И производственной среды, воздействующие на сотрудника предприятия.

Характеристики производственного процесс а определяются применяемым оборудованием, предметами и продуктами труда, технологией, системой обслуживания рабочих мест.

Производственная среда , прежде всего, характеризуется санитарно-гигиеническими условиями труда (температура, шум, освещенность, запыленность, загазованность, вибрация и т.п.), безопасностью трудовой деятельности, режимом труда и отдыха, а также взаимоотношениями между сотрудниками предприятия.

Интенсивность труда характеризует количество труда, затраченного в единицу рабочего времени.

К основным факторам, влияющим на интенсивность труда, относятся:

• степень занятости работника в течение рабочего дня;
• темп ;
• усилия, необходимые при выполнении работы, которые зависят от массы перемещаемых грузов, особенностей оборудования, организации труда;
• количество обслуживаемых объектов (станков, рабочих мест и т.д.);
• размеры предметов труда;
• специализация рабочего места;
• санитарно-гигиенические условия труда;
• формы взаимоотношений в производственных коллективах.

Классификация условий трудовой деятельности

Условия труда — совокупность факторов производственной и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье человека.

Исходя из гигиенических критериев Р 2.2.2006-05 “Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда” условия труда подразделяются на четыре класса: оптимальные, допустимые, вредные и опасные .

Оптимальные условия труда

Оптимальные условия труда (1-й класс) — такие условия, при которых сохраняется здоровье работников и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности.

Допустимые условия труда

Допустимые условия труда (2-й класс) — характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированных перерывов или к началу следующей смены и не должны оказывать неблагоприятного действия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работающих и их потомство. Допустимые условия труда условно относят к безопасным.

Вредные условия труда

Вредные условия труда (3-й класс) — наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное действие на организм работающего и его потомство. Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работающих подразделяются на четыре степени вредности.

Опасные условия труда

Опасные (экстремальные) условия труда (4-й класс) — уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных заболеваний, в том числе и тяжелых форм.

Класс условий труда определяют по степени отклонения параметров производственной среды и трудового процесса от действующих гигиенических нормативов в соответствии с выявленным влиянием этих отклонений на функциональное состояние и здоровье работающих.

Гигиенические нормативы условий труда (ПДК, ПДУ) — уровни , которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение гигиенических нормативов не исключает нарушение состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью (гигиенические критерии).

Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности в производственных помещениях

Существенное влияние на работоспособность оказывают метеорологические условия в помещении или микроклимат, который зависит от теплофизических особенностей технологического оборудования, сезона года, условий отопления и вентиляции. Микроклимат определяют действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, температуры окружающих поверхностей, интенсивностью теплового облучения .

Основным фактором микроклимата является температура — степень нагретости воздуха. На изменение температуры воздуха в производственных помещениях влияет теплота (кинетическая энергия молекул), поступающая от различных источников в основном за счет теплового излучения от нагретых поверхностей и конвекции.

Владжность воздуха

Влажность воздуха — содержание в нем водяных паров, она характеризуется следующими понятиями:

• абсолютная влажность (выражается давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха (г/м3) при определенных давлении и температуре);
• максимальная влажность (количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре, г/м3);
• относительная влажность (характеризует степень насыщения воздуха водяными парами и определяется как отношение абсолютной влажности к максимальной), %.

Для насыщенного воздуха относительную влажность принимают за 100%. Для определения относительной влажности существуют психрометрические таблицы, графики и диаграммы, позволяющие найти значение относительной влажности в зависимости от температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам.

Подвижность воздуха

Подвижность воздуха в помещениях создается конвекционными потоками за счет разности температур внутри помещения и снаружи, а также работой механической вентиляции. Единица измерения — м/с.

Интенсивность теплового облучения

Интенсивность теплового облучения тела человека — тепловая энергия источника на единицу поверхности тела человека, Вт/м2.

Терморегуляция организма человека

Терморегуляция организма человека. Организм человека имеет постоянную температуру 36,6 оС. Для сохранения ее постоянства на коже человека находятся два вида анализаторов: одни реагируют на холод, другие — на тепло. Температурные анализаторы защищают организм от переохлаждения и перегрева, помогают сохранять постоянную температуру тела. Совокупность процессов теплообразования и теплоотдачи, происходящих в организме и позволяющих поддерживать температуру тела постоянной, называется терморегуляцией.

Механизм теплообразования имеет химическую терморегуляцию, а теплоотдача — физическую терморегуляцию. Усиление теплообразования достигается за счет увеличения интенсивности энергетического обмена, и главный вклад в него вносит мышечная активность. Так в состоянии покоя теплообразование составляет 111,6-125,5 Вт, а при интенсивной мышечной работе — 313,6-418,4 Вт.

Теплоотдача организма в окружающую среду в зависимости от метеорологических параметров происходит:

• в виде инфракрасных лучей, излучаемых поверхностью тела в направлении окружающих предметов с более низкой температурой (радиация);
• нагревом воздуха, омывающего поверхность тела (конвекция);
• испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожи) и слизистых оболочек дыхательных путей;
• теплопроводностью через одежду;
• отдачей тепла выдыхаемым воздухом.

Отклонение параметров микроклимата от нормативных значений существенно влияет на здоровье и производительность труда. Высокая температура вызывает интенсивное потоотделение, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водораст-воримых витаминов. Следствием этого являются сгущение крови, нарушение водносолевого баланса, изменение желудочной секреции, развитие витаминного дефицита. Высокая температура вызывает учащение дыхания (до 50%), ослабление внимания, ухудшение координации движений, замедление реакции. Длительное воздействие высокой температуры приводит к накоплению тепла в организме, а температура тела может повышаться до 38-40 оС. В результате этого может возникнуть тепловой удар с потерей сознания. Низкая температура может быть причиной охлаждения и переохлаждения организма человека. При охлаждении организма в нем рефлекторно уменьшается теплоотдача и усиливается теплообразование за счет интенсивности окислительных обменных процессов. Компенсация теплопотерь происходит до тех пор, пока запасы энергии не иссякнут. Дрожь тела — это попытка организма за счет микродвижений выработать дополнительное тепло и ускорить движение крови.

