ ниже американских. Таким образом, децибел – это логарифмическая относительная единица амплитуды колебаний, которая позволяет легко проводить сравнительные измерения. Любое увеличение уровня на 6 дБ соответствует удвоению амплитуды независимо от исходного значения. Аналогично любое изменение уровня на 20 дБ означает рост амплитуды в 10 раз, т. е. при постоянном соотношении амплитуд их уровни в децибелах будут различаться на постоянное число независимо от их абсолютных значений.

Виброускорение и вибросмещение могут также выражаться в децибелах. Чтобы различать их между собой, будем обозначать децибелы ускорения – AдБ (от acceleration – «ускорение»), децибелы скорости – VдБ (от velocity – «скорость»), а децибелы смещения – DдБ (от displacement – «смещение»). Шкала AдБ является одной из наиболее употребительных; в качестве опорного уровня ускорения обычно используют значение 1 mkg (см. табл. 22)

Таблица 22

Перевод значений виброскорости в децибелы

Влияние вибрации на организм

Научно-технический прогресс, урбанизация привели к тому, что в окружающей среде городов появился физический фактор – вибрация. Область распространения вибрации вышла за рамки промышленного производства, транспортных средств. Нежелательные механические колебания стали возникать на территории жилой застройки, в общественных зданиях.

Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела в связи со строительством метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом.

Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, например, для сидящего человека резонанс тела, вызываемый воздействием вибрации и проявляющийся неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4–6 Гц, для стоящего – на частотах 5–12 Гц.

Человек ощущает вибрацию от долей герца до 800 Гц, вибрация больших частот воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая тепловое ощущение.

В большинстве случаев вибрация, создаваемая различными источниками, имеет сложный спектр частот, но отличается разным распределением интенсивности по частотам и разным характером изменения общей вибрационной энергии во времени.

Так же как и шум, вибрация разных частот и интенсивностей оказывает неодинаковое воздействие на организм человека. По характеру воздействия ее классифицируют на общую и локальную. Общая вибрация приложена к опорным поверхностям тела в положении стоя, лежа и сидя. Локальная вибрация обычно приложена к рукам человека и имеет значение при его производственной деятельности.

В городах (в условиях труда и быта человека) обычно имеет значение вибрация, носящая название вибрационных помех, снижающих эффективность труда, особенно умственного, и отдыха человека.

По направлению воздействия на человека вибрации подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать также неблагоприятное влияние на жителей городов.

Клинико-физиологическое обследование населения, подвергающегося в жилых помещениях воздействию механических колебаний от объектов рельсового транспорта, выявило объективные физиологические изменения функционального состояния отдельных систем организма, носящие фазный характер. Так, при непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС в виде астенического, астеновегетативного синдромов и неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Вибрация вызывает повреждения различных органов и тканей, влияет на центральную нервную систему, на органы слуха и зрения, приводит к повышению утомляемости.

Большое влияние вибрация оказывает на работоспособность. При изучении действия вибрации на организм человека следует в первую очередь учитывать частоту колебаний. Более вредной является вибрация, близкая к собственной частоте человеческого тела (6–8 Гц) и рук (30–80 Гц). Вибрация может быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.

Характерные связи между частотой колебаний и возникновением вибрационной болезни приведены Б. В. Андреевой-Галаниной (1967). Из приведенных данных видно, что развитие вибрационной болезни возникает при нижней границе частоты колебаний 35 Гц и верхней – 25 Гц. При вибрационной болезни понижается острота осязания, тактильной, температурной и болевой чувствительности. Наиболее выраженные симптомы вибрационной болезни связаны с отрицательными изменениями кровеносных сосудов.

Сочетание шума и вибрации вызывает поражение органа слуха примерно в 2,5 раза чаще, чем воздействие одного шума. Под воздействием общей вибрации наблюдается более глубокое поражение органа слуха, чем под воздействием местной вибрации.

Гигиеническая регламентация вибрации

Требования к параметрам вибрации установлены стандартом ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность», общие требования – СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми являются кинематические параметры: среднеквадратичные значения виброскорости К (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения а – для локальных вибраций в октавных полосах частот; для общих вибраций в октавных и 1/3-октавных полосах частот.

В соответствии с ГОСТом 12.1.012-90 CСБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности» различают следующие виды общей вибрации:

1) транспортную;

2) транспортно-технологическую;

3) технологическую.

Таблица 23

Допустимые уровни виброускорений в помещениях зданий

Примечания

1. Уровни виброускорений в децибелах, приведенные в таблице, установлены при опорном значении виброускорения а₀ = 10^-6 м/с^-2.

