生产环境的噪声、振动与安全

　　一、生产环境中的噪声与安全

　　噪声通常是指一切对人们生活和工作有妨碍的声音，或者说凡是使人烦恼的、讨厌的、不愉快的、不需要的声音都叫噪声。噪声与人们的心理状态有关，不单独由声音的物理性质决定。同样的声音有时是需要的，而有时便成为噪声。噪声对人生理、心理的影响在第二章中已经讲述。本节主要从噪声与安全的关系角度，对噪声加以讨论。

　　1．噪声的分类

　　按不同的分类标准，对噪声有不同的分类，常见的分类有：

　　（1）按噪声源特性分类

　　① 工业噪声。工业生产产生的噪声。其中工业噪声按其产生方式不同又可分为：

　　a．空气动力性噪声。是由于气体压力发生突变产生振动发出的声音，如鼓风机、汽笛、压气排放声等发出的声音。

　　b．机械性噪声。是由于机械的转动、撞击、摩擦等而产生的声音，如风铲、车床、织布机、球磨机等发出的声音。

　　c．电磁性噪声。是由于电磁交变力相互作用而产生的，如发电机、变压器等发出的声音。

　　② 交通噪声。交通过程中产生的噪声

　　③ 社会噪声。社会活动和家庭生活引起的噪声。

　　（2）按照人们对噪声的主观评价分类

　　① 过响声。很响的使人烦燥不安的声音，如织布机的声音。

　　② 妨碍声。声音不大，但妨碍人们的交谈、学习。

　　③ 刺激声。刺耳的声音，如汽车刹车音。

　　④ 无形声。日常人们习惯了的低强度噪声。

　　（3）按噪声随时间变化特性分类

　　①　稳定噪声。声音强弱随时间变化不显著，其波动小于5dB。

　　②　周期性噪声。声音强弱呈周期变化。

　　③     无规律噪声。声音强弱随时间无规律变化。

　　④     脉冲噪声。突然爆发又很快消失、其持续时间小于1s，间隔时间大于1s，声级变化大于40dB的噪声。

　　2．噪声的评价指标及允许标准

　　噪声对人的危害主要取决于噪声特性，因此引出了许多评阶方法、指标和控制标准。噪声控制标准一般分为三类，第一类是基于对劳动者的听力保护而提出来的，我国《工业企业噪声卫生标准》属于此类，它以等效连续声级、噪声暴露量为指标；第二类是基于降低人们对环境噪声的烦恼程度提出来的，我国的《城市区域环境噪声标准》、《机动车辆噪声标准》属于此类，此类标准以等效连续声级、统计声级为指标；第三类是基于改善工件条件，提高作业效率而提出的，如《室内噪声标准》，该类标准以优选语言干扰级、噪声评价数等为指标。下面简要介绍几个噪声评价指标。

　　（1）等效连续声级。A声级较好地反映了人耳对噪声频率特性和强度的主观感觉，它是一种较好的连续稳定的噪声评价指标，但经常遇到的是起伏的不连续的噪声，这就很难测定A声级的大小，为此需要用接触噪声的能量平均值来表示噪声级的大小。等效连续声级定义为，在声场某一定位置上，用某一段时间能量平均的方法，将间歇出现变化的A声级，用一个A声级来表示该段时间内噪声级的大小。

　　（2）统计声级。如街道、住宅区的环境噪声和交通噪声，往往是不规则的、大幅度变动的，为此常用统计声级来表示，统计声级是指某一段时间内A声级的累计频率的百分比。如L10＝70dB(A)表示整个统计测量时间内，噪声级超过70dB(A)的频率占10％；L50＝60dB(A)表示噪声级超过60dB(A)的频率占50％；L90＝50dB(A)表示噪声级超过50dB(A)的频率占90％。实际上L10相当于峰值平均噪声级，L60相当于平均噪声级，L90相当于背景噪声级。一般测量方法是选定一段时间，每隔5秒钟读取一个值，然后统计L10、L60、L90等指标。如果噪声级的统计特征符合正态分布，那么等效连续声级与统计声级之间存在固定的相关关系。

　　（3）优选语言干扰级。由于0.5Hz～2kHz的频率范围的噪声对语言干扰最大，因此选取500Hz、1kHz、2kHz中心频率的声压级的算术平均值评价噪声对语言的干扰程度，称为优选语言干扰级。根据优选语言干扰级可以确定语言交流的最大距离见表5-7。

