Eindhoven University of Technology Faculty of Mechanical Engineering Department of Production Engineering and Automation (WPA)
Lawaai in de produktie Literatuurstudie
L.A.1.M. Bax
TUE-266354
25-11-93 WPA rapportnr.: 1639
HOOGLERAAR
Prof fr. 1.M. van Bragt.
BEGELEIDERS
fr. A.T.l.M. Smals. F.G.J. Soers.
INHOUDSOPGAVE
pagina 1. Belangrijke kenmerken van geluid .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 frequentie [[Hz] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 1.2 geluidni veau in dB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 geluidniveau in dB(A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2. Effecten van geluid op de mens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1 Gehoorverlies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Hinderlijk geluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3. De Nederlandse wetgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1 Hoofdpunten van de wetgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2 Lawaaibestrijding volgens de wet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.3 Meting en beoordeling van geluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4. Lawaaibestrijding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.1 geluidann construeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.2 geluidann installeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 5. Slotbeschouwing ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Bijlage: geraadpleegde literatuur
Lawaai is een groot probleem op de arbeidsplaats. Naar schatting staan alleen al in de Nederlandse industie 475.000 mensen dagelijks bloot aan schadelijk geluid van 80 dB(A) of meer. Een nog groter aantal mensen werkt in een omgeving waar het geluid als uitermate storend en hinderlijk wordt ervaren. Afbankelijk van het geluidniveau en de blootstellingsduur kan ernstige gehoorschade optreden. Gehoorschade door schadelijk geluid is niet te genezen! En wanneer iemand op latere leeftijd met gehoorverlies door ouderdom te maken krijgt kan een sociale handicap ontstaan of verergeren. Het menselijk gehoor dient daarom niet aan schadelijk geluid blootgesteld te worden. Om dat te bereiken moet lawaai bestreden of voorkomen worden. Dit is niet alleen een taak van de arbeidsinspectie en de werkgever maar het is duidelijk ook een taak van de constructeur. Geluid is allereerst datgene wat men hoort; in feite gaat het hierbij om trillingen en golven in de ons omringende lucht. De term lawaai wordt gebruikt voor ongewenst geluid. In de fysica echter wordt geluid breder gedefinieerd als het verschijnsel van trillingen en golven in gassen(luchtgeluid), vloeistoffen(vloeistofgeluid) en vaste stoffen(constructiegeluid).(lit. [2]) 1 BELANRUKE KENMERKEN VAN GELUID 1.1 Frequentie [Hz] : Het aantal drukwisselingen per seconde bepaalt de frequentie(toonhoogte) van geluid. Lage tonen hebben een lage frequentie, hoge tonen een hoge frequentie. Het menselijk oor kan frequenties waarnemen van 20 tot 16000 Hz. De bovengrens van 16000 Hz neemt op hogere leeftijd geleidelijk af tot ongeveer 12000 Hz. 1.2 Geluidniveau in dB :(1it. [6])
Wat wij waarnemen als geluid zijn drukwisselingen in de lucht. Hoe groter de druk wisseling hoe harder het geluid wordt ervaren door de mens. Onderstaande logaritmische schaal is ingevoerd voor die drukwisselingen. Die schaal geeft het verband tussen geluiddruk [Pal en geluid(druk)niveau [dB]. Een logaritmische schaal sluit beter aan bij de waarneming van geluid door de mens. Lp
=20 log (P/Prer) [dB]
Lp = geluidniveau, Pre( =referentiegeluiddruk (2*10-5 Pa) = minimaal geluiddruk waarneembaar voor een gezond oor bij 1000 Hz. P = geluiddruk
1
Als twee of meer geluidniveaus opgeteld moeten worden dan gebeurt dat logaritmisch met behulp van onderstaande formule. L tot = 10 log (10 L1l10 +10 L2IIO +....) [dB]
Optellen van twee geluidbronnen met gelijk geluidniveau geeft een toename van 3 dB. Als het verschil in geluidniveau tussen twee bronnen groter is dan 10 dB dan kan de geluidbron met het laagste geluidniveau verwaarloosd worden (omdat geluidniveau in gehele getallen wordt opgegeven). Het menselijk gehoor kan geluidniveaus waarnemen van 0 dB tot ongeveer 140 dB. De ondergrens heet geheordrempel, de bovengrens heet pijngrens.
1.3 Geluidniveau in dB(A)(lit. [7] Het menselijk oor is gevoeliger voor hoge tonen dan voor lage tonen. Dit betekent dat geluid met een frequentie van bijvoorbeeld 1000 Hz een ander geluidniveau moet hebben als geluid van 3000 Hz om toch als even hard ervaren te worden. Wil een geluidmeting een beeld geven van de inwerking van geluid op het gehoor van de mens dan moet er een correctie toegepast worden. Die correctie gebeurd door het geluidspectrum te verdelen in een aantal frequentiegebieden die octaafbanden genoemd worden. Per octaafband wordt het geluidniveau gemeten en gecorrigeerd naar de gevoeligheid van het menselijk oor. De gecorrigeerde waarden wworden opgeteld tot het geluidniveau in dB(A). Meetapparatuur voor geluidniveau hebben vaak een electronisch correctienetwerk ingebouwd dat A filter wordt genoemd. Dergelijke geluidniveaumeters geven direct het geluisniveau in dB(A).