Гигиеническое нормирование микроклимата

Нормы параметров микроклимата установлены СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические тре-бования к микроклимату производственных помещений”, в которых представлены оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата в рабочей зоне производственных помещений в теплый, холодный и переходный периоды года для работ различных категорий тяжести — легкой, средней и тяжелой. Теплый период года харак-теризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше 10оС, холодный (переходный) период года — меньше или равной 10оС.

Оптимальные микроклиматические условия

Оптимальные микроклиматические условия — это сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия

Допустимые микроклиматические условия — это сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать напряжение механизмов терморегуляции, не выходящее за пределы физиологических приспо-собительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, но наблюдаются быстро нормализующиеся диском-фортные теплоощущения.

Согласно нормам оптимальная относительная влажность не зависит от времени года и категории тяжести работ и составляет 40-60%.

Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры — обычными системами вентиляции и отопления.

Аэроионный состав воздуха

Наряду с температурой, влажностью и подвижностью воздуха в производственных помещениях на жизнедеятельность человека оказывает влияние аэроионный состав воздуха. Отрицательно заряжен-ные ионы воздуха благотворно влияют на организм человека, повышают производительность труда. В помещениях с отрицательными ионами происходит уменьшение количества микро-организмов, снижается концентрация пыли в воздухе, устраняются электростатические заряды на поверхности оборудования, нейтра-лизуются некоторые газы. Аэроионы воздуха носят название легких ионов. Легкие аэроионы, встречая на своем пути взвешенные частицы, соединяются с ними, сообщая им свой заряд. В результате таких соеди-нений образуются заряженные частицы, которые получили название тяжелых ионов, вредных для здоровья.

Ионизация воздуха

Ионизация воздуха — процесс превращения нейтральных атомов и молекул воздушной среды в электрически заряженные частицы (ионы). Естественная ионизация происходит в результате воздействия на воздушную среду космических излучений и частиц, выбрасываемых радиоактивными веществами при их распаде. Технологическая ионизация — при воздействии на воздушную среду радиоактивного, рентгеновского и ультрафиолетового излучений, термоэмиссии, фотоэффекта и других ионизирующих факторов, обусловленных технологическим процессом. Искусственная ионизация осуществляется специальными устройствами — ионизаторами, которые обеспечивают в ограниченном объеме воздушной среды заданную концентрацию ионов определенной полярности.

В зонах дыхания персонала на рабочих местах, где имеются источники электростатических полей (видеодисплейные терминалы, копировальные аппараты, телевизоры), допускается отсутствие аэроионов положительной полярности.

Для нормализации аэроионного состава воздуха применяют аэроионизаторы, прошедшие санитарно-эпидемическую оценку и имеющие действующее санитарно-эпидемическое заключение. При этом также необходимо использовать приточно-вытяжную вентиляцию, устройства автоматического регулирования ионного режима воздушной среды.

Освещение в производственных помещениях

Основная задача производственного освещения — поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

Освещенность (Е) — поверхностная плотность светового потока; единица освещенности — люкс (лк). Это освещенность 1 м2 поверхности при падении на него светового потока в 1 люмен (лм). Люмен — единица измерения светового потока источника света.

Световой поток (F) — мощность световой энергии, оцениваемой по световому ощущению, которое испытывает глаз.

Сила света (I) — пространственная плотность светового потока в пределах телесного угла. Единица силы света — кандела (кд).

Яркость (B) — поверхностная плотность силы света в данном направлении. Единица измерения яркости — кандел на квадратный метр (кд/м2).

Показатель ослепленности (P) — это критерий оценки слепящего действия источника света. Единица измерения — %.

Коэффициент пульсации освещенности КП — критерий оценки изменения освещенности поверхности вследствие периодического изменения во времени светового потока источника света. Единица измерения — %. Необходимость в показателе “коэффициент пульсации” вызван широким применением газоразрядных ламп. При питании их переменным током наблюдается пульсация во времени величины светового потока этих источником с частотой, вдвое больше частоты тока в сети.

Естественное освещение и его нормирование

Естественное освещение и его нормирование. Освещение в производственных помещениях в светлое время суток осуществляется естественным источником света — небосводом. Естественное освещение создается в помещениях с постоянным пребыванием людей. Оно может отсутствовать в помещениях с кратковременным пребыванием людей и где наличие света недопустимо по технологическим условиям работы.

Виды естественного освещения бывают: боковое (через окна), верхнее (через зенитные фонари) и комбинированное. Применение той или иной системы естественного освещения зависит от назначения и размеров помещения, расположения его в плане здания, а также светового климата местности.

При недостатке естественного освещения используется искусственное освещение, комбинация которого называется совмещенное освещение.

Интенсивность естественного освещения оценивается коэффициентом естественного освещения (КЕО), показывающего во сколько раз освещенность в помещении меньше освещенности наружной, в процентах. Значение КЕО нормируется по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение” и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 “Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий” с учетом характера зрительной работы, разряда зрительной работы, вида естественного и совмещенного освещения, светового климата, где расположено здание. КЕО находится в пределах от 0,1 до 6%.

Искусственное освещение и его нормирование. Искусственное освещение по назначению подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Рабочее освещение предусматривается для всех помещений, зданий, предназначенных для работы.

