Факторы влияющие на микроклимат производственных помещений. V
Микроклимат производственных помещений – это комплекс физических факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека и определяющих самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда. Поддержание микроклимата рабочего места в пределах гигиенических норм – важнейшая задача охраны труда.
Показатели микроклимата:
- Температура воздуха;
- Относительная влажность воздуха;
- Скорость движения воздуха;
- Мощность теплового излучения.
Воздушная среда из всех элементов, составляющих среду обитания и деятельности человека, является важнейшей. Природный воздух представляет собой сложную динамическую систему, образованную различными газами (и парами) и находящимися во взвешенном состоянии мельчайшими твердыми и жидкими частицами – аэрозолями .
Под загрязнением воздуха понимается прямое или косвенное введение в него любого вещества в таком количестве, которое изменяет качество и состав чистого атмосферного воздуха, нанося вред людям, живой и неживой природе.
Важнейшим газообразным веществом, определяющим качество воздуха, является водяной пар. Чем сильнее нагрет воздух, тем большее количество водяного пара он может содержать. Отношение содержащегося водяного пара к тому предельному количеству, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, называется относительной влажностью .
Важнейшей характеристикой воздушной среды является барометрическое давление , поскольку разница барометрического давления и давления воздуха в альвеолах легких определяет величину газообмена. Барометрическое давление считается и называется нормальным на уровне моря (одна атмосфера) и экспоненциально убывает с высотой.
Помимо газового состава и барометрического давления, важнейшей характеристикой воздушной среды служит температура воздуха . В сочетании с подвижностью (скоростью) движения воздуха относительно тела человека температура воздуха определяет характер теплообмена – нагрев или охлаждение тела человека.
Жизнедеятельность человека может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, что достигается за счет системы терморегуляции и деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной и систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмен.
Для сохранения постоянной температуры тела организм должен находиться в термостабильном состоянии, которое оценивается по тепловому балансу. Тепловой баланс достигается координацией процессов теплопродукции и теплоотдачи.
Микроклимат по степени влияния на тепловой баланс человека подразделяется на:
- нейтральный;
- нагревающий;
- охлаждающий.
Нейтральный микроклимат – это такое сочетание его составляющих, которое при воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма, разность между величиной теплопродукции и суммарной теплоотдачей находится в пределах ± 2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30%.
Охлаждающий микроклимат – это сочетание параметров, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду над величиной теплопродукции организма, приводящее к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (>2 Вт).
Охлаждающий микроклимат приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обусловливает возникновение заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистой системы. Охлаждение человека (как общее, так и локальное) приводит к изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и способность выполнять точные операции, вызывает тормозные процессы в коре головного мозга, что может быть причиной возникновения различных форм травматизма. При локальном охлаждении кистей снижается точность выполнения рабочих операций.
Нагревающий микроклимат – сочетание его параметров, при котором имеет место изменение теплообмена человека с окружающей средой, проявляющееся в накоплении тепла в организме (>2 Вт) и/или в увеличении доли потерь тепла испарением влаги (>30%).
Воздействие нагревающего микроклимата вызывает нарушение состояния здоровья, снижение работоспособности и производительности труда. Нагревающий микроклимат может привести к заболеванию общего характера, которое проявляется чаще всего в виде теплового коллапса. Он возникает вследствие расширения сосудов и уменьшения давления в них крови. Обморочному состоянию предшествует головная боль, чувство слабости, головокружение, тошнота.
Тепловой удар очень опасен. Даже при раннем выявлении каждый пятый случай является смертельным. При общем тепловом застое значительно повышается температура тела, что приводит к прямому повреждению тканей, особенно центральной периной системы. Тошнота и рвота предшествуют шоковой стадии с глубокой потерей сознания, иногда сопровождающейся судорогами. Вследствие расстройства центра терморегуляции снижается потообразование. Кожа горячая, сухая, сначала имеет красный цвет, а потом приобретает серую окраску. Смертность тем выше, чем выше температура тела.
В результате солнечного удара в первую очередь нарушаются функции головного мозга из-за местного перегревания незащищенной от солнца головы.
Тепловое состояние человека – это функциональное состояние организма, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, характеризующееся содержанием и распределением тепла в глубоких и поверхностных тканях организма, а также степенью напряжения механизмов терморегуляции.
Тепловое состояние человека классифицируется на:
- оптимальное;
- допустимое;
- предельно допустимое;
- недопустимое.
Разработан метод оценки теплового состояния в целях обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест, а также меры профилактики по защите работающих от возможного охлаждения и перегревания.
По степени влияния на самочувствие человека, его работоспособность микроклиматические условия подразделяются на:
- оптимальные;
- допустимые;
- вредные;
- опасные.
Нормативные гигиенические требования к отдельным показателям микроклимата, их сочетаниям, разработанные на основе изучения теплообмена и теплового состояния организма человека в микроклиматических камерах и в производственных условиях, а также на основе клинических и эпидемиологических исследований, изложены в СанПиН 2.2.4.548-96.
Защита работников от перегревания и переохлаждения
Профилактика перегрева организма работника в нагревающем микроклимате включает следующие мероприятия:
- нормирование верхней границы внешней термической нагрузки на допустимом уровне применительно к восьмичасовой рабочей смене;
- регламентация продолжительности воздействия нагревающей среды для поддержания среднесменного теплового состояния на оптимальном или допустимом уровне;
- использование специальных средств коллективной и индивидуальной защиты, уменьшающих поступление тепла извне к поверхности тела человека и обеспечивающих допустимый тепловой режим.
Защита от охлаждения осуществляется посредством:
- одежды, изготовленной в соответствии с требованиями государственных стандартов.
- использования локальных источников тепла, обеспечивающие сохранение должного уровня общего и локального теплообмена организма.
- регламентации продолжительности непрерывного пребывания на холоде и продолжительности пребывания в помещении с комфортными условиями.
Производственная пыль и защита от нее
Пыль – это аэродисперсная система, в которой дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой пылевые частицы. Пылевые частицы находятся в твердом состоянии и имеют размеры от десятых долей миллиметра до долей микрометра.
Производственная пыль классифицируется следующим образом:
- по происхождению – органическая, неорганическая, смешанная;
- по способу образования – аэрозоли дезинтеграции, конденсации;
- по размеру частиц – видимая (более 10 мкм), микроскопическая (0,25-10 мкм) и ультрамикроскопическая (менее 0,25 мкм).
