Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_1 2011 – 2012 tanév tavasz 9. előadás

1. Zaj,- rezgés és sugárzásvédelemNGB_KM015_12011 – 2012 tanév tavasz9. előadás Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék

2. TARTALOM • Alapfogalmak • Környezeti rezgés • Rezgés mérése • Mérések értékelése • Rezgésártalmak • Rezgéscsillapítás

3. A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából • Feltételezhető, hogy a terhelésre adott reakciók összefüggésben vannak az energiával, azaz két különböző napi rezgésterhelés egyenértékű, ha : aw1 és aw2 a súlyozott gyorsulás négyzetes középértékei (r.m.s.) az első és a második terhelésre; T1 és T2 az első és a második hatásidő

4. Az egészségi biztonság zónái Az ábrán szaggatott vonalak (B1) jelzik az egészségre vonatkozó biztonsági zónát hatásidő függvényében a képlet alapján

5. Az egészségi biztonság zónái • A zóna alatti területen a rezgéskárosodás nem következik be az eddigi vizsgálatok szerint. A zónában előfordulhat az egészség veszélyeztetése, a zónahatáron felül, pedig egyértelműen valószínűsíthető az egészségre való veszély. • További vizsgálatok viszont azt mutatták, hogy a következő összefüggés érvényes:

6. Az egészségi biztonság zónái • Ezt a biztonsági zónát a pontozott vonalak jelölik (B2). Ez szigorúbb értékeket mutat a kisebb hatóidők esetén, mint az előző. De a szokásos 4–8 óra időtartamnál gyakorlatilag egybeesik a két pár egyenes által határolt sáv (sraffozott terület). • A rezgések komfortra és érzékelésre való határértéke nincs megadva, csak irányértékeket kapunk a szabvány szerint. Ennek az oka a rezgésérzékelések bonyolultsága, szubjektivitása. Adott rezgés egyes esetekben üdítő hatású, máskor pedig diszkomfort érzéseket kelt. • A következő összeállítás a tömegközlekedésben a különböző nagyságú rezgések összegzett eredő rezgésmennyisége szerint a valószínű reakciókat mutatja.

7. A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából • Kisebb, mint 0,315 m/s2 nem kellemetlen • 0,315-0,63 m/s2 kissé kellemetlen • 0,5- 1 m/s2 meglehetősen kellemetlen • 0,8-1,6 m/s2 kellemetlen • 1,25-2,5 m/s2 nagyon kellemetlen • >2 m/s2 rendkívül kellemetlen

8. A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából • Az előzőek szerint azonban számolni kell azzal is, hogy a reakció a különböző rezgéserősségek esetén függ az utas elvárásától, tekintettel az utazás idejére és a szándékolt tevékenységre (olvasás, evés, írás, alvás stb.). • Az egészséges emberek 50 százaléka akkor érzékeli a rezgést, ha a súlyozott rezgésgyorsulás csúcsértéke eléri a 0,015 m/s2 értéket.

9. A rezgések egyensúlyi zavart okozó hatásának értékelése • Az egyensúlyi zavar előfordulásának nagyobb a valószínűsége, ha a rezgés hatásideje néhány óránál hosszabb. Ennél hosszabb időtartam esetén (néhány nap) bekövetkezik az alkalmazkodás a mozgásra. • Az egyensúlyzavar dózisértéke: Az egyensúlyzavar-dózis MSDVZ értéke méter/ másodperc az1,5-ik hatványon(m/s1,5) mértékegységben, a Z tengelyirányú, frekvenciasúlyozású gyorsulás négyzetének integrálértékéből vont négyzetgyök.

10. A rezgések egyensúlyi zavart okozó hatásának értékelése • A kisfrekvenciás oszcilláció hatására nagy különbség mutatkozik az egyes személyek érzékenysége között. A nők hajlamosabbak az egyensúlyzavarra, mint a férfiak, és a tünetek súlyossága az életkor növekedésével fokozódik.

11. Rezgésártalmak (egésztest) • kellemetlen közérzet • vérkeringési zavarok • az erek rugalmassága csökken • A szervezetet érő rezgés nemcsak arra a testrészre hat, amely azt közvetlenül átveszi. A test többi része a rezgést tovább vezeti, vagyis kényszerrezgést végez. • rezgés általános idegrendszeri hatása: a vegetatív idegrendszer tónusváltozásaiban mutatkozik meg.

12. Rezgésártalmak (egésztest) • a vegetatív idegrendszer tónusváltozása • befolyásolja a szervezet anyagcseréjét, • vérkeringését, • emésztőszervek, a légzés és a vérkeringés zavaraihoz vezethetnek. • Idegrendszeri hatás miatt a rezgés hányást, émelygést és szédülést okozhat. • Előfordulhat rohamosan erősödő vizuális elfáradás, • a látás élességének és a látási információk észlelési pontosságának és idejének nagyfokú leromlása is. • A rezgések előidézhetik a gyomor és a gerinc organikuskárosodását is.

13. Rezgésártalmak (egésztest) • az egész testet igénybevevő rezgéseknél a kiváltott kellemetlen érzések és az idegrendszerben átmenetileg fellépő elváltozások dominálnak • a karokat érintő rezgés hatására nem annyira a heveny jelenségek, hanem az idült elváltozások a jellemzők.