2
2 EFFECTEN VAN GELUID OP DE MENS Het bekendste effect van geluid op de mens is blijvend gehoorverlies dat iemand kan oplopen bij blootstelling aan een te hoog geluidniveau. Vaak wordt echter vergeten dat er ook sprake kan zijn van hinderlijk geluid. 2.1 GEHOORVERLIES Apart van ziektes zijn gehoorverlies door ouderdom en gehoorverlies door lawaai de voornaamste oorzaken van gehoorverlies. In lit. [6] worden de volgende criteria aanbevolen om gehoorverlies als een handicap aan te,merken. Een gehoorverlies van meer dan 15 dB bij de frequenties 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz. 20 dB bij de frequentie 3000 Hz. 30 dB bij de frequenties 4000 Hz en 6000 Hz. Bij het opstellen van de criteria is met name het verstaan van gesproken woord in aanmerking genomen. 2.1.1 Gehoorverlies door Iawaai (lit. [1]) De ernst van beschadiging bij blootstelling aan te hoog geluidniveau hangt voomamelijk af van het geluidniveau(in dB(A)) en de duur van blootstelling. Omdat het gehoor niet even gevoelig is voor iedere frequentie zal de gehoorschade niet voor iedere frequentie even groot zijn. Het oor is het gevoeligst bij 4000 Hz. Gehoorschade treedt daarom in het algemeen eerst op rond 4000 Hz. Later ook bij hogere frequenties en als laatste treedt gehoorverlies op in het frequentiegebied waarin ook de menselijke stem ligt, namelijk 500-2000 Hz. Onderstaande grafiek geeft een idee van de ernst van gehoorschade.
___ . _io_ Grajiek 1 [lit.[l]: Gehoorverlies bij 4000 Hz alsfunctie van de blootstellingsduur voor geluidniveaus van 75 tot 100 dB(A). De spreiding per geluidniveau komt door het feit dat niet iedereen even gevoelig is voor gehoorschade. 3
Uit de grafiek blijkt dat de grens van 80 dB(A) als veilig beschouwd kan worden.
2.1.2 Gehoorverlies door ouderdom (lit. [6]) Onderstaande grafiek geeft het gehoorverlies per frequentie aan, afhankelijk van de leeftijd. Bij eventuele gehoorschade door lawaai moet gehoorverlies door ouderdom opgeteld worden. Merk dan op dat op latere leeftijd gezien de genoemde criteria het gehoorverlies zeer serieus wordt
20
l0r---t--+--+--\-+---l ro
~
~
~ ~ AGE IN YEA .. '
~
~~
ro
Grafiek 2 lit. (6J: Gehoorverlies door ouderdom voor mannen en vrouwen zonder in het verleden opgelopen gehoorschade door lawaai.
2.2 HINDERLIJK GELUID (lit.[1]) Geluid beneden 80 dB(A) wordt niet als schadelijk aangemerkt. Het kan echter weI hinderlijk zijn omdat de concentratie of de comrnunicatie verstoord wordt bij het uitvoeren van taken. Hinderlijk geluid kan zelfs grote invloed hebben op de veiligheid op het werk. In aflopende volgorde van ernst zijn een aantal catagorieen te onderscheiden. - Men kan een alarm of noodsignaal niet waarnemen. Een alarmsignaal moet daarom tenminste 15 dB boven het achtergrondniveau liggen en bij voorkeur uit meerdere tonen tussen 200 en 5000 Hz bestaan (norm ISO 7731). - Men kan bij de gezamelijke uitvoering van werk niet of moeilijk verbaal communiceren. Hierdoor kunnen misverstanden en onveilige situaties door onstaan. Strikt afgesproken hand en armgebaren of het werken met portofoons kunnen een oplossing bieden. - Een primaire taak is niet meer uit te voeren. Een telefoniste kan bijvoorbeeld telefonische boodschappen eenvoudigweg niet meer verstaan en een instructeur kan zich niet verstaanbaar maken. - Het werk kan niet of minder goed uitgevoerd worden vanwege concentratieverlies door geluid. - Men ervaart het geluid waarin men verblijft als rninder prettig. Evenals het concentratieverlies is dit erg subjectief.
4
Onderstaande karakteristieken van geluid bepalen naast het geluidsniveau met name de de hinder door geluid: - de ongelijkmatigheid van het geluidniveau; - een onregelmatig patroon van het geluidsignalen; - de aanwezigheid van zuivere tonen; - de aanwezigheid van specifieke infonnatie zoals het gesproken woord en muziek; - de mate waarin men invloed kan uitoefenen op de intensiteit van bet geluid.