Источниками загрязнения воздуха производственных помещений являются производственные процессы, в ходе которых выделяются технологическая пыль и аэрозоли.
Пыль может оказывать на организм различное действие. По конечному повреждающему действию производственные аэрозоли можно разделить на аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (ЛПФД) и аэрозоли, оказывающие преимущественно общетоксическое, раздражающее, канцерогенное, мутагенное действие, а также влияющие на репродуктивную функцию (производственные яды). Особое место занимают аэрозоли биологически высокоактивных веществ: витаминов, гормонов, антибиотиков, веществ белковой природы.
Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (пыли АПФД) могут вызывать профессиональные заболевания легких – пневмокониозы, пылевые бронхиты, а также другие хронические заболевания органов дыхания.
И нашей стране гигиенические регламенты содержания пыли установлены по гравиметрическим (весовым) показателям, выраженным в миллиграммах на кубический метр (мг/м3), характеризующим всю массу присутствующей в зоне дыхания пыли.
Приборы для пылевого контроля условно можно разделить на пылесборники (устройства для отбора проб витающей пыли) и пылемеры (приборы для измерения концентрации пыли в воздухе).
Средства нормализации воздушной среды производственных помещений и рабочих мест включают:
- устройства для поддержания нормируемой величины барометрического давления;
- устройства вентиляции и кондиционирования воздуха;
- устройства локализации вредных факторов;
- устройства автоматического контроля и сигнализации;
- устройства дезодорации воздуха.
Разработка новых технологических средств контроля и регуляции воздушной среды в производственных помещениях обусловлена необходимостью повышения требований к качеству условий работы. В благоприятной для самочувствия и здоровья в целом среде люди эффективнее справляются со своими обязанностями, что напрямую отражается на объемах производства. На данный момент ключевые факторы обеспечения чистого воздуха базируются на использовании устройств кондиционирования и промышленной вентиляции. Центральное же место в контексте рассмотрения проблем создания оптимальных условий для работы в помещениях занимает микроклимат - это совокупность показателей климата среды внутри производственного объекта. То есть можно выделить два аспекта, важных с точки зрения сохранения оптимального качества воздуха в помещении, - это микроклимат и его параметры.
Что такое производственный микроклимат?
В современных регламентах, предусмотренных для организации немало внимания уделяется безопасности рабочих. На фоне усложнения технологий изготовления, переработки и утилизации на предприятиях возникает и потребность в соответствующей защите людей. В плане определения концепции защиты персонала наибольшее значение имеет именно микроклимат - это совокупность параметров воздушной среды, на основе которых определяются допустимые и оптимальные величины температуры, влажности, теплового облучения и других характеристик. В дальнейшем они становятся отправной точкой для выработки стратегии создания комфортных условий для плодотворной работы людей на предприятии.
Факторы, влияющие на значение параметров
Формирование микроклимата происходит под действием нескольких факторов, определяющих и значения его параметров. В течение дня их показатели могут меняться, а на отдельных участках и вовсе различаться в одно и то же время. В список основных факторов, определяющих параметры микроклимата, входят следующие:
- климатический пояс и время года;
- размеры цехов, помещений, отделов;
- условия и характеристики воздухообмена;
- техническое обеспечение производственного процесса;
- количество сотрудников.
Параметры микроклимата
При анализе условий формирования микроклимата в рабочем процессе параметры могут рассматриваться как по отдельности, так и в совокупности. К показателям, характеризующим производственную среду, относят скорость перемещения, значения влажности и температуру воздуха. Помимо этого, также учитывается возможное термооблучение. как правило, определяется характеристиками поверхностей. В частности, берется во внимание состояние конструкций и оборудования (агрегаты, приборы, экраны). Температурные параметры микроклимата учитываются только при условии наличия средств, обеспечивающих тепловыделение. Это же относится и к облучению теплом. Показатели влажности основываются на коэффициентах пара, который содержится в воздушной среде. При этом влажность может рассчитываться как максимальная, относительная и абсолютная.
Влияние микроклимата на организм
Параметры производственного микроклимата напрямую воздействуют на состояние человека. К примеру, снижение показателя температуры и увеличение скорости движения воздушных потоков усиливает конвективный теплообмен и теплоотдачу. Это происходит в процессе испарения пота и может способствовать переохлаждению организма. И напротив, производственный микроклимат может спровоцировать обратные процессы, если температура воздуха повышается. Влажность также играет немалую роль в воздействии производственной среды на тело человека. С этим показателем связаны переносимость организмом температуры и его тепловые ощущения. Если относительная влажность повышается, то испарение пота происходит медленнее и возникает риск перегрева организма.
Неблагоприятные воздействия на тепловые ощущения в большей степени оказывает повышенная влажность в условиях, когда температура превышает 30°С. Весь объем тепла, выделяемого на фоне испарения пота, будет уходить в окружающую среду, которую формирует рабочий микроклимат в данном помещении. Высокие показатели влажности исключают возможность испарения пота - его капли стекают по кожному покрову. В итоге запускается процесс проливного течения пота, что изнуряюще действует на человека и препятствует оптимальной теплоотдаче.
Санитарно-гигиенические требования
Нормы, регулирующие характеристики микроклимата, закреплены в санитарно-гигиенических актах для производственных объектов. В регламенте приводятся гигиенические требования к микроклимату, предусматривающие оптимальные и допустимые значения температуры, скорости движения и влажности воздушной среды. Кроме этого, существуют требования к тепловому облучению для производственных помещений с учетом трудовых нагрузок и времени года.
Выполнение установленных нормативов не всегда возможно на предприятиях, где противоречат технологические требования. В таких случаях соблюдение правил надзорных служб не позволяет достичь экономической целесообразности в работе предприятия. Однако это не значит, что руководители не предпринимают соответствующих мер по созданию благоприятных рабочих условий. В качестве альтернативы практикуется введение мер по защите работающих средствами специальной безопасности.
Оптимальные показатели
Благоприятные микроклиматические условия на производственных объектах в большинстве случаев рассчитываются из показателей рабочего. Оптимальные требования к микроклимату направлены на обеспечение общего и локального ощущения тепловой комфортности в течение восьмичасовой смены. При этом важно, чтобы поддерживалось минимальное напряжение в процессе терморегуляции.
