Hałas maszyn - znormalizowane metody wyznaczania poziomu ciśnienia akustycznego emisji

Praca wykonana w ramach Programu Wieloletniego (b. SPR-l) pn. „Bezpieczeństwo i ochrona zdrowia człowieka w środowisku pracy” dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych

METODY WYZNACZANIA POZIOMÓW CIŚNIENIA AKUSTYCZNEGO EMISJI NA PODSTAWIE POZIOMÓW MOCY AKUSTYCZNEJ

W serii norm PN-EN ISO 11200 szczególnym dokumentem jest norma PN-EN ISO 11203, ponieważ nie wymaga bezpośrednio przeprowadzania żadnych badań w celu wyznaczenia poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy lub w innych określonych miejscach. Brak tego wymagania wynika z faktu, że norma ta opiera się na charakterystycznym założeniu: znana jest wartość poziomu mocy akustycznej maszyny, wyznaczona jedną z metod określonych w normach podstawowych EN ISO od 3741 do 3747, EN ISO 9614-1 lub EN ISO 9614-2 albo w procedurze badania hałasu, która jest zgodna z tymi podstawowymi normami. W związku z tym, podane w normie PN-EN ISO 11203 metody wyznaczania poziomów ciśnienia akustycznego emisji na podstawie poziomów mocy akustycznej pozwalają na uzyskanie:

• poziomów z taką samą charakterystyką częstotliwościową i czasową lub w tych samych pasmach częstotliwości jak te, dla których wyznaczone zostały poziomy mocy akustycznej,
• dokładności takiej samej, jak w przypadku metod stosowanych do wyznaczania poziomu mocy akustycznej.

Analizowana norma PN-EN ISO 11203 precyzuje dwie alternatywne metody, które mają zastosowania w przypadku maszyn spełniających oprócz wymagania dotyczącego dostępności danych dotyczących poziomu mocy akustycznej, także poniższe wymagania:

• stanowiska pracy maszyn nie są określone,
• doświadczalnie określono zależność między poziomem mocy akustycznej a poziomami ciśnienia akustycznego emisji w pewnych określonych miejscach lub stanowiska pracy są przedstawione jako punkty (lub drogi) na określonej powierzchni otaczającej maszynę (np. powierzchni pomiarowej stosowanej przy wyznaczaniu poziomu mocy akustycznej),
• maszyna emituje dĽwięk wszechkierunkowo lub jest zazwyczaj zlokalizowana blisko ściany.

Uwzględniając powyższe wymagania - poziom ciśnienia akustycznego emisji w określonym miejscu L_p obliczany jest przy zastosowaniu bardzo prostego wzoru:L_p = L_w - Q              (8)

gdzie:L_w - poziom mocy akustycznej maszyny, w dB,
Q - wielkość, w dB.Wielkość Q może być wyznaczona doświadczalnie (Q = Q₁) lub obliczona z powierzchni pomiarowej otaczającej badaną maszynę (Q = Q₂). W związku z tym określenie poziomu ciśnienia akustycznego emisji może być dokonane jedną z poniższych metod:

• metodą z wykorzystaniem wielkości Q wyznaczonej doświadczalnie (Q = Q₁),
• metodą z wykorzystaniem wielkości Q wyznaczonej obliczeniowo (Q = Q₂).

Pierwsza z powyższych metod ma zastosowanie jedynie wówczas, jeśli istnieje procedura badania hałasu dotycząca rodziny maszyn, do której należy badana maszyna. W takim przypadku procedura ta powinna podawać wartości Q₁. Wartości te są wyznaczane na podstawie przeprowadzanych w ramach opracowywania procedury badania hałasu badań doświadczalnych, polegających na określeniu korelacji między poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego emisji w określonym miejscu dla danej rodziny maszyn. A zatem, wartość Q₁ jest związana z określonym miejscem, w którym ma być wyznaczony poziom ciśnienia akustycznego emisji i jest ważna tylko dla tego miejsca. Przykładowe wartości Q₁ dla maszyn ręcznych wynoszą 4-12 dB (w zależności od wymiarów maszyny), zaś dla ręcznych wkrętaków i kluczy udarowych Q = 8 dB [3]. Jednak obecnie niewiele jest maszyn, dla których zostały wyznaczone wartości Q₁

