Zagr_Hałas-W samochodach.pdf

Drgania i hałas

dr in¿. PIOTR KOWALSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Pañstwowy Instytut Badawczy

W artykule przedstawiono ocenê drgañ mechanicznych i ha³asu

dzia³aj¹cych na kierowców ró¿nych pojazdów drogowych. Oceny

dokonano na podstawie wyników przeprowadzonych badañ

terenowych. Badania na wybranych stanowiskach pracy wykaza³y

porównywalne nara¿enia pochodz¹ce od drgañ dzia³aj¹cych przez

koñczyny górne i od drgañ dzia³aj¹cych w sposób ogólny. W wiêk-

szości przypadków zarejestrowane poziomy ha³asu by³y poni¿ej

wartości dopuszczalnej (NDN). Mimo ¿e drgania jak i ha³as nie

przekracza³y wartości dopuszczalnych, pracownicy uskar¿ali siê na

dolegliwości zwi¹zane z dzia³aniem czynników wibroakustycznych.

Metody oceny podane w odpowiednich normach nie pozwalaj¹

przy określaniu ryzyka zawodowego na uwzglêdnienie ³¹cznego

oddzia³ywania drgañ i ha³asu wystêpuj¹cych jednocześnie.

Vibration and noise in road vehicles

This article presents an evaluation of mechanical vibration and noise

that affect drivers of various road vehicles. This evaluation has been

developed on the basis of the results of field investigations. Studies at

selected workstations showed that hazards caused by hand-arm and

whole-body vibration were comparable. In most cases noise was under

the limit value (maximum admissible intensity of an agent harmful to

health in the working environment). Although vibration or noise did not

exceed limit values, workers complained of diseases related to vibroa-

coustic agents. Standard methods do not make it possible to evaluate

the risk of vibration and noise diseases caused by the combined influence

of vibrations and noise which exist simultaneously.

Wstêp

Obecnie, zarówno w Polsce jak i w Unii

Europejskiej ocenê nara¿enia na drgania pra-

cowników dokonuje siê na podstawie metod

zawartych w normach PN EN 5349 [1, 2] i PN

EN 14253 [3] zaś ocenê nara¿enia na ha³as

przeprowadza siê zgodnie z norm¹ PN-ISO

1999 [4] i PN-ISO 9612 [5]. Opisane w nor-

mach metody pomiaru i oceny zak³adaj¹

oddzielne rozpatrywanie drgañ dzia³aj¹cych

przez koñczyny górne, oddzielne drgañ dzia-

³aj¹cych w sposób ogólny i oddzielne ha³asu.

Jednak na bardzo wielu stanowiskach pracy

(np. kierowców, operatorów maszyn samo-

jezdnych) wymienione czynniki wystêpuj¹

jednocześnie. Dlatego te¿ nowe dyrektywy

europejskie (2002/44/WE, 2003/10/WE)

i przepisy je wdra¿aj¹ce przy ocenie ryzyka

zawodowego zwi¹zanego z nara¿eniem

na drgania mechaniczne i ha³as zak³adaj¹

uwzglêdnianie ³¹cznego oddzia³ywania

tych czynników. Uwzglêdnianie ekspozycji

tylko na jeden z wymienionych czynników

w warunkach gdy wystêpuj¹ wszystkie

3 zagro¿enia, wi¹¿e siê z pominiêciem efektu

ich wspólnego oddzia³ywania, wywo³uj¹cego

dodatkowo niekorzystne skutki zdrowotne

w organizmie pracownika.

Badania terenowe

Przeprowadzone badania [6] mia³y

na celu rozpoznanie i porównanie warunków

wibroakustycznych w ró¿nych rodzajach

pojazdów spotykanych najczêściej na pol-

skich drogach. Z badañ wy³¹czono pojazdy

specjalne ze wzglêdu na specyficzny cha-

Fot. 1. Pojazdy wybrane do badañ

Photo. 1. Vehicles selected for tests

w pojazdach drogowych

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 5/2007

Fot. 2. Zestaw aparatury pomiarowej

Photo. 2. Measuring equipment

Fot. 3. Lokalizacja przetworników drgañ i mikrofonu

Photo. 3. Location of accelerometers and the microphone

rakter ich u¿ytkowania (np. wozy stra¿ackie

i wojskowe, pojazdy policyjne, ambulansy

itp.). Do badañ wybrano 13 pojazdów

reprezentuj¹cych ró¿ne rodzaje środków

transportu drogowego (fot.1.):

czasowych sygna³ów przyspieszeñ drgañ

i ciśnienia akustycznego. W tym celu wyko-

rzystano cyfrowy magnetofon pomiarowy

oraz przetworniki drgañ (dzia³aj¹cych

w sposób ogólny i przez koñczyny górne),

mikrofon oraz odpowiednie przedwzmac-

niacze (fot. 2.).