5
3 DE NEDERLANDSE WETGEVING (lit.[7] en [8]) De wettelijke regelingen ter voorkoming van de blootstelling van werknemers aan lawaai staan in de Arbeidsomstandighedenwet. De onderstaande artikelen zijn van belang: - de artikelen 179a tim 179h van het Veiligheidsbesluit voor fabrieken of werkplaatsen 1938 (VBF); - de artikelen 68a tim 68h van het Landbouwveiligheidsbesluit (LVB); - de artikelen 49 tim 50f van het Veiligheidsbesluit restgroepen (VBR); - de artikelen 188a tim 188h van het Veiligheidsbesluit Stuwadoorsarbeid (VBS); - de artikelen 70a tim 70h van het Veiligheidsbesluit Binnenvaart (VBB); - het aan deze besluiten gekoppelde ministerieel besluit 'regeling vaststelling van en voorlichting over schadelijke geluidniveaus' (Staatscourant 233, 29 november 1991). 3.1 HOOFDPUNTEN VAN DE WETGEVING A) Op plaatsen waar werknemers voor hun werk moeten verblijven dient het geluid op deskundige wijze beoordeeld en zonodig gemeten worden. De beoordelingen en metingen moeten volgens een schriftelijk plan verlopen en moeten representatief zijn voor de geluidblootstelling op de arbeidsplaats. B) Eguivalente geluidniveaus (uitleg op pagina 8 ) boven 80 dB(A) (of momentane geluiddrukken boven 200 Pa) worden geacht schadelijk te zijn voor de gezondheid. De werkgever is verplicht boven deze grens passende gehoorbeschermingsmiddelen (die tot beneden 80 dB(A) dempen) in voldoende mate beschikbaar te stellen. Bovendien moeten werknemers in de gelegenheid gesteld worden hun gehoor regelmatig te laten controleren. Het equivalent geluidniveau op de arbeidsplaats mag niet boger zijn dan 85 dB(A), tenzij een geluidniveau beneden de 85 dB(A) in redelijkheid niet gevergd kan worden. Schadelijk geluid moet volgens een schriftelijk plan bestreden worden. Bij eguivalente geluidniveaus boven 90 dB(A) (en ook boven momentane drukken van 200 Pa) zijn de werknemers verplicht de hun ter beschikking gestelde gehoorbeschermings middelen te dragen. Plaatsen waar het geluidniveau deze grens passeert moeten worden afgebakend en gemarkeerd. Lawaaibestrijding is verplicht. 3.2 LAWAAIBESTRUDING VOLGENS DE WET De verplichting om bij niveaus boven 85 dB(A) het geluidniveau te beperken is gekoppeld aan een redelijkheidsbeginsel. Een beroep hierop is mogelijk wanneer uitvoering van deze maatregel andere belangen te zeer zou schaden. Technische, operationele en financiele aspecten kunnen hierbij een rol spelen. Met succes wordt een beroep gedaan op het redelijkheidsbeginsel wanneer het geluidniveau tijdens een werkzaarnheid weliswaar hoger is dan 85 dB(A) maar de blootstellingsduur zodanig is dat de dagdosis (uitleg pagina 8 ) beneden deze grens blijft.
6
Volgens de wettelijke bepalingen heeft lawaaibestrijding aan de bron voorrang. Pas daarna komen andersoortige maatregelen aan bod. Deze werkwijze heet de 'arbeidshygienische strategie' .
Arbeidsbygienische strategie De onderstaande wettelijke rangorde ter bestrijding van lawaai heet de arbeidshygienische strategie: De werkgever moet lawaai primair aan de bron bestrijden; Is dat redelijkerwijs niet of niet in voldoende mate mogelijk dan moet hij proberen door beperking van de geluidoverdracht het lawaai op de arbeidsplaats te verminderen; Als ook dit redelijkerwijs niet mogelijk is of als de getroffen maatregelen onvoldoende resultaat hebben is het zaak het aantal blootgestelde personen en de blootstellingsduur tot een minimum te beperken; Zijn aIle in redelijkheid te vergen maatregelen genomen, maar zijn er desondanks nog mensen blootgesteld aan schadelijk geluid dan moet men zijn toevlucht nemen tot het gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen.
3.3 METING EN BEOORDELING VAN GELVID Zoals eerder vermeld moet op plaatsen waar werknemers voor hun werk verblijven het geluidniveau volgens een schriftelijk plan en op deskundige wijze worden beoordeeld en zonodig gemeten worden. De beoordeliog en meting hebben als doel vast te stellen op welke arbeidsplaats werknemers aan schadelijk geluid van boven 80 dB(A) (kunnen) blootstaan. Schadelijk geluid is in eerste instantie te constateren als een gesprek op een meter afstand zonder stemverheffing niet mogelijk is. Is schadelijk geluid geconstateerd dan moeten de volgende zaken onderzocht worden: - op welke arbeidsplaatsen en bij welke werkzaamheden schadelijk geluid voorkomt; - hoe hoog zijn de geluidniveaus; - hoeveel werknemers zijn aan dit geluid blootgesteld; - hoe groot is de totale belasting van de individuele werknemer gedurende een werkdag. Op welke wijze de beoordeling en eventuele meting moet gebeuren is voorgeschreven in de richtlijn van de Raad van de Europese Gemeenschappen van 12 mei 1986 betreffende de 'bescherming van werknemers tegen de risico's van blootstelling aan lawaai op het werk'. Tevens is bepaald wanneer beoordeling en meting aan herziening toe zijn, en welke methoden en apparatuur voor de metingen gebruikt moeten worden. Naar verwachting zal zeer binnnenkort de Raad van Ministers van de Europese Gemeenschap meer precieze aanwijzingen voor het meten van geluid vaststellen. Die aanwijzingen zullen dan een plaats krijgen in de Nederlandse regels.
7
De onderstaande beknopte weergave van een meetmetode is afkomstig uit de Nederlandse nonnbladen NEN 3418 en NEN 3419.
3.3.1 Meten De voor de wetgeving belangrijke meetgegevens zijn het equivalent geluidniveau(L AeqW) en de dagdosis(Lmc.r) in verband met het redelijkheidsbeginsel.