Система искусственного освещения — на системы общего, местного и комбинированного освещения.

Общее освещение — на общее равномерное и общее локализованное. Общее равномерное освещение обеспечивает требуемые условия видимости по всей освещаемой площади в результате равномерного расположения светильников на относительно большой высоте под потолком. Общее локализованное освещение определяется расположением оборудования.

Систему комбинированного освещения применяют там, где требуется точность выполняемого процесса и общее освещение создает тени на рабочих поверхностях, расположенных вертикально или наклонно. При комбинированном освещении, кроме светильников общего освещения применяют местные светильники с непросвечивающимися отражателями. Применение одного местного освещения не допускается. Это вызвано тем, что резкая неравномерность освещенности на рабочем месте и в помещении снижает работоспособность зрения и вызывает его утомление.

Искусственное освещение нормируется по СНиП 23-05-95 и 2.2.1/2.1.1.1278-03 с учетом характера зрительной работы, разряда и подразряда зрительной работы, контраста объекта с фоном, характеристики фона, системы освещения и находится в пределах от 5 000 до 20 лк при любом наблюдении за ходом производственного процесса.

Источники света

Источники света. Для искусственного освещения применяют лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы. При выборе источников искусственного освещения должны учитываться их электрические, светотехнические, конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели.

Лампы располагают в осветительной арматуре (вместе их называют светильниками), предназначенной для перераспределения светового потока, защиты глаз от блескости и лампы от загрязнения, обеспечения электро-, взрыво- и пожаробезопасности, защиты от влаги.

Важные характеристики светильника — защитный угол и коэффициент полезного действия светильника (КПД). Защитным углом светильника называется угол, в пределах которого глаз наблюдателя защищен от слепящего воздействия лампы и который образован горизонталью и линией, касательной к светящемуся телу и краю кромки отражателя. Наименьшее значение угла равно 15 град.

Коэффициентом полезного действия светильника называется отношение светового потока светильника к световому потоку ламп в этом светильнике. В современных светильниках КПД составляет 60-80%.

Для обеспечения комфортных условий необходимо поддерживать тепловой батане между выделениями теплоты организмом человека и отдачей тепла окружающей среде. Обеспечить тепловой баланс можно, регулируя значения параметров микроклимата в помещении (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха). Поддержание указанных параметров на уровне оптимальных значений обеспечивает комфортные климатические условия для человека, а на уровне допустимых - предельно допустимые, при которых система терморегуляции организма человека обеспечивает тепловой баланс и не допускает перегрева или переохлаждения организма.

Основным методом обеспечения требуемых параметров микроклимата и состава воздушной среды является применение системвентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.

Хорошая вентиляция помещения способствует улучшению самочувствия человека. Наоборот, плохая вентиляция приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности. В жилых, общественных и производственных помещениях в результате жизнедеятельности людей, работы оборудования, приготовления пищи, сгорания природного газа выделяются вредные вещества, влага, теплота. В результате ухудшаются климатические условия, изменяется состав воздушной среды. Поэтому обеспечение хорошей вентиляции, регулярное проветривание помещений, является необходимым условием для обеспечения оптимальных условий для труда человека и сохранения его здоровья.

Системы вентиляции производственных помещений описаны в разделе 3. Наибольшее распространение для обеспечения оптимальных параметров микроклимата получила общеобменная приточно-вытяжная вентиляция. Применяется как механическая, так и естественная вентиляция.

Если в помещении возможно естественное проветривание, а объем помещения, приходящегося на одного человека, не менее 20 м\ производительность вентиляции должна быть не менее 20 м"/ч на одного человека. Если же объем помещения, приходящегося на одного человека менее 20 м\ производительность вентиляции должна быть не менее 30 м 3 /ч. При невозможности естественного проветривания производительность вентиляции должна быть не менее 60 м 3 /ч на одного человека.

При выделении в помещении от оборудования и технологических процессов влаги и теплоты производительность вентиляции должна быть увеличена по сравнению с указанными величинами. Необходимая производительность определяется расчетом с учетом количества выделяемой влаги и теплоты.

В жаркое время года, а также в горячих цехах на рабочих местах, подвергаемых интенсивному воздействию тепловых потоков от печей, раскаленных отливок и других источников тепла, дополнительно применяют воздушное душирование, заключающееся в обдуве работающего потоком воздуха с целью увеличения интенсивности конвективного теплообмена и отвода теплоты за счет испарения.

Задача 1. Какова должна быть производительность общеобменной вентиляции класса, в котором обучаются 20 учеников, если размеры помещения класса 15 х 10 х 3м?

Решение. Класс периодически проветривается. Объем помещения - 450 м 3 . Объем помещения, приходящийся на одного ученика, - 22,5 м 3 . Поэтому минимальная производительность вентиляции должна быть 20м 3 /(ч чел) х 20 чел = 400 м 3 /ч.

Задача 2. Каков должен быть минимальный диаметр вентиляционного патрубка для осуществления вентиляции с помощью дефлектров в указанном классе? Колледж расположен в Москве.

Решение. Как было установлено, минимальная производительность вентиляции 400м 3 /ч. Для расчета используем формулу: d= 0,0188 принимая для Москвы 1,7м/с. Тогда d = 0,0188 0,3м = 300мм.

Скорость обдува составляет 1 ...3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового потока. Установки воздушного душирования бывают стационарные, когда воздух на рабочее место подается по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижные, в которых используется передвижной вентилятор. Примером передвижного устройства воздушного душирования является бытовой вентилятор, применяемый в жилых и непроизводственных помещениях в жаркую погоду, когда естественная вентиляция не может обеспечить тепловой баланс между человеком и окружающей средой.

Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченном участке помещения, для чего этот участок со всех сторон отделяется перегородками и заполняется воздухом более прохладным и чистым, чем воздух в остальном помещении.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота или двери холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах. Воздух для завесы подается к дверным проемам через специальную щель и выходит с большой скоростью (10... 15 м/с) под углом навстречу поступающему снаружи холодному воздуху. Воздух завесы препятствует поступлению холодного воздуха в помещение; проникшая же в помещение часть холодного воздуха подогревается при смешении с более теплым воздухом завесы. Бывают завесы с нижней и боковой подачей воздуха. Примером воздушных завес являются применяемые в холодный период года во входных дверях магазинов, метро, учреждений воздушно-тепловые завесы.

Для создания оптимальных метеорологических условий в помещениях применяют кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется автоматическое поддержание в помещениях заданных оптимальных параметров микроклимата и чистоты воздуха независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании может автоматически регулироваться температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение. Создание таких параметров воздуха осуществляется в специальных установках и устройствах, называемых кондиционерами. Кондиционеры бывают местными - для обслуживания отдельных помещений, комнат, и центральными - для обслуживания групп помещений, цехов и производств в целом. Сложность кондиционера определяется числом и точностью поддерживаемых в заданном диапазоне параметров. Простейшими кондиционерами являются бытовые кондиционеры, которые можно увидеть встроенными в окна и закрепленными с наружной стороны стен помещений. На рис. 5.4 показана принципиальная схема устройства кондиционирования воздуха. Воздух поступает в систему кондиционирования снаружи через заборный воздуховод / и, пройдя фильтр 2 очистки поступающего воздуха, поступает в камеру I, где подогревается с помощью калорифера 4; в камере II воздух проходит специальную обработку - орошение водой из форсунок 5 для увлажнения и дополнительной очистки воздуха; в камере III воздух дополнительно подогревается или охлаждается с помощью калорифера или холодильной машины 6, а затем по каналу 9 вентилятором 8 подается в помещение.

Для обеспечения комфортных условий необходимо поддерживать тепловой баланс между выделениями теплоты организмом человека и отдачей тепла окружающей среде. Обеспечить тепловой баланс можно, регулируя значения параметров микроклимата в помещении. Благоприятные условия микроклимата обеспечиваются системами отопления и вентиляции, устройствами кондиционирования воздуха, правильной ориентацией окон по сторонам света и другими средствами.

Для отопления жилищ, школ, дошкольных учреждений, больниц и большинства общественных зданий наиболее используемым является центральное водяное отопление. Схема такого отопления включает: генератор тепла (котел, бойлер), разводящие трубы и стояки, обогревательные приборы (радиаторы). Во избежание ожогов и возгорания пыли температура поверхности радиаторов (батарей) водяного отопления не должна превышать 80 °С. Тепло от радиаторов отдается в помещение путем контакта их поверхности с воздухом. Поэтому подобное отопление называется конвекционным. Паровое отопление из-за высокой температуры поверхности радиаторов не пригодно для обогрева жилых и общественных зданий.

В последние годы все чаще используется центральное панельнолучистое отопление. При этой системе отопительные приборы представляют собой систему нагревательных труб в бетонных панелях, которые могут встраиваться в стены, пол или потолок. Через трубы пропускают горячую воду. Панели образуют большую теплоизлучающую поверхность, отдающую лучистое тепло всем другим поверхностям в помещении. Панели в стенах нагревают до 30...45 °С, в полу - до

24...26 °С, в потолке до 24...28 °С. При панельном отоплении обеспечивается равномерная температура воздуха по вертикали и горизонтали.

Лучистое отопление качественно изменяет теплообмен человека: уменьшаются потери излучением и соответственно могут повыситься потери конвекцией. Благодаря этому тепловой комфорт достигается при более низких температурах воздуха (18 °С), что позволяет лучше и чаще проветривать помещения. Лучистое тепло проникает в глубь тканей и, воздействуя непосредственно на их клеточные элементы, благоприятно влияет на обменные процессы в организме. Летом лучистая система отопления может использоваться для пропускания холодной воды для радиационного охлаждения помещения.

Все большее применение находят централизованные и локальные системы кондиционирования. Автономные кондиционеры позволяют в помещениях объемом до 150-180 м 3 поддерживать температуру воздуха в пределах 18...25 °С, относительную влажность 40...60%, скорость движения воздуха - до 0,3 м/с.

В закрытых помещениях различного типа во время пребывания там людей меняются химический состав и физические свойства воздуха: нарастает количество углекислого газа, водяных паров тяжелых ионов, уменьшается содержание кислорода, легких ионов, повышаются температура, запыленность и бактериальная загрязненность, появляются органические примеси. Для улучшения микроклимата и сохранения чистоты воздуха важнейшим средством является вентиляция и естественное проветривание (аэрация) помещений. В производственных помещениях, зрелищных учреждениях и других используется механическая приточно-вытяжная вентиляция. Системы вентиляции и кондиционирования производственных помещений описаны в главе 6. Большое значение для обеспечения необходимого теплового режима в жилых помещениях имеет правильная ориентация окон по сторонам света. Северные ориентации (50...310°) не рекомендуются во всех климатических районах. Западная и юго-западная ориентация окон (200...290°) не допускается в условиях жаркого и теплового климата из-за возможности перегрева. Восточная, юго-восточная и южная ориентация (70...200°) могут использоваться во всех климатических районах.

