Охрана труда. Микроклимат производственных помещений

Параметры микроклимата производственных помещений

Повышение влажности ухуд­шает самочувствие человека, как при пониженной, так и при повышенной температуре. Влажность воздуха в значи­тельной мере влияет на самочувствие человека и его работоспособность. При слишком низкой влажности (менее 20 %) организм человека рас­слабляется, результатом чего является снижение трудоспособности.

Очень высокая влажность (более 80 %) нарушает процесс терморегу­ляции. Выделяющийся пот не испаря­ется, а лишь стекает по поверхности тела и не отнимает от него излишнего тепла. В особенности неблагоприятно сочетание высокой влажности с высо­кой температурой при выполнении человеком тяжелой работы. Длительное воздействие влаги в со­четании с низкими температурами мо­жет привести к такому заболеванию, как туберкулез легких. При значитель­ном содержании влаги и высокой тем­пературе воздуха возникает головокру­жение, тошнота, тепловые удары с по­терей сознания.

При перегреве организма увеличи­вается приток крови к периферийным кровеносным сосудам. Вследствие рас­ширения сосудов количество протекающей по ним крови и теплоотдача увеличиваются.

В случае переохлаждения воздуш­ной среды наблюдается обратное явле­ние. Периферийные кровеносные сосу­ды сужаются, приток крови к ним и соответственно теплоотдача снижа­ются. У человека появляется стремле­ние к интенсивным движениям, кото­рые увеличивают обмен веществ в ор­ганизме с образованием тепла.

Температура тела человека 25^о … 43^о. Выделение тепла в процессе трудовой деятельности 85 … 500 Дж/с

Теплообмен человека с окружающей средой:

1. Конвективный (закон Ньютона) Q_k = a_k F_э (t_пов. – t_возд)

где: a_k = 4.1 Вт/м²/с² - коэффициент теплоотдачи конвекцией.

a_k ~ l / d, где l - коэффициент теплопроводности газа, d - толщина прогреваемого слоя: 4 … 8 мм без ветра и 1 мм при ветре 2 м/с;

F_э = 1.8 м² - площадь эффективной поверхности, омываемая воздухом;

t_пов. = 27.7^о (зимой), 31.5^о (летом) - температура поверхности человека; t_возд - температура воздуха.

2. Теплопроводность (закон Фурье)

где: l - коэффициент теплопроводности одежды;

D - толщина одежды.

3. Излучение тепла (закон Стефана-Больцмана).

Тепловое излучение (электромагнитное) с длиной волны l = 2.9 / Т (Т – температура тела по Кельвину).

С_пр - приведенный коэффициент излучения;

y_1-2 - коэффициент облучаемости - доля лучистой энергии, которая приходится на поверхность F₂ от всего потока с поверхности F₁. Если от человека в окружающую среду, то y_1-2 = 1.

4. Испарение влаги. Q_ив = G r.

где: r - теплота испарения влаги; G - потовыделение.

При t = 30^o потовыделение 2 …. 9.5 г/мин.

5. Нагревание выдыхаемого воздуха Q = V r c (t_выд. – t_возд).

где: V – объем выдыхаемого воздуха; r - плотность воздуха; с - удельная теплоемкость.

Частота дыхания - 12-15 1/мин … 25 1/мин, объем - 0.5 … 1.5 литра

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

- температура воздуха;

- температура поверхностей (ограждающих конструкций: стен, потолков, полов);

- относительная влажность воздуха;

- скорость движения воздуха;

- интенсивность теплового облучения.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.).

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22-24	21-25	60-40	0,1
	Iб (140-174)	21-23	20-24	60-40	0,1
	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
	IIб (233-290)	17-19	16-20	60-40	0,2
	III(более 290)	16-18	15-19	60-40	0,3
Теплый	Iа (до 139)	23-25	22-26	60-40	0,1
	Iб (140-174)	22-24	21-25	60-40	0,1
	IIа (175-232)	20-22	19-23	60-40	0,2
	IIб (233-290)	19-21	18-22	60-40	0,2
	III (более 290)	18-20	17-21	60-40	0,3

Характеристика отдельных категорий работ (категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт)).

К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).

К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), 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.).

К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей сиены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

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

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.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения

поверхности тела работающих от производственных источников

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового облучения, Вт/м2 , не более
50 и более	35
25-50	70
не более 25	100

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

В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные. В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия (например, системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты, помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы, в частности, перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.).

Обеспечение нормальных условий микроклимата производственной среды

На стадии проектирования и эксплуатации:

1. Исключить вредности

1.1. применение технологий, не требующих повышенного теплоизлучения, изменения влажности, повышения скорости движения воздуха

1.2. отопление помещений и зданий с учетом теплоизбытков от оборудования, людей и т.д.