Usytuowanie przetworników drgañ

i mikrofonu oraz sposób ich zamocowania

w pojazdach przedstawiono przyk³adowo

na fot. 3.

W ka¿dym z 13 badanych pojazdów

zarejestrowano 7 sygna³ów: 3 sygna³y

przyspieszeñ drgañ dzia³aj¹cych przez koñ-

czyny górne (z kierunków X, Y, Z), 3 sygna³y

przyspieszeñ drgañ dzia³aj¹cych w sposób

ogólny (z kierunków X, Y, Z) oraz 1 sygna³

ciśnienia akustycznego.

1 samochód typu van

1 mikrobus

1 bus

1 ma³y samochód dostawczy

1 samochód dostawczy

Tabela

1 samochód ciê¿arowy skrzyniowy

WARUNKI PODCZAS BADAÑ DRGAÑ I HA£ASU W WYBRANYCH POJAZDACH

Conditions during the measurements of vibration and noise in selected vehicles

1 samochód ciê¿arowy – wywrotka

2 autobusy dalekobie¿ne

3 samochody ciê¿arowe typu TIR (ci¹-

gniki z naczep¹).

W celu zapewnienia mo¿liwie sta³ych

warunków pomiarowych, trasy przejazdu

dobierano tak, aby warunki drogowe by³y

jak najbardziej podobne zarówno pod

wzglêdem d³ugości, jakości nawierzchni

i mo¿liwości osi¹gania normalnych prêdkości

jazdy, jak i proporcji miêdzy jazd¹ miejsk¹

i pozamiejsk¹ (starano siê utrzymaæ propor-

cjê 25% : 75%).

W tabeli zestawiono informacje doty-

cz¹ce warunków badañ w poszczególnych

pojazdach.

Wszystkie badane pojazdy porusza³y siê

z ³adunkiem lub w przypadku autobusów

i busa – z pasa¿erami, po suchej nawierzchni

asfaltowej.

Prowadzone w pojazdach badania

terenowe drgañ dzia³aj¹cych przez koñ-

czyny górne i w sposób ogólny oraz wy-

stêpuj¹cego jednocześnie ha³asu, polega³y

na jednoczesnej rejestracji przebiegów

Środek transportu

Masa kierowcy Prêdkośæ średnia

Warunki pogodowe

Samochód osobowy

87 kg

90 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 27 °C

Samochód typu van

83 kg

90 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 26 °C

Mikrobus

83 kg

90 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 28 °C

Bus

80 kg

90 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 23 °C

Ma³y samochód dostawczy

80 kg

80 km/h

sucho, pochmurno, temp. 18 °C

Samochód dostawczy

74 kg

70 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 25 °C

Samochód ciê¿arowy skrzyniowy

80 kg

60 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 14 °C

Samochód ciê¿arowy – wywrotka

104 kg

50 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 12 °C

Autobus dalekobie¿ny 1

88 kg

75 km/h

sucho, pochmurno/s³onecznie,

temp. 12 °C

Autobus dalekobie¿ny 2

98 kg

75 km/h

sucho, pochmurno/s³onecznie,

temp. 16 °C

Samochód ciê¿arowy

typu TIR 1

65 kg

80 km/h

sucho, s³onecznie, temp. 24 °C

Samochód ciê¿arowy

typu TIR 2

97 kg

80 km/h

sucho, pochmurno/s³onecznie,

temp. 20 °C

Samochód ciê¿arowy

typu TIR 3

80 kg

80 km/h

sucho, pochmurno, temp.

20 °C

1 samochód osobowy

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 5/2007

Rys. 1. Wartości skorygowane sum wektorowych przyspieszeñ drgañ przenoszonych

przez koñczyny górne w funkcji czêstotliwości, wyznaczone na podstawie sygna³ów

zarejestrowanych podczas jazdy 13 badanymi samochodami

Fig. 1. Frequency characteristics of weighted total values of hand-arm vibration in

13 tested vehicles

Rys. 3. Poziomy ciśnienia akustycznego skorygowane charakterystyk¹ czêstotliwościo-

w¹ A w funkcji czêstotliwości, wyznaczone na podstawie sygna³ów zarejestrowanych

podczas jazdy 13 badanymi samochodami

Fig. 3 Frequency characteristics of sound pressure levels (frequency weighting A) in

13 tested vehicles

czyny górne i dzia³aj¹cych w sposób ogólny w funkcji czêstotliwości,

wyznaczone na podstawie sygna³ów zarejestrowanych podczas

jazdy 13 badanymi samochodami; rys. 3. ilustruje charakterystyki

czêstotliwościowe poziomu ciśnienia akustycznego skorygowanego

charakterystyk¹ czêstotliwościow¹ A .

