Разработка критериев улучшения эксплуатационных свойств оборудования коммунальнобытового назначения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 62 - 405.8 ББК 35.70

РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОБОРУДОВАНИЯ КОММУНАЛЬНО- БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

1 о

А.С. Чурилин , Е.А. Тимофеева

Санкт - Петербургский государственный университет сервиса и экономики,

192171, Санкт - Петербург, ул. Седова, дом 55/1

Рассмотрена проблема изменения социально - экономического или материального эффекта со снижением уровнем шума на модернизированном оборудовании коммунально-бытового назначения.

Ключевые слова: социально -экономический, материальный эффект; уровень шума; модернизация бытового оборудования; стандарты и нормы; эквивалентный уровень

Эргономические параметры оборудования коммунально-бытового назначения включают в себя весь комплекс эксплуатационных свойств. Т.е., устройство должно быть безопасным, эстетичным, малошумным, без вредных выделений и пр.

При проектировании нового и при модернизации старого оборудования коммунально-бытового назначения всегда актуален вопрос об экономической целесообразности этих мероприятий.

Часто экономическая целесообразность выступает в скрытом виде в социальном аспекте. На неэстетичном шумном, пылящем, загазованном оборудовании с большим числом визуально фиксируемых движущихся частей и передач тяжело, а часто опасно и даже страшно работать.

Эксплуатация в бытовых условиях такого оборудование будет всегда снижена прямо или косвенно из-за "психологической” несовместимости человека с машиной, причиняющей социальный ущерб, связанного с возможной болезнью человека в результате кумулятивного эффекта.

Рассмотрим один из эксплуатационных факторов - воздушный шум, который определяется акустической мощностью источника и прямо излучаемой поверхности источника:

P = V02p• с • а • b, (1)

где V0 - среднеквадратичная скорость частиц воздуха; а и b - линейные размеры стенки ограждения.

Акустическая мощность, излучаемая на одну сторону от механизма, считая что поле близко к свободному определяется формулой:

т „ „ -25, ■ fa

P = VbP45C • f ^ (1 - e ~СГ"), (2),

ГДе5„ = f - логарифмический декремент колебаний; Р - пространственный коэффициент затухания;

С„ = ш ——E , - фазовая скорость

и 12 р(-а )2 ф р

изгибных колебаний; та = 2f - круговая частота возмущающей силы; h - толщина стенки ограждения; E - модуль Юнга конструкции; а - коэффициент Пуассона; р - плотность материала ограждающей конструкции.

Для оценки общего эффекта шу-моглушения:

AL = ALj + AL2 + AL3, (3),

где AL - шумоглушение при увеличении площади абсорбентов на ограждении;

АЬ2 - при локальном демпфировании; АЬ3 - при использовании улучшенных абсорбентов.

Тогда:

(4)

АЬ =

10^

где ^, £2 - площади ограждений до и после применений обычных звукоизолирующих и £3 диссипативных ограждающих поверхностей, м2:

г

г

1 +

V

Sm

Л

sin фг

У

1

V

Г

Sш

S.

V

а

Л

а

шп у

Л

а

У

(.5)

(6)

1

1

>

1

1

1

где: Я, - радиус положения локального демпфера относительно центра излучения, м; di - сдвиг от центра излучения до точки приложения локального демпфирования, м; ф - угол - положение локального демпфера относительно оси машины; ашп. - декремент колебания демпфера с диссипативным элементом; Sн, Sш - площади ограждения с применением демпфирования или c диссипацией и без, м2; ан и анш - декременты колебаний задемпфированной конструкции и соответственно - металла ограждения.

В этой связи необходимо учитывать всю совокупность факторов при эксплуатации устройства. Условия эксплуатации бытового оборудования, его акустические параметры в существенной мере будут зависеть от характера звукового поля (свободное, диффузное или смешанное). и качества акустической обработки помещения. С учетом характера шума, излучаемого оборудованием, его спектры можно разделить на различные категорий в различной степени нарушающие здоровье человека в зависимости от степени превышения нормы в дневное или ночное время. Зная существующие зависимости можно оценить со-

циально - экономический ущерб от вредного воздействия шума на субъект или присутствующих рядом людей (соседей).

Рассмотрим как связан социально - экономический (материальный) ущерб или, наоборот, материальный эффект с уровнем шума на старой - шумной или модернизированной машине. Стандартами и нормами России и КО предусмотрено выражать шумность машины предельным спектром, дБ, уровнем звука, дБА или эквивалентным уровнем Le. Врачами - гигиенистами и акустиками разработана шкала допустимого времени пребывания человека в условиях повышенного шума тг,.

Можно найти прямую зависимость между стоимостью «нормального» интервала времени (безприсутствия вредного фактора) и стоимостью времени пребывания, например, в условиях повышенного шума, если известна величина почасовой стоимости жизнеобеспечения среднестатистического гражданина. Если допустить, что при улучшении акустических условий жизни эквивалентный уровень снизится с Ь до Ь (акустический

эффект АЬе = Ь - £ ), сокращаются потери и издержки обеспечения жизнедеятельности на

Разработка критериев улучшения эксплуатационных свойств оборудования

коммунально- бытового назначения

АМ = М,(Ье1) -М2(Ьн). (7)

Аналогично можно представить зависимость при сокращении времени пребывания в условиях повышенного шума

АМ = ) - М2(т^ ). (8)

Таким образом, имеем шкалу перехода от АLe к тg. Потери и издержки условно считаются равными нулю при эквивалентном уровне Ь (времени т) не превышающем норму:

М (Ье ) = 0 при Ь < Ьедоп •М (тя ) = ...