3.3.2 Equivalent geluidniveau (LAeqw) Onder LAeqw verstaat men het geluidniveau(L), A-gewogen, geintegreerd over een tijdsduur representatief voor een bepaalde werkzaamheid. Van elke werkzaamheid - ongeacht de duur -moet het equivalent geluidniveau bekend zijn. Er zijn geluidmeters die in staat zijn het geluidniveau te integreren over een bepaalde tijdsperiode. De beoordelingsduur voor het bepalen van het LAeqw wordt bepaald door de cyc1ustijd. De cyc1ustijd is de tijd waarbinnen tijdens het uitvoeren van een werkzaamheid regelmatig voorkomende veranderingen in het geluidpatroon optreden. Een beoordelingsperiode van minimaal 10 minuten die ook door de Arbeidsinspectie wordt gehanteerd blijkt in praktijk goed te voldoen.
3.3.3 Dagdosis
(~X,T)
Onder dagdosis wordt het geluidexpositieniveau(dB(A» gedurende een gemiddelde dag verstaan.De twee methoden om de dagdosis te berekenen gaan uit van een werkzaamheden analyse of van het gebruik van dosismeters.
3.3.3.1 Bepaling van de dagdosis(4:x,r) met een werkzaamheden analyse Van elke werkzaamheid van een werknemer wordt het bijbehorende LAeqw bepaald. Hierop voIgt voor elke werkzaamheid een schatting van de blootstellingsduur van een werkzaamheid op basis van weekcijfers. Uit het LAeqw en de blootstellingsduur voIgt het partiele geluidexpositieniveau(L EX,J - deeldosis - voor die werkzaamheid via een correctie van LAeqw• Die correctie voIgt uit grafiek 3 door het aantal dB behorend bij een blootstellingsduur af te trekken van het equivalent geluidniveau(in dB(A» van de werkzaamheid. 8wr
{
uur
1
j 5o:ci"' l
]!)
12
!
15
i 105'• "1 !
~
•
18
,
21
J
l
I
24
1 min
21
Grajiek 3 (lit. [7]) : Hulpgrajiek voor bepaUng van L EX•1 uit LAeqw en t.
8
De dagdosis voIgt via optelling van de partiele geluidexpositieniveaus van een groep werknemers of werknemer(zie pagina 2). Deze methode geeft een goed inzicht in de bijdrage van iedere werkzaamheid aan het geluidexpositieniveau. Dit is belangrijk bij de lawaaibestrijding. Men weet beter welke werkzaamheid prioriteit heeft en men kan het effect van een maatregel om het geluidexpositie niveau te beperken beter inschatten.
3.3.3.2 Bepaling van de dagdosis met dosismeters Het gebruik van dosismeters biedt de mogelijkheid om eenvoudig de dagdosis te meten om bijvoorbeeld te kijken of werknemers weI of niet blootgesteld staan aan geluidexpositieniveaus van 80 dB(A) of meer. Nadeel van een dosismeter is het feit dat het niet bekend is hoe het gemeten geluidniveau topt stand kwam. Een prioriteitenstelling om lawaai te bestrijden is dus niet mogelijk. Geavanceerde dosismeters - de data-loggers - komen voor een belangrijk deel aan dit bezwaar tegemoet. Data-loggers bepalen regelmatig een kortdurend LAeqw en slaan die waarden op in een geheugen. Als men ook bijhoudt waar en bij welke werkzaamheid ieder LAeqw bepaald is kan men de waarden weI analyseren. Data-loggers bieden vooral uitkomst bij metingen op moeilijk bereikbare plaatsen of op mobiele arbeidsplaatsen.
3.3.4 Meetapparatuur Het equivalent geluidniveau op de arbeidsplaats L Aeqw moet worden bepaald met een precisiegeluidmeter zo mogelijk van het type I (nauwkeurigheid van ± 0.7 dB overeenkomstig de eisen die de lEe ontwerpnorm 'lntegrerende geluidniveaumeters'[IEC 804] daaraan stelt) Wi! men meten of de dagdosis een bepaalde waarde overschrijdt dan is een dosismeter of data-logger de juiste oplossing. Dosismeters kunnen door de werknemer op zak gestoken worden en hebben een microfoon die aangegespt kan worden. Ze zijn minder nauwkeurig en krijgen als hoogste kwalificatie volgens lEe norm 804 de kwalificatie type 2(nauwkeurigheid ± 1.0 dB). Het moet tevens mogelijk zijn, vast te stellen of de momentane geluiddruk niet de waarde 200 Pa overschrijdt. Daartoe moet de meter rechtstreeks de maxim ale waarde(piekwaarde) van de niet gewogen geluiddruk kunnen meten.
9
3.3.5 Beoordeling van de meetresultaten Het gebruik: van de verschillende grootheden is als voIgt:
- primaire grootheid ter beoordeling van de geluidsituatie; - welke gehoorbeschenning moet beschikbaar gesteld worden. LEX,t
- prioriteitsstelling bij lawaaibestrijding. LEX,T
- beroep op de redelijkheidsc1ausuIe; - prioriteitsstelling bij lawaaibestrijding; - controle van gehoor werknemers.
