Praca w hałasie. Sposoby ograniczenia hałasu w hali przemysłowej
Hałas w środowisku pracy powinien być kontrolowany ze względu na jego negatywne oddziaływanie na zdrowie pracowników. Ocenę narażenia na niego na ogół przeprowadza się, wyznaczając poziom dźwięku skorygowany częstotliwościowo z krzywą ważenia dźwięku A, określony w dB.
Spis treści
Grupy hałasów
Na podstawie badań nad negatywnym wpływem hałasu na zdrowie i samopoczucie ludzi wyróżniamy grupy hałasów:
- poniżej 35 dB(A) – nieszkodliwy, ale może być denerwujący;
- 35–70 dB(A) – może powodować zmęczenie, niekorzystnie wpływa na sen i odpoczynek;
- 70–85 dB(A) – niekorzystnie wpływa na wydajność pracy, przy długiej ekspozycji jest szkodliwy dla zdrowia, może przyczyniać się do osłabienia słuchu, bólów głowy, zaburzeń nerwowych;
- 85–130 dB(A) – niebezpieczny dla organizmu, powoduje zaburzenia układu krążenia i pokarmowego, a także trwałe ubytki słuchu;
- powyżej 130 dB(A) – wywołuje zaburzenia równowagi, mdłości, zmienia proporcje zawartości różnych składników we krwi, może przyczyniać się do chorób, a nawet zniszczenia niektórych organów wewnętrznych.
Dopuszczalne wartości hałasu na stanowisku pracy są określone w rozporządzeniu Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. [1]. Wymagania te, z niewielkim rozszerzeniem, podane są także w normie PN-N-01307 [2]. Zarówno w niej, jak i PN-EN ISO 9612 [3] opisano także metody oceny narażenia na hałas na stanowisku pracy. Zgodnie z ww. rozporządzeniem jest on oceniany za pomocą najwyżej dopuszczalnych natężeń (NDN) czynnika fizycznego – hałasu. Wskazano dwa jego rodzaje: hałas słyszalny, czyli występujący w zakresie częstotliwości 20 Hz–20 kHz, oraz ultradźwiękowy w przedziale 10–40 kHz.
Moc akustyczna źródeł hałasu
W praktyce jedną z największych trudności przy prognozowaniu hałasu w halach lub opracowywaniu map emisji hałasu jest poprawne określenie danych wejściowych do modelu cyfrowego, a w szczególności mocy akustycznej poszczególnych źródeł hałasu. Rzadko zdarza się, że producent parku maszynowego hali podaje poziom mocy akustycznej emitowanej przez poszczególne maszyny czy podzespoły. Ponadto w większości przypadków hałas wydzielany przez urządzenia zależy od procesu technologicznego i ich warunków pracy. Dlatego przy projekcie ochrony przeciwhałasowej stanowisk czy prognozowaniu hałasu w hali pierwszym krokiem jest inwentaryzacja akustyczna, w tym wskazanie jego źródeł i określenie ich mocy akustycznej.W celu ustalenia dominujących źródeł hałasu czy wręcz podzespołów maszyny, a także oceny ich mocy akustycznej wykorzystuje się dwie metody pomiaru: ciśnieniową i natężeniową. W przypadku pierwszej moc akustyczna wyznaczana jest na podstawie poziomu ciśnienia akustycznego na hipotetycznej powierzchni pomiarowej, która otacza badane urządzenie, np. na półsferze wokół maszyny ustawionej na twardej, odbijającej powierzchni (podłodze przemysłowej). W istniejących halach stosuje się do tego metodę techniczną, która daje możliwość jej wyznaczenia z dokładnością do 1,5 dB oraz orientacyjną o dokładności do 3–5 dB.Metoda ciśnieniowa jest stosunkowo prosta i nie wymaga skomplikowanych układów pomiarowych. Jej podstawowym ograniczeniem jest jednak brak możliwości przeprowadzenia badania w środowisku, w którym występuje duże tło akustyczne, pochodzące