2. Уровни виброускорения рассчитывают или измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, У, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми сравнивают больший из уровней, полученных по трем направлениям.

Таблица 24

Допустимые уровни виброскорости в помещениях зданий

Примечания

1. Уровни виброскоростей в децибелах, приведенные в таблице, установлены при опорном значении виброскорости vo = 57 x 10^-8 м/с^-1.

2. Уровни виброскорости рассчитывают или измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, У, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми значениями сравнивают больший из уровней, полученных по трем направлениям.

Таблица 25

Допустимые абсолютные значения виброперемещений в помещениях зданий

Примечания

Значения виброперемещения измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, Y, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми значениями сравнивают большее из полученных по трем направлениям.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа.

3а – на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др.;

3б – на рабочих местах в служебных помещениях на судах;

3в – на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;

3г – на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и других помещениях для умственного труда.

Общая вибрация нормируется в активных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6;…; 40; 50; 63; 80 Гц.

Локальная вибрация нормируется в активных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 120, 250, 500, 1000 Гц.

Нормируется вибрация в направлении трех ортогональных осей координат z, у, z для общей вибрации, где z – вертикальная ось, а y, x – горизонтальные; и xp, yp, zp – для локальной вибрации, где xp совпадает с осью мест охвата источника вибрации, а ось zp лежит в плоскости, образованной осью xp и направлением подачи или приложения силы.

Допустимые значения параметров транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации приведены в ГОСТе 12.1.012-90.

Допустимые значения октавных и корректированных уровней виброускорения и виброскорости в жилых и общественных зданиях приведены в таблицах 23 и 24. Допустимые абсолютные значения виброперемещения в октавных полосах частот и корректированные значения виброперемещения в жилых и общественных зданиях приведены в таблице 25.

Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней, приведенным в таблицах 23 и 24, вводится поправка «10 дБ»; а к допустимым абсолютным значениям виброперемещения, приведенным в таблице 25, вводится коэффициент «0,32».

Поправки к допустимым значениям вибраций на длительность их воздействия в дневное время вносятся в соответствии с таблицей 26.

При измерении непостоянных вибраций (уровни виброскорости и виброускорения у которых при измерении прибором на характеристиках «Медленно» и «Лин» или коррекции «К» за 10-минутный период меняются более чем на 6 дБ) следует определять эквивалентные корректированные значения виброскорости, виброускорения или их логарифмических уровней. При этом максимальные значения измеряемых уровней вибрации не должны превышать допустимые более чем на 10 дБ.

Таблица 26

Поправки к допустимым значениям вибраций на длительность их воздействия в помещениях зданий

При интегральной оценке вибрации по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра V (виброскорости или виброускорения), измеряемое с помощью специальных фильтров или вычисляемое по формулам, приведенным в ГОСТе 12.1.012-90.

Дозовый подход позволяет оценивать кумуляцию воздействия фактора на работе и вне рабочего времени. При оценке вибрации дозой нормируемым параметром является эквивалентное корректированное.

Техническим требованиям и средствам измерения соответствуют измеритель шума и вибрации ВШВ-001, а также зарубежные виброакустические комплекты фирмы «Брюль и Кьер» (Дания).

Точки измерений общей вибрации выбираются на рабочих местах (или в рабочих зонах обслуживания), а для самоходных и транспортно-технологических машин – на рабочих площадях и сиденьях водителей и персонала. Измерения проводятся в типовом технологическом режиме работы оборудования (машины).

Мероприятия по снижению влияния вибрации на организм

Методы снижения вибрации:

1) снижение вибрации в источнике ее возникновения;

2) конструктивные меры (виброгашение, виброденфирование – подбор определенных видов материала, виброизоляция);

3) организационные меры, организация режима труда и отдыха;

4) использование средств индивидуальной защиты (защита опорных поверхностей).

Источники вибрации и их характеристики. Источниками вибрации в жилых и общественных зданиях являются инженерное и санитарно-техническое оборудование, а также промышленные установки, например крупное кузнечно-прессовое оборудование, поршневые компрессоры, строительные машины (дизель-молоты), а также транспортные средства (метрополитен мелкого заложения, тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи), создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Эти вибрации также часто являются причинами возникновения шума в помещениях зданий.