10
4 LAWAAIBESTRUDING Qit. [2] en [3] )
Volgens lit. [2] en [3] spelen bij lawaaibestrijding (per machine) de begrippen geluidarm construeren en geluidarm installeren een belangrijke rol. Onderstaande figuur maakt die begrippen duidelijk.
r---------------,-----,---------------,
I
I I
I
I
OVERDRACHT
I I
Ai-
IN !lAClUNE
OVERDRAC8T IN KACHINE
OVERDaACHT
I I
I I I
OVEIDIIACIlT VAIl !lACHINE _ ONTVANGER
OVERDRACHT VAIl !lACHINE _ ONTVANCER
OVERDIIACNT
I I I I
I I ONTVANCER MACHINE I - - __ - __________ .J.I _____ I1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ JI IN
VAIl !lACHINE NMIl
'------__.vt--------J"'-----,v,....----.J CELU I DAM CONSTRUERtN
CEI.UIDAM INSTALLEREH
Figuur 1 (lit. [3J: Schema van de verdeling in geluidarm construeren en geluidarm installeren. (Geluidafstraling is de ornzetting van trillingen in materiaal in luchtgeluid). Geluidarm construeren heeft te maken met het beperken van de geluidemmissie van de machines, het werktuig, of de installatie. Bij geluidarm installeren wordt de machine als geluidbron geaccepteerd en wordt de lawaaibeheersing gepleegd door in te grijpen in de geluidoverdracht van de machine naar ontvanger. De grens tussen geluidarm construeren en installeren is moeilijk te trekken. Voor effectieve lawaaibestrijding moet het totaaloverzicht zoals figuur 1 dat geeft in gedachten gehouden worden. Het voorkomt dat een op zichzelf zeer effectieve geluidvenninderende maatregel niet of nauwelijks tot uiting komt omdat de werking van de maatregel zich beperkt tot een van de deelbronnen of een van de overdrachtswegen. Effectieve lawaaibestrijding per machine (ook volgens de arbeidshygiene strategie) dient daarom als voIgt plaats te vinden: - Identificeren van de deelgeluidbronnen, het bepalen van de sterkte en van de paden waarlangs het geluid zich in de machine voortplant. Hier moet over het aigemeen de huip van een geluidtechnicus ingeroepen worden; - Aanpakken van de voomaamste deelbron; - Systematisch nagaan welke mogelijkheden er zijn om de geluidopwekking, de geluidoverdracht in de machine en de geluidafstraling te venninderen; - Systematisch nagaan welke mogelijkheden er zijn om de geluidoverdracht van de machine naar de ontvanger te beinvloeden; - Overgaan tot persoonlijke beschermingsrniddelen. 11
Lawaaibestrijding moet zodanig uitgevoerd worden dat aan de eisen van de wet en aan de eisen van afnemers van machines voldaan wordt. Te onderscheiden zijn geluidemissie eisen en geluidimmissie eisen. Geluidemissie eisen hebben betrekking op het geluidniveau van een machine. Dit zijn veelal eisen van afnemers. Er zijn echter machines waar de wet geluidemissie eisen aan stelt zoals mobiele compressoren en sloophamers. Geluidemissie eisen zijn vaak vastgelegd in nonnen maar het komt ook voor dat de afnemer zijn eigen eisen en normen heeft. Geluidimmissie eisen heben betrekking op het geluidniveau (in dB(A» bij de ontvanger (vaak de werknemer). Dit zijn met name wettelijke eisen(zie pagina 6 ). Voor constructie doeleinden is het verstandig geluidimmissie eisen om te zetten in geluidernissie eisen. De theorie van het equivalent geluidniveau en van de dagdosis (zie pagina 7 ) is daarbij belangrijk. Gezien die theorie mag een machine eventueel een hoger geluidniveau hebben dan 85 dB(A) als hij maar een korte periode per dag in werking is en dus een kleine bijdrage levert aan het equivalent geluidniveau .
4.1 GELUIDARM CONSTRUEREN (lit. [[3]) In het kader van deze literatuurstudie zou een exacte beschrijving van de theorie van geluidarm construeren te uitvoerig zijn en wellicht niet volledig. Er wordt hier daarom daarom volstaan met een aantal praktijkvoorbeelden die vooral toegespitst zijn op de bedrijfsmechanisatie. Zie voor volledige en uitvoerige infonnatie de nummers [2], [3], [4], [5] uit de literatuurlijst. Behandeld worden achtereenvolgens: 4.1 Geluid van transport van goederen binnen het bedrijf of in een machine: 4.1.1 glijden/rollen; 4.1.2 de trilvoeder; 4.1.3 triltransporteur; 4.1.4 bandtransporteur; 4.1.5 kettingbaan; 4.2 Geluid van mechanische overbrengingen: 4.2.1 stang en nokmechanismen; 4.2.2 kettingoverbrenging; 4.2.3 riemoverbrenging;
12
4.1.1 Geluid van transport van goederen binnen het bedrijf of in een machine (lit [4]) Voor het venninderen van geluid bij transport van goederenzijn een aantal basisprincipes aan te wijzen: - Beperk botssnelhedenj Oit kan bijvoorbeeld gebeuren door valhoogtes te beperken, transportsnelheid te verkleinen of de snelheid tussen de ladingdelen onderling te beperken. Het geluidniveau daalt ongeveer met 6 dB per halvering van de botssnelheid. - Yang een stoot verend op; de stoot wordt dan over een langere periode uitgesmeerd. Oit kan door de een verende ondergrond( rubber, kunststof, hout etc) toe te passen of door het voorwerp enigszins verend uit te voeren (bv. het coaten van flessen). Het geluidniveau daalt ongeveer met 6 dB(A) per verdubbeling van de duur van de stoot. Als op basis van deze twee principes het niet mogelijk is de kracht van de botsing te beperken dan moet gepobeerd worden de ornzetting van de stoot in geluid(geluidafstraling) te voorkomen. Zowel de lading als het transportmiddel maken geluid en zijn dus beide voor verbetering vatbaar. (Voor de volgende principes is het makkelijk om zich een voorwerp voor te stellen dat in een plaatstalen bak) - Vergroot de massa van de ondergrondj De ondergrond raakt dan minder in trilling. Ter indicatie: een vergroting van de massa met een factor twee geeft een reductie van ongeveer 3 dB(A). - Verklein het uitstralend oppervlak; Dit kan gebeuren door een deel van het oppervlak los te houden of door een deel van het oppervlak af te schennen. Indicatief: Een halvering van het uitstralend oppervlak geeft een vermindering van ongeveer drie dB(A). - Oemp de trillingenj Dit kan gebeuren door het inklemmen van staalplaat in kunststof, zand, hout etc .. Het effect is doorgaans beperkt tot enkele dB(A)'s. - Verklein de afstraaigraadj Oit kan gebeuren door het oppervlak sterk geperforeerd of in gaas uit te voeren. Daardoor komt de omringende Iucht minder effectief in trilling. Hiennee zijn grote verbeteringen mogelijk, soms meer dan 10 dB(A).