Одним из главных критериев в расчете оптимальных показателей микроклимата является отсутствие факторов, вызывающих отклонения в состоянии здоровья. Кроме этого, производственный микроклимат должен создавать предпосылки для повышения работоспособности людей. Требования распространяются на операторские рабочие места, где функции сотрудника могут быть связаны не только с выполнением технических задач. Это и участки, в работе на которых предусматривается также нервно-эмоциональное напряжение, к примеру, пульты и посты управления, комплексы с вычислительной техникой и кабинеты, откуда оператор управляет технологическими процессами.
Допустимые условия микроклимата
Для формирования условий с допустимыми параметрами используются менее жесткие требования. Так как производственный микроклимат - это совокупность показателей по разным факторам в рабочей среде, крайние показатели нередко становятся единственно возможными. В таких случаях и применяются нормативы с допустимыми значениями. При их соблюдении исключается риск серьезных отклонений в здоровье сотрудников, но влияние на конкретные и общие ощущения в виде дискомфорта, появления плохого самочувствия и снижения работоспособности все-таки возможны. Например, допустимые значения температуры воздушной среды в зависимости от характера рабочего процесса могут составлять от 3 до 5°C, что иногда вызывает дискомфорт, если не предусмотрены специальные средства индивидуальной защиты.
Средства измерения параметров микроклимата
Чтобы определить показатели условий микроклимата, необходимо использовать соответствующие измерительные приборы. Традиционным устройством для контроля температурного режима является термометр, но могут применяться и термографы, с помощью которых фиксируются показатели в определенном промежутке времени. Более широкий перечень устройств используется для определения влажности, на которую также распространяются требования к микроклимату помещений в виде конкретных величин. Это могут быть стационарные и аспирационные а также барометры - анероиды, применяемые и в измерении атмосферного давления.
Профилактика неблагоприятного влияния
Как уже отмечалось, придерживаться требований к микроклимату не всегда возможно, и отклонение от допустимых показателей требует проведения профилактических мероприятий, направленных на устранение вредного влияния. Реализуются они разными средствами, в том числе за счет использования систем воздушного кондиционирования, применения индивидуальных защитных средств от влияния низких и высоких температур и т. д. Поскольку микроклимат - это состояние среды, которая может быть локальной на объекте, нередко практикуется дифференциация помещений на предприятиях в зависимости от характеристик воздуха. Это позволяет обустраивать специальные комнаты отдыха, в которых рабочие нормализуют состояние своего организма.
Микроклимат производственных помещений
Человек находится в постоянной взаимосвязи с окружающей его средой. По мере возможности он приспосабливается к ней, а при невозможности всеми доступными средствами приспосабливает ее к себе, обеспечивая тем самым условия для своего нормального существования.
Работающий человек примерно одну треть своего времени находится на производстве во взаимосвязи с производственной средой, которая характеризуется различными факторами: микроклиматом производственных помещений, интенсивностью технологических процессов, применяемыми материалами и механизмами и т.д.
Микроклиматом производственных помещений называются метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения.
Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:
Температура воздуха;
Температура поверхностей;
Относительная влажность воздуха;
Скорость движения воздуха;
Интенсивность теплового облучения.
Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.
Организм человека представляет собой термодинамическую систему с высоким постоянством средней температуры тела при значительно меняющихся условиях поступления и потерь тепла.
Стоит сказать, что для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры его внутренних органов (приблизительно 36,6 °С). Но в процессе труда человек постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры носит название терморегуляции. Терморегуляция достигается отводом излишнего тепла в процессе жизнедеятельности от организма в окружающее пространство. Эта величина зависит от степени физической нагрузки и параметров микроклимата в помещении (в состоянии покоя - 85 Вт, возрастая при тяжелой физической работе до 500 Вт).
Путями такой теплоотдачи являются: теплопроводность через одежду (Q T); конвекции тела (Q к), излучения на окружающие поверхности (Q н), испарения влаги с поверхности кожи (Q исп), а также за счёт нагрева выдыхаемого воздуха (Q в ), что представлено уравнением теплового баланса
Q общ = Q Т + Q к + Q и + Q исп + Q в. (3.1)
Вклад перечисленных составляющих передачи тепла непостоянен и зависит от параметров микроклимата в помещении, от температуры стен, потолка, оборудования. Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения на рабочем месте, а отдача теплоты путем испарения - от относительной влажности и скорости движения воздуха. До 90 % отвода общего количества тепла осуществляется через излучение, конвекцию и испарение.
Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона
Q к = a к F э (t пов – t ос), (3.2)
где а к - коэффициент теплоотдачи конвекции (при нормальных параметрах микроклимата a к =4,06 Вт/(м 2 ×°С); t пов -температура поверхности тела человека (принимать зимой 27,7 °С, летом 31,5 °С); t ос - температура воздуха, омывающего тело человека; F э -эффективная поверхность тела человека (для практических расчетов F э = 1,8 м 2).
Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 8 мм при скорости движения воздуха n = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (Р) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается, и при скорости движения воздуха 2 м/с она составляет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.
Передача теплоты теплопроводностью описывается уравнением Фурье:
где l 0 - коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/ (м ×°С); D 0 - толщина одежды человека, м.
Теплопроводность биологических тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.
Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он должна быть определен с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана
где C пр - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м 2 ×К 4); F- площадь поверхности лучистого потока, м 2 ; Y 1-2 - коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей F 1 и F 2 и показывающий долю лучистого потока, приходящуюся на поверхность F 2 от всего потока, излучаемого поверхностью F 1 ;T 1 - средняя температура поверхности тела и одежды человека, °К; Т 2 - средняя температура окружающих поверхностей, °К.
Для практических расчетов в диапазоне температур окружающих человека предметов 10…60 °С приведенный коэффициент излучения С пр = 4,9 Вт/(м 2 ×К 4), а коэффициент облучаемости Y 1-2 =1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты e итемпературы окружающих человека предметов, ᴛ.ᴇ. Q л = f (Т оп; e).
Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносные сосуды кожи сужаются, благодаря чему замедляется поток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счёт конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счёт расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача в окружающую среду.
Повышенная влажность (b> 85 %) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой вследствие уменьшения испарения влаги с поверхности кожи, а низкая влажность (b< 20 %) приводит к пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Движение воздуха в помещении улучшает теплообмен между телом человека и внешней средой, но излишняя скорость движения воздуха (сквозняки) повышает вероятность возникновения простудных заболеваний.
Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую среду при испарении влаги, выводимой на поверхность тела потовыми железами:
Q п = G п ×r, (3.5)
где G n - масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r - теплота испарения выделяющейся влаги, Дж/кᴦ.