表5-7  语言干拢级与语言交流最大距离

　　（4）噪声暴露量（噪声剂量）。人在噪声环境中工作，噪声对听力的损害不仅与噪声强度有关，而且与噪声暴露时间有关。噪声暴露量综合考虑噪声强度与暴露时间的累积效应。  

　　（5）噪声评价数。对于室内活动场所的稳态环境噪声，国际标准化组织推荐用NR曲线来评价噪声对工作的影响。NR的具体求法是，对噪声进行倍频程分析，一般取8个频带(63～8000Hz)测量声压级，根据测量结果在NR曲线上画频谱图，在该噪声的8个倍频带声压级中找接触到的最高一条NR曲线之值，即为该噪声的评价数NR。噪声评价数NR曲线对于控制噪声也很有意义。如标准规定办公室的噪声评价数为NR30，那么室内环境噪声的倍频带声压级均不能超过NR30曲线。

　　为了保护劳动者的身心健康，在技术条件允许和符合经济原则的条件下，应该将工业企业的噪声控制得越低越好。我国医学界、劳动保护部门、环境保护部门等单位经过长期的调查研究，制订了我国《工业企业噪声卫生标准》。它规定了工业企业的生产车间和作业场所的工作地点噪声标准为85dB(A)，现有工业企业经努力暂时达不到标准时，可以适当放宽至90dB(A)。标准还规定每天工作8h允许连续噪声的噪声级不得超过85dB(A)，如果时间减半，允许噪声声级提高3dB(A)，但是不论暴露时间多长，最高限度为115dB(A)。具体标准可以参照《工业企业噪声卫生标准》。

　　3．噪声的控制

　　（1）控制噪声源。控制噪声源是消除与降低噪声的根本措施，首先应研制和选择低噪声的设备，改进生产加工工艺，提高机械设备的加工精度和安装技术，使发声体变为不发声体，或发出的声音减小，实践证明用这种改革生产工艺来控制声源的办法是有效的，如用油压打桩机取代气压打桩机，噪声强度可下降50dB。另外，封闭噪声源也是消除噪声的一个有效途径。常用隔音材料将噪声源限制于局部范围，将噪声源与周围环境隔离。

　　（2）控制噪声传播。

　　① 合理布局厂区。在新建或扩建、改造老厂房时，应充分考虑噪声对周围环境的影响，噪声车间应远离行政办公场所与居民区，并保持一定的距离，周围建隔声墙、防护林、草坪，建筑物内墙、天花板、地面等处可装上性能良好的吸声材料。

　　② 控制噪声传播途径的措施。

　　a. 吸声。用多孔吸声材料做成一定结构，安装在室内墙壁上或吊在天花板上，吸收室内的反射声，或安装在消声器或管道内壁上，增加噪声的衰减量。多孔吸声材料多以玻璃棉，矿渣棉、聚胺酯泡沫塑料等加工成木屑板、甘蔗纤维板、吸声砖等，一般可以降低室内噪声朗6～10dB（A）。

　　b. 隔声。采用隔声性能良好的墙、门、窗、罩等，把声源或需要保持安静的场所与周围环境隔绝起来，在吵闹的车间内为了保证工人不受干扰，可以开辟一个安静的环境，如建立隔音操作间、休息室等，也可以用隔音间、隔音罩将产生噪声的机器密封起来，降低声源辐射。

　　c. 消声。在产生噪声的设备上安装消声器，可以消除机械气流噪声，使机械设备进出气口噪声降低25dB～50dB。

　　e. 隔振与阻尼。隔振就是在机械设备下面安装减振器或减振材料，以减少或阻止振动传到地面，常用的减振器有弹簧类、橡胶类、软木、毡板、空气弹簧和油压减振器等。减振阻尼就是用阻尼材料涂刷在薄板的表面，以减弱薄板的振动，降低噪声辐射。常用沥青、塑料、橡胶等高分子材料做阻尼材料。

　　（3）个体防护。要加强对接触噪声工人的教育，认识噪声对人体的危害，并传授有关个体防护用品的使用方法。护耳器是个体防护噪声的常用工具，主要种类有耳塞、防声棉、耳罩、帽盔等，一般用软橡胶或塑料等材料制成。不同材料不同种类的护耳器对不同频率噪声的衰减作用不同，见表5-8。应该根据噪声的频率特性选择合适的防护用品。