13
4.1.1.1 Glijden/rollen
Glijden en rollen is een veel voorkomende en goedkope transport manier waarbij lading schuin omlaag wordt getransporteerd. Bij rollen wordt meer geluid geproduceerd dan bij glijden. Of de lading rolt of glijdt is afuankelijk van de vonn van de lading, de wrijving met het glijoppervlak en de manier waarop de lading op de glijgoot valt. Het geluidniveau is sterk situatie afuankelijk. Het geluid wordt in drie "deelfasen" geproduceerd. - het vallen in de glijgoot; - het geluid van het glijden of rollen; - het geluid van het beeindigen van het glijden of rollen. Voor de eerste en derde deelfase wordt verwezen naar de basisprincipes. Enkele maatregelen om het geluid te verminderen zijn:
* beperken van de valhoogte;
* gebruik van een verende onderlaag; Dit is de meest effectieve manier van geluidbeperking. Men moet echter op passen dat men geen materiaal met een hoge wrijvingscoefficient (zoals rubber)gebruikt omdat dan het glijden dan erg moeilijk wordt. Gebruik maken van rubber afgedekt met een dunne laag hooogwaardig staal of een slijtvaste kunststoflaag zijn een alternatief voor een verende rubber onderlaag.
* verzwaren of verstijven van de ondergrond;
* dempen van trillingen in de ondergrond; * toepassing van geleiders; Deze maatregel kan ook zeer effectief zijn (meer dan 10 dB(A». Het produkt wordt op een draagblok meegenomen. De geleiding van het draagblok demt het geluid.
* voorkomen van rollen. 4.1.1.2 De trilvoeder
Trilvoeders worden gebruikt om producten in een vaste positie in de machine in te voeren. De producten trillen vanaf de bodem langs een spiraalvormige goot omhoog naar "de uitgang". Producten die niet voor het eind van de goot goed liggen vallen terug in de bak. Het geluidniveau van een trilvoeder op zichzelf is laag (ongeveer LAeqw = 70 dB(A». De geluidproduktie neemt sterk toe als er lading in de trilvoeder aanwezig door het rammelen van de lading op de spiraalgoot, op de bodem en tegen elkaar.
14
Maatregelen om het geluid te beperken zijn:
* inwendige bekleding; * gunstige aansturing met een sinusvormig signaal en in de eigenfrequentie; * gescheiden aandrijven van horizontale en verticale beweging zodat die bewegingen afzonderlijk en optimaal ingesteld kan worden;
* omkasten.
4.1.1.3 Triitransporteur De meeste triltransporteurs werken volgens het systeem van voorwaarts opgooien van lading, opvangen, versnellen op de ondergrond en weer opgooien. Triltransporteurs hebben vele doeleinden: transport van lading, scheiden van onderdelen, zeven en positioneren(trilvoeder). Afhankelijk van de situatie is ter indicatie een geluidniveau te geven van 63 tot 110 dB (A).
Het trillen gebeurd meestal bij 100 Hz. De optredende geluidniveaus worden echter door hogere frequenties bepaald die door de volgende oorzaken worden beinvloed: -
het botsen van de lading op de ondergrond; het ramrnelen van loszittende onderdelen van de triltransporteur; het trillen van de aandrijving; het .botsen van lading tegen elkaar.
Maatregelen zijn:
* verende bekleding van de ondergrond; * beperken van de geluidproductie van de aandrijving;
* voorkom losse onderdelen. Maak daartoe bij verbinden van onderdelen bij
voorkeur
gebruik van lassen of lijmen.
* niet onnodig trillen; indien mogelijk de hellingshoek aanpassen, geschikte bekleding van de goot kiezen etc.
* ontkoppeling van delen die niet mee hoeven te trillen; * andere transportvorm kiezen. 4.1.1.3 Bandtransporteur Voor bandtransporteurs zijn vier groepen geluidbronnen te onderscheiden: -
de aandrijving (alleen in zeer rustige situaties niet te verwaarlozen) de band en geleiding (ter indicatie 67 tot 82 dB(A)) rammelen van de lading (ongeveer 90 dB(A)); vooral bij blikken en flessen. vallen of plaatsen van lading op de band.