Различают острые и хронические формы нарушение терморегуляции.
Острые формы нарушения терморегуляции :
- тепловая гипертермия - теплоотдача при относительной влажности воздуха75…80 % - легкое повышение температуры тела, обильное потоотделение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникает также одышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.
-судорожная болезнь - преобладание нарушения водно-солевого обмена - различные судороги, особенно икроножных мышц, сопровождаемые большой потерей пота͵ сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость её движения уменьшается и в связи с этим клетки не получают крайне важно го количества кислорода.
- тепловой удар - дальнейшее протекание судорожной болезни - потеря сознания, повышение температуры до 40…41 °С, слабый учащенный пульс. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделения.
Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться и смертельным исходом.
Хронические формы нарушения терморегуляции приводят к изменениям в состоянии нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем человека, формируя производственно-обусловленные заболевания.
Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног кончиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всего организма. Широко распространены вызываемые охлаждением заболевания периферийной нервной системы, особенно пояснично-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др.
Влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией, что это приводит к большому обморожению (даже смерти) при условии низкой температуры, высокой влажности и подвижности воздуха.
Выделяют три стадии охлаждения организма человека, которые характеризуются следующими показателями;
I-II стадии - температура тела от 37 до 35,5°С. При этом происходит:
Спазм сосудов кожи;
Урежение пульса;
Снижение температуры тела;
Повышение артериального давления;
Увеличение легочной вентиляции;
Увеличение теплопродукции.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в пределах до 35 °С организм пытается бороться собственными силами против охлаждающего микроклимата.
III стадия - температура тела ниже 35 °С. При этом происходит: падение температуры тела;
Снижение деятельности центральной нервной системы;
Снижение артериального давления;
Уменьшение легочной вентиляции;
Уменьшение теплопродукции.
Заболевания, вызываемые охлаждением: обморожения, отеки локтей и ступней, острые респираторные заболевания и грипп.
Создание благоприятного микроклимата рабочей зоны является гарантом поддержания терморегуляции организма, повышения работоспособности человека на производстве.
Министерством здравоохранения Российской Федерации (с 2004 ᴦ. - Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации) разработаны гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений, которые устанавливаются с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.
Нормативные документы определяют понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.
Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения механизмов его терморегуляции. Οʜᴎ обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности (табл. 3.1).
Перепады температуры воздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 °С и выходить за пределы величин, указанных в табл. 3.1 для отдельных категорий работ.
Допустимыми условиями являются такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться временное ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.
Таблица 3.1
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
ГОСТ 12.1.005-88 ʼʼВоздух рабочей зоны Общие санитарно-гигиенические требованияʼʼ устанавливает оптимальные и допустимые параметры микроклимата в производственном помещении исходя из тяжести выполняемых работ, количества избыточного тепла в помещении и сезона (времени года). Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.
В соответствии с этим ГОСТом различают холодный и переходный периоды года (со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 °С), а также теплый период года (с температурой +10 °С и выше).
По количеству избыточного тепла все производственные помещения делятся исходя из избытка явной теплоты, ᴛ.ᴇ. теплоты, поступающей в них от оборудования, отопительных приборов, солнечного нагрева, людей и любых других источников воздействия на температуру воздуха в данном помещении. Помещения с незначительными избытками явной теплоты (Q ЯТ < 23,2 Дж/м 3 ×с) относятся к ʼʼхолоднымʼʼ, а со значительными избытками явной теплоты (Q ЯТ > 23,2 Дж/м 3 ×с) - к ʼʼгорячимʼʼ.
Условия труда по показателям микроклимата делятся на 4 класса:
- нагревающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, при котором происходит накопление тепла в организме выше оптимального (> 0,87 кДж/кг) или увеличение доли потери тепла испарения > 30 % в общей структуре теплового баланса (характерен для машинных отделений судов, секций тепловозов, кузнечных, сварочных, литейных цехов или ремонтных участков транспортных предприятий);
- охлаждающий – сочетание температуры, влажности и скорости движения воздуха, приводящее к дефициту тепла в организме (> 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры оболочки тела (верхних слоев тканей) (характерен для рефрижераторных секций на железных дорогах и рефрижераторных трюмов на судах, неотапливаемых складов, а также депо в зимнее время, куда поступает подвижной состав после длительного нахождения на холоде);
- переменный (охлаждающий и нагревающий), встречающийся при работе экипажей судов;
- умеренного термического действия , присущий большинству производственных цехов обслуживающих предприятий транспорта и административных помещений.
Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий.
1. Отопление –совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи крайне важно го количества теплоты в обогреваемых помещениях.
Системы отопления подразделяются:
По расположению базовых элементов – на местные и центральные;
По виду теплоносителя – на водяные, паровые, воздушные и газовые.
2. Защита от теплового излучения:
Теплоизоляция – температура нагретых поверхностей оборудования, коммуникаций и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 °С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, – не должна превышать 35 °С (в качестве теплоизоляционных используются мастичные, оберточные и засыпные материалы);
Экранирование – использование теплоотражающих, теплопоглощающих и теплоотводящих экранов;
Мелкодисперсное распыление воды – водяные завесы;
Воздушное душирование рабочих мест;
Оптимальное размещение оборудования и рабочих мест.
3. Герметизация помещений –улучшение плотности подгонки дверей, рам, заслонок и т.п.; двойное застекление; оборудование шлюзов; устройство тепловых воздушных завес.
5. Кондиционирование – искусственная автоматическая обработка воздуха с целью поддержания в помещениях заранее заданных метеорологических условий, независимо от изменения наружных условий и режимоввнутри помещения.
6. Рациональные режимы труда и отдыха – организация дополнительных перерывов в рабочей смене для обогрева или охлаждения работников в специально оборудованных для этой цели помещениях.
7. Рациональный питьевой режим и медицинские средства профилактики.
Рассмотрим более подробно наиболее эффективные методы защиты от неблагоприятного воздействия микроклимата.
Микроклимат производственных помещений - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Микроклимат производственных помещений" 2017, 2018.
Таблица 29 Люмбоишиальгии и тяжесть мышечной работы
вищем (наборщики, станочники, гладильщицы и др.).При стояче-согнутом положении тела с большой нагрузкой на позвоночный столб могут возникнуть смещение костей, отрыв связок и фасций, сдавление нервных стволов. В этом случае будет налицо симптомо-комплекс длительных, рецидивирующих и иррадиирующих болей в пояснично-крест-цовой или в ягодичной области. Эти заболевания наблюдаются в недостаточно механизированных производствах у кузне-цов, молотобойцев, забойщиков, вырубщиков, прокатчиков и др. Профессиональные люмбоишиальгии тесно связаны с тяжестью мышечной работы, что видно из табл. 29.