W drugiej z powyższych metod wartość Q₂ oblicza się z zależności:(9)
gdzie:S - pole powierzchni prostopadłościanu, w m², otaczającego maszynę w określonej odległości pomiarowej d od prostopadłościanu odniesienia (tj. hipotetycznej powierzchni, którą jest najmniejszy prostopadłościan otaczający maszynę i ograniczony płaszczyzną odbijającą dĽwięk), na której znajduje się stanowisko pracy lub inne określone miejsce, S₀ = 1m².
Metoda ta jest szczególnie przydatna dla maszyn, w przypadku których operator porusza się w odległości d od prostopadłościanu odniesienia oraz dla maszyn bez określonego stanowiska pracy, w przypadku których może być przyjęty jako reprezentatywny średni poziom ciśnienia akustycznego na powierzchni pomiarowej (w warunkach środowiska zbliżonych do pola swobodnego nad płaszczyzną odbijającą dĽwięk) w ustalonej odległości d.


METODA WYZNACZANIA POZIOMÓW CIŚNIENIA AKUSTYCZNEGO EMISJI NA PODSTAWIE POMIARÓW NATĘŻENIA DŹWIĘKU


Projekt normy ISO/DIS 11205 określa jeszcze jedną metodę wyznaczania poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach, a mianowicie - metodę natężeniową w warunkach in situ. Metoda ta jest szczególnie polecana do stosowania w środowisku badawczym, posiadającym cechy pola pogłosowego.

W celu wyznaczenia poziomów ciśnienia akustycznego emisji należy dokonać pomiarów poziomów natężenia dĽwięku w pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych 63-4000 Hz (lub w pasmach tercjowych o częstotliwościach środkowych 50-5000 Hz) w trzech kierunkach układu kartezjańskiego. Uwzględniając zmierzone poziomy natężenia dĽwięku, poziom ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy L_p oblicza się z następującego wzoru:gdzie:
L_I,x - poziom natężenia dĽwięku zmierzony na stanowisku pracy w kierunku poziomym, prostopadłym do maszyny, w dB,
L_I,y- poziom natężenia dĽwięku zmierzony na stanowisku pracy w kierunku pionowym do podłoża, w dB,
L_I,x- poziom natężenia dĽwięku zmierzony na stanowisku pracy w kierunku poziomym, równoległym do maszyny, w dB.

* * *



Ogólne charakterystyki omówionych norm serii PN-EN ISO 11200 z wyłączeniem dokumentu ISO/DIS 11205, ze względu na jego obecny status-projekt zestawiono w tabeli.

Przystępując do wyznaczania poziomu ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy należy uzyskać informację na temat ewentualnego istnienia procedury badania hałasu dla danej grupy maszyn. Taką procedurą może być norma europejska (lub załącznik normatywny do normy europejskiej z zakresu bezpieczeństwa) lub - jeśli brak jest normy europejskiej - norma międzynarodowa. Każdy z tych dokumentów powinien określać, które normy z serii PN-EN ISO 11200 mogą być używane do wyznaczenia poziomów ciśnienia akustycznego emisji danej grupy maszyn.

W przypadku, jeśli procedura badania hałasu dopuszcza możliwość stosowania kilku norm z serii PN-EN ISO 11200 lub brak jest procedury badania hałasu, to może powstać dodatkowy problem wyboru odpowiedniej normy - metody wyznaczania poziomu ciśnienia akustycznego emisji. Zasady tego wyboru przedstawiono na rysunku w formie schematu blokowego. Wybierając metodę należy poczynić wszelkie kroki w celu zastosowania metody klasy 2 (preferowanej dla celów deklaracji). Jednocześnie zaleca się, że norma PN-EN ISO 11202 (podająca metodę klasy 3) powinna być wykorzystywana tylko wtedy, jeśli technicznie jest ona jedyną możliwą metodą do stosowania.

Przedstawione metody wyznaczania poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowiskach pracy będą stosowane wraz z omówionymi wcześniej [2,3] metodami wyznaczania poziomu mocy akustycznej maszyn (serie norm PN-EN ISO 3740 i PN-EN ISO 9614) w badaniach certyfikacyjnych maszyn na znak bezpieczeństwa w ramach krajowego systemu badań i certyfikacji. W związku z powyższym, w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy prowadzone są działania dotyczące weryfikacji tych metod i opracowania na ich podstawie procedur badawczych. Procedury te wraz ze stanowiskami badawczymi zostaną objęte systemem zapewnienia jakości laboratoriów badawczych Instytutu, a następnie wprowadzone do nadzorowanego przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji krajowego systemu badań i certyfikacji.