15
Maatregelen om de geluidproduktie te beperken zijn:
* houd de bandsnelheid continu; Het aantal en de intensiteit van de botsingen tussen lading onderling en met de band kan gereduceerd worden door te voorkomen dat de band voor bepaalde bewerkingen moet stoppen en daardoor een stapsgewijze beweging beweging moet maken. Meebewegende werkblokken kunnen een oplossing bieden.
* verlaag de bandsnelheid; De intensiteit van botsingen tussen lading onderling en van lading met het transportsysteem kan gereduceerd worden door een zo laag mogelijke bandsnelheid. Zonder verlies aan produktiecapaciteit kan dat door meerdere banden parallel te schakelen of door een bredere band te kiezen. Een halvering van de bandsnelheid levert een geluidverlaging van ongeveer 6 a 9 dB(A).
* zorg dat onderlinge snelheidsverschillen en krachten zo laag mogelijk zijn; Kies daartoe de plaatsen waar de ladingstroom wordt gewijzigd zodanig dat de wijziging zonder botsen of stoten verloopt en grote snelheidsverschillen tussen lading niet optreden. Bij samenstromen van lading is het zinvol de band te splitsen in een aantal parallele banden met verschillende snelheden opdat de lading niet stropt.
* voorkom botsingen van lading met lading door het gebruik van (geluidarme) draagblokken;
* pas indien mogelijk het ontwerp van de lading aan; - door een andere materiaalkeuze;bv. kunststof i.p.v. glas(verbetering meer dan lOdB(A)) - toepassen van een verende coating;met kunststof of glijrniddel(verbetering max.9dB(A)) - zo klein mogelijk produkt met een grote bodem; - verdikking op het trefpunt.
* pas indien de bereikbaarheid geen probleem is een omkasting toe; 4.1.1.4 Kettingbaan Bij een kettingbaan wordt stukgoedlading meegenomen door haken, klemmen, draagblokken, etc .. De transportsnelheid is laag. De geluidproduktie wordt met name bepaald door de kettinggeleiding en de aandrijving. maatregelen om de geluidproduktie te beperken zijn:
* beperk het geluid van de aandrijving; door keuze en opstelling van de aandrijving. * beperk het geluid van de ketting - gebruik een zo groot mogelijk aandrijfwiel en omkeerwiel; - gebruik kunststof geleiders en rollen; - houd de ketting strak;
16
4.1.2 Geluid van mechanische overbrengingen (lit. [5]) 4.1.2.1 Stang- en nokmechanismen Uit akoustisch oogpunt dient een stang- of nokmechanisme geconstrueerd te worden zonder een sprong in de snelheid of de versnelling, dus stoot en rukvrij. Tevens moeten spelingen in groeven van nokken en in scharnierpunten tot een minimum beperkt worden. Stapmechanismen zijn vaak het rumoerigst. Door consequente toepassing van acoustisch gunstige overdrachtsfunctie voor de stang- en nokrnechanismen werd bij een textielmachine een verbetering van de geluidemissie van 5 dB(A) bereikt.
4.1.2.2 Kettingoverbrengingen Een indicatie van het geluidniveau van kettingoverbrengingen is een niveau van 60 tot 100 dB (A). Het bekende polygoonkarakter van een kettingwiel zorgt voor een stootachtige ingrijping van de tand op de kettingrol. Dit leidt tot een trillingsaanstoting van de ketting en het kettingwiel. De belangrijkste geluidsbepalende parameter van een kettingoverbrenging is de steek van de ketting. Hoe groter de steek hoe groter de geluidproduktie. De vervanging van een enkele ketting met een grote steek door een meervoudige ketting met klein ere steken kan daarom de moeite waard zijn. Ook een lager toerental, een groter aantal tanden op het kettingwiel en een goede smering hebben een (wat kleinere) gunstige invloed op het geluidniveau.
4.1.2.3 Riemoverbrengingen Vlakke riem: De geluidemissie van een vlakke riem wordt vooral bepaald door de riemsnelheid. In het toelaatbare gebied van riemsnelheden van ongeveer 7.5 tot 35 m/s van 60 tot max. 90 dB(A) (indicatie) afhankelijk van het materiaal van de riem. Een riem heeft een las. Door de las schuin uit te voeren kan de geluidproduktie verminderd worden. V-riem: De geluidemissie van een V-riem is veel minder snelheidatbankelijk dan van een vlakke riem. Bij lagere riemsnelheden ligt het geluidniveau op hetzelfde niveau als de vlakke riem. Bij hogere riemsnelheden ligt het geluidniveau bijna 10 dB(A) lager. Een versleten V-riem met een hard en glad oppervlak kan door slippen bij het aanlopen gaan gillen. Aanspannen helpt dan.
17
Getande riem: De geluidemissie is veel hoger dan die van de vlakke riem en de V-riem. (indicatie: 60 tot 120 dB(A)). De voorspanning in de riem heeft de grootste invloed op het geluidniveau. De voorspanning beinvloed namelijk de geometrische vorm en het dynamisch gedrag van de tand. De asafstand moet daarom aan de over te brengen kracht-koppelverandering aangepast zijn. Ook moeten de assen parallel lopen en moeten de schijven exact uitgelijnd worden om geluidproduktie te verminderen. Gezien het hoge geluidniveau van een tandriem is het aan te bevelen een tandriem overbrenging in een gesloten huis onder te brengen.