Наконец, длительная работа стоя и поднятие тяжести приводят к повышению внутрибрюшного давления, что может способствовать развитию грыж (паховых и белой линии), изменению положения матки у женщин, опущению и выпадению влагалища и матки.
В заключение необходимо подчеркнуть, что возникновению многих из перечисленных патологических изменений могут способствовать некоторые функциональные особенности организма, например слабость его мышечной и сосудистой систем.
Предрасполагающим фактором при этом могут также быть последствия заболевания рахитом.
ВЫНУЖДЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ СИДЯ
Положение сидя при работе с гигиенической точки зрения более благоприятно, чем положение стоя. Однако при длительном сидении в согнутом положении (суту-
лясь) не исключена возможность возникновения кифозов и сколиозов (у швей-мотористок, конфетчиц, портных, чертежни-ков и т. д.).
Заслуживают внимания расстройства пищеварения, геморрой, а у женщин нарушения менструального цикла (дисменорея, меноррагия), возникающие при длительном сидячем положении вследствие повышения внутрибрюшного давления и застоя крови в венах брюшной полости и прямой кишки.
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ
Заболевания, являвшиеся следствием усиленного давления предмета на части тела рабочего, в настоящее время в связи с механизацией производства либо исчезли, либо исчезают. Следует упомянуть так называемую контрактуру Дюпюитрена, возникающую вследствие многолетней трав-матизации инструментом ладонного апоневроза, и бурситы, возникающие у шахтеров, паркетчиков, полировщиков, откатчиков, мостовщиков, ручных забойщиков, сельскохозяйственных рабочих.
Профессиональный тендовагинит. Большого внимания заслуживают нарушения локомоторного аппарата - тендовагиниты, возникающие вследствие длительных, частых, быстрых и мелких интенсивных движений отдельных мышечных групп во время выполнения той или иной работы, обусловленной профессиональной спецификой. Профессиональные тендовагиниты встречаются у формовщиков, кузнецов, работниц картонажного производства, у доярок, машинисток, пианистов, танцовщиц и др. Локализация заболевания зависит от того, какая группа мышц перегружена при работе. Чаще всего поражаются сухожилия длинной мышцы, отводящей большой па-лец кисти, короткого сгибания большого пальца кисти, передней большеберцовой мышцы, разгибателей пальцев.
Под влиянием значительных мышечных напряжений могут возникнуть деформация суставов, миозиты (у доярок), а также невралгия либо профессиональные невриты.
Координаторные неврозы. Особенностью некоторых трудовых процессов является необходимость постоянного повторения одних и тех же мелких движений, что
Рис. 57. Стул, отвечающий фи-зиолого-гигиеническим требованиям при данном виде труда.
иногда приводит к развитию профессиональных координаторных неврозов. Эти неврозы наблюдаются у лиц, работающих на станках с ножным приводом, у завер-точниц, швей-мотористок, доярок, машинисток, стенографисток, пианистов и др. Доярка, например, за рабочий день при обслуживании 10-12 коров производит от 30 000 до 36 000 сжатий и разжатий пальцев.Наиболее типичным признаком заболевания является расстройство координации движений. Характерна избирательность расстройств. Нарушается только та совокупность движений, которая требуется для данной профессиональной деятельности.
ПРОФИЛАКТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ,
СВЯЗАННЫХ С ВЫНУЖДЕННЫМ
ПОЛОЖЕНИЕМ ТЕЛА ПРИ РАБОТЕ
Профилактика заболеваний, связанных с перенапряжением органов и систем, в основном решается путем механизации и автоматизации рабочих процессов. Заслуживают внимания случаи, когда приходится работать стоя. Как правило, необходимо стремиться организовать работу так, чтобы рабочие трудились сидя. Если это почему-либо нельзя сделать, нужно создать им возможность сидеть во время кратковременных перерывов. Смена функций здесь решается рекомендацией: работаешь стоя, отдыхай сидя.
При работе сидя конструкция стула должна позволять приспособить его к росту рабочего, к особенностям станка, за которым он работает. Стул должен быть снабжен спинкой, подлокотниками и подножкой. Спинка должна быть подвижной в нескольких направлениях для того, чтобы ее можно было установить на
уровне поясничных позвонков. Основным гигиеническим требованиям отвечает стул Института охраны труда, выпущенный в нескольких вариантах (рис. 57). Важное значение имеют рациональное устройство рабочего стола, рабочего места, станка, рациональные приемы работы и т. д.
При тендовагинитах, миозитах и невралгиях хороший профилактический эффект дают теплые ванночки, специальный массаж, самомассаж и т. д.
При координаторных неврозах необходимы временное переключение на другую работу, физиотерапевтические мероприятия, применение специализированных рабочих инструментов и т. д.
Немаловажную положительную роль в профилактике этих заболеваний могут сыграть периодические медицинские осмотры обучение правильным методам и приемам работы, особенно в молодом возрасте.
Глава 15. Микроклимат на производстве
И ПРОФИЛАКТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ
ЕГО НЕБЛАГОПРИЯТНЫМИ УСЛОВИЯМИ
Микроклимат производственных помещений характеризуется большим разнообразием сочетаний температуры, влажности, движения воздуха, интенсивности и спектрального состава лучистого тепла. Производственный микроклимат отличается большой динамичностью. Он зависит от колебаний внешних метеорологических условий, времени дня и года, хода произ-
водственного процесса, условий воздухообмена с внешней атмосферой и т. д.
Согласно ГОСТ 12.1.005-76 помещения, цехи и участки со значительным избытком явного тепла относятся к категориям горячих цехов. Явное тепло - тепло, поступающее в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников
и воздействующее на температуру воздуха в помещении (мартеновские, прокатные, доменные цехи металлургической промышленности, красильные, сушильные отделения в текстильной промышленности, стекольные гуты, глубокие шахты, ряд цехов химической, сахарной и рафинадной промышленности и т. д.). Значительные избытки явного тепла - избытки явного тепла, превышающие 23 Дж/м 3 с (20 ккал/м 3 ч). В результате, если не принимаются меры борьбы с накоплением тепла в помещении, температура воздуха повышается и в летнее время может доходить до 35--40° С и больше. Обычно в этих же цехах наблюдается и большое тепловое излучение от нагретых поверхностей оборудования, металла из топочных отверстий и т. д. Интенсивность инфракрасной радиации варьирует в очень широких пределах - от 4,2 до 42 и больше Дж на 1 см 2 /мин. В зимний период в этих цехах могут быть резко выраженное движение воздуха (сквозняки) и значительные колебания температуры воздуха.