Для жилых и общественных зданий наиболее неблагоприятными внешними источниками являются рельсовые транспортные магистрали (метрополитен, трамвайные линии и железные дороги). Исследования показали, что колебания по мере удаления на различное расстояние от метрополитена затухают, однако это процесс немонотонный, он зависит от составных звеньев на пути распространения вибрации: рельс – стена тоннеля – грунт – фундамент дома – строительные конструкции. В тех случаях, когда здания располагаются в непосредственной близости от рельсовой дороги, вибрации в них могут превышать предельно-допустимые значения, установленные Санитарными нормами, в 10 раз (на 20 дБ). В спектральном составе вибрации преобладают октавные полосы со среднегеометрическими частотами 31,5 и 63 Гц.

После принятия в 1975 г. Санитарных норм (СН 1304-75 «Санитарные нормы допустимых вибраций в жилых домах») и выполнения контрольных измерений оказалось, что десятки зданий, находящихся вблизи линий метро, испытывают повышенное вибрационное воздействие, а уровни вибраций в жилых и общественных помещениях превышают допустимые значения. Такая же ситуация наблюдается и в зданиях, расположенных вблизи веток внутригородских железных дорог и трамвайных линий.

В настоящее время регламентируемая СНиП 2.07.01–89 защитная зона железной дороги составляет 100 м, а защитная зона трамвайной линии, как показывают измерения, достигает 60 м от крайнего железнодорожного пути.

В крупных городах с развитием транспортных магистралей и увеличением транспортных потоков площади виброопасных территорий с каждым годом увеличиваются. В этих условиях, например, защитная зона тоннелей метрополитена мелкого заложения составляет уже около 60 м, что накладывает существенные ограничения на размещение и конструкции зданий.

Обычно вибрация распространяется как в грунте, так и в строительных конструкциях с относительно малым затуханием. Поэтому в первую очередь необходимо применять меры по снижению динамических нагрузок, создаваемых источником вибрации, или снижать передачу этих нагрузок путем виброизоляции машин и средств транспорта.

Снижение вибрации в защищаемых помещениях может быть достигнуто целесообразным размещением оборудования в здании. Оборудование, создающее значительные динамические нагрузки, рекомендуется устанавливать в подвальных этажах или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. При установке оборудования на перекрытия желательно размещать его в местах, наиболее удаленных от защищаемых объектов. Если невозможно обеспечить достаточное снижение вибрации и шума, возникающих при работе центробежных машин, указанными методами, следует предусмотреть их виброизоляцию.

Виброизоляция агрегатов достигается установкой их на специальные виброизоляторы (упругие элементы, обладающие малой жесткостью), применением гибких элементов (вставок) в системах трубопроводов и коммуникаций, соединенных с вибрирующим оборудованием, мягких прокладок для трубопроводов и коммуникаций в местах прохода их через ограждающие конструкции и в местах крепления к ограждающим конструкциям. Гибкие соединения трубопроводов в насосных установках необходимо предусматривать как в нагнетательной, так и во всасывающей линиях (как можно ближе к насосной установке). В качестве гибких вставок можно использовать рукава резинотканевые с металлическими спиралями.

Для уменьшения вибрации, передающейся на несущую конструкцию, используют пружинные или резиновые виброизоляторы. Для агрегатов, имеющих скорость вращения менее 1800 об/мин, рекомендуются пружинные виброизоляторы; при скорости вращения более 1800 об/мин допускается применение резиновых виброизоляторов. Следует иметь в виду, что срок работы резиновых виброизоляторов не превышает 3 лет. Стальные виброизоляторы долговечны и надежны в работе, но они эффективны при виброизоляции низких частот и недостаточно снижают передачу вибрации более высоких частот (слухового диапазона), обусловленную внутренними резонансами пружинных элементов. Для устранения передачи высокочастотной вибрации следует применять резиновые или пробковые прокладки толщиной 10–20 мм, располагая их между пружинами и несущей конструкцией.

Машины с динамическими нагрузками (вентиляторы, насосы, компрессоры и т. п.) рекомендуется жестко монтировать на тяжелой бетонной плите или металлической раме, которая опирается на виброизоляторы. Использование тяжелой плиты уменьшает амплитуду колебаний агрегата, установленного на виброизоляторах. Кроме того, плита обеспечивает жесткую центровку с приводом и понижает расположение центра тяжести установки. Желательно, чтобы масса плиты была не меньше массы изолируемой машины.

Защита зданий от вибрации, возникающей от движения на железнодорожных линиях, линиях мелкого заложения метрополитена, обычно обеспечивается их надлежащим удалением от источника вибрации. Установлено, что жилые здания не должны располагаться по кратчайшему расстоянию до стенки тоннеля метрополитена ближе, чем на 40 м.