На температуру в помещениях большое влияние оказывает ветер, поэтому на Севере расположение зданий определяется направлением господствующих ветров. Для уменьшения их охлаждающего действия рекомендуется располагать в сторону господствующих холодных ветров глухие торцовые стены, а не длинную ось зданий. В районах с жарким климатом актуальной является борьба с перегревом помещений. Для этого используется правильная ориентация окон по сторонам света. Ориентация окон на юго-запад рекомендуется в условиях жаркого и теплого климата из-за перегрева помещений. Наиболее благоприятной является ориентация окон на восток, юго-восток и юг.

Защита помещений от солнечной радиации и перегрева достигается также за счет:

• - увеличения толщины сильно инсолируемых стен до 0,7 м и более;
• - увеличения высоты помещений - до 3,2 м;
• - окраски наружных стен в белый цвет для лучшего отражения солнечных лучей;

устройством над окнами козырьков, ставен, жалюзеи и других солнцезащитных сооружений.

Контрольные вопросы

• 1. Источники поступления теплоты в производственное помещение.
• 2. За счет каких механизмов осуществляется обмен теплотой между человеком и окружающей средой? Объясните сущность этих механизмов.
• 3. Что понимается под микроклиматом?
• 4. Как параметры окружающей среды влияют на теплоотдачу организма человека?
• 5. Что такое комфортные и дискомфортные условия?
• 6. Какая разница между субъективной и объективной оценкой микроклимата?
• 7. Принципы обеспечения комфортных микроклиматических условий.
• 8. Как нормируются параметры микроклимата?
• 9. Какие методы защиты применяются от солнечной радиации?
• 10. Какой показатель используется для оценки микроклимата в помещениях с нагревающим микроклиматом?
• 11. Виды производственного микроклимата.
• 12. Каковы механизмы терморегуляции организма человека?
• 13. От чего зависят оптимальные и допустимые параметры микроклимата?
• 14. Методы обеспечения комфортных микроклиматических условий.

Обеспечение комфортного микроклимата производственных помещений

Лекция 5

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата͵ сезона года, условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделœением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определœенных климатических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (при тяжелой работе). Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и, как следствие, к потери трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателœей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1...2 °С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет + 41,2-43 °С, минимальная +25 °С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30...34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 °С, а иногда и ниже.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделœение Qтч человека полностью воспринимается окружающей средой Qтo, ᴛ.ᴇ. когда имеет место тепловой баланс Qтч = Qтo . В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. В случае если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Qтч > Qтo), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. Теплоизоляция человека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лежа), от окружающей среды приведет к повышению температуры внутренних органов уже через 1 ч на 1,2 °С. Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5 °С и вплотную приблизится к максимально допустимой. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Qтч < Qтo), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Qk в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью Q т, излучением на окружающие поверхности Qл и в процессе тепломассообмена (Q тм =Q п +Q д) при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми желœезами Q п и при дыхании Qд:

Q тч = Q к + Q т + Q л + Q тм.

Тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс в системе человек – среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки организма.

Параметры – температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма – характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием. Остальные параметры – температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата.

Микроклимат на раб. месте характеризуется:

Температура, t, °С;

Относительная влажность, j, %;

Скорость движения воздуха на раб. месте, u, м/с;

Интенсивность теплового излучения W, Вт/м 2 ;

Барометрическое давление, р, мм рт. ст. (не нормируется)

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность.

Рассматривают нагревающий, охлаждающий и динамический (с переходом от нагревающей в охлаждающую среду, и наоборот) микроклиматы .

Нагревающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, его влажность, скорость движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме человека выше верхней границы оптимальной величины (более 0,87 кДж/кг) и (или) в увеличении доли потерь тепла с испарениями пота (более 30 %) в общей структуре теплового баланса, в появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко). На объектах ж/д транспорта к зонам с нагревающим микроклиматом относят тепляки, где производится оттайка смерзшегося при перевозке сыпучего груза, кабины локомотивов в летнее время, термические, гальванические, сварочные, горячие цеха на предприятиях по ремонту подвижного состава.

Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата͵ при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (менее 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры глубоких и поверхностных слоев тканей организма человека. На объектах желœезнодорожного транспорта к зонам с охлаждающим микроклиматом относят: на желœезнодорожных путях в холодные периоды года, работ в охлаждаемых складах и вагонах.

Динамическим микроклиматом считаются условия труда, при котором в течение рабочей смены производственная деятельность работника осуществляется в различном микроклимате - попеременно нагревающем и охлаждающем. С динамическим микроклиматом - зоны производства работ по погрузке-разгрузке грузов из холодильных складов в рефрижераторные вагоны, осуществляемой в летний период года через открытие пространства.

К примеру, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота͵ что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность человека начинает падать. Для человека определœены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплочувство, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при t ос > 30 °С, так как при этом почти всœе выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота͵ изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. По этой причине при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70 %.

Повышенная влажность на предприятиях желœезнодорожного транспорта свойственна участкам мойки подвижного состава, где относительная влажность может достигать 95 %, в цехах, где установлены моечные ванны или действуют оросительные устройства. Высокая влажность также присутствует в тоннелях, при работах в непогоду на желœезнодорожных путях.

На объектах желœезнодорожного транспорта сквозняки наличествуют в транспортных средствах, кабинах машинистов, в ремонтных цехах, при работе на желœезнодорожных путях в ветреную погоду.

Вопреки установившемуся мнению величина потовыделœения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение 3 ч без питья, образуется только на 8 % меньше пота͵ чем при полном возмещении потерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количества наблюдается увеличение потовыделœения всœего на 6 % по сравнению со случаем, когда вода возмещалась на 100 %. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3 % путем испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15...20 % приводит к смертельному исходу.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минœеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4...0,6 NaCI). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8–10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всœего в организме около 140 г NaCI). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной (около 0,5 % NaCI) газированной питьевой водой из расчета 4...5 л на человека в смену. На ряде заводов для этих целœей применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлажденную питьевую воду или чай.

Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня – гипертермии – состоянию, при котором температура тела поднимается до 38...39 °С. При гипертермии и как следствие тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота͵ рвота͵ обильное потовыделœение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается содержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, бывают причиной охлаждения и даже переохлаждения организма гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличивается, изменяется углеводный обмен. Прирост обменных процессов при понижении температуры на 1 °С составляет около 10 %, а при интенсивном охлаждении он может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена. Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту, может в течение некоторого времени задер­живать снижение температуры внутренних органов. Результатом дей­ствия низких температур являются холодовые травмы.

Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, кото­рые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500 °С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи.

Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насы­щенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосуди­стой и нервной систем.

Тепловые излучения глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделœение, вызвать ожог кожи и глаз, а при длительном облучении - тепловой удар. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Кроме непосредственного воздействия на человека лучистая теп­лота нагревает окружающие конструкции. Эти вторичные источники отдают теплоту окружающей среде излучением и конвекцией, в резуль­тате чего температура воздуха внутри помещения повышается.

Атмосферное давление оказывает существенное влияние на про­цесс дыхания и самочувствие человека. В случае если без воды и пищи человек может прожить несколько дней, то без кислорода - всœего несколько минут.

Наличие кислорода во вдыхаемом воздухе - крайне важное, но не­достаточное условие для обеспечения жизнедеятельности организма. Интенсивность диффузии кислорода в кровь определяется парциаль­ным давлением кислорода в альвеолярном воздухе.

Наиболее успешно диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода в пределах 95...120мм рт. ст. Изменение Po 2 вне этих пределов приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки на сердечно-сосудистую систему. Так, на высоте 2...3 км (Po 2 ≈ 70мм рт. ст.) насыщение крови кислородом снижается до такой степени, что вызывает усиление деятельности сердца и легких. С высоты 4 км (Po 2 ≈60мм рт. ст.) диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотря на большое содержание кислорода (Vo 2 ≈21 %), может наступить кислородное голодание – гипоксия. Основные признаки гипоксии – головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.

Как показали исследования, удовлетворительное самочувствие человека при дыхании воздухом сохраняется до высоты около 4 км, чистым кислородом (VO 2 = 100 %) до высоты около 12 км. При длительных полетах на летательных аппаратах на высоте более 4кмприменяют либо кислородные маски, либо скафандры, либо герметизацию кабин.

Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005–88 (1991) «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН 2.2.4.584-96 . Οʜᴎ едины для всœех производств и всœех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 нормируемые параметры микроклимата подразделяются на оптимальные и допустимые.

Оптимальные параметры микроклимата - такое сочетание температуры, относит. влажности и скорости воздуха, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ при длительном и систематическом воздействии не вызывает отклонений в состоянии человека.

t = 22 - 24 °С, j = 40 - 60 %, V £ 0,2 м/с

Допустимые параметры микроклимата - такое сочетание параметров микроклимата͵ ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ при длительном воздействии вызывает приходящее и быстро нормализующееся изменение в состоянии работающего.

t = 22 - 27 °С, j £ 75 %, V = 0,2-0,5 м/с

Рабочая зона - пространство над уровнем горизонтальной поверхности, где выполняется работа͵ высотой 2 метра.

Рабочее место - место (м.б. постоянным или непостоянным), где выполняется технологическая операция.

Для определœения нормы микроклимата на рабочем месте, крайне важно знать 2 фактора:

1. Период года.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделœений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года . Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С и выше, холодный – ниже +10 °С.

При учете интенсивности труда всœе виды работ , исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

Вид работы	Характеристика	Энергозатраты	Примеры профессий
1 Легкие (категория I)		не более 150 ккал (174 Вт)
категория Iа	Работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.	до 120 ккал/ч (139 Вт)	ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.
категория Iб	Работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.	121-150 ккал/ч (140-174 Вт)	ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.
2 Средней тяжести (категория II)		в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт).
категория IIа	Работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определœенного физического напряжения.	от 151 до 200 ккал/ч (175-232 Вт)	ряд профессий в механо-сборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.
категория IIб	Работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.	от 201 до 250 ккал/ч (233-290 Вт)	ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.
3 Тяжелые (категория III)	Работы, связанные с постоянными перемещениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.	более 250 ккал/ч (290 Вт)	ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005–88 бывают установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата͵ ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает чувство теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха.

Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата͵ которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Допустимые параметры в производственных помещениях обеспечиваются обычными системами вентиляции и отопления.

Методы снижения неблагоприятного влияния производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» и реализуются комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий.

Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям : замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению неблагоприятных условий труда (к примеру, замена кольцевых печей для сушки форм и стержней в литейном производстве туннельными; применение штамповки вместо поковочных работ; применение индукционного нагрева металлов токами высокой частоты и т.д.) Внедрение автоматизации и механизации дает возможность пребывания рабочих вдали от источника радиационной и конвекционной теплоты.

К группе санитарно-технических мероприятий относится применение коллективных средств защиты: локализация тепловыделœений, теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников либо рабочих мест; воздушное душирование, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды; общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха.

Локализация тепловыделœений. Уменьшению поступления теплоты в цех способствуют мероприятия, обеспечивающие герметичность оборудования (плотно подогнанные дверцы, заслонки, блокировка закрытия технологических отверстий с работой оборудования).

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделœение, так и радиационное. Кроме улучшения условий труда тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, снижает расход топлива (электроэнергии, пара) и приводит к увеличению производительности агрегатов. Следует иметь в виду, что тепловая изоляция, повышая рабочую температуру изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы, особенно в тех случаях, когда теплоизолируемые конструкции находятся в температурных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данного материала. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры изолируемых элементов. В случае если она окажется выше предельно допустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью.

При воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м 2 и более, а также 0,175...0,35 кВт/м 2 при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м 2 применяют воздушное душирование (подачу воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место). Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделœением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Воздушные завесы предназначены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение через проемы здания (ворота͵ двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха.

Воздушные оазисы предназначены для улучшения метеорологических условий труда (чаще отдыха на ограниченной площади). Для этого разработаны схемы кабин с легкими передвижными перегородками, которые затапливаются воздухом с соответствующими параметрами.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать предупреждение выхолаживания производственных помещений, использование средств индивидуальной защиты, подбор рационального режима труда и отдыха. Спецодежда должна быть воздухо- и влагонепроницаемой (хлопчатобумажная, льняная, грубошерстное сукно), иметь удобный покрой. Для работы в экстремальных условиях (ликвидация пожаров и др.) применяют специальные костюмы, обладающие повышенной теплосветоотдачей. Для защиты головы от излучения применяют дюралевые, фибровые каски, войлочные шляпы; для защиты глаз – очки темные или с прозрачным слоем металла, маски с откидным экраном.

Важным фактором, способствующим повышению работоспособности рабочих в горячих цехах, является рациональный режим труда и отдыха . Он разрабатывается применительно к конкретным условиям работы. Частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные. При физических работах средней тяжести на открытом воздухе с температурой до 25 °С внутренний режим предусматривает 10-минутные перерывы после 50...60 мин работы; при температуре наружного воздуха 25...33 °С рекомендуется 15-минутный перерыв после 45 мин работы и разрыв рабочей смены на 4...5 ч на период наиболее жаркого времени.

При кратковременных работах в условиях высоких температур (тушении пожаров, ремонте металлургических печей), где температура достигает 80...100° С, большое значение имеет тепловая тренировка. Устойчивость к высоким температурам может быть в некоторой степени повышена с использованием фармакологических средств (дибазола, аскорбиновой кислоты, смеси этих веществ и глюкозы), вдыхания кислорода, аэроионизации.

При нефиксированных рабочих местах и работе на открытом воздухе в холодных климатических условиях организуют специальные помещения для обогревания. При неблагоприятных метеорологических условиях–температура воздуха -10 °С и ниже –обязательны перерывы на обогрев продолжительностью 10... 15 мин каждый час. При температуре наружного воздуха -30...-45 °С 15-минутные перерывы на отдых организуются каждые 60 мин от начала рабочей смены и после обеда, а затем через каждые 45 мин работы. В помещениях для обогрева крайне важно предусматривать возможность питья горячего чая.

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией принято называть организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, принято называть естественной вентиляцией. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление, или тепловой напор ∆Рт) и ветровым напором ∆Рв, действующим на здание.

При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне – разряжение. Распределœение давлений по поверхности зданий и их величина зависят от направления и силы ветра, а также от взаиморасположения зданий.

Неорганизованная естественная вентиляция – инфильтрация, или естественное проветривание – осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов–силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий до 1...1.5 ч -1 .

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция. Для увеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки – дефлекторы. Усиление тяги происходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора.

Аэрацией принято называть организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции, аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделœениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (А = 1,5...2 м).

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и, кроме того, поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителœей, принято называть механической вентиляцией.

Механическая вентиляция, по сравнению с естественной, имеет ряд преимуществ :

Независимость от погодных условий,

Возможность подготовки подаваемого в помещение и очистки удаляемого из помещения воздуха,

Большой радиус действия, возможность организовывать оптимальное воздухораспределœение.

Возможность создания условий для подачи (удаления) воздуха непосредственно к рабочему месту.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести:

Постоянный шум и крайне важность проведения мероприятий по его снижению;

Незначительный объем вентилируемого воздуха;

Высокие капитальные затраты (требуются вентиляторы, калориферы, фильтры, воздуховоды, воздухозаборы, нагреватели или холодильно-сушильные агрегаты и т.д.);

Значительные эксплуатационные расходы (затраты на электроэнергию, обслуживание и текущий ремонт).

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всœем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделœения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всœему помещению. Обычно объем воздуха L пр, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха L B , удаляемого из помещения. При этом в ряде случаев возникает крайне важность нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из сосœедних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10...15 %.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение - после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из сосœедних помещений или холодного воздуха извне (вестибюли, лестничные клетки, тамбуры). Воздух из помещения удаляется через неплотности ограждающих конструкций.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух сосœедних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целœесообразно применять в том случае, если вредные выделœения данного помещения не должны распространяться на сосœедние, к примеру, для вредных цехов, химических и биологических лабораторий, санузлов, курительных комнат. Чистый воздух поступает в производственное помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, что является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

Приточно-вытяжная вентиляция – наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Свежая порция воздуха в таких системах обычно составляет 20...10 % общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделœения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30 % ПДК. Применение рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. К примеру, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными выделœениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Конструкции местных отсосов бывают полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование. В случае если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.

Один из самых простых видов местных отсосов – вытяжной зонт . Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электро- и индукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всœех сторон и частично открытыми: с одной, двух и трех сторон.

Отсасывающие панели применяют дня удаления вредных выделœений, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла и т.п. Вытяжные шкафы – наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделœения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. При этом часть вредн

Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено системой стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.005-88, а также СанПиН 2.2.4.584-96).

Нормируются оптимальные и допустимые параметры микроклимата - температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. Значения параметров микроклимата устанавливаются в зависимости от способности человеческого организма к акклиматизации в разное время года и категории работ по уровню энергозатрат.