Другая группа производственных помещений характеризуется преобладанием низкой температуры воздуха и окружающих поверхностей (холодильники, бродильные отделения пивоваренных заводов, судостроительные предприятия и др.). Температура воздуха в этих помещениях может приближаться к 0° С и ниже.
Наконец, имеется большое количество производственных цехов (механосборочные и деревообделочные цехи, машинные залы электростанций и т. д.), микроклимат которых обычно определяется условиями наружной атмосферы и характером отопления в холодный период года.
В зависимости от производственных условий преобладают либо отдельные элементы микроклимата, либо их комплекс. В одном случае это может быть высокая температура воздуха, в другом - высокая влажность, в третьем - интенсивная инфракрасная радиация, в четвертом - различные сочетания их и т. д.
Температура воздуха производственных помещений определяется величиной тепловыделений, теплоотдачей через наружные ограждения, воздухообменом.
Тепловыделения в пределах (11,6- 17,4 Дж/м 3 с) обычно равны теплопоте-рям через ограждения здания и не приво-
дят к накоплению тепла в помещениях и повышению температуры воздуха. Тепловыделения выше этих величин, если не принять соответствующие меры, могут обусловить повышение температуры воздуха в цехе.
Высокая влажность воздуха (выше 70% относительной влажности) встречается в производственных помещениях, в которых имеются большие поверхности испарения, поступление больших масс воды (в шахтах, красильных, кожевенных и сахарных заводах, в грязе- и водолечебницах и т. д.), а также в других помещениях, где повышенная влажность создается искусственно в технологических целях (текстильная промышленность).
Движение воздуха в производственных помещениях вызывается неравномерным нагреванием воздушных масс в пространстве. Нагретые поверхности в горячих цехах являются причиной возникновения конвекционных потоков воздуха, поднимающихся вверх, взамен чего снизу на их место притекает холодный воздух. Движение воздуха возникает также вследствие работы машин, передвижения людей и т. д. Прохождение воздуха через двери, окна может быть выражено резко - в виде сквозняков, неблагоприятно действующих на здоровье рабочих.
ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МИКРОКЛИМАТА НА ОРГАНИЗМ
Возможность организма приспосабливаться к метеорологическим условиям велика, но не безгранична.
Верхней границей терморегуляции человека, находящегося в состоянии покоя, принято считать 30-31° С при относительной влажности 85% или 40° С при относительной влажности 30%. При выполнении физической работы эта граница значительно ниже. Так, при выполнении тяжелой мышечной работы тепловое равновесие сохраняется при температуре воздуха 5- 10° С, а при выполнении работы средней тяжести - при температуре воздуха 10- 15° С, при относительной влажности, равной 40-60%, и движении воздуха до 0,1 м/с.
При изменении температурных условий среды изменяются и обменные процессы. Теплопродукция, стабильная в пределах
от 10-15 до 20° С, значительно повышается при низкой и высокой температуре воздуха. Установлено, что в комфортных микроклиматических условиях температура кожи лба равна 33-34° С, при перегреве она повышается.
При высокой температуре в связи со значительным потоотделением нарушается водный обмен. Если обычная потеря воды из-за испарения для лиц, не выполняющих физической работы, составляет 0,8- 1,2 г/мин, то при высокой температуре она может достигать 2,35-3,1 г/мин. Общая потеря воды за рабочий день может составлять 4-6 кг. При этом вместе с водой из организма удаляются соли, главным образом натрия хлорид (30-40 г вместо 10 г) и витамины.
Нарушение водно-солевого обмена отражается на белковом обмене, функции сердечно-сосудистой системы, слюноотделении и т. д. Сокращения сердца при высокой температуре учащаются и в выраженных случаях перегревания могут доходить до 3-3,33 Гц (180-200 сокращений в 1 мин). При высокой температуре, вследствие падения сосудистого тонуса, понижается артериальное давление.
Подобно деятельности сердца, дыхание при нагревании учащается; учащается оно и в начале охлаждения, но в дальнейшем может стать редким и поверхностным.
Особый интерес представляют изменения функций центральной нервной системы. При резком нагревании организма могут нарушаться условнорефлекторная деятельность, координация движений, функция внимания, точность выполнения работы и т. д. Под влиянием высокой температуры повышается двигательная и сенсорная хронаксия.
При физиологической оценке теплового облучения следует принять во внимание величину облучаемого участка, интенсивность и длительность воздействия, спектральный состав излучения, температуру окружающей среды, интенсивность выполняемой физической работы, подвижность воздуха и т. д.
Местное действие лучистого тепла в зависимости от интенсивности вызывает различные субъективные ощущения от теплоты до невыносимого жжения (21 Дж/см 2 ■ мин и больше). Интенсивность излучения выше 8,3 Дж/см 2 ∙ мин считается значительной.
Охлаждение организма является одним из факторов, способствующих заболеванию ревматизмом, гриппом и болезнями дыхательных путей. Так, заболеваемость горняков ревматизмом выше на шахтах, где имеются низкие температуры воздуха. Статистика показывает, что высокая заболеваемость ревматизмом отмечается среди рабочих-строителей, сельскохозяйственных рабочих, рабочих, выполняющих земляные работы, и т. д.
Из других заболеваний, возникновение которых можно связать с действием холода в производственных условиях, нужно упомянуть ангиоспазмы, при которых наблюдаются побеление кожи, ознобление и потеря чувствительности, ощущение онемения, ползания мурашек, затрудненность движений.
У лиц, работающих в условиях охлаждения, могут развиться невралгии, различного рода миальгии и миозиты.
Острое перегревание характеризуется покраснением кожи, усиленным потоотделением, учащением пульса и дыхания, повышением температуры тела. Оно сопровождается ощущением духоты, одышкой, сердцебиением, жаждой, головокружением, головной болью. При тяжелой форме перегревания на первый план выступают мозговые явления: апатия, мерцание в глазах, шум в ушах, тошнота, помрачение сознания, а также высокая температура тела.