Застройка виброопасных территорий осуществляется с применением защитных мероприятий, которые, несмотря на удорожание строительства, являются необходимыми, так как при их отсутствии здание, испытывающее повышенное вибрационное воздействие, не может быть принято в эксплуатацию. В настоящее время для снижения колебаний применяются несколько способов. Например, используются виброзащитные конструкции железнодорожного пути, позволяющие снизить вибрации в зданиях до 10–13 дБ, экранирующие траншеи в грунте, снижающие колебания до 6 дБ, конструкции зданий на виброизоляторах и конструкции зданий из монолитного железобетона, снижающие колебания до 15 и 10 дБ соответственно. Как правило, такой эффективности бывает достаточно для обеспечения требований норм в административных и общественных зданиях, защитная зона для которых при воздействии метрополитена составляет порядка 25 м, при воздействии железной дороги – до 50 м, а трамвайной линии – до 30 м.

В жилых домах, где вибрации превышают нормативные значения более чем на 15 дБ, требуется выполнять комплекс из нескольких защитных мероприятий, так как только в этом случае могут быть обеспечены допустимые уровни.

Указанные выше защитные способы в каждом конкретном случае имеют достоинства и недостатки. Например, виброизоляция зданий типовых серий из сборного железобетона может выполняться только путем снижения колебаний в источнике или на пути распространения волн в грунтовой среде. Виброизоляция реконструируемых зданий, как правило, обеспечивается конструктивными мероприятиями – применением соответствующей схемы несущего каркаса и назначением жесткостей конструктивных элементов. В зданиях высотой 20 и более этажей снижение вибраций осуществляется за счет использования монолитного каркаса. Здания небольшой и средней этажности, имеющие жесткий каркас, изолируются упругими элементами и т. д.

Определяющим фактором в возникновении вибраций во всех случаях являются неровности поверхностей катания колес и рельсов, возникающие при изготовлении и в процессе эксплуатации железнодорожного пути. На зарубежных метрополитенах с целью исключения неровностей применяются так называемые рельсошлифовальные поезда, позволяющие снизить колебания до 12 дБ. Московский метрополитен в ближайшем будущем также намерен использовать аналогичное оборудование.

Существенные источники вибрации – строительные машины и механизмы. В условиях плотной городской застройки строительство новых зданий, как известно, сопряжено со значительными неудобствами для жителей близлежащих домов. Эти неудобства, в частности, связаны с использованием технологических процессов, в которых применяется динамическое оборудование. Большое количество нареканий вызывает, например, забивка свай и шпунта, которая сопровождается не только повышенными уровнями шума, но и вибрацией. Зона вибрационного воздействия такого источника может составлять 90 м, а при использовании вибропогружателей – более 100 м. Замена технологии динамического погружения на технологию устройства буронабивных или залавливаемых свай практически полностью исключает неблагоприятный виброакустический фактор.

И в заключение нужно упомянуть еще один. Для ограничения и устранения вредного действия вибрации на производстве необходимы тщательный уход за оборудованием, своевременная замена изнашивающихся движущихся и трущихся частей, применение вибропоглощающих прокладок, использование различных типов глушителей, устранение контактов фундамента агрегата с фундаментами зданий и, главное, возможность изменения технологии – замена производственных операций, связанных с шумами и вибрацией, бесшумными производственными процессами, рациональное чередование периодов отдыха и работы при воздействии вибрации.

Требования к технологическому оборудованию и ручному инструменту

В паспорте, техническом описании, инструкциях или других сопроводительных документах на технологическое оборудование и ручной инструмент, являющиеся источниками локальной вибрации, необходимо указывать:

1) наличие конструктивных решений, исключающих или ограничивающих неблагоприятное влияние вибрации, шума и др.;

2) вибрационные характеристики (среднеквадратичные значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические величины, измеряемые в октавных полосах частот, в диапазоне от 8 до 100 Гц, а также их корректированные значения или уровни), приведенные для всех номинальных режимов работы инструмента и измеренные в трех направлениях ортогональной системы осей координат в точках соприкосновения с руками оператора (например, корпус инструмента, правая и левая рукоятки, вставной инструмент и др.), точки измерения должны быть указаны на чертеже;

3) шумовые характеристики (уровни звуковой мощности в октавных полосах частот в диапазоне 31,5–8000 Гц и ее корректированные уровни, дБ, а также уровни звука в дБ);

4) массу ручного инструмента;

5) вес ручного инструмента и его частей, приходящийся на руки работающего при выполнении различных технологических операций (при разной ориентации ручного инструмента в пространстве);