... = 0 при Т81 <1^

Пересчет превышения уровня шума у машины, через показатель допустимого времени работы, производится по формуле приведения эквивалентного уровня к допустимому:

^= 10-005( Ье-£ед°п) (10)

При модернизации оборудования может быть получен технико - акустический эффект АЬе. Тогда время пребывания в комфортном слуховом режиме увеличивается на Атг, и показатель социально - экономического эффекта шумоглу-шения станет:

Атя = 10-°-°5(Ье-4д™->. [юа05АЬе -1] (11)

В этой формуле, с учетом условия

(11):

АЬе - Ьедоп. при АЬе ^ Ье - Ьедоп (12)

Данные критерии хорошо согласуется с законом Вебера - Фехнера, исследованиями Г. Селье о стрессе и антистрессе.

Используя традиционные экономические зависимости, можно определить годовой экономический эффект от модернизации по аналогии как при производстве продукции повышенного качества (то есть оборудования с улучшенными акустическими параметрами):

Эт = (п -Ен■К)А2, (13)

где П - прирост прибыли численно равный сокращению потерь и издержек жиз-

недеятельности АМ, руб.; К - удельные капитальные вложения на модернизацию, руб.; Ен - нормативный коэффициент окупаемости; А2 - годовой объем выпускаемого оборудования с улучшенными параметрами.

При определении условного прироста прибыли П = АМ сокращение потерь и издержек достигается за счет экономии фонда жизнеобеспечения в результате увеличения допустимого времени работы бытового устройства в условиях пониженного шума. В соответствии с этим, скорректированный прирост прибыли определяется по формуле:

П' = ЗП-Т ■ г-Ат^-N, (14)

где ЗП - среднечасовая стоимость жизнеобеспечения гражданина, акустические условия жизни которого улучшились, руб.; Т - количество дней в году; г - длительность эксплуатации оборудования в день, час; Атг - временной показатель эффективности шумоглушения; N - количество людей эксплуатирующих оборудование.

Эффект шумоглушения нельзя рассматривать в отрыве от других неблагоприятных эргономических параметров, снижающих конкурентоспособность и работоспособность устройства с учетом человеческого фактора или, вернее, всей совокупности параметров, включая дизайн бытового и сервисного устройства. Таким же образом можно определить социально - экономический эффект по другим параметрам, например, выделение вредных веществ в воздушную среду, температурный и влажностный режим для бензопил, сенокосилок, культиваторов и пр.

Для получения оперативных данных по всем основным эргономическим показателям может использоваться методика демоскопических исследований. Определяются субъективные мнения граждан о параметрах машин с учетом их

жизненного опыта, возраста, пола. Может быть выбран методический подход неожиданного опроса с разъяснениями лишь цели обследования: эргономические параметры машины, а точнее, “Насколько Вам удобно эксплуатировать данное бытовое устройство и какие неблагоприятные факторы Вам мешают комфортно на ней работать». Данные представляются графически в виде гистограмм или таблиц по результатам расчетов индекса помех.

Обращают на себя внимание два момента: большая величина индекса помехи от бытового шума по сравнению с другими неблагоприятными факторами, более критическое отношение женщин по всем факторам, чем мужчин. Фактор дизайна оборудования идет по значимости на третьем месте после запыленности и температурного режима, соизмеряясь по значимости с "неудобством обслуживания”, что характерно и подчеркивает корреляцию двух факторов.

Актуально создание комфортных условий труда с максимально возможной автоматизацией технологического процесса с преимущественным высвобождением людей от тяжелого, вредного, нетворческого, механического труда. Возрастает роль эргономических критериев и требований дизайна

Великий русский ученый, (основоположник кибернетики за 20 лет до Норберта Винера), П.А. Флоренский также являлся основоположником эргономики, называя ее "органопроекцией", считал, что машины и механизмы являются материализованной реализацией творческой энергии человека. Цель современного проектировщика - грамотно

сформулировать задачу компьютеру, чтобы результат, в конечном итоге, был социально - экономически целесообразным. Подход, о возможности использовать отходы производства для выпуска качественных конкурентоспособных товаров и поиски скрытых резервов для проектирования малошумного оборудования, актуален как никогда.

Таким образом, можно взглянуть по - новому на вопросы эргономики и экологии быта с учетом современных требований эргономики, дизайна, комплексной увязки с другими аспектами.

Литература

1. Отходы хлопкобумажной промышленности: Справочник / Д.А. Полякова и др. М.: Легпром-бытиздат, 1990.-208 с.

2. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. -М.:Высш.шк., 1989.-3984 с.:ил.

3. Эффективные строительные материалы: Спр. пос./ А. Нациевский и др. - Киев: Будивельник, 1980.-264 с.

4. Строительные материалы: Справочник /А.С.Болдырев и др.-М.:Стройиздат,1989.-567 с.

5. Исакович Г.А., Никольская Н.А. Звукопоглощающие минеральные пли-ты.М.,Стройиздат,1975.-165 с.

6. Чурилин А.С. и др. Новые диссипативные материалы на полимерно - масляных связующих. Тез. докл. на Второй междунар. научно-технич. Конф. "Актуальные проблемы химии и химической технологии (“Химия -99”)-11 -13 мая 1999 г, Иваново, с .225 - 226 с.

7. Shurilin A.S., Nizhibitsky O.N. Conception of Processing of Porous,Oil & Polimer Waste into Dissipative & Building structures. BooK of Abstracts. Fifth International Conferense of Frontiers of Poli-mers and Advanced Materials.21 -25 June, 1999. Nato Advanced Research Workshop Polimers and Composites for Spesial Applications.p.59

Чурилин Александр Сергеевич, к.т.н., доцент кафедры “Техническая механика” СПбГУСЭ. Тел.: (812) 700 6216.

2 Тимофеева Екатерина Александровна, аспирант кафедры "Управление качеством и экспертиза товаров и услуг" СПбГУСЭ