4.2 GELUIDARM INST ALLEREN (lit [2]) Bij geluidarm installeren wordt de machine als geluidbron aanvaard en wordt geprobeerd de geluidoverdracht van de machine naar de ontvanger (zie figuur 1 ) te minderen. Ook de theorie van geluidarm installeren is te veel om in het kader van deze literatuurstudie volledig te behandelen. (zie daartoe lit. [2]). Hier wordt volstaan met de te nemen maatregelen op het gebied van geluidarm installeren. De te nemen maatregelen in het kader van geluidarm installeren zijn onder te verdelen in: - Maatregelen nabij de bron; - geluiddempers; - een kap of een scherm; - omkastingen; - isloatie van leidingen. - Maatregelen binnen de ruimten; Het geluidniveau op grotere afstand van binnen een ruimte wwordt in belangrijke mate bepaald door de vorm van de ruimte en de afwerking van de wanden en het plafond. Verlaging van deze geluidcomponent kan wworden bereikt door het aanbrengen van geluidabsorberend materiaal waardoor de overdracht(weerkaatsing) van geluid wordt beperkt dan weI door middel van een bedieningscabine. Ook het gunstig indelen van de bedrijfsruimten en het aanbrengen van scheidingswanden kan verhoudingsgwijs rustige ruimten scheiden van rumoerige ruimten. - Maatregelen bij de waarnemer; Het gaat hierbij om persoonlijke gehoorbeschermers in de vorm van oordopjes of oorkappen. Er zijn veel varianten. De geluiddemping van gehoorbeschermingsmiddelen varieert van 5 dB(A) voor slecht passende oordoppen tot 30 dB(A) voor goed gedragen oorkappen. - Maatregelen bij de overdracht binnen gebouwen; Belangrijk is hierbij de invloed van constructiegeluid in het gebouw. Vermindering daarvan is te bereiken door toepassing van veren en dempers onder machines, leidingen verend ophangen of toepassing van balgen, siangen etc. in leidingen.
18
5SLOTBESCHO~G
De invloed van geluid is zeer groot. Niet alleen kan er gehoorschade optreden bij een te hoog geluidniveau maar het kan ook voorkomen dat de veiligheid op het werk in het gevaar komt door lawaai. Een te hoog geluidniveau op het werk is daarom niet toelaatbaar. De wet schrijft een geluidniveau van beneden 85 dB(A) voor. Dit geluidniveau ligt nog boven het als veilig aanvaarde niveau van 80 dB(A). De minister van Sociale Zaken en Werkgelegenheid is echter voornemens de geluidniveaugrens binnenkort naar 80 dB(A) te verlagen (lit. [7]). Gezien het negatieve effect van lawaai, de wetgeving op het gebied van geluid en de eisen van afnemers van machines moeten nieuwe en bestaande machines geluidarm gemaakt worden. Hier ligt een belangrijke taak voor de constructeur van die machines. De technieken van geluidarm construeren en installeren van het leG (zie literatuurlijst) zijn hierbij een goede leidraad. Opgemerkt dient te worden dat deze literatuurstudie voor de constructeur volledig genoeg is ten aanzien van de effecten van geluid en de wetgeving op het gebied van geluid. De informatie ten aanzien van lawaaibestrijding, geluidarm construeren en installeren is echter te beknopt om daadwerkelijk systematisch geluidarm te construeren. De gegevens over lawaaibestrijding zijn weI eenvoudige hulpmiddelen die een eerste en misschien afdoende stap in de goede richting kunnen betekenen en geven een idee hoe een geluidprobleem aangepakt kan (moet) worden.
19
GERAADPLEEGDE LITERATUUR
[1] Nederlands Instituut voor Arbeidsomstandigheden (NIA)
Arbo laarboek 1993, Hoofdstuk 2 Fysische factoren Uigeverij Kluwer BV, Deventer, 1993. ISBN 90 312 0955 4 (bIz. 151-158) [2] Steenbrugge van, B.; Tukker, J.; ea ICG-rapport IA-HR-03-01," Inventarisatie basiskennis geluidarm instal/eren " Interdepartementale commissie geluidhinder, 1985 ISBN 90 346 0483 7
[3] Tukker, J.C.; Wolde, T.; ea ICG-rapport IA-HR-03-02," lnventarisatie basiskennis geluidarm construeren " Interdepartementale commisie geluidhinder, 1984 [4] Beumer, P.F.M; Buis, P.M.
ICG-rapport IA-HR-02-06, " Moge/ijkheden tot geluidbestrijding bij intern transport, stand van de techniek". Interdepartementale commisie geluidhinder, 1985 ISBN 90 346 0453 5 [5] Tukker, J.e. ICG-rapport IA-HR-02-08, " Geluid van mechanische overbrengingen" Interdepartementale comissie geluidhinder, 1986 ISBN 90 346 1329 1 [6] Barber, Anthony; ea
Handbook of Noise and Vibration Control 6th Edition Elsevier Advanced Technology, Oxford UK, 1992 ISBN 1 856170799 (bIz. 11, 67-70, 153-155) [7] Directoraat-Generaal van de Arbeid
Lawaai op de arbeidsplaats; algemeen (publicatieblad pJ66.1) 2e druk Ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid, Voorburg, 1992 ISBN 90 5307 252 7 (bIz. 6-17, 21,22) [8] I nspectiemethode Arbeidsomstandig heden Uitgeverij Kircebosch BV, Zeist ISBN 90 6720 12 78 (module 2, geluid, april 1993)