Algorytm wyboru odpowiedniej normy europejskiej dotyczącej wyznaczania poziomów ciśnienia akustycznego emisji maszyn i urządzeń





PIŚMIENNICTWO

[1] Augustyńska D., Pleban D.: Nowe normy PN-EN, Wymagania dyrektywy 98/37/EC i zharmonizowanych norm dotyczących hałasu maszyn. Bezpieczeństwo Pracy nr 1, 2000

[2] Augustyńska D., Pleban D., Mikulski W.:

Nowe normy PN-EN — Hałas maszyn — znormalizowane metody wyznaczania poziomu mocy akustycznej. Bezpieczeństwo Pracy nr 2,3,2000

[3] Jacques J., La série de normes EN ISO 11200. Determination des niveaux de pression acoustique d'émission au poste de lravail des machines industrielles, Cahiers de notes documentaires, n^o 165, 1996

[4] Mikulski W., Augustyńska D.: Nowe normy PN-EN - Hałas maszyn - wyznaczanie poziomu mocy akustycznej obrabiarek do drewna. Bezpieczeństwo Pracy nr 7-8, 2000

[5] Pleban D., Engel Z., Augustyńska D., Mikulski W.: Metody oceny hałasu maszyn na podstawie pomiaru poziomu ciśnienia akustycznego emisji. Zadanie badawcze 03.7.19 SPR-1,CIOP, Warszawa 1999

[6] Dircctive of the Europcan Parliament and of the Council 98/37/EC of 22 June 1998 on the approximation of the laws of the Member States relating to machinery. Official Journal of the European Communities L 207, 23.07.1998


WYKAZ NORM

PN-EN ISO 11200:1999 Akustyka - Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia - Wytyczne stosowania podstawowych norm dotyczących wyznaczania poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach (EN ISO 11200:1995)

PN-EN ISO 11201:1999 Akustyka - Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia - Pomiar poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach metodą techniczną w warunkach zbliżonych dopala swobodnego nad płaszczyzną odbijającą dĽwięk (EN ISO 11201:1995)

PN-EN ISO 11202:1999 Akustyka - Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia — Pomiar poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach metodą orientacyjną w warunkach „in situ"(EN ISO 11202:l995)

PN-EN ISO 11203:1999 Akustyka - Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia - Pomiar poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach na podstawie poziomu mocy akustycznej (EN ISO 11203:1995)

PN-EN ISO 11204:1999 Akustyka - Hałas emitowany przez maszyny i urządzenia - Pomiar poziomów ciśnienia akustycznego emisji na stanowisku pracy i w innych określonych miejscach metodą wymagającą poprawek środowiskowych (EN ISO 11204:1995).

ISO/D1S 11205:2000 Acoustics - Determination ofemission soundpressure leyels "in situ" at the work station and at other specified positions using sound intensity

EN ISO 3741:1999 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources — Precision method for reverberation rooms (ISO 3741:1999)

PN-EN ISO 3743-1:1998 Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródel hałasu. Metody techniczne dotyczące małych, przenośnych Ľródeł w polach pogłosowych. Metoda porównawcza w pomieszczeniach pomiarowych o ścianach odbijających dĽwięk (EN ISO 3743-1:1995)

PN-EN ISO 3743-2:1998 Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródeł hałasu na podstawie ciśnienia akustycznego. Metody techniczne dotyczące małych, przenośnych Ľródeł w polach pogłosowych. Metoda w specjalnych pomieszczeniach pogłosowych (EN ISO 3743-2:1996)

PN-EN ISO 3744:1999 Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródel hałasu na podstawie pomiarów ciśnienia akustycznego. Metoda techniczna w warunkach zbliżonych do pola swobodnego nad płaszczyzną odbijającą dĽwięk (EN ISO 3744:1995)

prEN ISO 3745 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound - Precision melhods for anechoic and hemi - anechoic rooms (ISO/DIS 3745:2000)

PN-EN ISO 3746:1999 Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródeł hałasu na podstawie pomiarów ciśnienia akustycznego. Metoda orientacyjna z zastosowaniem otaczającej powierzchni pomiarowej nad płaszczyzną odbijającą dĽwięk (EN ISO 3746:1995).

PN-EN ISO 9614-1:1999 Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródeł hałasu na podstawie pomiarów natężenia dĽwięku - Metoda stałych punktów pomiarowych (EN ISO 9614-I:1995)

prPN-EN ISO 9614-2: Akustyka - Wyznaczanie poziomów mocy akustycznej Ľródeł hałasu na podstawie pomiarów natężenia dĽwięku - Metoda omiatania (EN ISO 9614-2:1996)