np. od innych maszyn znajdujących się w hali. W wielu przypadkach należy wtedy czasowo wstrzymać ich pracę (jeśli znajdują się bezpośrednio przy badanym urządzeniu), co jest kosztowne i nie zawsze możliwe ze względu na proces produkcyjny. Metoda natężeniowa pozwala natomiast na pomiar mocy akustycznej nawet w obecności dużego hałasu/tła akustycznego pochodzącego od pozostałego parku maszynowego hali. Wymaga ona jednak precyzyjnego „omiatania” po powierzchni pomiarowej badanego urządzenia sondą natężeniową, a także specjalistycznego oprzyrządowania i przetwarzania sygnału.Jeżeli zachodzi potrzeba tylko określenia dominującego źródła hałasu, stosuje się tzw. kamery akustyczne. Urządzenie to jest matrycą składającą się z kilkudziesięciu mikrofonów, umożliwiającą wskazanie kierunku, z którego nadchodzi fala akustyczna o określonym poziomie. Nie pozwala ona co prawda na pomiar mocy akustycznej, tak jak np. metoda natężeniowa, ale jest znacznie łatwiejsza w użytkowaniu. Obecnie dostępnych jest wiele komercyjnych modeli, co potwierdza dużą przydatność tego urządzenia przy akustycznej inwentaryzacji dużych hal przemysłowych.
Ochrona przed hałasem
Istnieją cztery podstawowe sposoby ograniczania hałasu w hali
- Modyfikacja chłonności akustycznej hali, czyli jej adaptacja akustyczna.
- Ekrany akustyczne.
- Przegrody budowlane, a w szczególności kabiny i obudowy dźwiękoszczelne.
- Indywidualne ochronniki słuchu, np. nauszniki.
Adaptacja akustyczna
Analizując pole akustyczne wewnątrz hali, rozgranicza się dwie strefy wokół dowolnego źródła hałasu: z dominującym dźwiękiem bezpośrednio pochodzącym od źródła oraz tzw. falą pogłosową. W pobliżu hałaśliwej maszyny dominuje dźwięk bezpośredni, który dla prostych, pojedynczych źródeł (punktowych) maleje o 6 dB przy podwajaniu odległości od źródła. Jednak powyżej pewnej odległości hałas nie zależy od niej i przyjmuje taką samą wartość, np. na środku lub w najdalszym kącie hali. Jest to obszar, w którym dominuje dźwięk pogłosowy. Każdy z ww. sposobów działa w ograniczonym zakresie. Metoda adaptacji akustycznej umożliwia obniżenie hałasu wyłącznie w polu pogłosowym, natomiast nie ma wpływu na jego poziom bezpośrednio przy hałaśliwej maszynie. Ponadto jej skuteczność jest stosunkowo nieduża i wynosi na ogół 3–8 dB. Jej wykorzystywanie ma uzasadnienie w sytuacji, gdy w hali jest wiele źródeł hałasu, a ochronie podlega cały obszar hali.
Ekrany akustyczne
Do obniżenia hałasu w pobliżu pojedynczego źródła należy stosować ekrany akustyczne lub przegrody/kabiny/obudowy dźwiękoszczelne. Skuteczność pierwszych z nich zależy od lokalizacji źródła hałasu i chronionego miejsca pracy względem ekranu, a także jego wymiarów. Ponadto może być silnie ograniczona na skutek istnienia dodatkowych odbić dźwięku od ścian, a przede wszystkim sufitu hali. Każdą sytuację należy rozpatrywać indywidualnie, najlepiej budując model cyfrowy pomieszczenia oraz wykorzystując specjalistyczne programy komputerowe. W tym przypadku trudno jest więc podać ogólne zależności czy wartości tłumienia hałasu przez ekran. Uważa się, że typowa skuteczność ekranu akustycznego w halach przemysłowych mieści się w zakresie 6–12 dB. Zaleca się je zatem stosować dla pojedynczych źródeł hałasu lub gdy ochronie przeciwhałasowej podlegają pojedyncze stanowiska pracy.
Przegrody budowlane
Kabiny umożliwiają ograniczenie emisji hałasu do wydzielonych obszarów w hali. Mogą one być realizowane w postaci małych pomieszczeń operatorskich dla jednej, dwóch osób lub dla grupy, np. zespołu inżynierów produkcji. Stosuje się je wtedy, gdy na hali istnieje wiele źródeł hałasu, a ochronie przeciwhałasowej podlega nieduża grupa pracowników. Skuteczność kabin zależy od konstrukcji i w praktyce osiąga od kilkunastu (kabiny nieuszczelnione) do kilkudziesięciu dB (starannie zaprojektowane i szczelne).Obudowy dźwiękoizolacyjne są stosowane w sytuacjach, gdy istnieją pojedyncze, dominujące źródła hałasu, a ochronie podlega cały obszar hali. Efektywność tego rozwiązania technicznego jest podobna do skuteczności kabin dźwiękoizolacyjnych.Indywidualne ochronniki słuchu wykorzystuje się najczęściej w przypadkach, gdy w hałaśliwych pomieszczeniach przebywają pojedyncze osoby lub ich pobyt jest krótkotrwały, np. serwisowanie okresowe lub usunięcie awarii maszyny w wydzielonym obszarze hali. Dzielimy je na dwie podstawowe grupy: nauszniki przeciwhałasowe oraz wkładki przeciwhałasowe. Pierwsze z nich produkuje się jako produkty niezależne lub element kasku ochronnego, gdzie czasze tłumiące są mocowane bezpośrednio do hełmu. W całości obejmują one małżowinę uszną, dlatego na ogół są mało komfortowe. Wkładki (jednorazowe lub wielokrotnego użycia) służą natomiast do szczelnego zamknięcia kanału słuchowego i umieszczane wewnątrz niego.
Indywidualne ochronniki słuchu
Podstawowym parametrem nauszników i wkładek jest tłumienie dźwięku, którego pomiary subiektywnie przeprowadza się na 16-osobowej grupie wytrenowanych słuchaczy w specjalistycznej, przeznaczonej do tego typu badań, kabinie. Tłumienie ochronnika jest określane w dB jako różnica progu słyszenia bez ochronnika i z nim dla sygnałów testowych o danej częstotliwości. Typowe wartości tłumienia sięgają od kilkunastu dB w zakresie małych do trzydziestu kilku w zakresie dużych częstotliwości. Są to jedne z najbardziej ekonomicznych rozwiązań ochrony przeciwhałasowej pracowników. Niestety w wielu przypadkach ich noszenie powoduje dyskomfort oraz poczucie izolacji akustycznej, co może negatywnie wpłynąć na wydajność pracy, a w niektórych przypadkach wręcz uniemożliwić wykonywanie wymaganych czynności.
Na co warto zwrócić uwagę
Istnieje szereg przepisów prawnych, które określają, jakich wartości nie powinno się przekraczać w środowisku pracy. Ocenę narażenia na hałas w halach produkcyjnych najlepiej przeprowadzić poprzez inwentaryzację akustyczną urządzeń znajdujących się na wyposażeniu zakładu oraz prognozę i ocenę immisji hałasu na stanowiskach pracy. Wiarygodną prognozę można uzyskać tylko na podstawie obliczeń pola akustycznego metodami akustyki geometrycznej poprzedzonymi jego pomiarami na hali. Metody obliczeniowe umożliwiają także ocenę skuteczności poszczególnych sposobów technicznych redukcji hałasu oraz ich optymalizację. Wśród metod ochrony przeciwdźwiękowej najskuteczniejsze są kabiny i obudowy dźwiękoizolacyjne. Efektywne stosowanie ekranów dźwiękoizolacyjnych z kolei na ogół wymaga także wykonania adaptacji akustycznej pomieszczenia. Stosunkowo tanim, ale jednocześnie mniej komfortowym rozwiązaniem są ochronniki słuchu.