Иногда перегревание может протекать в виде судорожной болезни. При этом температура тела повышается незначительно, в конечностях появляются судороги тонического характера. Возникновение судорог" объясняется уменьшением в крови и тканях хлорида натрия.
Не полностью исследован вопрос о патологических состояниях, возникающих при длительном действии микроклимата, оказывающего умеренно нагревающий эффект. Имеются указания, что у рабочих в горячих цехах относительно чаще, чем у других, наблюдаются миокардиопатии и гипотония.
Высокая температура угнетает секреторную и моторную деятельность желудка, функции поджелудочной железы (И. П. Ра-зенков). Большое количество воды, которая потребляется в горячих цехах, отрицательно влияет на пищевой канал и организм в целом. Описывают как
«питьевую болезнь» состояние, характеризующееся хронической диспепсией, хроническим энтероколитом, стойкой альбуминурией.
Имеются указания, что под влиянием перегревания наблюдается ряд нервных расстройств: раздражительность, головная боль, бессоница.
Длительное воздействие инфракрасных лучей на глаза может привести к профессиональной катаракте.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МИКРОКЛИМАТА
Советское законодательство предусматривает создание определенных метеорологических условий для производственных помещений.
Согласно ГОСТ 12.1.005-76 оптимальными нормами температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений являются:
Кроме того, ГОСТ предусматривает и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный и переходный периоды года.
Важнейшим оздоровительным мероприятием в цехах с неблагоприятным микроклиматом является механизация работ, в первую очередь физически тяжелых. Сюда относятся внедрение механизации выпуска и розлива металла, литье под давлением, механизация загрузки и выгрузки печей, ковшей, сушильных камер, механизация проката, стеклодувных работ и т. д.
Огромное значение имеет переход на новые технологические процессы, не связанные с необходимостью работать в условиях интенсивного облучения (дистанционное управление агрегатами, тоннельные печи вместо горнов для обжига посуды, кириича, выпечки хлеба и т. д.).
Для достижения нормальных метеорологических условий большое значение имеет ограничение выделений тепла в производственном помещении. С этой целью необходимо обеспечить термоизоляцию стенок печей плохими проводниками тепла (асбестит, кизельгур, коксовая мелочь я пр.). Исследования показали, что
при термоизоляции выделение тепла со стены термической печи падает с 7,1 до 1,5 Дж/см 2 ∙ мин (с 1025 до 220 ккал/м 2 ч).
Большим источником тепловыделений являются отверстия нагревательных и плавильных печей. Надежной защитой от теплоизлучения в этих случаях является водяная завеса в виде непрерывно льющегося слоя воды в 1 мм по ширине отверстия (рис. 58).
Рис. 58. Водяная завеса.
Для изоляции рабочих от потоков лучистого тепла устраивают специальные экраны, асбестовые или металлические щиты.
Рис. 59. Душирующий патрубок с направляющими лопастями.
Применяемые сейчас повсеместно рамы водяного охлаждения заслонок мартеновских печей дают большой эффект в отношении уменьшения теплоизлучения и снижения температуры воздуха.
Огромное значение в нормализации неблагоприятных метеорологических условий имеют вентиляционные устройства.
Для удаления избыточных тепловыделений с успехом применяют организованную естественную вентиляцию - аэрацию производственных зданий.
Воздух помещения, соприкасаясь с нагретыми поверхностями производственного оборудования, нагревается, становится менее плотным, поднимается вверх в виде конвекционных потоков и при наличии отверстий в перекрытии здания выходит наружу. Холодный наружный воздух через отверстия в боковых ограждениях входит в помещение и вытесняет из него теплый воздух.
Фрамуги для поступления воздуха в помещение и для выхода его в крыше здания должны снабжаться механизмами, позволяющими управлять их раскрытием и закрытием.
Значительный гигиенический эффект получается при обдувании рабочих воздухом путем устройств воздушных душей. Воздушные души устраиваются на рабочих местах в целях борьбы с перегреванием и с воздействием лучистого тепла (рис. 59). Применение воздушного душа обязатель-
но на рабочем месте, где имеется лучистое тепло интенсивностью 330 ккал/м 2 ч и более.
На ряде заводов с успехом применяется водовоздушное душирование. При этом в потоке движущегося воздуха распыляется вода, в силу чего снижается температура воздуха и охлаждается обдуваемая поверхность тела. Весьма эффективным оказалось внедрение в горячих цехах газированной подсоленной (0,5% NаС1) воды для питья. Основанием для этого послужило то, что прием подсоленной воды предупреждает сгущение крови, способствует удержанию воды в организме, уменьшает количество выпиваемой воды, снижает потери хлоридов крови, улучшает самочувствие и повышает работоспособность. Во всех случаях, когда потеря воды через потовыделение превышает 5 л за смену, дача подсоленной воды обязательна.
Имеется основание рекомендовать включить в режим питания рабочих горячих цехов повышенное количество белков. Рабочим горячих цехов доменного, сталеплавильного и других цехов с высокой температурой воздуха, согласно имеющимся законоположениям, предусматривается выдача комплекса витаминов: ретинола - 2 мг, тиамина и рибофлавина - по 3 мг, аскорбиновой кислоты - 150 мг и никотиновой кислоты - 20 мг.
В горячих цехах с целью наилучшего использования перерывов необходимо организовать специальные комнаты отдыха с радиационным охлаждением. В этих комнатах стены охлаждаются. Низкая температура способствует быстрому восстановлению исходного уровня физиологических функций организма.
В целях борьбы с переохлаждением нужно уделять внимание устройству тамбуров, утеплению окон и дверей, соответствующему устройству стен и перекрытий. У наружных дверей необходимо устраивать тепловые воздушные завесы. Рабочие, работающие на холоде, должны быть снабжены теплой одеждой, и им должна быть предоставлена возможность периодически обогреваться в специально отведенном для этого теплом помещении.
Противопоказанием к работе в условиях перегревания являются заболевания сердечно-сосудистой системы, субкомпенсиро-ванный туберкулез легких, резко выраженные формы органических заболеваний
зервной системы, экземы и дерматиты, ния, служат заболевания периферической
глаукома. нервной системы, невриты, периневриты,
Противопоказаниями для работ, при ко- невралгии, заболевания суставов, мышц,
торых имеется возможность переохлажде- почек, легких.
Микроклимат производственных помещений представляет собой комплекс физических факторов в ограниченном замкнутом пространстве, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние, самочувствие, работоспособность и здоровье.
Микроклимат бытовых, производственных и жилых помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры воздуха (t, °С), относительной влажности (ф, %), скоростью движения воздуха (V, м/с), теплового излучения от внутренних поверхностей помещения (стен, потолка, пола, технического оборудования) (/, Вт/м 2).
Повышенная температура в производственных помещениях обусловливается:
- технологическим оборудованием (плавильные, обжигательные, нагревательные, сушильные печи, паровые котлы, паропроводы и т.д.);
- нагретыми до высокой температуры обрабатываемыми материалами и готовыми изделиями (расплавленный металл, стекло, поковки, слитки и т.д.);
- выделением тепла при экзотермических химических реакциях;
- выбросом горячих паров и газов через неплотности печей, аппаратов, труб, паропроводов и др.;
- переходом в теплоту электрической и механической энергии движущихся механизмов;
- нагревом помещения прямыми солнечными лучами, особенно в летнее время (инсоляция).
Тепловыделения от указанных источников нередко превышают теплопотери через наружные ограждения зданий и вызывают повышение температуры воздуха.
При расчете теплового баланса для большинства помещений исходят из того, что все ограждения и оборудование в помещении находятся в состоянии теплового равновесия. То есть, их температура остается неизменной во времени и количество получаемого ими тепла в единицу времени равно количеству теряемого тепла. Разность поступления и потерь тепла определяет теплоизбытки в помещении, которые должны быть компенсированы вентиляцией.
В производственных помещениях избыточное тепло можно определить из уравнения теплового баланса:
где Q o6 , Q 0CB , Q ;I - тепло, выделяемое производственным оборудованием, системой искусственного освещения и работающим персоналом соответственно; Q p - тепло, вносимое солнечной радиацией; (?от Д - теплоотдача естественным путем.
1. Теплопоступления в производственное помещение от оборудования, приводимого в движение электродвигателями. Определяют по формуле:
где Р о6 - установочная мощность электродвигателя, кВт; Г|, - коэффициент использования установочной мощности, равный 0,7...0,9; г| 2 - коэффициент загрузки - отношение средней потребляемой мощности к максимально необходимой, равный 0,5...0,8; г| 3 - коэффициент одновременности работы электродвигателей, равный 0,5... 1; г| 4 - коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превратившейся в тепло.
Для приближенного определения теплопоступлений в механических и механосборочных цехах при работе станков без охлаждающей эмульсии значение произведений коэффициентов можно принимать равным 0,25; при работе станков с охлаждающей эмульсией - 0,2; при наличии местных отсосов равным 0,15.
2. Теплопоступления от осветительных установок. Считая, что вся электрическая энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепловую, количество тепла, поступающего в помещение от искусственного освещения, может быть определено по формуле:
где Е - освещенность, лк; F- площадь помещения, м 2 ; q OCB - удельные выделения тепла, Вт/м 2 на 1 лк освещенности, составляющие: для люминесцентных светильников - 0,05...0,13; для ламп накаливания - 0,13...0,25; Г| осв - доля тепловой энергии, попадающей в помещение.
В тех случаях, когда арматура и лампы находятся вне помещения (за остекленной поверхностью, в потоке вытяжного воздуха), доля тепловой энергии, попадающей в помещение, составляет для люминесцентных светильников 0,55 потребляемой энергии, для ламп накаливания - примерно 0,85.
3. Теплопоступления от солнечной радиации. Определяют по формуле: где F 0CT - площадь поверхности остекления, м 2 ; q 0CT - теплопоступления от солнечной радиации через 1 м 2 поверхности остекления при коэффициенте теплопередачи, равном 1 Вт/(м 2 -К);Л 0СТ - коэффициент остекления.
Значения q OCT в зависимости от географической ориентации поверхности и характеристики окон или фонарей принимается в пределах 70...210; значение коэффициента А ОС1 в зависимости от вида остекления и его защитных свойств - в пределах 0,25... 1,15. При расчетах теплопоступления от солнечной радиации учитываются в тепловом балансе помещений для теплого периода года.
4. Теплопоступление от людей. Зависит в основном от степени тяжести выполняемой ими физической работы и в меньшей мере от температуры помещения и теплозащитных свойств одежды. При расчете вентиляции важно правильно определить отдачу явного тепла (Вт) по формуле:
где (З и - коэффициент, учитывающий интенсивность работы и равный 1 для легкой работы, 1,07 - для работы средней тяжести и 1,15- для тяжелой работы; Р од - коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды и равный 1 - для легкой одежды, 0,65 - для обычной одежды и 0,4 - для утепленной одежды; v B - скорость движения воздуха в помещении, м/с; t u - температура помещения, °С.
В табл. 3.1 приведены характеристики тепловыделений одного человека при различных уровнях трудовой активности.
Таблица 3.1
Количество тепла и влаги, выделяемых одним человеком
Выполняемая работа |
Тепло, Вт |
Влага, г/ч |
||||
полное |
явное |
при 10 °С | ||||
при 10 °С |
при 10 °С |
|||||
В состоянии покоя |
||||||
Физическая: |
||||||
средней тяжести |
||||||
5. Теплопоступления с продуктами сгорания. В результате горения топлива в печах, при газовой сварке, стеклодувных работах и т.п. в помещение частично попадают продукты сгорания, которые загрязняют воздух и одновременно вносят в помещение некоторое количество тепла. Если продукты сгорания выпускаются в цех, теплопос- тупления Q n с (Вт) подсчитываются по формуле:
где Gj - расход топлива, кг/ч; Q P H - низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Г| т - коэффициент, учитывающий неполноту сгорания топлива (0,9...0,97).
Влажность воздуха. На ряде производств относительная влажность очень высока (80... 100%). Источниками влаговыделений являются заполненные растворами различные ванны, красильные и промывочные аппараты, емкости с водой и др., особенно если эти растворы подвергаются нагреванию и создаются условия для свободного испарения.
Движение воздуха. Движение воздуха внутри производственных помещений вызывается неравномерным нагреванием воздушных масс в пространстве и вентиляционными установками. Движение воздуха может быть использовано в качестве оздоровительного мероприятия при высокой температуре воздуха и при инфракрасном излучении. Для некоторых производств характерна недостаточная подвижность воздуха, создающая ощущение духоты (текстильная, швейная промышленность и др.).
В зависимости от преобладания теплового или холодового воздействия на организм работающих можно выделить наиболее важные с гигиенической точки зрения комплексы микроклиматических условий (рис. 3.1).