От периода года зависит способность организма к акклиматизации, следовательно, и значения оптимальных и допустимых параметров. При нормировании различают теплый и холодный период года.

Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С; холодный период года - равной +10 °С и ниже.

При нормировании параметров микроклимата категорирование работ по тяжести выполнено разграничением на основе общих затрат энергии организмом в единицу времени, которое измеряется в ваттах.

Различаются следующие категории работ:

Легкие физические работы (категории 1а и 16) - все виды деятельности с расходом энергии не более 174 Вт. К категории la (до 139 Вт) относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением - ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производстве, в сфере управления и т. п. К категории 16 (140...174 Вт) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, - ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.;

Физические работы средней тяжестии (категории На, Пб) - виды деятельности с расходом энергии 175...290 Вт. К категории Па (175...232 Вт) относятся работы, связанные с постоянной ходьбой и перемещением мелких (до 1 кг) изделий, - ряд профессий в механосборочных цехах, прядильно-ткацком производстве и т. п. К категории Пб (233...290 Вт) относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей до 10 кг, - ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, сварочных цехах и т. п.;

Тяжелые физические работы (категория III) - виды деятельности с расходом энергии более 290 Вт - работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постояннным передвижением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей (ряд профессий в кузнечных, литейных цехах с ручным трудом и т. п.).

Методы обеспечения комфортных климатических условий в помещениях

Для обеспечения комфортных условий необходимо поддерживать тепловой баланс между выделениями теплоты организмом человека и отдачей тепла окружающей среде. Обеспечить тепловой баланс можно, регулируя значения параметров микроклимата в помещении (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха). Поддержание указанных параметров на уровне оптимальных значений обеспечивает комфортные климатические условия для человека, а на уровне допустимых - предельно допустимые, при которых система терморегуляции организма человека обеспечивает тепловой баланс и не допускает перегрева или переохлаждения организма.

Основным методом обеспечения требуемых параметров микроклимата и состава воздушной среды является применение систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.

Хорошая вентиляция помещения способствует улучшению самочувствия человека. Наоборот, плохая вентиляция приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособности. В жилых, общественных и производственных помещениях в результате жизнедеятельности людей, работы оборудования, приготовления пищи, сгорания природного газа выделяются вредные вещества, влага, теплота. В результате ухудшаются климатические условия, изменяется состав воздушной среды. Поэтому обеспечение хорошей вентиляции, регулярное проветривание помещений, является необходимым условием для обеспечения оптимальных условий для труда человека и сохранения его здоровья.

Наибольшее распространение для обеспечения оптимальных параметров микроклимата получила общеобменная приточно-вытяжная вентиляция. Применяется как механическая, так и естественная вентиляция.

Если в помещении возможно естественное проветривание, а объем помещения, приходящегося на одного человека, не менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 20 м3/ч на одного человека. Если же объем помещения, приходящегося на одного человека менее 20 м3, производительность вентиляции должна быть не менее 30 м3/ч. При невозможности естественного проветривания производительность вентиляции должна быть не менее 60 м3/ч на одного человека.

При выделении в помещении от оборудования и технологических процессов влаги и теплоты производительность вентиляции должна быть увеличена по сравнению с указанными величинами. Необходимая производительность определяется расчетом с учетом количества выделяемой влаги и теплоты.

В жаркое время года, а также в горячих цехах на рабочих местах, подвергаемых интенсивному воздействию тепловых потоков от печей, раскаленных отливок и других источников тепла, дополнительно применяют воздушное душирование, заключающееся в обдуве ра-ботающего потоком воздуха с целью увеличения интенсивности конвективного теплообмена и отвода теплоты за счет испарения.

Скорость обдува составляет 1 ...3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплового потока. Установки воздушного душирования бывают стационарные, когда воздух на рабочее место подается по системе воздуховодов с приточными насадками, и передвижные, в которых используется передвижной вентилятор. Примером передвижного устройства воздушного душирования является бытовой вентилятор, применяемый в жилых и непроизводственных помещениях в жаркую погоду, когда естественная вентиляция не может обеспечить тепловой баланс между человеком и окружающей средой. Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченном участке помещения, для чего этот участок со всех сторон отделяется перегородками и заполняется воздухом более прохладным и чистым, чем воздух в остальном помещении. Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота или двери холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах. Воздух для завесы подается к дверным проемам через специальную щель и выходит с большой скоростью (10...15 м/с) под углом навстречу поступающему снаружи холодному воздуху. Воздух завесы препятствует поступлению холодного воздуха в помещение; проникшая же в помещение часть холодного воздуха подогревается при смешении с более теплым воздухом завесы. Бывают завесы с нижней и боковой подачей воздуха. Примером воздушных завес являются применяемые в холодный период года во входных дверях магазинов, метро, учреждений воздушно-тепловые завесы. Для создания оптимальных метеорологических условий в помещениях применяют кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется автоматическое поддержание в помещениях заданных оптимальных параметров микроклимата и чистоты воздуха независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании может автоматически регулироваться температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение. Создание таких параметров воздуха осуществляется в специальных установках и устройствах, называемых кондиционерами. Кондиционеры бывают местными - для обслуживания отдельных помещений, комнат, и центральными - для обслуживания групп помещений, цехов и производств в целом. Сложность кондиционера определяется числом и точностью поддерживаемых в заданном диапазоне параметров. Простейшими кондиционерами являются бытовые кондиционеры, которые можно увидеть встроенными в окна и закрепленными с наружной стороны стен помещений. В холодное время года для поддержания в помещении оптимальной температуры воздуха применяется отопление. Отопление может быть водяным, паровым, электрическим.