1.3. вентиляция общеобменная (естественная или с механическим побуждением)

1.4. и т.д.

2. Удалить человека из зоны действия вредности

2.1. автоматизация и механизация

2.2. архитектурно-планировочные решения

3. Ограждение вредности

3.1. теплоизоляция машине и механизмов, излучающих тепло

3.2. ограждающие экраны

3.3. герметизация оборудования с повышенным влаговыделением

4. Ограждение человека

4.1. отдельные помещения для пультов управления, операторов

4.2. при работе на открытом воздухе – легкие укрытия каркасного, тентового или пневматического типов (с под­водом тепла или без него) для защиты от переохлаждения

4.3. средства индивидуальной защиты: спецодежда для защиты работников от переохлаждения и перегрева

5. Организационные меры:

5.1. перерывы в работе для обогрева или охлаждения работников

5.2. воздушное душирование, питье с солью (в горячих цехах)

5.3. сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы сокращение рабочего стажа

5.4. медицинский контроль, профилактории, спецпитание

5.5. и т.д.

Контроль метеорологических параметров

 

Температуру воздушной среды из­меряют с помощью ртутных или спир­товых термометров, а также термогра­фов. Последние обеспечивают непре­рывную запись температуры

Если в помещении имеются тепловые излу­чения, то для этих целей применяют парный термометр, в котором один из термометров зачернен. При этом ис­тинную температуру определяют по формуле

T = T_C - K (T_Ч - Т_С)

где: T_Ч , Т_С - показания соответственно черного и светлого термометра, °С;

К — постоянная парного термометра (берется из паспорта прибора).

Влажность воздуха — определяют с по­мощью психрометров. Психрометр со­стоит из сухого и влажного термо­метров.

Психрометры: стационар­ные, типа Августа,

переносные, типа Ассмана. Принцип его устройства тот же, но термометры заключены в ме­таллическую оправу, шарики термо­метров находятся в двойных металли­ческих гильзах, а в головке прибора помешается вентилятор, прогоняющий около шариков термометра воздух с постоянной скоростью, равной 4 м/с.

При работе с психрометром без вен­тилятора абсолютную влажность под­считывают по формуле: А = F_ВЛ - a (t_СУХ - t_ВЛ) В

где А - абсолютная влажность, г/м³; F_ВЛ - максимальная влажность возду­ха при температуре влажного термо­метра t_ВЛ (принимается по справочным данным); a - психрометрический ко­эффициент, зависящий от скорости движения воздуха (принимается но справочным данным); t_СУХ, t_ВЛ - пока­зания температуры соответственно су­хого и влажного термометра, °С; В — барометрическое давление, Па.

Зная абсолютную влажность, мож­но найти относительную влажность, % j = (А / F_СУХ) 100

где: F_СУХ - максимальная влажность при температуре сухого термометра, г/м³, принимается по справочным данным.

При использовании психрометра с вентилятором значение абсолютной влажности находят по формуле

А = F_ВЛ - 0.5 (t_СУХ - t_ВЛ) В/755

где 0,5 — постоянный психрометрический коэффициент, 755 — среднее баро­метрическое давление, Па.

Относительная влажность может быть определена также на основании разности показаний сухого и влаж­ного термометров по психрометрической таблице.

Скорость движения воздуха изме­ряют с помощью анемометров: крыльчатых или чашечных.

Крыльчатый V <= 10 м/с, а чашеч­ный - до 30 м/с. Определение скоро­сти движения воздуха производят пу­тем сопоставления двух отсчетов по циферблату; до начала опыта и после опыта.

Крыльчатый анемометр на струнной оси АСО-3, скорость движения воздуха в пределах 0,2...1,0 м/с.

Скорость в интер­вале значений от 0,1 до 1,5 м/с можно определять с помощью кататермометра. Шаровой кататермометр представляет собой спиртовой термометр с двумя резервуарами - шаровым внизу и цилиндрическим вверху. Шкала ката­термометра имеет деления от 31 до 41^о. Его предварительно нагревают в водя­ной бане, затем вытирают насухо и помещают в исследуемое место. По ве­личине падения столба спирта в едини­цу времени в кататермометре при его охлаждении судят о скорости движе­ния воздуха.

Скорость движения воздуха менее 1 м/с измеряют также термоанемо­метрами. В основу работы термоанемометра положен принцип охлаждения датчика, находящегося в воздушном потоке и нагреваемого эле­ктрическим током. Датчик представля­ет собой полупроводниковое микросопротивление. Термоанемометром из­меряют скорость движения воздуха от 0,03 до 5 м/с.

. Термоанемометр: 1- датчик; 2 - термопара; 3 - реостат; 4 - батарея нагрева; 5 - гальванометр