Na podstawie wyznaczonych widm przyspieszenia drgañ i pozio-

mu ciśnienia akustycznego zosta³y obliczone:

ekspozycje dzienne na drgania dzia³aj¹ce w sposób ogólny: A(8)

= max{A x (8), A y (8), A z (8)} , zgodnie z PN-EN 14253 [3], (rys. 5.)

poziomy ekspozycji dziennych na ha³as L EX,8h , zgodnie z PN–ISO

1999 [4], (rys. 6.).

Wartości na rys. 4., 5., 6. uporz¹dkowano od najmniejszej do naj-

wiêkszej, umieszczono na nich tak¿e wartości dopuszczalne (NDN)

– zgodnie z rozporz¹dzeniem MPiPS z dnia 29 listopada 2002 r. [7].

Rys. 2. Wartości skorygowane sum wektorowych przyspieszeñ drgañ dzia³aj¹cych

w sposób ogólny w funkcji czêstotliwości, wyznaczone na podstawie sygna³ów

zarejestrowanych podczas jazdy 13 badanymi samochodami

Fig. 2. Frequency characteristics of weighted total values of whole-body vibration

in 13 tested vehicles

Podsumowanie

Na podstawie wyznaczonych wartości przeprowadzono ocenê

nara¿enia na drgania i ha³as na stanowiskach pracy zgodnie z obo-

wi¹zuj¹cymi przepisami [1-5].

Jedynie w przypadku ha³asu wyst¹pi³y podobne wartości ciśnienia

akustycznego w podobnych rodzajach pojazdów (np. samochodach

ciê¿arowych typu TIR, autobusach dalekobie¿nych). Nie zaobser-

wowano czytelnych relacji wi¹¿¹cych rodzaj pojazdu z wartości¹

przyspieszenia emitowanych drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny

górne, a tak¿e w sposób ogólny. Najlepsz¹ ocenê ze wzglêdu na naj-

ni¿sze wartości dziennych ekspozycji na drgania uzyska³ samochód

ciê¿arowy typu TIR 3. Pojazdem o najni¿szym poziomie ha³asu

okaza³ siê samochód typu van (70,4 dB). Przekroczenie wartości

NDN stwierdzono tylko w jednym przypadku – w samochodzie

ciê¿arowym skrzyniowym (wartośæ dziennej ekspozycji na drgania

dzia³aj¹ce przez koñczyny górne 2,85 m/s 2 przekroczy³a wartośæ do-

puszczaln¹ 2,8 m/s 2 , wartośæ poziomu dziennej ekspozycji na ha³as

– 87,5 dB przekroczy³a wartośæ dopuszczaln¹ 85 dB). Na 13 bada-

nych pojazdów wartości dziennej ekspozycji wiêksze ni¿ 0,5 NDN

zaobserwowano w przypadku drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny

Wyniki badañ

Do analiz zakwalifikowano ok. 13 godzin nagrañ 91 sygna³ów.

Analizy zarejestrowanych sygna³ów czasowych przeprowadzono przy

u¿yciu multianalizatora w nastêpuj¹cych zakresach czêstotliwości:

dla drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny górne: od 1 Hz

do 1600 Hz

dla ciśnienia akustycznego: od 6 Hz do 20 kHz.

Wyznaczono:

skorygowane widma drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny górne

(w kierunkach X, Y, Z)

skorygowane widma drgañ dzia³aj¹cych w sposób ogólny

widma ha³asu skorygowane charakterystyk¹ czêstotliwościow¹ A.

Na rys. 1. i 2. przedstawiono przebiegi wartości skorygowanych

sum wektorowych przyspieszeñ drgañ przenoszonych przez koñ-

ekspozycje dzienne na drgania dzia³aj¹ce przez koñczyny górne:

A(8) , zgodnie z PN-EN ISO 5349 [1, 2], (rys. 4.)

dla drgañ dzia³aj¹cych ogólnie: od 0,5 Hz do 400 Hz

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 5/2007

Rys. 4. Wartości dziennych ekspozycji drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny górne A(8)

Fig. 4. Daily exposure values A(8) of hand-arm vibration

Rys. 6. Wartości poziomów dziennych ekspozycji na ha³as L EX,8h

Fig. 6. Values of daily levels of exposure to noise L EX,8h

nianej przez organizm pracownika jest sum¹ dawek pochodz¹cych

od drgañ i ha³asu. Wykorzystanie w badaniach w³asności wielkości

zwi¹zanej z energi¹ wibroakustyczn¹ – dawki drgañ i ha³asu jak¹

jest sumowanie, daje teoretyczn¹ mo¿liwośæ po³¹czenia ekspozycji

na te czynniki. To nowe ujêcie omawianego problemu jest obecnie

przedmiotem prac realizowanych w Centralnym Instytucie Ochrony

Pracy – Pañstwowym Instytucie Badawczym [6].