表 5-8  护耳器对噪声的衰减作用（dB）

　　4．音乐调节

　　好的音乐环境能使劳动者减少不必要的精神紧张,缓解单调感和精神疲劳，掩蔽噪声，避免烦恼，提高作业效率。需要指出的是，音乐调节对保护人的听力不起任何作用，仅是一种心理绥解。

　　1921年美国的盖特沃得(E．L．Oatewood)曾成功地用音乐使建筑业的制图工作提高效率。第二次世界大战时，为了使工业生产增产，产生了“背景音乐”(background music)和“产业音乐”(industrial music)。其中英国的BBC广播电台播放的“Music While You  Work”获得好评；1943年美国的MUZAK公司开始发行“背景音乐”(BGM)；1960年日本也创作了“产业音乐”曲目。

　　音乐不仅可以缓解噪声对人的心理影响，而且还能医治某些精神创伤或疾病。在美国就有利用这种心理疗法为患者治病的实例。

　　为了取得良好的掩蔽作用，应根据噪声强度调节音量。强度低时，音乐的声级要比噪声高3～5dB(A)；强度高（80dB(A)以上）时，音乐声级要比噪声低3～5dB(A)，由于人耳对乐曲旋律的选择作用，强度较低的乐曲反而掩蔽了强度较高的噪声。

　　构成音乐的六要素是，响度、音调、音色、节奏、旋律和速度。为了能使音乐能产生良好的心理效果，一般情况下，响度变化±10dB以内；音调为100～6000Hz的低音调；音色以弦、木管、钢琴和节奏性乐器的和声协和音为主，避免歌唱性、打击乐和铜管乐的音色；节奏要单调柔和；旋律以明快平稳的快乐气氛为主，避免起伏过大有刺激性；速度以每分钟60±10拍左右为主的轻快型。这样的音乐一般称为“气氛音乐”(mood music)。对于作业车间应主要考虑速度的适宜性，节奏与旋律稍提高刺激性；若是办公室应考虑节奏的适宜性，稍增加抑制性；若是商店、医院应考虑旋律为主，商店可以增加刺激性，而医院则应充分考虑抑制性。

　　日本早稻田大学已故横沟克己教授根据实验提出，车间以体力劳动为主，不需要强调注意力时，以节奏柔和、速度较快而轻松的音乐为好；而单调乏味的工作，应让作业者听一些有娱乐性的音乐。相反，需要集中注意力的工作场所，应尽量配以节奏单调柔和、旋律平稳、不分散注意力的音乐；脑力劳动时，则应以速度稍慢、节奏不明显、旋律舒畅和平静的音乐为好。

　　音乐不能从上班开始连续播放，因为，首先同一内容的音乐会使人腻烦；其次在一周内根据作业播放一些内容不同的音乐是比较困难的。根据横沟的实验，对于手工作业，上午上班不久，由于作业者尚未出现疲劳，即使播放音乐也不能明显提高作业效率；但在夜班，即便是轻松的工作，播放音乐后作业效率可增加17％。一般白天播放时间约为作业时间的12％，夜班约占作业时间的50％为宜。音乐内容要适合大多数作业者的喜爱，然而根据实验，对不同工种，同一内容音乐的作用是不同的。

　　二、生产环境中的振动与安全

　　1.振动对人的心理影响

　　（1）对视认知能力的影响。振动的物体振幅较大时，由于视野抖动不稳定，可影响视觉准确度和仪表认读的正确率。振动频率为3～4Hz时，人眼肌的调节能力失调，物体在人眼底视网膜成像开始模糊，使视觉的准确性下降，并随着振动频率增加继续下降。人体接触振动时，人的视认知能力也有类似的现象，尤其是振动频率与人的头部、眼睛的固有频率接近时，共振所致的视认知能力下降会更加明显。振动频率为8～10Hz时，由于头部、颈部共振引起眼球被动运动，从而使视力下降；振动频率高于20～25Hz，可引起眼的共振(眼球固有频率为18～50Hz)。

　　（2）对人的运动操作能力的影响。振动可使人的运动操作能力降低。在实际作业中，常见于飞机驾驶员、雷达站工作人员等的操作。低于20Hz的振动，运动操作工作效率的降低与传递到机体的振动强度有关，振动越强烈，工效越低下。研究结果表明，低频率(5～25Hz)、低加速度(0.2g—0.3g)的振动，能降低人从事某些精密控制作业的效能。振动的方向对不同方向的操纵活动也有影响。振动的振幅越大，对追踪操作能力的影响也越大。实验结果表明，受垂直振动的人，其手眼协调动作时间随着振动频率的变化而变化，尤其在3Hz时此种手眼协调能力下降较明显。此外，有人认为，在振动环境条件下，人的追踪操纵能力下降与人的视敏度下降也有着一定的关系。

　　（3）振动对信息加工能力的影响。一些研究结果表明，振动对人的信息加工能力影响不大。但有些学者认为，振动对信息加工能力的影响主要是干扰了视觉，从而影响知觉。虽然如此，有的研究者指出，5Hz、低加速度的垂直振动有助于长时间从事监视工作的人员保持警觉。

　　（4）振动对人的舒适性的影响。当全身振动频率低于1Hz、加速度小于0.3g时，对人有一定的松弛作用，但随着振动频率和加速度增高，可引起人体不适感。在2～ 20Hz、1g加速度时，最常见的症状有弦晕、恶心、呕吐、平衡失调等。实验结果也予以证明，受垂直振动时，人的平衡能力降低，而且与振动频率有一定的关系。

　　振动对人的心理的影响与振动的基本物理参量(如频率，振幅等)有一定联系，主要是影响认知能力和运动协调能力，从而影响工效和安全。

　　2．振动的分类

　　振动对人的影响分为局部性和全身性两种。局部振动是手持工具的振动，操纵器对手、脚的振动。全身性振动是通过人体的支撑面，如脚或座位传到人体全身的振动。乘坐飞机、火车时人体受到的振动属于全身振动。

　　（1）全身振动具有更大的影响。人体是一个弹性系统，身体各部位都有较固定的共振频率，当脏器发生强烈共振时，会受到伤害，功能破坏，甚至被撕裂。汽车司机常患有胃等脏器下垂、消化不良等症，是与受车辆振动伤害有关。在航天事业中，防止全身性振动更具有重要的意义。

　　 在工业生产中，造成严重后果的全身振动极为少见。

　　（2）局部振动最为普遍。长期接触振动工具可影响神经系统、血管、骨能及软组织功能改变或器质性改变。振动病（也叫雷诺氏征）已成为冶金工业中危害较大的八种职业病之一。患者自觉症状为手麻、发僵、疼痛、四肢无力、关节痛及神经衰弱综合症等。

　　3．振动的防护

　　在日常生产过程中接触振动的作业很多，而且振动对人体的危害比较严重，所以必须采取相应的措施，消除或减少振动，降低作业人员的职业病发病率。

　　（1）劳动组织措施。制定合理的劳动制度，适当安排工间休息，尽可能实行轮换工作制，不连续使用振动工具，经常保养和维修机器，使之处于正常工作状态。另外，新工人上岗前应进行技术培训，熟练操作工具，减少静力作业成分。

　　（2）技术措施。改革工艺设备和操作方法，提高作业的自动化程度，用新工艺、新方法取代传统工艺，如采用液压机、焊接、高分子粘合剂等新工艺代替风动工具铆接。    尽可能采取减振措施，如改变风动工具的排风口方向，对一些机器设备安装减振装置。固定设备的总体减振目的是防止物体振动在固体中传递，方法是在设备下边加减振器。    为了预防全身振动，建筑厂房时，要建防振地基，振动车间应建在楼下。

　　由于寒冷可促使振动病发作，所以振动车间温度应该保持在16℃以上。

　　（3）卫生保健措施。实行作业前体检，凡患有中枢神经系统疾病、明显的植物神经功能失调、各种血管病变、心绞痛、高血压、心肌炎等疾病者不宜从事振动作业。从业人员也应定期体检，以便早期发现振动病变，对于反复发作并逐渐加重的人员应调离振动作业。

　　合理使用劳动保护用品，加强个人防护，工作时佩戴双层衬垫无指手套或防振弹性手套，既可减振，又可以达到手部保暖的目的。