14. Rezgésártalmak (lokális) • Raynaud-szindroma:érmegbetegedés, melynek lényege,hogy az ujjak hideg hatására elfehérednek, zsibbadnak, érzéstelenné válnak. • A Raynaud-syndromás panaszok fellépésének alsó határa 25—30 Hz, • e felett a panaszok egyre gyakoribbbá válnak, majd 200—250 Hz után ismét csökkennek. • Az amplitúdó alsó határa 0,1 mm

15. Raynaud szindroma • A kéz ujjai mindkét oldalon, szimmetrikusan, hideg hatására rohamszerűen, fájdalmasan elfehérednek, elsápadnak. Ennek oka az, hogy az ujjakban levő artériák összeszűkülnek, emiatt a vér hirtelen kiáramlik belőlük. • Ezt követi a második szakasz, amikor az ujjakban az érgörcs enyhülése után ismét megindul a véráramlás - ekkor az ujjak lilás színűek lesznek. • A harmadik fázisban megszűnik a fájdalom, és az ujjak kipirulnak, vörössé válnak. • Ezek a tünetek, a fent említett három stádium rohamszerűen, rendszeresen fellép, körülbelül 15-20, maximum 30 percig tart, és meleg hatására enyhül. A rohamokhoz rendszerint társul még a kéz zsibbadása, bedagadása, "idegen, furcsa érzése" is. • Gyakorlatilag nem gyógyítható, csak kezelhető

16. Ipari gépészeti rezgések • Terjedés: • Forrás: Gépi berendezések dugattyúk, légszűrők, kompresszorok, hűtőtornyok stb. • Út: épületszerkezeti elemek, csőrendszerek, rezgéscsillapító közegek, talaj • Befogadó: lakosok, munkahelyi dolgozók, iskolák kórházak, laboratóriumok

17. Rezgésszigetelés, csillapítás • Rezgésszigetelés: az az eljárás, amely megakadályozza, hogy egy test rezgése egy másik szerkezetre átterjedjen, ill. a szerkezetbe került rezgés továbbterjedjen. • módja: rezgésszigetelő beiktatása a rezgő és a védett objektum közé  csökkenti a rezgést okozó erő átvitelét a védett objektumra

18. Rezgésszigetelés, csillapítás • Rezgéscsillapítás: egyes anyagok (a belső súrlódásuk eredményeként) meghatározott frekvenciájú rezgés mozgási energiáját hővé alakítják • Átviteli tényező: a rezgésszigetelés hatékonyságát jellemző mennyiség: • a szigetelőn áthaladó rezgés és a gerjesztő rezgés amplitúdójának aránya

19. Rezgésszigetelés, csillapítás • Rezgéscsökkentő anyagok jellemzői: • dinamikai rugalmassági modulus: az anyag rugalmas ellenállása dinamikai igénybevétel esetén • veszteségi tényező: anyag belső súrlódását, energia-felemésztő képességét jellemzi (pl. egyes polimerek rezgéskor hőt termelnek  a rezgési energia hővé alakul) • Jó rezgésszigetelő: jóval kisebb a dinamikai rugalmassági modulusa, mint a szigetelt szerkezetnek gumi, acélrugó

20. Rezgésszigetelő anyagok • Acél spirálrugó • nagy kitérésű, alacsony frekvenciájú rezgések szigetelésére alkalmas • rugalmassági jellemzői változtathatók  műszerek és nagy tömegű gépek szigetelésére egyaránt használható • hátránya: csillapítás hiánya  rezgéscsökkentő anyagot kell beiktatni a rezonanciafrekvencián kialakuló amplitúdó csökkentésére (pl. olajfék)

21. Rezgésszigetelő anyagok • Gumi • kisebb gépek (műszer, motor) szigetelésére használják • nagy belső csillapítás (nem alakul ki nagy amplitúdójú rezgés a rezonanciafrekvencián) • időjárási körülményekkel, vegyszerekkel, olajjal szemben kevésbé ellenálló (szintetikus gumi: fokozható az ellenállása) • Parafa • kis amplitúdójú rezgések esetén alkalmazható • Filc • testhangok terjedésének megakadályozására használatos (40 Hz felett) • erős csillapító hatás  rezonancia veszélye esetén alkalmazható • Levegőrugó • gépjárművekben alkalmazzák • speciális műszerek rezgésvédelmére alkalmas

22. Spirálrugó Amplitúdó, cm Gumi Filc Parafa Sajátfrekvencia, Hz Rezgésszigetelő anyagok használata:

23. Gépek és berendezések rezgésének csökkentése a gép tömegénél 2-3-szor nagyobb tömegű gépágy  kisebb amplitúdójú rezgés, acélrugó  rezgésszigetelő hatás gumitalp  csillapító hatás rugalmas csatlakozások  rezgés vezetékeken keresztül történő továbbterjedésének megakadályozása

24. Csővezetékek rezgésszigetelése:

25. Talajban terjedő rezgés szigetelése • árok • földalatti fal