Rys. 5. Wartości dziennych ekspozycji drgañ dzia³aj¹cych w sposób ogólny A(8)

Fig. 5. Daily exposure values A(8) of whole-body vibration

PIŚMIENNICTWO

[1] PN-EN ISO 5349 – 1:2004 Drgania mechaniczne. Pomiar i wyznaczanie ekspozycji

cz³owieka na drgania przenoszone przez koñczyny górne . Czêśæ 1: Wymagania

ogólne

[2] PN-EN ISO 5349 – 2:2004 Drgania mechaniczne. Pomiar i wyznaczanie ekspo-

zycji cz³owieka na drgania przenoszone przez koñczyny górne. Czêśæ 2: Praktyczne

wytyczne do wykonywania pomiarów na stanowisku

[3] PN-EN 14253 Drgania mechaniczne. Pomiar i obliczanie zawodowej ekspozycji

na drgania o ogólnym dzia³aniu na organizm cz³owieka dla potrzeb ochrony zdrowia.

Wytyczne praktyczne

[4] PN-ISO 1999 Akustyka – Wyznaczanie ekspozycji zawodowej na ha³as i szaco-

wanie uszkodzenia s³uchu wywo³anego ha³asem

[5] PN-ISO 9612 Akustyka – Wytyczne do pomiarów i oceny ekspozycji na ha³as

w środowisku pracy

[6] Praca nr 1.A01. Badanie metod¹ energetyczn¹ równoczesnego dzia³ania drgañ

i ha³asu na kierowców środków transportu drogowego . II etap, CIOP-PIB Warszawa

2006, praca nie publikowana

[7] Rozporz¹dzenie Ministra Pracy i Polityki Spo³ecznej z dnia 29 listopada 2002 r.

w sprawie najwy¿szych dopuszczalnych stê¿eñ i natê¿eñ czynników szkodliwych dla

zdrowia w środowisku pracy. DzU nr 217, poz. 1833

górne – w 10 pojazdach; w przypadku drgañ dzia³aj¹cych w sposób

ogólny – w 11 pojazdach; w przypadku ha³asu – w 2 pojazdach.

Mimo ¿e nara¿enie na ha³as w 11 pojazdach okaza³o siê ma³e, nale¿y

uwagê na zastosowanie przy jego ocenie korekcji charakterystyk¹

czêstotliwościow¹ A, która skutecznie zamaskowa³a niskoczêstotli-

wościowy charakter rejestrowanych sygna³ów ciśnienia akustycznego

sprawiaj¹cy, ¿e ten rodzaj ha³asu jest szczególnie uci¹¿liwy.

Analizuj¹c ³¹czne zagro¿enia drganiami i ha³asem we wszystkich

13 badanych pojazdach mo¿na stwierdziæ, ¿e ryzyko zawodowe

zwi¹zane z tymi czynnikami tylko w jednym przypadku (samochód

ciê¿arowy skrzyniowy) okaza³o siê du¿e (przekroczenie NDN);

w 12 przypadkach by³o co najwy¿ej średnie (przekroczone 0,5 NDN).

Pojawia siê zatem problem – dlaczego praca w takich warunkach

wywo³uje u kierowców dolegliwości zwi¹zane z dzia³aniem czyn-

ników wibroakustycznych. Mimo ¿e oddzia³ywanie na organizm

cz³owieka drgañ dzia³aj¹cych przez koñczyny górne i w sposób ogólny

oraz ha³asu ró¿ni siê, to dawka energii wibroakustycznej poch³a-

Publikacja opracowana na podstawie wyników uzyskanych

w ramach programu wieloletniego pn. „Dostosowywanie

warunków pracy w Polsce do standardów Unii Europejskiej”

dofinansowywanego w latach 2005-2007 w zakresie badañ

naukowych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy¿szego,

w zakresie zadañ s³u¿b pañstwowych przez Ministerstwo Pracy

i Polityki Spo³ecznej. G³ówny koordynator: Centralny Instytut

Ochrony Pracy – Pañstwowy Instytut Badawczy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: