82715

Микроклимат производственных помещений

Лекция

Военное дело, НВП и гражданская оборона

Микроклимат производственных помещений – метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения.

Русский

2016-08-04

82 KB

5 чел.

Лекция 3

Микроклимат производственных помещений

Основные показатели микроклимата и их влияние на организм человека. Гигиеническое нормирование показателей микроклимата производственных помещений. Контроль показателей микроклимата. Мероприятия по нормализации показателей микроклимата.

1. Основные показатели микроклимата и их влияние на организм человека.

Микроклимат производственных помещений – метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения.

Производственные помещения – замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей.

Рабочее место – участок помещения, на котором в течение рабочей смены или части ее осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом может быть несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом считается вся площадь помещения.

Рабочая зона – пространство над уровнем пола или рабочей площадки высотой 2 м при выполнении работы стоя или 1,5 м – при выполнении работы сидя.

Показатели микроклимата:

температура воздуха (t,С);

температура поверхностей (tп,С);

относительная влажность воздуха (, %);

скорость движения воздуха (v, м/с);

интенсивность теплового облучения (J, Вт/м2).

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Организм человека называют термодинамической системой с высоким постоянством средней температуры тела при значительно меняющихся условиях поступления и потерь тепла.

В процессе обмена веществ в организме человека все время происходит образование тепла, которое поддерживает постоянную температуру тела. Кроме того, в рабочей зоне может происходить накопление тепла от излучения работающего оборудования и солнечной радиации. Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Отдача тепла происходит путем конвекции (за счет разницы температуры тела и среды), излучения (за счет внутренней энергии и разности температур кожи и окружающих поверхностей, зависит от степени их черноты) и испарения (парообразования). Условия труда считаются комфортными, если количество вырабатываемого организмом тепла в единицу времени равно отданному теплу. Если это соотношение нарушается, то организм вынужден приспосабливаться к изменяющимся условиям, поддерживая температуру тела на постоянном уровне. Эта способность организма называется терморегуляцией.

Терморегуляция – способность человека поддерживать температуру мозга и внутренних органов в узких определённых границах, несмотря на значительные колебания температуры внешней среды и собственной теплопродукции.

Постоянство температуры тела обеспечивается теплопродукцией и теплоотдачей. Система терморегуляции включает тепловой центр, расположенный в гипоталамусе, большое количество термочувствительных нервных клеток в различных отделах ЦНС (от коры головного мозга до спинного мозга), терморецепторы внутренних органов, слизистых оболочек и кожи с соответствующими нервными проводящими путями, кожные сосуды, эндокринные и потовые железы, скелетные мышцы и др.

При угрозе перегревания организма происходит расширение кожных сосудов, увеличиваются потоотделение и теплоотдача. При угрозе охлаждения кожные сосуды суживаются, волосы поднимаются и теплоотдача ограничивается, а теплопродукция повышается. Таким образом, организм поддерживает баланс между теплопродукцией и теплоотдачей в различных температурных ситуациях. Отклонение средней температуры внутренних областей тела и крови, мышц, наружных покровов от "установленного" уровня вызывает усиленную импульсацию термочувствительных нервных клеток и терморецепторов. Импульсы достигают центра терморегуляции в гипоталамусе, где формируется "управляющий" сигнал.

И.П. Павловым в 1881 г. было выдвинуто положение, что организм человека делится на ядро (внутренние ткани и органы) и оболочку (конечности и наружные ткани туловища). Когда человек здоров и условия окружающей среды не требуют чрезмерного напряжения его терморегуляторных систем, температура ядра сохраняется постоянной. Она может в известной степени повышаться при особенно тяжелой физической работе, перегреве при очень сильной жаре или при лихорадочном состоянии во время болезни, а также понижаться при слишком сильном холоде. При всех этих состояниях жизнь человека подвергается опасности.

Температурный режим оболочки резко отличен от режима внутренних органов. В оболочке тепло может сосредоточиваться или расходоваться без заметного изменения температуры глубоких слоев тела и без вреда для здоровья.

Средние пределы температуры тела, в которых человек сохраняет жизнеспособность (но не трудоспособность!), сравнительно невелики: от 25 до 43°С.

При значительных отклонениях параметров внешней среды от комфортных и их длительном воздействии организм может переохлаждаться или перегреваться.

При высокой температуре окружающей среды теплоотдача затрудняется и наступает перегрев организма. Различают две фазы перегрева:

физиологическую – когда усиливается деятельность сердечной и дыхательной систем, наблюдается обильное потовыделение;

тепловой удар легкой (слабость, головная боль, тошнота, учащение пульса), средней (резкая слабость, состояние оглушённости, обморок, рвота, повышение температуры тела до 39-40ºС) или тяжелой (потеря сознания, судороги, учащённое, поверхностное дыхание, ослабление кровообращения, повышение температуры тела до 41-42ºС) формы.

При низкой температуре, особенно в сочетании с высокой влажностью и подвижностью воздуха, может наступить переохлаждение:

общее – ощущение холода, побледнение кожного покрова;

местное – охлаждение конечностей, ушей, носа.

Относительная влажность воздуха показывает процентное отношение количества содержащихся в определенном объеме воздуха (при определенной температуре и давлении) паров воды к тому количеству, которое полностью насыщает этот объем до выпадения их в виде капель дождя:

= (Рп / РS) 100% или = (п /S)100%,

где Рп (п) – давление (плотность) водяных паров, содержащихся в воздухе, Па (кг/м3);

РS (S) – давление (плотность) насыщенных паров, зависящее от температуры и давления воздуха, Па (кг/м3).

При относительной влажности меньше 20% испарение с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей человека велико, поэтому они начинают иссушаться. Это вызывает неприятные ощущения сухости в горле и в носу, растрескивание губ, а также уменьшает защитные действия этих оболочек как фильтров, преграждающих путь в организм пыли и микробам.

При повышенной влажности воздуха почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота, который не испаряется, а стекает каплями с кожного покрова и не обеспечивает необходимую теплоотдачу.

Скорость движения воздуха может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на организм человека.

При низкой температуре воздуха, при большой влажности скорость движения воздуха оказывает охлаждающее действие на организм человека, унося прогретые им прилегающие к телу слои воздуха и прижимая к нему все новые порции холодного.

Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии.

Инфракрасные лучи оказывают на организм, в основном, тепловое воздействие, в результате которого в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток, нарушается деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем.

Интенсивность теплового облучения – мощность лучистого потока, приходящегося на единицу облучаемой площади.

По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяются на:

коротковолновые (с длиной волны 0,76…1,5 мкм) – глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении тепловой удар;

длинноволновые (более 1,5 мкм) – глубоко в ткани не проникают и поглощаются, в основном, в эпидермисе кожи; могут вызвать ожог кожи и глаз, катаракту глаз.

Лучистая теплота также нагревает окружающие конструкции, которые затем отдают теплоту окружающей среде излучением и конвекцией, в результате чего температура воздуха внутри помещения повышается.

Гигиеническое нормирование показателей микроклимата производственных помещений.

Основные нормативные документы:

СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с изменением № 1 от 20.06.2000).

Микроклимат нормируется с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.

На основе общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт) различают следующие категории работ:

легкие физические работы (категория I):

категория Iа (до 120 ккал/ч (139 Вт)) – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением;

категория Iб (121…150 ккал/ч (140…174 Вт)) – работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.

физические работы средней тяжести (категория II):

категория IIа (151 до 200 ккал/ч (175…232 Вт)) – работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения;

категорию IIб (от 201 до 250 ккал/ч (233…290 Вт)) – работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением.

тяжелые физические работы (категория III) (более 250 ккал/ч (290 Вт)) – работы, связанные с постоянными перемещениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.

Нормативные значения параметров микроклимата устанавливаются для двух периодов года:

холодный период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной + 10°С и ниже;

теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше + 10°С.

Среднесуточная температура наружного воздуха – средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы.

Различают оптимальные и допустимые условия микроклимата.

Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением.

Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

Для оценки нагревающего микроклимата в помещении (независимо от периода года) и на открытой территории в теплый период года используется интегральный показатель ТНС-индекс (WBGT-индекс по международному стандарту ISO43) (индекс тепловой нагрузки среды).

Тепловая нагрузка среды (ТНС) – сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым показателем вС.

ТНС-индекс рассчитывается по формуле:

ТНС-индекс=0,7tвл+0,3tш,

где tвл – температура смоченного термометра аспирационного психрометра;

tш – температура шарового термометра.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников, нагретых до темного свечения

Облучаемая поверхность тела, %

Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более

50 и более

35

25 – 50

70

Не более 25

100

Доля каждого участка тела (%): голова и шея – 9, грудь и живот – 16, спина – 18, руки – 18, ноги – 39. Общая площадь тела в среднем человека составляет 1,8 м.

Допустимые величины интенсивности теплового обучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать 140 Вт/м2. При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование СИЗ, в т.ч. средств защиты лица и глаз.

Экспозиционная доза теплового облучения (ДЭО) - расчетная величина, вычисленная по формуле: ДЭО = S , где: . - интенсивность теплового облучения, Вт/м; S - облучаемая площадь поверхности тела, м; - продолжительность облучения за рабочую смену, ч.

В условиях микроклимата с температурой воздуха на рабочих местах выше и ниже допустимых величин рекомендуется регламентировать время работ в пределах рабочей смены.

Среднесменная температура воздуха (tв) определяется по формуле:

где tв1, tв2 ,…, tвn температура воздуха (С) на соответствующих участках рабочего места;1,2 ,…,n время (ч) выполнения работы на соответствующих участках рабочего места; 8 – продолжительность рабочей смены (ч).

Организация контроля и методы измерения микроклимата.

Контроль параметров микроклимата должен проводиться:

– в холодный период года – в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5С;

– в теплый период года – в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5С;

– не менее 3 раз в смену (в начале, середине и в конце);

– на рабочих местах;

– на каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных от источников термического воздействия при наличии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т.д.).

– в помещениях с большой плотностью рабочих мест согласно таблице:

Площадь помещения, кв.м

Количество участков измерения

До 100

4

От 100 до 400

8

Свыше 400

Количество участков определяется расстоянием между ними, которое не должно превышать 10 м

– при работе стоя – температуру и скорость движения воздуха – на высоте 0,1 и 1,5 м; относительную влажность – на высоте 1,5 м;

– при работе сидя – температуру и скорость движения воздуха – на высоте 0,1 и 1,0 м; относительную влажность – на высоте 1,0 м;

– тепловое облучение измеряется от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку, на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки;

– температура поверхностей измеряется тогда, когда рабочие места удалены от них на расстояние не более двух метров.

Приборы для измерения параметров микроклимата:

Температуры воздуха:

– ртутные (при t >0С) и спиртовые (предпочтительнее при отрицательных t) термометры;

– психрометры (по сухому термометру).

Скорости движения воздуха:

– кататермометр (для измерения скоростей от 0,005 до 2 м/с);

– крыльчатый анемометр (для измерения скоростей от 0,3 до 5 м/с);

– чашечный анемометр (для измерения скоростей от 1 до 20 м/с).

Относительная влажность воздуха:

– психрометры (аспирационный Асмана и психрометр Августа);

– гигрограф (принцип действия основан на способности волоса удлиняться во влажном воздухе и укорачиваться в сухом благодаря гигроскопичности).

Температура поверхностей:

– контактный термометр.

Атмосферное давление (высокогорные районы, глубокие шахты, под водой, в кессонах обязателен его контроль):

– барометр-анероид;

– барограф (суточные и недельные).

ТНС-индекс: шаровый термометр и аспирационный психрометр.

Интенсивность теплового облучения:

– радиометр;

актинометр.

Методы, средства и мероприятия по нормализации параметров микроклимата:

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное).

Может быть:

– мастичной (нанесение мастики (штукатурного раствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемого объекта) (пригодна для объектов любой конфигурации);

– оберточной (из волокнистых материалов: асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др) (для трубопроводов),

– засыпной (при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, при изготовлении теплоизоляционных панелей),

– из штучных, формованных изделий, скорлупы

– смешанной (из нескольких слоев).

2. 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. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По степени прозрачности экраны делят на три класса:

непрозрачные: металлические водоохлаждаемые и футерированные асбестовые, алюминиевые экраны и т.п.;

полупрозрачные: экраны из металлической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой (все эти экраны могут орошаться водяной пленкой);

прозрачные: экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяные завесы.

3. Воздушное душирование – подача воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место, применяют при воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м2 и более, а также 0,175...0,35 кВт/м2 при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м2. Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела работающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45, а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45.

4. 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 завесы необходимо устраивать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже, чем один раз в час либо на 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха –15С и ниже.

а)

б)

в)

Схемы воздушных завес: а) с нижней подачей воздуха (когда недопустимо понижение t вблизи проемов ; б) односторонние (для проемов небольшой ширины); в) двусторонние (когда возможна остановка транспорта в воротах)

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

Кондиционирование воздуха.

Помещения для отдыха.

8. Использование СИЗ.

Теплоизолирующие свойства одежды, уменьшающие теплопотери организма, принято оценивать в единицах «кло» (от английского слова clothes – «одежда»). 1 кло в тепловых единицах равняется 0,18 С·м2·ч/ккал.

Теплоизолирующие свойства легкого летнего платья – 0,5 кло, демисезонного пальто – 2…2,5 кло, очень теплой зимней арктической одежды – 4…6 кло).

В качестве материалов применяют такие ткани, как хлопчатобумажная, льняная, грубошерстное сукно. К одежде специальной защитной относятся: тулупы, пальто, полупальто, полушубки, халаты, комбинезоны, полукомбинезоны, жилеты и т. д.

Подбор рационального режима труда и отдыха.

Частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные. Например, при физических работах средней тяжести на открытом воздухе предусматриваются перерывы:

в теплое время года:

при температуре воздуха до 25С – 10-минутные перерывы после 50–60 мин интенсивной работы;

при температуре воздуха в диапазоне 25–33С рекомендуется 15-минутный перерыв после 45 мин работы;

на период наиболее жаркого времени рекомендуется разрыв рабочей смены на 4–5 ч;

в холодное время года для непостоянных рабочих мест:

– при температуре воздуха – 10С и ниже обязательны перерывы на обогрев продолжительностью 10–15 мин каждый час;

при температуре наружного воздуха –30...–45С обязательны 15-минутные перерывы через каждые 60 мин от начала рабочей смены и до обеда, а затем через каждые 45 мин работы. Кроме того, организуются специальные помещения для обогревания, в которых необходимо предусматривать возможность питья горячего чая.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42112. Використання Microsoft Excel в розв’язанні матричних ігор 7.31 MB
  В комірках I3:I7 знаходжу мінімальні значення по рядках С8:H8 – максимальні значення по стовпцям. В комірці J4 знайдене максимальне значення із мінімальних по рядках. В комірці G9 знайдене мінімальне значення із максимальних по стовпцям. В комірки С14:H18 та C30:H34 вводжу значення платіжної матриці А.